Методологическая физика. Очиров Д.Д-Э. - 94 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

187
экспериментальные данные (спектроскопические и единичные акты
рассеяния на большие углы)
1
.
Почти одновременно с Томсоном японский физик Х. Нагаока,
опираясь на максвелловскую концепцию стабильности движения колец
Сатурна, построил свою модель атома. Всатурнианскоймодели Нагаока
имелась центральная положительно заряженная частица, окруженная
электронами, вращающимися с общей угловой скоростью. Надо полагать,
что Нагаока выбрал в качестве гештальта максвелловское представление о
движении колец Сатурна с осцилляцией. Путем замещения этих колец
осциллирующей электронной конфигурацией Нагаока надеялся объяснить
линии эмиссионного спектра и стабильность атома. Далее. Опираясь на
модели Перрена и Нагаоки, кембриджский астрофизик Никольсон с целью
объяснения природы неидентифицированных линий спектров
туманностей и солнечной короны выдвинул свою модель атома. При этом
Никольсон включил планковский квант действия в свою теорию, приняв,
что частоты различных наблюдаемых спектральных линий можно
объяснить следующим предположением: отношение энергии системы и
частоты вращения кольца электронов является целым кратным
постоянной Планка
2
. Никольсон предполагал, что очень важно, что вся
масса атома сосредоточена в центральной положительно заряженной
сфере. По любопытному совпадению в истории нашего предмета наиболее
важные нововведения Никольсона, именно идея тяжелого ядра и
представление о спектре как о квантовом явлении, были к тому времени
уже введены в науку в результате независимых исследований
3
. Имеются в
виду исследования Нернста (1911 г.), Бьеррума (1911 г.) и Резерфорда
(1911 г.) Вместе с тем Никольсон предвосхитил некоторые идеи Бора
4
,
1
Свой выбор осуществил и Бор. “В марте 1912 г. Бор покинул лабораторию Дж. Томсона в
Кембридже, чтобы присоединиться к «командеРезерфорда в Манчестере, — пишет М. Джеммер, —
потому что у него были разногласия с Томсоном по поводу томсоновской модели атома в виде
пирога с изюмомили, как однажды заметил Кондон, потому чтоДж. Дж. вежливо намекнул, что
было бы не плохо (it might be nice), если бы он (Бор) покинул Кембридж и перешел работать к
Резерфорду” (См.: Джеммер М. Эволюция понятий квантовой механики.М.: Наука, 1985. С. 78).
2
Джеммер М. Указанная монография. С. 81. При этом М. Джеммер заключает, чтотеория
Никольсона, основанная на соответствии между частотами оптических и механических колебаний,
конечно, ни в коей мере не совместима с комбинационным принципом Ритца. Да и введение
постоянной Планка отнюдь не было мотивировано какими-либо соображениями относительно
стабильности ее модели атома”.
3
Там же.
4
Хотя известно из истории физики, что Н. Бор был знаком с концепцией Никольсона, но она не
имела решающего влияния на формирование теории Бора из-заотсутствия профессионализма
(Розенфельд) у Никольсона. (См.: Джеммер М. Указанная монография. С. 81–82). Бор познакомился с
концепцией Никольсона только к концу 1912 г. “Это мы знаем по рождественской открытке,
посланной им своему брату Харальду”. (См.: там же. С. 84.). Есть подробная ссылка Бора на
Никольсона в его работе: “О строении атомов и молекул”. (См.: Бор Н. Избранные научные труды.
188
основываясь часто на ошибочных рассуждениях. Упомянутое выше
«любопытное совпадение» независимых исследований можно объяснить
исходя из синергетической познавательной модели: познание атома
двигалось к своему аттрактору через перечисленные ранее атомные
моделик атому Бора. Близ точки бифуркации, на наш взгляд, оказались
две альтернативные модели: Никольсона и Бора.
Таким образом, и атом Бора, и атом Никольсона излучали и
поглощали свет дискретными порциямиквантами, что противоречит
классической физике.
