Полная версия

Главная arrow Философия arrow Взлеты и падения гениев науки: практикум по методологии науки

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Эти неуловимые квантовые объекты

4 декабря 1900 года считается днем рождения квантовой физики. В этот день немецкий физик Макс Планк сообщил присутствующим на заседании физического сообщества свою формулу для подсчета спектральной плотности излучения абсолютно твердого тела, в которой фигурировала постоянная величина И. Именно ее впоследствии назвали постоянной Планка. Сам Планк считал введение в физику придуманной им постоянной «жестом отчаяния», предпринятого ради нахождения формулы, соответствующей экспериментальным данным. Речь, мол, идет о математическом трюке. За 23 года до Планка Людвиг Больцман высказал гипотезу, что излучения осцилляторов могут иметь только дискретные значения. Однако абсолютное большинство физиков, в том числе и Планк, отвергли идею Больцмана. Теперь же Планк возродил идею Больцмана на новой основе, по сути, признавая свою ошибку.

В XX столетии физикам пришлось сдавать не один экзамен на состоятельность своих творческих способностей. Экзаменаторы были очень строгими. Ими являлись квантовые объекты, в частности фотоны и электроны. Далеко не всегда физикам удавалось сдать экзамен на положительную оценку. Одна из крупномасштабных неприятностей состояла в том, что квантовые частицы проявляли одновременно черты как локализованных корпускул, так и волн, распространенных на всю среду. В результате физикам вслед за французом Луи де Бройлем пришлось зафиксировать корпускулярно-волновой дуализм. Неприятность заключалась в постоянном напоминании им, что они не в состоянии преодолеть парадокс: маленькое (корпускула) есть большое (волна) и, наоборот, большое есть малое.

Следует отдать должное физикам. Четверть века они, проявляя необычайное упорство, боролись с трудностями. К середине 1920-х годов им наконец-то удалось создать теорию, названную квантовой механикой, в которой разрешался парадокс корпускулярно-волнового дуализма. Указанное разрешение состояло в том, что отказались от былых (читай: классических) представлений о корпускулах и волнах. На вопрос: «Является ли квантовый объект одновременно как корпускулой, так и частицей?» физики получили возможность отвечать: «Вы используете в вопросе понятия из двух различных теорий, классической и квантовой механики. Квантовый объект - понятие из квантовой механики, а корпускула и волна являются понятиями из квантовой механики. В правильно поставленном вопросе должно проводиться четкое различение понятий различных теорий, иначе неминуемы парадоксы».

Впрочем, значительная часть физиков плохо понимала содержание квантовой механики. Многие ученые пытались наглядно представить себе квантовые объекты. Как правило, представляли их либо в виде точек, либо в виде волны, распространяющейся в пространстве, либо в виде волнового пакета. Все эти попытки были неудачными. Физики удивлялись! Они мечтали иметь чувственный образ квантовых объектов, их восприятие. Но заветная мечта не могла быть осуществлена. Квантовые объекты как будто издевались над физиками: «Мы показываем себя только частями, но никогда не целиком, а после этого вообще исчезаем». Когда физики производили измерение над частицами, то им удавалось зафиксировать их некоторые черты, но после этого частицы исчезали. Все квантовые объекты оказались «недотрогами». Если над ними совершали насилие, т.е. измеряли их, то они демонстрировали такие черты, которых у них заведомо не было до измерения. Это непостоянство квантовых объектов шокировало многих физиков. Они оказались со всех сторон окруженными улыбками Чеширского кота, который, судя по книге Льюиса Кэрролла «Алиса в Стране чудес», имел обыкновение исчезать, оставляя в качестве своего следа лишь загадочно-ироническую улыбку. На беду физиков их сопровождали мириады следов от квантовых частиц.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>