Избранные научные труды. Том 2
Избранные научные труды. Том 2 читать книгу онлайн
Во втором томе помещены работы Нильса Бора, опубликованные после 1925 г. Они охватывают в основном вопросы квантовой механики, квантовой электродинамики и теории атомного ядра. Кроме того, в том вошёл ряд статей по общим вопросам современного естествознания, по истории физики и несколько очерков о выдающихся физиках — современниках Бора. В совокупности публикуемые работы в достаточно полной мере характеризуют научное творчество выдающегося датского учёного после создания квантовой механики.
Внимание! Книга может содержать контент только для совершеннолетних. Для несовершеннолетних чтение данного контента СТРОГО ЗАПРЕЩЕНО! Если в книге присутствует наличие пропаганды ЛГБТ и другого, запрещенного контента - просьба написать на почту [email protected] для удаления материала
Конечно, все противоречия, связанные с дополнительным описанием в квантовой физике, заранее сняты логически согласованной математической схемой, удовлетворяющей всем требованиям соответствия. Тем не менее осознание взаимного произвола при определении любой пары канонически сопряженных величин, выражаемой принципом неопределённости Гейзенберга, сформулированного им в 1927 г., явилось решающим шагом к разъяснению проблемы измерения в квантовой механике. Действительно, с этого момента стало очевидным, что формальное представление физических величин некоммутирующими операторами непосредственно отражает взаимно исключающие взаимоотношения между операциями, с помощью которых соответствующая физическая величина определяется и измеряется.
Чтобы возникшая ситуация стала совсем ясной, следовало на основе этой аргументации разобраться в разнообразных примерах. Несмотря на то, что в квантовой физике принцип суперпозиции уже получил широкое признание, существенную направляющую роль для пристального изучения проблем наблюдения неоднократно играл классический анализ Рэлея, касающийся взаимообратных соотношений между точностью построения изображения в микроскопе и разрешающей силой спектроскопических инструментов. В связи с этими вопросами отнюдь не последнюю роль сыграло отличное знание Дарвином методов математической физики.
Отдавая должное удачной терминологии Планка, который ввёл представление об универсальном «кванте действия», а также наводящему значению идеи «внутреннего спина», тем не менее следует признать, что такие представления просто относятся к взаимоотношениям между хорошо определёнными экспериментальными данными, которые не могут быть выражены на основе классической манеры описания. Например, числа, выражающие квант или спин в обычных физических единицах, вовсе не имеют отношения к непосредственным измерениям классически определённого действия или момента импульса, а возможность их логической интерпретации возникает лишь при непротиворечивом использовании математического формализма квантовой теории. В частности, столь много обсуждавшаяся невозможность измерения магнитного момента свободного электрона обычным магнетометром непосредственно очевидна из того факта, что в теории Дирака спин и магнитный момент не являются результатом какого-либо изменения основного гамильтоновского уравнения движения, а появляются как следствие характерных особенностей некоммутативного операторного исчисления.
Правильная интерпретация вопросов дополнительности и индетерминизма едва ли была бы достигнута без оживлённых дискуссий, в частности на Сольвеевских конгрессах 1927 и 1930 гг. На этих конгрессах Эйнштейн вызывал нас на дискуссию очень изощрённой критикой, которая имела особое значение, заставляя нас глубже анализировать роль измерительных приборов в процессе измерения. Критическим пунктом, совершенно исключавшим возможность возврата к наглядному причинному описанию, было признание того, что область однозначного применения общих законов сохранения импульса и энергии принципиально ограничена; её ограничение связано с тем обстоятельством, что любое экспериментальное устройство, позволяющее определить положение атомного объекта в пространстве и времени, подразумевает в принципе неконтролируемую передачу импульса и энергии неподвижным шкалам и синхронизованным часам, совершенно необходимым для определения системы отсчёта. Физическая интерпретация релятивистской формулировки квантовой теории в конечном счёте опирается на возможность осуществления всех релятивистских процедур с помощью макроскопических измерительных приборов.
Это обстоятельство особенно отчётливо выявилось в дискуссии об измеримости компонент электромагнитного поля, начатой Ландау и Пайерлсом. Этот вопрос был поднят в качестве серьёзного аргумента против состоятельности квантовой теории поля. И в самом деле, детальное исследование, проведённое мной в сотрудничестве с Розенфельдом, показало, что все предсказания теории в этом отношении могут быть осуществлены, когда будет должным образом учтено то, что определение значений электрического и магнитного полей и точное знание фотонного состава поля взаимно исключают друг друга. С аналогичным положением мы встречаемся в теории позитрона, согласно которой любое устройство, способное измерить распределение заряда в пространстве, неизбежно влечёт за собой неконтролируемое образование электронных пар.
Типично квантовые особенности электромагнитных полей не зависят от масштабов, поскольку две фундаментальные константы, скорость света