Cтраница 2
В механике есть физическая величина, называемая действием; она имеет размерность энергиях время. Постоянную Планка иногда называют квантом действия. [16]
Университетский курс теоретической механики Жуковский начинает с кинематики. Он пишет: Механика есть наука о движении и равновесии физических тел. В зависимости от того, с какой точки зрения рассматриваются в ней эти вопросы, она делится на три части: кинематику, статику и динамику. [17]
Все это показывает, что было бы методологически неправильно рассматривать микрочастицы по образу и подобию макроскопических тел. Даже материальная точка классической механики есть абстрактный, идеализированный образ вовсе не микрочастицы, а макроскопического тела, размеры которого малы в сравнении с расстояниями, встречающимися в проблеме. [18]
Настанет время, когда наука достигнет более глубокого понимания природы, чем то, которое предлагает нам квантовая теория. Лично я склонен полагать, что квантовая механика есть лишь промежуточный и во многом еще неадекватный шаг на пути построения полной картины реального мира. Но это не освобождает нас от необходимости включения представлений квантовой теории в философскую картину реальности. [19]
При исследовании закономерностей динамических процессов в ходе обучения частые ссылки на результаты машинных вычислений очень редко приводят к творческому самочувствию студента и, по моим наблюдениям, весьма основательно вытравляют любознательность и интерес к познанию механизма ( физики) явлений. Как знание элементарной алгебры необходимо для изучения высшей математики, так и овладение аналитическими методами механики есть обязательное условие эффективного применения электронных вычислительных машин при исследовании динамических процессов. Это верно как в научных исканиях по динамике полета, так и в реальном проектировании новых объектов. [20]
При написании этого эссе я руководствовался чисто философскими побуждениями: его можно расценивать как призыв к реализму и вклад в его великую традицию - ведь именно ему мы обязаны невероятными темпами развития современной науки. Я уже показал, для того, чтобы закрепить реалистический подход за квантовой физикой, необходимо отказаться от идеи, что квантовая механика есть завершенная, самодостаточная теория квантового мира, - от идеи, которая не оставляет нам выбора, кроме как подписаться под традиционализмом копенгагенской интерпретации. В последнем разделе я показал, что квантовая механика является прямым следствием соответствующей квантовой теории поля в пределе бесконечно разреженной системы, в которой мир заселен только очень небольшим конечным числом квантов. [21]
Итак, механическое движение есть простейшая форма движения, представляющая изменение положения ( места) материального тела в пространстве с течением времени. Изучение механических движений является первой, наиболее простой и логически естественной задачей науки. Теоретическая механика есть наука об общих законах этой простейшей формы движения реальных тел, ставящая своей главной задачей познание количественных закономерностей наблюдаемых в природе и конструируемых человеком механических движений. [22]
Хорошо, конечно, знать, какие из идей экспериментальной проверке не поддаются, но нет необходимости отбрасывать их все. Неверно, что науку можно создавать только из тех понятий, которые прямо связаны с опытом. Ведь в самой квантовой механике есть и амплитуда волновой функции, и потенциал, и многие другие умственные построения, не поддающиеся прямому измерению. [23]
Вам, конечно, известно, что условия интегрируемости играют очень большую роль в механике, например в гидростатике и гидродинамике. Я утверждаю, что вся механика есть вопрос интегрируемости, это условие содержит в себе первое как частный случай; оно требует только, чтобы вариация была интегрируемой, тогда как условие максимума требует не только, чтобы эта вариация была интегрируемой, но и того, чтобы ее интеграл обращался в нуль. [24]
Для частиц атомных размеров масса т - 10 - 27 кг, Дх-10 - м и формула (9.17) дает - 10 - 3 с. В газе при нормальных условиях среднее время свободного пробега - 10 - с, поэтому представление о молекулах газа как о классических корпускулах, вообще говоря, является неправомерным. Из соотношения (9.17) следует, что переход к классической механике есть переход к частицам достаточно большой массы. [25]
Наоборот, законы волновой механики применимы не только к элементарным частицам малой массы, но и к обычным механическим явлениям. Но для этих последних волновая механика приводит к результатам, совпадающим с данными обычной механики, подтверждаемой опытом. Таким образом, обычная механика должна рассматриваться как первое приближение к законам реального мира, достаточное при изучении частиц значительной массы; волновая же механика есть дальнейшее, улучшенное приближение, включающее в себя обычную механику, когда это касается движения масс, больших по сравнению с массами элементарных частиц. [26]
Не трудно показать, в каких методологических пределах стали возможными эти успехи. Речь пойдет о том, что расчетный математический метод квантовой механики есть метод, в своей основе чисто статистический, заведомо исключающий из своего поля зрения индивидуальную историю микрообъекта в пространстве и во времени. А ведь эта история реально существует. И никакие ссылки на диалектически двойственную - прорывную и непрерывную - природу электрона не могут отменить тот факт, что среди фундаментальных свойств электрона имеются такие, которые существенно связаны с индивидуальностью, прерывностью, и только с прерывностью: заряд электрона. [27]
Продемонстрировав фундаментальность явления интерференции, квантовая механика, безусловно, стимулировала интерес к исследованию этого явления в различных областях физики. Для нас привычна картина сложения ( суммирования, накопления) различных явлений, что можно в определенном смысле сопоставить со сложением вероятностей. Возможно, такая картина есть результат некоего усреднения, огрубления, упрощения более тонкой и красивой картины, когда складываются не сами явления, а нечто иное ( то, что на языке квантовой механики есть амплитуда вероятности), - в итоге и возникает эффект интерференции явлений. [28]
Этот принцип, носящий название принципа интерференции или принципа локализации, есть не что иное, как обобщение на волновую механику того принципа, который всегда применяется в волновых теориях света: в этих теориях всегда считается, что плотность энергии в каждой точке дается интенсивностью волны в этой точке, а интенсивность по определению равна квадрату амплитуды волны. Но, как нетрудно сообразить, в случае плоской монохроматической волны и в случае суперпозиции плоских волн одинаковой частоты величина 1 12 в точности равна интенсивности. Если считать, что свет состоит из фотонов, то тогда в световой волие плотность ( числа) фотонов в каждой точке пространства должна быть пропорциональна величине 4 2, где 4 / - переменная волновая функция для света, записанная в комплексной форме, и мы видим, что принцип интерференции волновой механики есть не что иное, как прямое обобщение на случай любых частиц ( например, электронов) принципа, который справедлив для световых фотонов. [29]
Нам приходилось вести много дискуссий ( в широкой аудитории и в дружеской обстановке за круглым столом) с рядом специалистов - ученых и инженеров, утверждающих и доказывающих, что теоретическая механика вполне сформировавшаяся область знания, в которой больших открытий быть не может. Теоретическая механика понимается некоторыми как своеобразная таблица умножения, которую надо знать для работы в других, более подвижных ( и менее ясных) областях науки и техники. Энгельса, что в XVIII столетии законы механики были формулированы раз и навсегда и современная теоретическая механика начинает трактоваться как педагогическая проблема, а не как проблема естественнонаучная. Грубо говоря, кафедры теоретической механики должны лишь определять, что следует включить в программу из фактов, теорий, законов механики, добытых еще в XVIII и XIX вв. Стремление заморозить, ограничить, предельно сжать и формализовать излагаемый материал курса классической механики есть по нашему глубокому убеждению начало подготовки похорон этой научной дисциплины. [30]