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 ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
По случаю пятидесятой годовщины открытия волновой механики автор напоминает идеи, какими он руководствовался в то время, и высказывает соображения, по которым ныне ему представляется необходимым вернуться к этим идеям, о которых забывают при изложении современной квантовой механики. Исходные принципы волновой механики я изложил в трех заметках, опубликованных в Трудах АН Франции в сентябре — октябре 1923 г., а затем более подробно в своей докторской диссертации, защищенной. 25 ноября 1924 г. Моей основной идеей было перенесение на все частицы принципа сосуществования волн и частиц, открытого Эйнштейном в 1905 г. для случая света и фотонов. Опираясь на прозрачные идеи классической физики, я попытался представить реальную физическую волну как носителя очень малых объектов, локализованных в пространстве в любой момент времени. Мне думалось, что это можно было сделать двумя способами. Первый из них, который в обычном изложении сейчас почти не применяется и который тем не менее в настоящее время я считаю на́иболее глубоким, был кратко рассмотрен в одной из моих заметок 1923 г. и развит в первой главе моей докторской диссертации. Он опирался на различия в релятивистских трансформационных свойствах частоты волны и частоты часов. Допуская, что частица характеризуется внутренними колебаниями, в силу чего можно рассматривать ее как некие часы бесконечно малых размеров, я предположил, что эти часы движутся вместе с волной и что их внутренние колебания всегда находятся в фазе с колебаниями волны. Это и есть посттулат «согласованности фаз». Данные гипотезы представлялись мне необходимыми, так как из соотношения \( W=h тации я далее показал, что если рассматривать распространение волны в приближении геометрической оптики, то мы приходим к .отождествлению принципа Ферма с принципом наименьшего действия Мопертюи и снова получаем формулу \( p=h / \lambda \). Следует подчеркнуть различия между этими двумя способами описания, о которых я только. что говорил. Первый из них, связанный с постулатом согласованности фаз, носит релятивистский характер, поскольку основывается на различии между двумя формулами релятивистского преобразования, тогда как второй, опирающийся на отождествление принципов Ферма и Мопертюи, по существу не является релятивистским, поскольку эти два принципа в равной степени справедливы и в классической теории, и в релятивистской. Второе различие между двумя методами заключается в том, что первый справедлив для любых видов распространения волн, а второй имеет смысл лишь для случая распространения волн в приближении геометрической оптики. После опубликования моей диссертации мои идеи часто интерпретировали неверно, говоря, что я считаю электрон волной, и ничего не говоря о частице. Мне представляется, что именно приняв эту идею Шредингер в 1926 г. в очень изящных работах впервые записал для электрона уравнение, описывающее распространение волны, названной им волной \( \psi \), хотя сделал это лишь в ньютоновском приближении и без учета спина. Таким образом он смог точно рассчитать волновые процессы, соответствующие квантовым состояниям атомной системы, которая после работ Бора и его последователей все еще описывалась классически. Конечно, Шредингер тогда думал, что его волна \( \psi \) является физической волной, но он совершенно отказался от идеи локализации частицы в волне, так что в том образе атома и в более общем случае волн \( \psi \), который у него сформировался, больше не оставалось места для локализованных частиц. Это было очень серьезным видоизменением и превращало в парадокс использование им конфигурационного пространства в случае систем частиц. Вскоре Борн ввел нормировку волны \( \psi \) и путем произвольного изменения амплитуды волны лишил ее прямого физического смысла. Таким образом, нормированная волна \( \psi \) превращается в простую характеристику вероятностного распределения, которое приводит к очень большому числу точных предсказаний, но не дает какого-либо вразумительного объяснения одновременного существования волн и частиц. Работты Шредингера показали, что волновая механика, примененная к атомным системам, приводит к задачам, рассмотрение которых в приближении геометрической оптики оказывается более невозможным. Отсюда следует, что принцип Ферма более неприменим и что он уже не дает возможности ввести понятие «луча», сопоставляемого с траекторией частицы. Поэтому если отказаться от постулата согласованности фаз, то мы приходим к невозможности приписать траекторию частице, движущейся в волне, и к утверждению, что для частиц возможны лишь изолированные локализации без промежуточных положений. Но такое представление приводит к большим трудностям, которые, в частности, были отмечены Эйнштейном на Сольвеевском конгрессе 1927 г. Их можно резюмировать следующим образом. Пусть имеется источник, испускающий сферическую волну, которая несет одну частицу. В Сделаем теперь важное замечание. Поскольку нормировка, произвольным образом меняющая амплитуду волны, не изменяет ее фазы, обычная квантовая механика дает возможность определить ту же самую частоту \( Приступив в 1928 г. к преподавательской деятельности, я излагал идеи, которые были господствующими в квантовой механике, и в течение долгих лет отказывался от развития своих собственных первоначальных идей. Но примерно через 20 лет я понял, что необходимо снова вернуться к представлению о частице как об очень малом локализованном объекте, движушемся по траектории. Как я показал в серии все более детализированных работ [II, 32], именно это дало мне возможность, сохраняя статистический смысл нормированной волны \( \psi \), обосновать представление о том, что частица пилотируется своей волной. Это представление было дополнено скрытой термодинамикой, развитие которой открывает очень большие новые перспективы. Особенно важным мне представляется следующий вывод этой термодинамики: принцип наименьшего действия есть лишь следствие второго начала термодинамики [II, 30]. Нельзя не удивляться тому, что в оптической теории света и частиц оказывается возможным с исключительной точностью предсказывать громадное число явлений, исходя из представлений о распространении волн и совершенно не учитывая корпускулярную структуру, хотя передаваемая энергия, несомненно, дискретна. В случае явлений интерференции и дифракции для их объяснения достаточно воспользоваться постулатом Борна об их статистическом описании. Однако в обычной квантовой теории этот постулат принимается произвольно, тогда как я могу его обосновать. Постулат согласованности фаз дает объяснение там, где обычная теория, по-видимому, не может этого сделать, например когда рассматривается действие электромагнитной волны с частртой \( В заключение отмечу, что, на мой взгляд, мои первые идеи, к разработке которых я снова вернулся и затем развивал в последующие годы, дают возможность понять истинную природу сосуществования волн и частиц, которую обычная квантовая механика и ее обобщения объясняют лишь статистически, не вскрывая ее истинного содержания. В самом деле, постулат согласованности фаз показывает нам, что существует корпускулярная динамика, носящая характер динамики частиц с переменной собственной массой, и она лежит в основе любого распространения волн, даже если речь идет о выходе за пределы приближения геометрической оптики. Думаю, что именно в этом пункте обычная квантовая механика является несостоятельной. Достигнув-возраста, когда я не могу больше надеяться‘долго продолжать свои научные исследования, я хотел бы выразить надежду, что молодые ученые посвятят себя развитию в направлении, которое я наметил в последние годы, идей, из которых 50 лет тому назад во Франции родилась волновая механика.
|
1 |
Оглавление
|