ЧАСТЬ I. ФИЗИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ
Необходимо отметить две особенности современной квантовой теории. Во-первых, она содержит ряд физических представлений, которые совершенно не похожи на большинство наших повседневных представлений, а также на большинство опытов макроскопической физики. Во-вторых, матёматический аппарат, необходимый для применения этой теории, даже в простейших случаях значительно сложнее аппарата, используемого в соответствующих задачах классической физики. Последнее обусловлено стремлением представить квантовую теорию как нечто неотделимое от математических задач, которые возникают при ее применениях. Такой подход можно уподобить тому, как если бы при изучении элементарной физики начали трактовать законы движения Ньютона как задачу теории дифференциальных уравнений. В книге особое внимание уделяется изложению основных физических принципов, полезных не только тогда, когда необходимо применить теоретические представления к новой проблеме, но также и в тех случаях, когда желательно выяснить общие свойства математических решений, не прибегая к подробным вычислениям. Изложение специального математического аппарата, необходимого для получения количественных результатов в сложных задачах, должно в основном приводиться или в математических курсах, или в специальных курсах, связанных с математическим аппаратом квантовой теории. Однако совершенно невозможно последовательно изложить квантовую теорию без использования методов разложения в ряд Фурье. Поэтому предполагается, что читатель в основном знаком с соответствующим разделом курса математического анализа.
В первой части очень большое внимание уделяется изложению ранних этапов развития квантовой теории, начиная с классической теории, а также описанию специальных опытов, которые привели к замене классической теории квантовой. Эти опыты излагаются не в историческом, а скорее в логическом порядке. Исторический порядок изложения включал бы много несущественных моментов, которые могли бы завуалировать внутреннее единство, присущее квантовой теории. В книге изложение экспериментальных фактов и теории ведется таким образом, чтобы подчеркнуть это единство
и показать, что каждый новый этап развития квантовой теории или непосредственно вытекает из опыта, или же логически следует из предыдущих этапов теории. Такое изложение помогает показать, что квантовая теория вовсе на чужда привычным представлениям и не похожа на собрание неких произвольных предположений, подтверждаемых лишь тем обстоятельством, что результаты ее малопонятных математических вычислений случайно совпали с опытом.
Для того чтобы изложение теории не было слишком абстрактным для начинающих читателей, в книге дается полное описание связей между квантовой теорией и предшествовавшей ей классической теорией. Где только это возможно, содержание квантовой теории иллюстрируется с помощью простых физических понятий. Кроме того, в последней главе части I указывается обширная область повседневных опытов, на примере трактовки которых можно постепенно убедиться в большей правильности квантовотеоретических представлений по сравнению с классическими. В этой главе также детально обсуждаются некоторые философские следствия квантовой теории, и показано, что они приводят к значительным изменениям нашего общего взгляда на вселенную по сравнению с тем, который выработался классической теорией.
Читатель заметит, что в книге имеется много задач, которые следует считать частью текста, так как получаемые в них результаты часто используются при изложении основных представлений теории. Обычно можно понять эти результаты и без подробного решения задач, но мы рекомендуем читателю прорешать их. Основное назначение задач сводится к тому, чтобы заставить читателя конкретнее мыслить о только что обсуждавшемся предмете и тем облегчить ему понимание.
Работы [1—14] списка литературы непосредственно относятся к различным частям этой книги и могут быть полезны читателю.
