Избранные научные труды. Том 2

Особо обсуждался вопрос о том, как преодолеть трудности, связанные с появлением расходимостей в квантовой электродинамике, в частности, бросающиеся в глаза в вопросе о собственной энергии заряженных частиц. Попытки разрешения проблемы путём переформулировки классической электронной теории, фундаментальной для трактовки в духе принципа соответствия, явно терпели крах в силу того, что число сингулярностей зависит от вида квантовой статистики, которой подчиняются рассматриваемые частицы. Действительно, как впервые показал Вайскопф, сингулярности в квантовой электродинамике значительно снизились в случае фермионов, в то время как в случае бозонов собственная энергия расходится даже ещё сильнее, чем в классической электродинамике, в рамках которой, как уже подчёркивалось в дискуссиях конгресса 1927 г., все различия квантовых статистик просто несущественны.

Несмотря на радикальный отход от наглядного детерминистического описания, к которому мы пришли, основные особенности обычных идей причинности сохраняются в духе принципа соответствия тем, что различным индивидуальным процессам приписывается суперпозиция волновых функций, определённых в области обычного пространства-времени. Однако возможность такой трактовки покоится, как это было подчёркнуто в ходе дискуссий, на сравнительно слабом взаимодействии между частицами и полями, которое выражается через малую безразмерную константу α=𝑒²/ℏ𝑐, позволяющую с высокой степенью точности различать между состоянием системы электронов и её реакцией излучения при взаимодействии с электромагнитным полем. Что касается квантовой электродинамики, то как раз в это время она начала сильно развиваться благодаря работам Швингера и Томонаги, ведущим к так называемой процедуре перенормировки, содержащей в себе поправки того же порядка, что и α, особенно проявившиеся при открытии лэмбовского сдвига.

Однако между нуклонами и пионными полями существует сильная связь и она препятствует адекватному применению простых аргументов в духе принципа соответствия, особенно при изучении процессов столкновений, в которых рождается большое число пионов; в этих случаях оказался необходимым отход от линейности в фундаментальных уравнениях; Гейзенберг предложил даже ввести элементарную длину, представляющую конечный предел пространственно-временно́й координации. С точки зрения наблюдения такие пределы могут быть тесно связаны с ограничениями, которые налагаются на пространственно-временны́е измерении атомной структурой аппаратуры. Не вступая, конечно, в противоречие с утверждением, что в любом строго определённом описании физического опыта невозможно точно учесть взаимодействие между атомным объектом, подлежащим исследованию, и средствами наблюдения, такая ситуация придала бы этой аргументации достаточный простор для логического охвата более глубоких закономерностей. Ко времени конгресса, однако, едва ли были предприняты какие бы то ни было попытки, в рамках которых в качестве условия согласованности всего этого направления пытались определить, например, константу связи α или же вывести другие безразмерные соотношения между массами элементарных частиц и константами связи. Тем временем всё же искали путь дальнейшего развития в направлении изучения различных соотношений симметрии. И этот путь оправдал себя, что подтверждается быстрым успехом в открытии множества частиц, проявляющих столь неожиданные свойства, что они даже были охарактеризованы различной степенью «странности». Среди самых последних достижений можно вспомнить, как хорошо известно, большой успех смелого предложения Ли и Янга в 1957 г. об ограниченной сфере сохранения чётности, подтверждённого прекрасными экспериментами г-жи By и её сотрудников. Обнаружение спиральности нейтрино заново возбудило старый вопрос о различении между правым и левым в описании явлений природы. Однако эпистемологический парадокс в этом отношении удалось избежать установлением связи между симметрией отражения в пространстве и времени и симметрией частиц и античастиц.

Сказанное нельзя, конечно, рассматривать как моё стремление такими беглыми замечаниями исчерпать проблемы, возникающие в период новых важных экспериментальных и теоретических открытий; они составят главную тему на предстоящем конгрессе, и все мы жаждем узнать о них от участников из более молодого поколения. И всё же мы будем часто ощущать отсутствие наших покойных коллег и друзей — Крамерса, Паули и Шредингера, принимавших участие в конгрессе 1948 г., последнем из конгрессов, который я посетил. Мы сожалеем также и о том, что болезнь помешала Максу Борну присутствовать среди нас.

В заключение я хочу надеяться, что настоящий обзор некоторых черт исторического развития будет воспринят как выражение признательности Сольвеевскому институту, которому сообщество физиков многим обязано, и в равной степени как выражение тех надежд, которые мы все связываем с его будущей деятельностью.

Комментарии