Открыв в 1923 г. фундаментальный принцип корпускулярно-волнового дуализма материи, лежащий в основании квантовой механики, Л. де Бройль на протяжении долгого времени занимался поиском физического смысла открытого им принципа. Статья посвящена отдельным вопросам теории Л. де Бройля, получившей название теории двойного решения, в которой сделаны попытки связать движение частицы и ассоциированной с этим движением фазовой волны. Обращается внимание на дискуссию, возникшую после доклада де Бройля на V Сольвеевском конгрессе 1927 г., на затруднения теории и её историческое значение.
Открыв в 1923 г. фундаментальный принцип корпускулярно-волнового дуализма материи, лежащий в основании квантовой механики, Л. де Бройль на протяжении долгого времени занимался поиском физического смысла открытого им принципа. Статья посвящена отдельным вопросам теории Л. де Бройля, получившей название теории двойного решения, в которой сделаны попытки связать движение частицы и ассоциированной с этим движением фазовой волны. Обращается внимание на дискуссию, возникшую после доклада де Бройля на V Сольвеевском конгрессе 1927 г., на затруднения теории и её историческое значение.
Имя Луи де Бройля, Нобелевского лауреата по физике (1929), стоит в одном ряду с именами величайших физиков ХХ в., создателей квантовой механики. Аристократическое происхождение, уединенный образ жизни, а также обра- зование, в котором блестяще сочетались глубокое знание истории и теорети- ческой физики, плюс научный гений сделали его одним из наиболее ориги- нальных умов, когда-либо проявивших себя в науке. В статье прослеживается процесс формирования волновой концепции де Бройля, ставшей базой для развития волновой механики. На генезис его идей о корпускулярно-волновом единстве материи оказали влияние множество факторов, среди которых можно выделить главные: французская научная мысль, оптико-механическая аналогия Гамильтона, гипотеза А. Эйнштейна о квантах света и теория относительности, модель атома Бора - Зоммерфельда, экспериментальные исследования природы рентгеновского излучения.
После обнаружения в 1905 году Эйнштейном у фотона корпускулярно-волнового дуализма (КВД), спустя двадцать лет де Бройль предположил, что КВД присуща и другим микрочастицам. Теперь же, мы обнаружили, что истроически за КВД микрочастиц остались незамеченными собственные корпускулярно-волновые величины (КВВ) микрочастиц. Походу удалось уточнить, что предложенное Эйнштейном формула КВД фотона не являлось корпускулярно-волновой формулой, а являлось корпускулярно-частотной формулой.
Среди всех физических теорий квантовая механика считается наиболее полным и глубоким описанием физического мира. Используемый ей понятийный аппарат существенно отличается от представлений классической физики. В самом деле, переход от классической к квантовой физике знаменует подлинную революцию в нашем понимании материального мира. Одно из наиболее ярких различий между классической и квантовой физикой состоит в следующем: классическая механика предполагает, что всем физическим величинам в одно и то же время могут быть приписаны точные значения, тогда как квантовая механика отрицает эту возможность. Хрестоматийный пример положение и импульс частицы. Согласно квантовой механике, чем точнее известна координата частицы, тем менее точно можно сказать, каков ее импульс (и наоборот). Такова упрощенная и предварительная формулировка принципа неопределенности положения и импульса в квантовой механике. Данный принцип сыграл важную роль во многих дискуссиях на тему философского значения квантовой механики, в особенности в дебатах по поводу согласованности т.н. копенгагенской интерпретации, которой придерживались основоположники квантовой механики Вернер Гейзенберг и Нильс Бор. Несомненно, принцип неопределенности вовсе не является единственным концептуальным различием между классической и квантовой физикой: представление квантовой механики о таких понятиях, как (не)локальность, запутанность и тождественность, полностью переворачивают классические воззрения на природу.
