ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
177
матричной (Гейзенберг и др., 1926 г.) и волновой (Шредингер Э., 1926 г.)
формах закончилось на десятилетие позже, чем формирование
релятивистской физики (Эйнштейн А., 1916 г.).
Стало быть, нерелятивистская квантовая механика (НКМ) возникла
из двух «сросшихся стволов древа» познания микромира: матричной и
волновой механики. Здесь нами будет рассмотрена только
нерелятивистская квантовая механика с акцентом, несомненно,
признанным, на работы Э. Шредингера и В. Гейзенберга.
Квантовая гипотеза Макса Планка. Вкратце рассмотрим “самое
большое открытие в физике со времени Ньютона”
1
М. Планка: открытие
кванта действия и точного значения универсальной постоянной (14
декабря 1900 г.). Выбор проблемы излучения абсолютно черного тела,
приведший М. Планка к этому открытию, вдохновлялся не только
экспериментальным исследованием тех лет (например, Луммера и
Принсгейма в Имперском физико-техническом институте в Берлине) и его
неудовлетворенностью сомнительным выводом в 1896 г. закона
излучения, непригодного для низких частот, но и, главное, планковским
мировоззренческим идеалом поиска абсолютного, который всегда
представлялся ему самой прекрасной задачей исследователя
2
, ибо она (т.е.
данная проблема излучения) в силу своей универсальности представляла
собой нечто абсолютное.
Можно предположить, что в поисках этого “абсолюта”, т.е. при
открытии кванта действия, методологическими принципами, которыми
руководствовался Планк, являются следующие: 1) принцип простоты
законов природы и 2) принцип дискретности строения уровней материи (и
материальных объектов). Обоснование своего предположения мы находим
в следующих утверждениях М. Планка: “Я тогда же, как и сегодня,
исходил из воззрения, что закон природы выражается проще, чем он
является, более всеобщим (правда, вопрос о том, какая формулировка
должна рассматриваться как простейшая, не всегда может быть решен без
1
Это замечание Планка дошло до нас через В. Гейзенберга, который сам слышал от третьего лица.
Также есть свидетельство сына Планка Эрвина, переданное проф. Бавинку, который рассказал как об
этом пишет М. Борн: “Это было в 1900 г., когда Планк, на прогулке в Грюневельде, около Берлина,
сказал сыну: “Сегодня я сделал столь же важное открытие, как и открытие Ньютона”. Конечно,
Планк никогда не говорил ничего подобного публично”. (См.: Борн М. Размышления и воспоминания
физика. – М.: Наука, 1977. С. 64). Позже в научной автобиографии Планк после долгих колебаний
публично признался, что “квант действия играет фундаментальную роль в атомной физике, и с его
появлением в физической науке наступила новая эпоха, ибо в нем заложено нечто, до того времени не
слыханное, что призвано радикально преобразовать наше физическое мышление, построенное на
понятии непрерывности всех причинных связей с тех самых пор, как Ньютоном и Лейбницем было
создано исчисление бесконечно малых” (См.: Планк М. Научная биография // Макс Планк (1858–
1947). – М.: Наука, 1958. С. 82).
2
Планк М. Научная автобиография // Избранные труды. – М.: Наука, 1975. С. 649–663.
178
сомнений и удовлетворительно)”
1
. Упоминание М. Планком уровня
всеобщности в связи с простотой законов природы является следствием,
которое можно вывести из его мировоззренческого принципа единства
физической картины мира: в этот принцип, воплощенный М. Планком в
высшем познавательном идеале “объединить пестрое многообразие
физических явлений в единую систему, а если возможно, то в одну-
единственную формулу”
2
. Есть многочисленные свидетельства, в том
числе М. Борна, что Планк не был лишен интереса к философии:
“физические интересы Планка всегда имели философское происхождение
и коренились в его глубокой убежденности… в том, что человеческий ум
может проникать в тайны природы с помощью мышления вследствие
гармонии между законами мышления и законами природы”
3
.
