Методологическая физика. Очиров Д.Д-Э. - 99 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

197
и составило содержание математической гипотезы последней.
Значит в качестве одного из основополагающих принципов
теоретической программы волновой механики Шрёдингером выбран
принцип волны-частицы Л. де Бройля. Этому взгляду способствовало
мировоззрение самого Шредингера, которое складывалось под влиянием
идей Л. Больцмана. “Круг этих идей стал для меня, — признавался позже
Шрёдингер, — как бы первой любовью в науке, ничто другое меня не
захватывало, пожалуй, никогда уже не захватит
1
. Об этом влиянии можно
убедиться как в своих работах на примере, по кинетической теории газов,
статической механике, динамике упруго связанной материальной точки и
др. Шрёдингер решает вопрос выбора атомистического или
континуального подхода. Нам кажется, что Шрёдингера вдохновляла в
этом выборе установка Больцмана, что в предвидимом будущем из
феноменологии (т.е. из континуального подхода) разовьется теория, также
обладающая преимуществом атомистики
2
. “Едва ли нужно пояснять, —
писал Шрёдингер, — насколько более привлекательным было бы
представление о том, что при квантовом переходе энергия переходит из
одной формы колебаний в другую, чем представление о перескакивающем
электроне. Изменение формы колебаний может протекать непрерывно в
пространстве и во времени, оно вполне может длиться столько времени,
сколько занимает процесс излучения
3
. Более того, занимаясь
исследованиями в области физики непрерывных сред, он обладал
филигранной техникой решения задач на собственные значения, т.е.
выбор математического аппарата для новой механики был в основном
предрешен.
Все таки, смеем надеяться, что Шрёдингер выбирая теоретическую
программу нерелятивистской волновой механики, подсознательно
следовал старому философскому принципу: “natura non facut saltus”
(“природа не делает скачков”) в противовес боровскому: “природа делает
скачки
4
.
1
Цит. по книге: Джеммер М. Эволюция понятий квантовой механики. С. 251.
2
Там же. С. 252.
3
Там же. С. 256.
4
Существует в литературе несколько другая точка зрения: на поле индивидуального сознания
Шрёдингера произошламутацияот встречи западной и восточной культур. “Это та «разность
потенциалов», которая дала инновационный всплеск в области квантовой механики”. (См.: Князева
Е.Н. Одиссея научного разума. – М.: ИФ РАН, 1997. С. 198). Е. Н. Князева проводит аналогию между
непрерывностью волновой функции и непрерывностью потока вселенских элементовдхарм. При
этом она аргументирует цитатой из переписки между Э. Шрёдингером и Б. Берриотти, в которой
Шрёдингер указывает влияние на его мировоззрение Спинозы и А. Шопенгауэра, и, в особенности,
сильное влияние Упанишад (“То единое, что лежит в основе всего, — это тьят, бестелесное начало,
пишет Князева, — вечно находящееся в движении и бессмертное, именно на него ссылается
Шрёдингер в одном из своих писем”. (См.: Там же. С. 199). На наш взгляд, это очень сомнительно, но
198
Проблемы интерпретации волновой функции в НВМ Шрёдингера.
Возвращаясь назад к уравнению Шрёдингера можно заметить, что со дня
появления его на свет перед учеными встала проблема интерпретации
загадочнойволновой пси-функции. “Какое-то время Шрёдингер думал,
пишет Гейзенберг, — что дискретное стационарное состояние может
быть наглядно представлено следующим образом. Мы имеем трехмерную
стоячую волнуее можно изобразить как произведение известной
пространственной функции и периодической временной функции e
iwt
,
абсолютный квадрат этой волновой функции означает электрическую
плотность. Частота этой стоячей волны сопоставима с термом в
спектральном законе
1
. Здесь обнаруживаем попытку эйдетической
(наглядной) интерпретации со стороны Шредингера волновой функции и
связать ее со спектральными данными.
