цем отличается квантовая механика от классической?
63
Глава 3. Чем отличается квантовая механика от классической?
3.1. О некоторых недостатках квантовой механики
Как известно, квантовая механика - это теория, устанавливающая способ описания и законы движения микрочастиц - элементарных частиц, атомов, молекул, атомных ядер и их систем, например, кристаллов. Квантовая механика устанавливает также связь величин, характеризующих частицы и системы с непосредственно измеряемыми в опытах физическими величинами [1,2].
Квантовая механика позволила во многом уяснить строение атома, природу химической связи, строение атомных ядер, свойства элементарных частиц. На основе квантовой механики удалось в определенной степени объяснить свойства газов и твердых тел, такие явления как ферромагнетизм, сверхтекучесть и сверхпроводимость, представить природу таких астрообъектов, как Белые карлики и нейтронные звезды, прояснить механизм протекания термоядерных реакций в солнце и звездах и многое другое. Некоторые крупнейшие технические достижения 20-го века, такие, как работа ядерных реакторов, полупроводников, используемых в новейшей технике, основаны по существу на законах квантовой механики, с ее помощью осуществлен направленный поиск и созданы новые материалы, в том числе магнитные, полупроводниковые и сверхпроводящие.
Таким образом, налицо определенное прикладное значение квантовой механики. Можно считать, что положения квантовой механики прошли проверку практикой, которая и есть критерий истины. И все же...
Среди физиков-прикладников, а иногда и среди физиков-теоретиков временами раздаются голоса о том, что методы квантовой механики во многих случаях не позволяют произвести необходимые расчеты. Энергию состояния даже относительно простых атомов не всегда можно определить методами квантовой механики. Само толкование волновой функции как «плотности распределения вероятности» нахождения точечного (!) электрона в данной точке пространства вызывает недоумение: получается, что электрон обладает «свободой воли», а никакого внутреннего механизма явлений не существует!
64
Глава 3.
Сама методология квантовой механики опирается на «принципы», введенные различными авторами (принцип Паули, принцип неопределенности Гейзенберга, принцип суперпозиции и т. п.), всякого рода идеализации. Фактический отказ от попыток понимания структур частиц, приводящий к энергетическим парадоксам, и многое другое, вызывает все большие сомнения в правомерности ее методов. Ведь реальные частицы наверняка имеют какую-то структуру, а никаких «энергетических парадоксов» в природе не наблюдается! Что касается «принципов», то природа их вообще не знает. Задачей же исследователя является не навязывание природе своих взглядов и «принципов», а, наоборот, выяснение того, почему и в каких случаях те или иные законы имеются в природе и каковы границы распространения этих законов, и нет ли каких-либо от них отклонений.
К недостаткам квантовой механики следует отнести, например, такие, как нечеткость причинно-следственных связей явлений, отсутствие понимания причин квантования, ненаглядность физической интерпретации квантовых чисел. Все это не только затрудняет понимание внутренней сущности квантовой механики, но и не позволяет развивать ее.
На недостаточность методов квантовой механики, оперирующей только с так называемыми наблюдаемыми величинами, обращали внимание многие исследователи. Так, профессор МГУ А.К.Тимирязев еще в 1954 г. писал [3]:
«..никто не станет отрицать всех успехов, достигнутых квантовой механикой, но нельзя слепо верить в то, что квантовая механики уже достигла абсолютног о совершенства, и на все, на что она не дает до сих пор ответа, ответ принципиально не может быть найден.
«Теория» принципиально не наблюдаемых величин не выдерживает ни малейшей критики. Было время, когда говорили, что молекулы, атомы и электроны принципиально не наблюдаемы. Но вот спинтарископ Крукса, счетчик Гейгера, камера Вильсона, опыты с броуновскими частицами, если и не сделали все эти «принципиально не наблюдаемые» величины видимыми, то, во всяком случае, они прекрасно показали действия отдельных частиц и молекулярных движений. Соединение интерферометра с телескопом позволяет измерять диаметры звезд, что казалось раньше «принципиально недоступным». В современном электронном микроскопе видны молекулы белка, обладающего, правда, очень большими молекулами, но