Что касается методологического принципа дискретности, то он
навеян Планку во время его интенсивного изучения тепловых явлений с
помощью статистики Больцмана, основанной на молекулярно-
кинетической теории. “Используя статистику Больцмана, Планк, в
отличие от многих исследователей, рассматривал как раз те случаи, где
дискретность этой теории надо учитывать”
4
. Ниже мы покажем, какую
роль сыграло в становлении понятия кванта действия у Планка
соотношение Больцмана (логарифмический характер связи энтропии с
термодинамической вероятностью). Не только молекулярно —
кинетическая теория сыграла свою роль в становлении понятия квантов,
но и теория электромагнетизма.
Поскольку процесс излучения в полости связан с теорией
электромагнетизма, Планк применяет уравнения Максвелла-Герца к
рассмотрению резонаторов с произвольными начальными условиями. При
этом он доказывает, что такое рассмотрение выявляет необратимые
1
Plank M. Die Entstehung und bishierige Entwicklung der Quanten Theorie. Stuttgart, 1949. S. 128.
2
Планк М. Единство физической картины мира. – М., 1966. С. 23. “Именно это стремление (к
“изначальной гармонии” — Д.О) было неиссякаемым источником терпения и настойчивости, —
пишет А. Эйнштейн, — с которыми Планк отдавался самым простым вопросам, связанным с
физической наукой, в то время как он мог бы поддаться искушению и пойти иными путями, которые
привели бы к более привлекательным результатам” (См.: Эйнштейн А. СНТ., Т. 4. С. 154–155).
Несколькими строками впереди он замечает: “Лейбниц удачно назвал это свойство (присущее миру
восприятий — Д.О.) “изначальной гармонией”” (Там же. С. 154). Таким образом, можно дополнить
принцип простоты Планка принципом предустановленной (изначальной) гармонии Лейбница,
сыгравшим селективную роль в становлении гипотезы квантов.
3
Борн М. Размышления и воспоминания физика. С. 53. Об этом интересе к философии
свидетельствуют названия его работ: “Единство физической картины мира”, “Позитивизм и
реальный мир”. Будучи стихийным естественнонаучным материалистом по своему мировоззрению
М. Планк “решительно и постоянно отвергал” (М. Борн) позитивизм, критикуя Эрнста Маха (См.:
там же. С. 75).
4
Ассеев В.А. Экстремальные принципы в естествознании и их философское содержание. – Л.: Изд-
во ЛГУ, 1977. С. 82.
матричной (Гейзенберг и др., 1926 г.) и волновой (Шредингер Э., 1926 г.) сомнений и удовлетворительно)”1. Упоминание М. Планком уровня
формах закончилось на десятилетие позже, чем формирование всеобщности в связи с простотой законов природы является следствием,
релятивистской физики (Эйнштейн А., 1916 г.). которое можно вывести из его мировоззренческого принципа единства
Стало быть, нерелятивистская квантовая механика (НКМ) возникла физической картины мира: в этот принцип, воплощенный М. Планком в
из двух «сросшихся стволов древа» познания микромира: матричной и высшем познавательном идеале “объединить пестрое многообразие
волновой механики. Здесь нами будет рассмотрена только физических явлений в единую систему, а если возможно, то в одну-
нерелятивистская квантовая механика с акцентом, несомненно, единственную формулу”2. Есть многочисленные свидетельства, в том
признанным, на работы Э. Шредингера и В. Гейзенберга. числе М. Борна, что Планк не был лишен интереса к философии:
Квантовая гипотеза Макса Планка. Вкратце рассмотрим “самое “физические интересы Планка всегда имели философское происхождение
большое открытие в физике со времени Ньютона”1 М. Планка: открытие и коренились в его глубокой убежденности… в том, что человеческий ум
кванта действия и точного значения универсальной постоянной (14 может проникать в тайны природы с помощью мышления вследствие
декабря 1900 г.). Выбор проблемы излучения абсолютно черного тела, гармонии между законами мышления и законами природы”3.
