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)».
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)».
Первая не решенная до сих пор проблема теоретической физики – проблема квантовой гравитации – предполагает построение единой теории, объединяющей общую теорию относительности и квантовую теорию. До сих пор все предпринятые попытки ее построения не увенчались успехом. Но похоже, что один специфический ответ на этот вопрос существует, хотя в силу своей природы он не находился в центре внимания исследователей. Анализ логических проблем квантовой теории приводит к обнаружению общих логических оснований теории относительности и квантовой механики. Оказывается, логическая структура обеих дисциплин основывается на конструкции ортомодулярной решетки, а не булевой алгебры, характерной для классической физики. С другой стороны, учитывая, что и квантовая теория, и теория относительности представляют собой неклассические дисциплины, общая для квантовой теории и релятивистской теории ортомодулярная логическая структура, лежащая в основании квантовой логики и каузальной логики пространства-времени, может расцениваться как логическое основание неклассической науки в целом, как характерный признак неклассического типа научной рациональности, позволяющей учитывать связи между знаниями об объекте и характером средств и операций деятельности. Конструкция ортомодулярной решетки используется также и в релятивистской квантовой теории. В этом случае, как показано, например, в работе Марка Хэдли «Логика квантовой механики, выведенная из классической общей относительности» [Hadley, 1997], разумные допущения о роли измерительного прибора приводят к ортомодулярной решетке высказываний, характерной для квантовой логики. При этом ортомодулярная решетка не закладывается в основание теории, но обнаруживается в процессе исследования при детальном анализе. Она присутствует и в квантовой теории, и в теории относительности. Но может ли она лечь в основу единого формализма, дающего решение проблемы квантовой гравитации? Скорее всего, наличие ортомодулярной решеточной структуры в недрах квантовой теории и теории относительности является следствием неклассического характера этих дисциплин: отсутствие выделенной импликации (кондиционала) в ортомодулярной решетке (как показано в работе [Kalmbach, 1974], существует как минимум пять подобных кондиционалов) указывает на необходимость контроля за особенностями наших наблюдений, поскольку неявный выбор «импликативной» связи между квантовыми высказываниями способен повлиять на результаты наблюдения. DOI: 10.21146/2074-1472-2018-24-2-78-84
Триста пятьдесят лет тому назад И.Ньютон в своей корпускулярной классической механике (ККМ) в качестве начальной величины ввёл массу и на её основе определил других корпускулярных величин своей ККМ. А сто лет тому назад корпускулярно-волновые свойства микрочастиц свидетельствовало о присущности им корпускулярно-волновых величин (КВВ), которые в качестве начальной величины имели произведению массы на длину волны. Соответственно, наподобие того, как на корпускулярных величинах была основана ККМ Ньютона, подобным образом на КВВ должны быть основаны корпускулярно-волновые механики (КВМ). Но сто лет тому назад Планк и Эйнштейн для описания корпускулярно-волнового фотона воспользовались гибридом корпускулярных величин ККМ Ньютона и волновыми величинами волновой оптики, которые априори по своему определению являлись недостаточными для описания КВВ фотона. В последующем де Бройль и Шрёдингер применили метод Планка и Эйнштейна для случая нерелятивистского электрона (НЭ),а при этом получили волновую квантовую механику (ВКМ). Но полученная ими ВКМ оказалась настоящей головоломкой и теперь сто лет после них мне удалось обнаружить, что в реальности ВКМ является всего лишь неполным вариантом КВМ НЭ. Походу удалось выяснить, что ККМ Ньютона возникает в виде частного случая КВМ макроскопического тела. В связи с этим, теперь я вроде бы Таджикистанский физик открывший КВВ и КВМ физики.