Если проследить с самого начала историю интерпретации волновой
функции, то Шрёдингер ψ-функции приписал электромагнитный смысл,
характеризующий непрерывное распределение заряда в реальном
пространстве. Развивая далее это представление, он определил ψ·ψ* как
весовую функцию распределения заряда, так что р=е·ψ·ψ* (где е
заряд электрона) являлась плотностью заряда электрона. В дальнейшей
попытке синтеза волновых представлений с корпускулярными Шрёдингер
приходит к модели волновых пакетов, образованных бесконечно большим
числом волновых функций. Но вскоре стало ясно, что данное его
представление ошибочно: волновые пакеты все-таки расплываются.
Тогда за дело интерпретации ψ-функции взялся М. Борн. Он считал,
что шрёдингеровский формализм лучше объясняет столкновение
свободной частицы с атомом (тем самым он сделал выбор в пользу НВМ
Шрёдингера в данном вопросе). По мысли Борна, корпускулярная
интерпретация формулы рассеянной волны возможна только в одном
случае: следовало принять ψ-функцию за меру вероятности рассеивания
электрона. Таким образом, Борн задался вопросом о том, какова
вероятность определенного состояния после столкновения. Он стоял перед
выбором: с одной стороны, описанная ранееундуляторная
2
(Шрёдингер)
интерпретация ψ-функции и, с другой стороныего вероятностная.
Правильному выбору вероятностной интерпретации Борну помогли
следующие обстоятельства (т.е. селекторы): 1) эксперименты по атомным
столкновениям; 2) попытка Борна связать волновую функцию с наличием
требует тщательной проверки (она выходит за рамки нашей работы).
1
Гейзенберг В. Развитие понятий в истории квантовой механики //Гейзенберг В. Шаги за горизонт.
М.: Прогресс, 1978. С. 98.
2
«Ундуляторной механикой», так пока еще Шрёдингер называл свою механику во втором
сообщении, а термин «волновая механика» впервые употребил в введении третьего сообщения.
и составило содержание математической гипотезы последней.                                                 Проблемы интерпретации волновой функции в НВМ Шрёдингера.
     Значит в качестве одного из основополагающих принципов                                          Возвращаясь назад к уравнению Шрёдингера можно заметить, что со дня
теоретической программы волновой механики Шрёдингером выбран                                         появления его на свет перед учеными встала проблема интерпретации
принцип волны-частицы Л. де Бройля. Этому взгляду способствовало                                     “загадочной” волновой пси-функции. “Какое-то время Шрёдингер думал,
мировоззрение самого Шредингера, которое складывалось под влиянием                                   — пишет Гейзенберг, — что дискретное стационарное состояние может
идей Л. Больцмана. “Круг этих идей стал для меня, — признавался позже                                быть наглядно представлено следующим образом. Мы имеем трехмерную
Шрёдингер, — как бы первой любовью в науке, ничто другое меня не                                     стоячую волну — ее можно изобразить как произведение известной
захватывало, пожалуй, никогда уже не захватит”1. Об этом влиянии можно                               пространственной функции и периодической временной функции eiwt ,
убедиться как в своих работах на примере, по кинетической теории газов,                              абсолютный квадрат этой волновой функции означает электрическую
статической механике, динамике упруго связанной материальной точки и                                 плотность. Частота этой стоячей волны сопоставима с термом в
др. Шрёдингер решает вопрос выбора атомистического или                                               спектральном законе”1. Здесь обнаруживаем попытку эйдетической
континуального подхода. Нам кажется, что Шрёдингера вдохновляла в                                    (наглядной) интерпретации со стороны Шредингера волновой функции и
этом выборе установка Больцмана, что в предвидимом будущем из                                        связать ее со спектральными данными.
