Избранные научные труды

³ Дарвин в только что появившейся заметке (Nature, 1922, 110, 840) привёл интересные соображения о значении явлений дисперсии с точки зрения квантовой теории. Он подчеркнул общую несостоятельность закона сохранения энергии в процессах, происходящих в атомах, и отметил, что явления дисперсии формально могут быть объяснены с помощью предположения, что облучённый атом приобретает вероятность испускания цуга волн, свойства которых полностью совпадают со свойствами излучения, которое сопровождает спонтанные переходы из более высокого энергетического состояния атома в нормальное. Как показал Дарвин, подобным образом можно получить статистическую связь с результатами классической теории дисперсии, если принять, что в начале испускания излучение находится в определённом фазовом соотношении с падающим излучением. Несмотря на то что последнее требование вряд ли совместимо с предположением о конечном времени существования возмущённого атома, на котором основано объяснение резонансных явлений в квантовой теории, такое понимание, видимо, позволит устранить, казалось бы, непреодолимые трудности при объяснении явлений дисперсии при очень слабом облучении. Напротив, полная независимость наблюдаемых явлений дисперсии от интенсивности света (см.: G. I. Taylor. Proc. Camb. Phil. Soc., 1909, 15, 114; R. Gans, A. P. Miguez. Ann. d. Phys., 1917, 52, 291) может потребовать объяснения этих явлений, при котором, как указано в тексте, существенной оказывается тесная связь с даваемым классической теорией непрерывным, нестатистическим пониманием явлений.— Прим. авт. при корректуре.

§ 4. Законы сохранения энергии и импульса в квантовой теории

Как следует из предыдущих рассуждений, нельзя провести общего описания явлений, для которых законы сохранения энергии и количества движения, в частности в их классической формулировке, остаются справедливыми. Поэтому надо быть готовым к тому, что выводы из этих законов будут обладать лишь ограниченной справедливостью. Как известно, Эйнштейн таким путём не только сделал выводы относительно природы излучения из закона сохранения энергии, но при выводе закона теплового излучения высказал также идею о применимости закона сохранения количества движения к процессам излучения. При этом из рассмотрения отдачи атома при излучении он получил доказательство того, что излучение является односторонним и полностью направленным. Эта интересное соображение показывает недостаточность нашего представления о процессах, происходящих в атоме, в ещё более ярком свете. Оно показывает, что в существующей формулировке закон сохранения импульса так же, как и закон сохранения энергии, мало приспособлены для того, чтобы с их помощью можно было сделать выводы о природе процессов. Скорее эти законы позволяют лишь сделать выводы относительно осуществления процессов, возможных с точки зрения постулатов квантовой теории.

В качестве характерного примера подобного применения закона сохранения энергии можно рассмотреть гипотезу, которая гласит, что при определении энергии стационарных состояний связанный с излучением спонтанный процесс перехода из некоторого состояния возможен только в направлении состояния с меньшей энергией. Хотя эта гипотеза и может быть связана непосредственно с принципом соответствия, было бы необосновано рассматривать её как следствие этого принципа. С другой стороны, формальный характер вывода этой гипотезы из закона сохранения энергии очевиден, если рассматривать другие процессы вынужденных переходов под действием облучения, принятые Эйнштейном при выводе закона теплового излучения; в этих процессах с самого начала исключается сохранение энергии, определяемой с помощью классических понятий.