Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике Если формально исходить из общих представлений теории относительности, то четвертое соотношение неопределенностей \( \delta W \cdot \delta t \sim h \) выступает как естественное дополнение к трем первым соотношениям \( \delta p_{i}{ }^{*} \delta x_{i} \sim h \), поскольку в теории относительности энергия рассматривается как величина, канонически сопряженная со временем, аналогично тому, как составляющие \( p_{x}, p_{y}, p_{z} \) импульса канонически сопряжены с переменными \( x, y, z \). Это явствует, например, из того, что подынтегральное выражение действия в гамильтоновой теории, имеющее вид \( W d t-p_{x} d x-p_{y} d y-p_{z} d z \), является пространственно-временным инвариантом. Но в квантовой механике четвертое соотношение неопределенностей в действительности не является симметричным по отношению к трем первым. В самом деле, волновая механика, даже будучи записанной в релятивистской форме, приданной ей Дираком, не устанавливает, истинной симметрии между пространственными переменными и переменной времени \( { }^{1)} \). Координаты \( x, y \), \( z \) частицы являются «наблюдаемыми» величинами с соответствующими операторами: их значения в каждом чистом состоянии, характеризуемом определенной волновой функцией \( \psi \), имеют некое распределение вероятностей. В противоположность этому время \( t \) всегда рассматривается как параметр, имеющий определенное значение. Это можно пояснить еще следующим образом. Допустим, что некий галилеев наблюдатель проводит измерение. Он использует координаты \( x, y, z, t \), которые дают ему возможность характеризовать событие в рамках макроскопического опыта. Переменные \( x, y, z, t \) – это числа, параметры, и эти числа входят в волновое уравнение и в волновую функцию. Но каждой частице в атомной физике соответствуют «наблюдаемые величины», каковыми являются координаты частицы. Соответствие между наблюдаемыми величинами \( x \), \( y, z \) и характеристиками пространства \( x, y, z \) галилеева наблюдателя носит стохастический характер; каждая наблюдаемая величина \( x, y, z \) в общем случае может в этой связи иметь целый ряд значений с определенным распределением вероятностей. В противоположность этому в современной квантовой механике отсутствует «наблюдаемая величина \( t \) », связанная с частицей: имеется лишь переменная \( t \), являющаяся одной из переменных пространственновременного описания для наблюдателя, определяемая часами (принципиально макроскопическими), которыми пользуется этот наблюдатель \( { }^{2} \). Интересно отметить, что в этом примечании, где де Бройл делает еще один шаг к своим первоначальным представлениям, он еще остается под влиянием концепций копенгагенской школы и связывает необратимость времени с сознанием и с памятью наблюдателя. Вместе с тем мы знаем, что позднее он стал связывать необратимость процессов измерения с \”сортировкой частицы, которая при выходе из спектрального анализатора «сцепляется» с одним из отдельных волновых пакетов, возникших из начальной волны \( [\mathrm{I}, 27 \), с. 119\( ] \). Отметим также, что в итоге своих исследований по термодинамике он позднее пришел к представлению о времени, абсолютно необратимом даже в В волновой механике необходима «эволюционная переменная», которая давала бы возможность следить за изменением состояния квантовых систем. Но такая эволюция состояния квантовых систем или, точнее говоря, эволюция наших знаний об этом состоянии с необходимостью происходит в том времени, которое имеется в сознании наблюдателя, во времени, течение которого мы можем отмечать лишь по макроскопическим часам. Именно в рамках этого сознаваемого времени присходят резкие изменения вида функции \( \psi \), связанные с нашими операциями измерения и с теми сведениями, которые нам дают измерения. Но то обстоятельство, что мы обязаны брать в качестве переменной макроскопическое время, т.е. переменную релятивистского пространствавремени, не позволяет нам приписать частицам или квантовым системам случайную переменную – «наблюдаемую» \( t \), как мы ставим в соответствие пространственным координатам наблюдаемые \( q \) с неким распределением вероятностей. Таковы некоторые глубокие причины, по которым невозможно [по крайней мере с точки зрения реального наблюдателя] установить в волновой механике симметрию между пространством и временем, аналогичную той, которая постулируется в теории относительности [если принять существуюшую mеорию ] \( { }^{1)} \). Эти трудности тесно связаны с тем, что в квантовой физике устанавливается соотношение нового рода между объективным и субъективным. Состояние квантовой системы в новой теории уже не носит объективного характера, который соответствует описанию «того, что.есть»; напротив, оно определяется только в зависимости от того, «что мы знаем», это представление наших знаний, и мы не можем выйти за пределы такого представления. «Состояние», характеризуемое волновой функцией \( \psi \), эволюционирует в сознании наблюдателя, а следовательно, и в макроскопическом времени; если квантовым теориям не удается установить истинную симметрию между пространством и временем, то это, по-видимому, обусловлено особым характером времени, воспринимаемого сознанием, непрерывностью и необратимостью его течения. Впрочем, отметим, что и в самой теории относительности нет полной симметрии между пространством и временем, во-первых, поскольку время необратимо, а во-вторых, поскольку координатам \( x, y, z \) симметрична не величина \( t \), а величина \( \sqrt{-1} t \) (ибо время и пространственные координаты входят с разными знаками в даламбертиан). Но в квантовых теориях нарушение симметрии становится гораздо более глубоким. микроскопических масштабах, независимо от каких-либо наблюдений. Это привело его к выводу о том, что понятие пространства-времени, ценность которого в теории относительности он несомненно признает, тем не менее в какой-то мере является ложным, поскольку оно устанавливает симметрию между пространством и временем, тогда как необратимость течения, свойтвенная времени, не имеет места для пространственных координат [V, 65, с. 116]. – Ж.Л.
|
1 |
Оглавление
|