В этом пункте заключается их сходство, а различиев
непрерывности (в атоме Никольсона) и скачкообразности (в атоме Бора)
перехода электрона с одной орбиты на другую при излучении или
поглощении светового кванта.
Можно предположить, что в основе обеих моделей, построенных для
объяснения линейчатого спектра водорода, лежал следующий физический
принцип: причиной излучения (и поглощения) атомом световых квантов
является дискретное изменение состояния атома (так называемый
квантовый постулат Бора)
1
.
Теперь перейдем к проблеме выбора своей модели Бором. Выбор
всегда предполагает предпочтение из множества (потенциального или
актуального) вариантов своего варианта на основе определенного
селективного критерия.
С современной точки зрения выбор, — как пишет В.П. Бранский, —
который сделал Никольсон, кажется в высшей степени странным и даже
просто нелепым: кажется бессмысленным сочетать в одной модели
предположение о дискретном характере излучения с допущением о
непрерывном характере изменения состояния атома. Однако Никольсон
упорно избегал этой возможности. Нетрудно догадаться, что этому
способствовала традиционная для мировоззрения классической физики
установка, восходящая еще к философии Лейбница и Канта: “Природа не
делает скачков””
2
.
Между темнет никаких сомнений в том, что датский предтеча
современного экзистенциализма, Сёрен Кьеркегор, в какой-то мере
подействовал на развитие современной физики, ибо он повлиял на Бора
3
.
Это подтверждает тот факт, что для молодого Бора главным авторитетом
по философским вопросам былпылкий ученик и блестящий толкователь
учения Кьеркегора” (М. Джеммер) Харальд Гёффдингблизкий друг
М.: Наука, 1970. Т. 1. С. 89, 97).
1
Бранский В.П. Указанная статья. С. 553.
2
Бранский В.П. Указанная статья. С. 554.
3
Джеммер М. Эволюция понятий квантовой механики. С. 174.
экспериментальные данные (спектроскопические и единичные акты                                     основываясь часто на ошибочных рассуждениях. Упомянутое выше
рассеяния на большие углы)1.                                                                      «любопытное совпадение» независимых исследований можно объяснить
    Почти одновременно с Томсоном японский физик Х. Нагаока,                                      исходя из синергетической познавательной модели: познание атома
опираясь на максвелловскую концепцию стабильности движения колец                                  двигалось к своему аттрактору через перечисленные ранее атомные
Сатурна, построил свою модель атома. В “сатурнианской” модели Нагаока                             модели — к атому Бора. Близ точки бифуркации, на наш взгляд, оказались
имелась центральная положительно заряженная частица, окруженная                                   две альтернативные модели: Никольсона и Бора.
электронами, вращающимися с общей угловой скоростью. Надо полагать,                                    Таким образом, и атом Бора, и атом Никольсона излучали и
что Нагаока выбрал в качестве гештальта максвелловское представление о                            поглощали свет дискретными порциями — квантами, что противоречит
движении колец Сатурна с осцилляцией. Путем замещения этих колец                                  классической физике.
осциллирующей электронной конфигурацией Нагаока надеялся объяснить                                     В этом пункте заключается их сходство, а различие — в
линии эмиссионного спектра и стабильность атома. Далее. Опираясь на                               непрерывности (в атоме Никольсона) и скачкообразности (в атоме Бора)
модели Перрена и Нагаоки, кембриджский астрофизик Никольсон с целью                               перехода электрона с одной орбиты на другую при излучении или
объяснения     природы    неидентифицированных      линий     спектров                            поглощении светового кванта.
туманностей и солнечной короны выдвинул свою модель атома. При этом                                    Можно предположить, что в основе обеих моделей, построенных для
Никольсон включил планковский квант действия в свою теорию, приняв,                               объяснения линейчатого спектра водорода, лежал следующий физический
что частоты различных наблюдаемых спектральных линий можно                                        принцип: причиной излучения (и поглощения) атомом световых квантов
объяснить следующим предположением: отношение энергии системы и                                   является дискретное изменение состояния атома (так называемый
частоты вращения кольца электронов является целым кратным                                         квантовый постулат Бора)1.