феноменологии (т.е. из континуального подхода) разовьется теория, также                                   Если проследить с самого начала историю интерпретации волновой
обладающая преимуществом атомистики2. “Едва ли нужно пояснять, —                                     функции, то Шрёдингер ψ-функции приписал электромагнитный смысл,
писал Шрёдингер, — насколько более привлекательным было бы                                           характеризующий непрерывное распределение заряда в реальном
представление о том, что при квантовом переходе энергия переходит из                                 пространстве. Развивая далее это представление, он определил ψ·ψ* как
одной формы колебаний в другую, чем представление о перескакивающем                                  “весовую функцию” распределения заряда, так что р=е·ψ·ψ* (где е —
электроне. Изменение формы колебаний может протекать непрерывно в                                    заряд электрона) являлась плотностью заряда электрона. В дальнейшей
пространстве и во времени, оно вполне может длиться столько времени,                                 попытке синтеза волновых представлений с корпускулярными Шрёдингер
сколько занимает процесс излучения”3. Более того, занимаясь                                          приходит к модели волновых пакетов, образованных бесконечно большим
исследованиями в области физики непрерывных сред, он обладал                                         числом волновых функций. Но вскоре стало ясно, что данное его
филигранной техникой решения задач на собственные значения, т.е.                                     представление ошибочно: волновые пакеты все-таки расплываются.
выбор математического аппарата для новой механики был в основном                                          Тогда за дело интерпретации ψ-функции взялся М. Борн. Он считал,
предрешен.                                                                                           что шрёдингеровский формализм лучше объясняет столкновение
     Все таки, смеем надеяться, что Шрёдингер выбирая теоретическую                                  свободной частицы с атомом (тем самым он сделал выбор в пользу НВМ
программу нерелятивистской волновой механики, подсознательно                                         Шрёдингера в данном вопросе). По мысли Борна, корпускулярная
следовал старому философскому принципу: “natura non facut saltus”                                    интерпретация формулы рассеянной волны возможна только в одном
(“природа не делает скачков”) в противовес боровскому: “природа делает                               случае: следовало принять ψ-функцию за меру вероятности рассеивания
скачки”4.                                                                                            электрона. Таким образом, Борн задался вопросом о том, какова
                                                                                                     вероятность определенного состояния после столкновения. Он стоял перед
1
  Цит. по книге: Джеммер М. Эволюция понятий квантовой механики. С. 251.                             выбором: с одной стороны, описанная ранее “ундуляторная”2 (Шрёдингер)
2
  Там же. С. 252.                                                                                    интерпретация ψ-функции и, с другой стороны — его вероятностная.
3
  Там же. С. 256.                                                                                    Правильному выбору вероятностной интерпретации Борну помогли
4
   Существует в литературе несколько другая точка зрения: на поле индивидуального сознания           следующие обстоятельства (т.е. селекторы): 1) эксперименты по атомным
Шрёдингера произошла “мутация” от встречи западной и восточной культур. “Это та «разность
потенциалов», которая дала инновационный всплеск в области квантовой механики”. (См.: Князева        столкновениям; 2) попытка Борна связать волновую функцию с наличием
Е.Н. Одиссея научного разума. – М.: ИФ РАН, 1997. С. 198). Е. Н. Князева проводит аналогию между
непрерывностью волновой функции и непрерывностью потока вселенских элементов — дхарм. При
этом она аргументирует цитатой из переписки между Э. Шрёдингером и Б. Берриотти, в которой           требует тщательной проверки (она выходит за рамки нашей работы).
                                                                                                     1
Шрёдингер указывает влияние на его мировоззрение Спинозы и А. Шопенгауэра, и, в особенности,           Гейзенберг В. Развитие понятий в истории квантовой механики //Гейзенберг В. Шаги за горизонт.
сильное влияние Упанишад (“То единое, что лежит в основе всего, — это тьят, бестелесное начало,      – М.: Прогресс, 1978. С. 98.
                                                                                                     2
— пишет Князева, — вечно находящееся в движении и бессмертное, именно на него ссылается                 «Ундуляторной механикой», так пока еще Шрёдингер называл свою механику во втором
Шрёдингер в одном из своих писем”. (См.: Там же. С. 199). На наш взгляд, это очень сомнительно, но   сообщении, а термин «волновая механика» впервые употребил в введении третьего сообщения.

                                              197                                                                                                 198