К столетнему юбилею квантовой теории (несколько замечаний) *) В.Л.Гинзбург 14 декабря 1900 г.Макс Планк сделал в Берлине доклад «К теории распределения энергии излучения нормального спектра», который обоснованно считается актом рождения квантовой теории.В настоящее время, через сто лет, квантовая теория (и особенно ее нерелятивистский вариант -квантовая механика) лежит в фундаменте всего естествознания.Квантовая механика представляет собой, как известно, обобщение классической (ньютоновской) механики на область атомных (микроскопических) явлений.Другое, второе великое обобщение классической механики, в этом случае на область движений с большими скоростями -это теория относительности.При этом релятивистская теория гравитации и, в частности, ее простейший вариант -общая теория относительности Эйнштейна (ОТО) является неквантовой теорией, т.е.не учитывает квантовых эффектов.Обобщение ОТО (или, возможно, более общей классической релятивистской теории гравитации) на квантовую область является важнейшей, быть может главной задачей современной теоретической физики.Эта проблема осознана уже довольно давно, но попытки ее решить в прошлом веке не увенчались успехом -она «перешла» на новое столетие.Квантовое обобщение ОТО очевидным образом необходимо для исследования космологических вопросов и, вообще, областей пространства-времени вблизи сингулярностей, присутствующих в ОТО (помимо космологической сингулярности речь идет о черных дырах и некоторых топологических «дефектах»).Впрочем, область сверхсильных гравитационных полей представляет актуальный интерес и в теории *) Статья для сборника «100 лет квантовой теории (история, физика, философия)».
По поводу принципа соответствия Нильса Бора историк физики Макс Джеммер пишет следующее: В истории физики найдется немного примеров всеобъемлющих теорий, столь многим обязанных одному принципу, сколь обязана боровскому принципу соответствия квантовая механика (Джеммер 1985: 124). Этот принцип не только сыграл ключевую роль в открытии самой квантовой механики, но и послужил для Бора краеугольным камнем ее философской интерпретации, будучи тесно связанным с его более известным принципом дополнительности и копенгагенской интерпретацией. Хотя большинство исследователей не подвергают сомнению важность принципа соответствия Бора, они расходятся во мнениях относительно того, как этот принцип следует определять. Следует различать смысл, который приписывал ему сам Бор, и значение, которое он позднее обрел для более широкого сообщества физиков. Даже если ограничиться только сочинениями Бора, среди исследователей попрежнему нет единого мнения по поводу того, какое именно из нескольких соотношений между классической и квантовой механикой, открытых Бором, должно быть обозначено как принцип соответствия. В специальной литературе имеется три основных кандидата на роль определения. Вопервых, это частотная интерпретация, согласно которой в принципе соответствия речь идет о статистическом асимптотическом совпадении значений одного члена в преобразовании Фурье классической частоты, с одной стороны, и квантовой частоты в пределе больших квантовых чисел, с другой. Вовторых, имеется интерпретация по интенсивности, согласно которой принцип соответствия постулирует статистическое совпадение (в пределе больших квантовых чисел) значений квантовой интенсивности, выраженной посредством вероятности квантового перехода, и классической интенсивности, понятой как квадрат амплитуды одной компоненты классического движения. Наконец, существует интерпретация по правилу отбора, согласно которой принцип Бора, по сути, утверждает, что каждый разрешенный квантовый переход между стационарными состояниями соответствует одной гармонической компоненте классического движения. Принцип соответствия впервые был сформулирован в 1913 году в контексте старой квантовой теории. Тем не менее, по словам Бора, этот принцип сумел пережить замещение старой квантовой теории современной квантовой механикой. Принцип соответствия до сих пор фигурирует в литературе по физике как предмет текущих исследований, хотя, по всей видимости, его значение несколько отличается от смысла, который ему придавал сам Бор. Одна из разновидностей принципа соответствия также нашла место в философской литературе, где была обобщена до уровня базового методологического принципа (т.н. обобщенного принципа соответствия), накладывающего ограничения на развитие новых научных теорий.
В работе предлагается резонансная интерпретация корпускулярно-волнового дуализма. Показано, что парадокс «частица или волна» снимается, если рассматривать квантовый объект как резонансный процесс с двумя фазами: частица — фаза накопления (стоячая волна, узел), волна — фаза разряда (бегущая волна, распространение). Наблюдение в этой модели не «меняет состояние» объекта, а выбирает, какую фазу мы фиксируем. Это согласуется с принципом накопления-разряда, ранее предложенным для когерентных систем. Показано, что принцип неопределённости Гейзенберга (Δx · Δp ≥ ħ/2) является следствием невозможности одновременно зафиксировать фазу накопления и фазу разряда. Двухщелевой эксперимент интерпретируется как выбор режима фиксации. Фотоэффект и дифракция электронов описываются в рамках единой резонансной модели. Модель не вводит новых сущностей. Она переинтерпретирует известные явления на языке резонанса.