приведший М. Планка к этому открытию, вдохновлялся не только Что касается методологического принципа дискретности, то он
экспериментальным исследованием тех лет (например, Луммера и навеян Планку во время его интенсивного изучения тепловых явлений с
Принсгейма в Имперском физико-техническом институте в Берлине) и его помощью статистики Больцмана, основанной на молекулярно-
неудовлетворенностью сомнительным выводом в 1896 г. закона кинетической теории. “Используя статистику Больцмана, Планк, в
излучения, непригодного для низких частот, но и, главное, планковским отличие от многих исследователей, рассматривал как раз те случаи, где
мировоззренческим идеалом поиска абсолютного, который всегда дискретность этой теории надо учитывать”4. Ниже мы покажем, какую
представлялся ему самой прекрасной задачей исследователя2, ибо она (т.е. роль сыграло в становлении понятия кванта действия у Планка
данная проблема излучения) в силу своей универсальности представляла соотношение Больцмана (логарифмический характер связи энтропии с
собой нечто абсолютное. термодинамической вероятностью). Не только молекулярно —
Можно предположить, что в поисках этого “абсолюта”, т.е. при кинетическая теория сыграла свою роль в становлении понятия квантов,
открытии кванта действия, методологическими принципами, которыми но и теория электромагнетизма.
руководствовался Планк, являются следующие: 1) принцип простоты Поскольку процесс излучения в полости связан с теорией
законов природы и 2) принцип дискретности строения уровней материи (и электромагнетизма, Планк применяет уравнения Максвелла-Герца к
материальных объектов). Обоснование своего предположения мы находим рассмотрению резонаторов с произвольными начальными условиями. При
в следующих утверждениях М. Планка: “Я тогда же, как и сегодня, этом он доказывает, что такое рассмотрение выявляет необратимые
исходил из воззрения, что закон природы выражается проще, чем он
является, более всеобщим (правда, вопрос о том, какая формулировка 1
Plank M. Die Entstehung und bishierige Entwicklung der Quanten Theorie. Stuttgart, 1949. S. 128.
должна рассматриваться как простейшая, не всегда может быть решен без 2
Планк М. Единство физической картины мира. – М., 1966. С. 23. “Именно это стремление (к
“изначальной гармонии” — Д.О) было неиссякаемым источником терпения и настойчивости, —
пишет А. Эйнштейн, — с которыми Планк отдавался самым простым вопросам, связанным с
1
Это замечание Планка дошло до нас через В. Гейзенберга, который сам слышал от третьего лица. физической наукой, в то время как он мог бы поддаться искушению и пойти иными путями, которые
Также есть свидетельство сына Планка Эрвина, переданное проф. Бавинку, который рассказал как об привели бы к более привлекательным результатам” (См.: Эйнштейн А. СНТ., Т. 4. С. 154–155).
этом пишет М. Борн: “Это было в 1900 г., когда Планк, на прогулке в Грюневельде, около Берлина, Несколькими строками впереди он замечает: “Лейбниц удачно назвал это свойство (присущее миру
сказал сыну: “Сегодня я сделал столь же важное открытие, как и открытие Ньютона”. Конечно, восприятий — Д.О.) “изначальной гармонией”” (Там же. С. 154). Таким образом, можно дополнить
Планк никогда не говорил ничего подобного публично”. (См.: Борн М. Размышления и воспоминания принцип простоты Планка принципом предустановленной (изначальной) гармонии Лейбница,
физика. – М.: Наука, 1977. С. 64). Позже в научной автобиографии Планк после долгих колебаний сыгравшим селективную роль в становлении гипотезы квантов.
3
публично признался, что “квант действия играет фундаментальную роль в атомной физике, и с его Борн М. Размышления и воспоминания физика. С. 53. Об этом интересе к философии
появлением в физической науке наступила новая эпоха, ибо в нем заложено нечто, до того времени не свидетельствуют названия его работ: “Единство физической картины мира”, “Позитивизм и
слыханное, что призвано радикально преобразовать наше физическое мышление, построенное на реальный мир”. Будучи стихийным естественнонаучным материалистом по своему мировоззрению
понятии непрерывности всех причинных связей с тех самых пор, как Ньютоном и Лейбницем было М. Планк “решительно и постоянно отвергал” (М. Борн) позитивизм, критикуя Эрнста Маха (См.:
создано исчисление бесконечно малых” (См.: Планк М. Научная биография // Макс Планк (1858– там же. С. 75).
4
1947). – М.: Наука, 1958. С. 82). Ассеев В.А. Экстремальные принципы в естествознании и их философское содержание. – Л.: Изд-
2
Планк М. Научная автобиография // Избранные труды. – М.: Наука, 1975. С. 649–663. во ЛГУ, 1977. С. 82.
177 178
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 87
- 88
- 89
- 90
- 91
- …
- следующая ›
- последняя »