постоянной Планка2. Никольсон предполагал, что очень важно, что вся                                    Теперь перейдем к проблеме выбора своей модели Бором. Выбор
масса атома сосредоточена в центральной положительно заряженной                                   всегда предполагает предпочтение из множества (потенциального или
сфере. По любопытному совпадению в истории нашего предмета наиболее                               актуального) вариантов своего варианта на основе определенного
важные нововведения Никольсона, именно идея тяжелого ядра и                                       селективного критерия.
представление о спектре как о квантовом явлении, были к тому времени                                   “С современной точки зрения выбор, — как пишет В.П. Бранский, —
уже введены в науку в результате независимых исследований3. Имеются в                             который сделал Никольсон, кажется в высшей степени странным и даже
виду исследования Нернста (1911 г.), Бьеррума (1911 г.) и Резерфорда                              просто нелепым: кажется бессмысленным сочетать в одной модели
(1911 г.) Вместе с тем Никольсон предвосхитил некоторые идеи Бора4,                               предположение о дискретном характере излучения с допущением о
                                                                                                  непрерывном характере изменения состояния атома. Однако Никольсон
1
  Свой выбор осуществил и Бор. “В марте 1912 г. Бор покинул лабораторию Дж. Томсона в             упорно избегал этой возможности. Нетрудно догадаться, что этому
Кембридже, чтобы присоединиться к «команде” Резерфорда в Манчестере, — пишет М. Джеммер, —        способствовала традиционная для мировоззрения классической физики
потому что у него были разногласия с Томсоном по поводу томсоновской модели атома в виде          установка, восходящая еще к философии Лейбница и Канта: “Природа не
пирога с изюмом — или, как однажды заметил Кондон, потому что “Дж. Дж. вежливо намекнул, что      делает скачков””2.
было бы не плохо (it might be nice), если бы он (Бор) покинул Кембридж и перешел работать к
Резерфорду” (См.: Джеммер М. Эволюция понятий квантовой механики. – М.: Наука, 1985. С. 78).           Между тем “нет никаких сомнений в том, что датский предтеча
2
   Джеммер М. Указанная монография. С. 81. При этом М. Джеммер заключает, что “теория             современного экзистенциализма, Сёрен Кьеркегор, в какой-то мере
Никольсона, основанная на соответствии между частотами оптических и механических колебаний,       подействовал на развитие современной физики, ибо он повлиял на Бора”3.
конечно, ни в коей мере не совместима с комбинационным принципом Ритца. Да и введение             Это подтверждает тот факт, что для молодого Бора главным авторитетом
постоянной Планка отнюдь не было мотивировано какими-либо соображениями относительно
стабильности ее модели атома”.                                                                    по философским вопросам был “пылкий ученик и блестящий толкователь
3
  Там же.                                                                                         учения Кьеркегора” (М. Джеммер) Харальд Гёффдинг — близкий друг
4
  “Хотя известно из истории физики, что Н. Бор был знаком с концепцией Никольсона, но она не
имела решающего влияния на формирование теории Бора из-за “отсутствия профессионализма”
(Розенфельд) у Никольсона. (См.: Джеммер М. Указанная монография. С. 81–82). Бор познакомился с   М.: Наука, 1970. Т. 1. С. 89, 97).
                                                                                                  1
концепцией Никольсона только к концу 1912 г. “Это мы знаем по рождественской открытке,              Бранский В.П. Указанная статья. С. 553.
                                                                                                  2
посланной им своему брату Харальду”. (См.: там же. С. 84.). Есть подробная ссылка Бора на           Бранский В.П. Указанная статья. С. 554.
                                                                                                  3
Никольсона в его работе: “О строении атомов и молекул”. (См.: Бор Н. Избранные научные труды. –     Джеммер М. Эволюция понятий квантовой механики. С. 174.

                                             187                                                                                              188