Читаем Бег за бесконечностью полностью

Итак, электроны продемонстрировали волновые свойства. Если разобраться в исторических фактах, то "генеалогическому древу" физики элементарных частиц ничего не угрожает. Ведь гипотезы о непрерывной (читай - волновой) субстанции, лежащей в основе всех вещей и пронизывающей пространство и время, также восходят к древним грекам. Они встречаются у великого Платона, их сторонником был, по-видимому, и сам Аристотель. Корпускулярной теории света, сформулированной во второй половине XVII века Исааком Ньютоном, противостояла волновая концепция крупнейшего авторитета в области оптики и в других разделах физики - X. Гюйгенса. И так во всей истории физики: когда один ученый говорил - "частица", почти сразу же находился другой, заявлявший не менее убедительно - "волна".

Борьба мнений в науке - необходимый и интересный процесс, но... Что же такое эти элементарные частицы на самом деле? Частицы ли это в собственном смысле слова, то есть нечто более или менее твердое, обладающее резко выраженной границей или "размазанные" по всему пространству волны?

Дальнейшее движение вперед без ответа на этот вопрос невозможно. Поэтому нам предстоит совершить еще одно путешествие в те же времена.

МАРШРУТ № 3. СНОВА КВАНТОВАННЫЙ МИР

Пока вне поля нашего зрения остались события, которые уже с 1927 года повели физику элементарных частиц по новому пути. Электрон оказался и не волной и не частицей (в классическом понимании этих образов), и древний как мир спор стал объектом внимания историков от науки и философов.

Вкратце ход решения двадцатипятивековой дилеммы выглядит следующим образом. Через некоторое время после публикации дебройлевских работ ими заинтересовался австрийский физик-теоретик Э. Шредингер. В серии работ, выполненных в 1925-1927 годах, он довел гипотезу Л. де Бройля до уровня серьезной теории и вполне справедливо назвал ее волновой механикой.

Огромное преимущество такого подхода перед так называемой "старой квантовой механикой" заключалось в построении ясного и предельно общего метода решения любой задачи о поведении микрочастиц. Этот метод был основан на знаменитом уравнении Шредингера для дебройлевских волн. Это уравнение связывало всякое изменение волны во времени с энергией частицы, с которой сопоставлена эта волна. Достаточно было только выяснить вид потенциальной энергии взаимодействия двух или нескольких частиц и ввести эту функцию в уравнение - дальше возникала чисто математическая (лишь в редких случаях простая!) проблема. На основе такого метода практически все задачи, которые с великими трудностями и не менее великим искусством решали создатели старой квантовой механики, в первую очередь Н. Бор и его ученики, становились едва ли не упражнениями для студентов (сейчас они входят в программу III-IV курсов университета!). Но не менее важно и то, что был расчищен путь к задачам, о которых раньше и мечтать не смели.

Отдавая должное замечательным качествам волновой механики, Н. Бор и многие другие физики непрерывно полемизировали с Э. Шредингером по поводу трактовки волновой функции, для определения которой и было написано "всемогущее" уравнение.

Особую остроту этим спорам придавала та позиция, которую твердо занял Э. Шредингер. Он оказался, как говорится, "еще большим католиком, чем сам папа римский" и выдвинул идею, что в природе нет ничего, кроме волн! Это был существенный шаг за рамки исходной дебройлевской гипотезы. Никаких частиц на самом деле нет, утверждал австрийский физик, о них можно говорить лишь приближенно, с точки зрения классической физики, а для волновой механики этот образ совершенно лишен смысла!

Э. Шредингер полагал, что волновая функция описывает реальный волновой процесс в пространстве подобно тому, как формулы напряженности полей описывают электромагнитные волны. Если же концентрация дебройлевских волн в некоторой малой области пространства очень велика, то возникает "нечто", напоминающее частицу в обычном классическом понимании этого слова, своеобразный волновой сгусток, ведущий себя как частица.

Дискуссия по этому поводу затронула практически всех крупнейших физиков того времени, и большинство из них не согласилось с чисто волновой концепцией электрона, считая, что частицы так или иначе должны остаться частицами. Однако сохранять корпускулярные представления стало тоже далеко не простым делом, и решение проблемы было найдено на весьма оригинальном и неожиданном пути.

Перейти на страницу:

Похожие книги

Отцы-основатели
Отцы-основатели

Третий том приключенческой саги «Прогрессоры». Осень ледникового периода с ее дождями и холодными ветрами предвещает еще более суровую зиму, а племя Огня только-только готовится приступить к строительству основного жилья. Но все с ног на голову переворачивают нежданные гости, объявившиеся прямо на пороге. Сумеют ли вожди племени перевоспитать чужаков, или основанное ими общество падет под натиском мультикультурной какофонии? Но все, что нас не убивает, делает сильнее, вот и племя Огня после каждой стремительной перипетии только увеличивает свои возможности в противостоянии этому жестокому миру…

Айзек Азимов , Александр Борисович Михайловский , Мария Павловна Згурская , Роберт Альберт Блох , Юлия Викторовна Маркова

Фантастика / Биографии и Мемуары / История / Научная Фантастика / Попаданцы / Образование и наука
Трио неизвестности
Трио неизвестности

Хитрость против подлости, доблесть против ярости. Противники сошлись в прямом бою, исход которого непредсказуем. Загадочная Мартина позади, гибель Тринадцатой Астрологической экспедиции раскрыта, впереди – таинственная Близняшка, неизвестная Урия и тщательно охраняемые секреты Консула: несомненно – гения, несомненно – злодея. Помпилио Чезаре Фаха дер Даген Тур оказался на его территории, но не в его руках, сможет ли Помпилио вырваться из ловушки, в которую завела его лингийская дерзость? Прорвётся ли "Пытливый амуш" к звёздам сквозь аномалию и урийское сверхоружие? И что будет, если в следующий раз они увидят звёзды находясь в эпицентре идеального шторма Пустоты…Продолжение космического цикла «Герметикон» с элементами стимпанка. Новая планета – новые проблемы, которые требуют жестких решений. Старые и новые враги, сражения, победы и поражения во вселенной межзвездных перелетов на цеппелях и алхимических технологий.Вадим Панов – двукратный обладатель титула «Фантаст года», а так же жанровых наград «Портал», «Звездный мост», «Басткон», «Филигрань» и многих других. Суммарный тираж всех проданных книг – больше двух миллионов экземпляров. В новой части "Герметикона" читатель встретится с непревзойденным Помпилио и его неординарной командой.

Вадим Юрьевич Панов

Научная Фантастика