248
электрона в данной точке пространства без обозначения какого бы то ни было механизма, обеспечивающего этот процесс.
В дальнейшем эти идеи развивались, дополнялись, но не менялись по существу, сохранившись по сей день.
Окончательное формирование квантовой механики как последовательной теории со стройным математическим аппаратом произошло после опубликования в 1927 г. работы Гейзенберга [19], в которой было сформулировано соотношение неопределенностей. Согласно этому соотношению, координаты и импульс электрона принципиально не могут быть одновременно определены с абсолютной точностью.
В 1928 г. П. Дирак сформулировал релятивистское уравнение, описывающее движение электрона во внешнем силовом поле, это уравнение стало одним из основных уравнений релятивистской квантовой механики [27]. Основным отличием уравнения Дирака от уравнения Шредингера является то, что в нем учтена внутренняя энергия материи (в соответствии с представлениями теории относительности) и сама (//-функция представлена в сложном виде сопряженных функций. Уравнение Дирака позволило теоретически обосновать формулы, полученные эмпирически спектроскопистами, а также разрешить некоторые вопросы квантовой механики применительно к системам, содержащим только один электрон. Уравнение Дирака позволило предсказать существование позитрона, правда, с привлечением новых гипотез, приводящих к дополнительным трудностям. После открытия позитрона Дирак развил теорию, хотя и содержащую в себе ряд мало приемлемых допущений, но, тем не менее, прекрасно объясняющую (на самом деле - описывающую) многие экспериментальные факты.
Интересно отметить, что основные положения теории Дирака находятся в резком противоречии с теми принципами построения теоретической физики, которые он сам защищал вместе с другими представителями копенгагенской школы физиков (Бор, Гейзенберг, Паули и др.), поскольку Дирак тесно связывает свой теорию с определенной физической картиной, сам факт возможности получения этой школы отрицался. Но без этой физической картины Дирак не смог бы построить свой теорию.
Дирак предложил модель «электронно-позитронного вакуума», в которой в каждой точке пространства существуют в «виртуальном» состоянии электроны и позитроны, которые могут появляться и исчезать лишь парами. Рождение пары может происходить под действием энергии фотона, а может происходить и виртуально, когда после
249
рождения пара тут же уничтожается, просуществовав недолго. А сам вакуум определен как фотонный вакуум, как низшее энергетическое состояние электромагнитного поля.
Одна из главных трудностей такого представления вакуума состоит в том, что «электронное желе», как, по мнению Дирака, устроен вакуум, должно плотно заполнять геометрическое пространство, а это в какой-то мере воскрешает гипотезу эфира, что входит в противоречие с положениями Специальной теории относительности Эйнштейна.
В течение короткого времени квантовая механика была с успехом применена к широкому кругу явлений. Были созданы теории атомных спектров, строения молекул, химической связи, Периодической системы Менделеева, металлической проводимости и ферромагнетизма. Эти и многие другие явления стали качественно понятными, хотя никакого физического модельного представления не получили.
Однако дальнейшее развитие нерелятивистской квантовой механики было связано с заменой четкого детерминистского представления о природе физических явлений вероятностными представлениями. В отличие от классической механики целью решения задач методами квантовой механики стало установление вероятности того или иного события, чем была уже полностью исключена сама возможность выявления их физической сущности.
7.2. О некоторых особенностях философии квантовой механики
При всех успехах и всеобщем признании методов квантовой механики следует констатировать, что вся квантовая механика основана на недоразумениях. Некоторые авторы, например профессор Т.А.Лебедев [28], обратили на это внимание.
Прежде всего, неверно утверждение, что квантованность физических величин - свойство только микромира. На самом деле квантовых явлений в макромире множество, так же как и явлений, одновременно проявляющих корпускулярно-волновые свойства.
Обыкновенная морская волна будет воздействовать на корабль по-разному: как волна, если корабль имеет длину меньшую, чем волна, и как частица, если большую. В первом случае корабль будет качаться на волне, во втором случае - испытывать удары.
След за движущимся кораблем представляет собой так называемую «дорожку Кармана» - вихревые образования, расположенные в шахматном порядке. Расстояние между центрами вихрей одного ряда