Cтраница 1
Ньюкоум: Отношение к успехам в физических науках зависит от философских взглядов каждого человека; я лишь высказал свою собственную точку зрения. [1]
Ньюкоум: Но ведь вы согласны с тем, что нечто, образующее интерференционную картину, никак не может в тот же самый момент быть локализованным в пространстве. Как нам известно, электрон не является миниатюрной копией вещества. Даже если вы всю свою жизнь проведете в стрельбе песчинками через щели, вам все равно никогда не удастся получить с их помощью интерференционной картины. Логично было бы ожидать наличия элементарной частицы в каком-то определенном месте в любой момент времени, однако электрон не обыкновенная частичка, а поэтому и логические предположения в данном случае лишь вводят нас в заблуждение. [2]
Ньюкоум: И снова следует подчеркнуть, что электрон не является объектом. Измерения, о которых вы говорили, применяются для объектов обычного масштаба, и едва ли приходится удивляться, что они не применимы в данном случае. То же самое относится и к сравнительным измерениям, которые нам необходимы для предсказания волнового движения в последующие моменты времени. [3]
Ньюкоум: Невозможны такие предсказания, какие мы делали в случае явлений обычного масштаба, из чего отнюдь не следует, что все наши предсказания будут неточными. Поведение электрона подчиняется статистическим законам. [4]
Ньюкоум: Вы правы, ответ будет одним и тем же. Но форма ответов разная. Логические конструкции в квантовой механике таковы, что из них могут быть выведены только различного рода вероятности. [5]
Ньюкоум: Резерфорду просто повезло. В том конкретном случае, который рассматривал Резерфорд, решение, даваемое старой классической механикой, совпадает с результатами, получаемыми при применении новой механики. То есть проблема решается и тем, и другим способом. Именно благодаря этому счастливому совпадению физики в 1911 году оказались на правильном пути. [6]
Ньюкоум: И все же прежде чем вы уйдете, я кратко расскажу о математическом аппарате, который мы используем при решении проблем. Рассказав, чем фактически занимаются физики-атомники, я тем самым смогу подвести черту. [7]
Ньюкоум: Напротив, теперь науке известно неизмеримо больше. Мы знаем, что элементарные частицы материи обладают волновыми свойствами; материя, подобно свету, имеет двойственную природу, проявляющуюся то в виде волны, то в виде корпускулы, причем обе формы взаимосвязаны. И здесь постоянная Планка - квантовая постоянная - играет опять-таки основную роль. Левая часть уравнения - энергия, чисто корпускулярная величина, а правая - частота колебания, ею обычно описываются волновые свойства. Постоянная Планка является мерилом степени взаимосвязности этих двух величин. [8]
Ньюкоум: Прежде чем продолжить нашу беседу, я хотел бы напомнить вам порядок величин тех объектов, о которых мы сейчас говорим. Человеческий глаз способен различить объект, в тысячу раз меньший самого человека. С помощью технических увеличительных средств мы наблюдаем объекты в миллионы раз меньше нас самих. [9]
Ньюкоум: Следовательно, вы согласны с тем, что для объяснения данного эксперимента необходимы обе модели, как корпускулярная, так и волновая. [10]
Ньюкоум: Но при таких условиях на экране не возникает интерференционная картина. Следовательно, электрон не проявляет своих волновых свойств. С этим приходится постоянно сталкиваться, если рассматривать электрон или только как частицу, или только как волновое колебание. Чтобы обнаружить частицу, имеющую такой порядок величины, надо использовать приборы, действующие как мишень: счетчик, флюоресцирующий экран, камеру Вильсона, а волновые свойства элементарных частиц проявляются только в отсутствие перехватывающей мишени. [11]
Ньюкоум: Поэтому я и предупредил вас, что мы делаем ошибочное предположение. Когда объект эксперимента имеет атомные размеры, невозможно установить точную величину ошибки, вносимой прибором. Как поступают в таком случае. Обычно рассматривают полученные данные в совокупности и далее исходят из усредненного значения. [12]
Эта пояснительная глава написана в виде диалога между двумя физиками - Олдфилдом и Ньюкоумом. Физики обычно используют грифельную доску и научную терминологию, объясняя свою идею. Они, как правило, ссылаются на работы, которые не известны неспециалистам, присутствующим в аудитории и пытающимся хоть что-нибудь понять. Олдфилд и Ньюкоум не поставят нашего читателя в такое затруднительное положение - лица эти вымышленные. [13]
А теперь вернемся к Гейзенбергу и к тому времени, когда никто не мог разобраться в тех вещах, о которых рассказывал Ньюкоум, когда еще не существовало квантовой механики, когда эксперименты, демонстрирующие волновые свойства материи, еще не были проведены, когда смысл постоянной Планка еще не был выяснен и никто не знал, почему необходимо применять статистические законы. [14]
Барбара Клайн использует замечательный прием: новую волновую механику обсуждают два физика - Олдфилд, знакомый с квантовой теорией лишь на уровне первой модели Бора, и Ньюкоум, знающий вероятностную интерпретацию волновой механики. С интересом следя за диалогом Олдфилда и Ньюкоума, читатель, не чувствуя трудностей и с большой пользой для себя, преодолевает самое трудное место в изложении. [15]