К началу двадцатого века были общеизвестны классическая механика Ньютона (КМН) и классическая волновая оптика (КВО), а потому, Планк и Эйнштейн применили классических величин и терминов КМН и КВО для описания корпускулярно-волновых (КВ) свойств и корпускулярно-волнового дуализма (КВД). Спустя двадцать лет обнаруженное Гейзенбергом соотношение неопределённости показала, что определённые при помощи классических величин и терминов КМН и КВО независимые корпускулярные и волновые величины микрочастиц являются применимыми вплоть до уровня постоянной Планка, а на уровне постоянной Планка вместо них проявились взаимосвязанные корпускулярные и волновые величины микрочастиц. Взаимосвязанность же корпускулярных и волновых величин микрочастиц на уровне постоянной Планка было связано с тем, что постоянная Планка и связанные с ней другие фундаментальные константы являлись КВ величинами микрочастиц. При этом, КВ величины микрочастиц, будучи фундаментальными константами, являлись замкнутыми (внепространственными) величинами по отношению к базисным пространствам Евклида, Минковского и Клейна-Гордона, а наделённые ими микрочастицы являлись замкнутыми объектами по отношению к окружающему их миру. Поэтому, замкнутых микрочастиц не удавалось наблюдать без внешнего воздействия на них и по этой причине возникала необходимость в волновой функции ψ , которая с определенной вероятностью позволяла определять местоположению и поведению микрочастиц. Вдобавок, внепространственные КВ величины микрочастиц являлись прообразами внутри пространственных (ВП) корпускулярных, смешанных и волновых величин микрочастиц, а потому, в операторных сопоставлениях Шрёдингера КВ величины микрочастиц были выражены относительно ВП корпускулярных и волновых величин микрочастиц. Соответственно, выяснилось, что общеизвестные со времён И. Ньютона корпускулярные величины КМН и волновые величины КВО являлись ВП величинами, а основанные на них КМН, КВО, специальная теория относительности (СТО) и общая теория относительности (ОТО) Эйнштейна являлись внутри пространственными механиками физики. Созданное же Шрёдингером волновая квантовая механика (ВКМ) нерелятивистского электрона (НЭ) являлась неполной частью корпускулярно-волновой механики (КВМ) НЭ. Таким образом, необнаруженность КВ величин микрочастиц стала причиной неполноты и непонятности ВКМ НЭ. Теперь же, выяснилось, что ВКМ НЭ являлась неполной частью КВМ НЭ, а КМН, КВО, СТО и ОТО Эйнштейна являлись ВП механиками по отношению к макроскопической КВМ. E-mail:djomirzoev501@yandex.ru
в. ГЕЙЗЕНБЕРГ что они напоминают те парадоксы, которые появились при анализе явлений излучения.Отказ от пространственно-временных образов характерен для формального рассмотрения проблем теории излучения и механической теории теплоты.Подобное рассмотрение было предпринято в недавно появившихся работах де Бройля *) и Эйнштейна **).С точки зрения' перспективы, которую открывают эти работы, я считал бы, что содержащиеся в настоящей работе соображения могут иметь некоторый интерес.Поэтому я решил опубликовать эту работу без изменений, хотя лежащие в ее основе стремления теперь могут показаться, пожалуй, безнадежными.530.145.6 О КВАНТОВОТЕОРЕТИЧЕСКОМ ИСТОЛКОВАНИИ КИНЕМАТИЧЕСКИХ И МЕХАНИЧЕСКИХ СООТНОШЕНИЙ***) В. Гейзенберг (Гёттинген) (Поступило 29 июля 1925 г.) В этой работе делается попытка получить основы квантовотеоретической механики, которые базируются исключительно на соотношениях между принципиально наблюдаемыми величинами.Как широко известно, против формальных правил, которые используются в квантовой теории для вычисления наблюдаемых величин (например, энергии водородного атома), выдвигаются серьезные возражения: эти правила содержат в качестве существенной составной части отношения между величинами, которые, по-видимому, принципиально не могут быть наблюдаемы (каковы, например, положение и время обращения электрона).Таким образом, этим правилам явно недостает какого-либо наглядного физического фундамента, если все еще не придерживаться надежды, что такие до сих пор ненаблюдаемые величины, возможно, могут стать доступными эксперименту когда-либо позднее.Такая надежда могла бы считаться правомерной, если бы упомянутые правила были сами по себе последовательны и применимы в какой-либо определенной ограниченной области квантовотеоретических проблем.Но опыт показывает, что эти формальные правила квантовой теории пригодны только для задач об атоме водорода и его эффекте Штарка, но уже в задаче о «скрещенных полях» («gekreuzten Felder») (атом водорода в электрическом и магнитном полях различного направления) появляются фундаментальные трудности, состоящие в том, что взаимодействие атома с периодически меняющимися полями, несомненно, не может удовлетворительно описываться с помощью названных правил и, что, наконец, распространение этих правил на описание атомов со многими электронами оказалось невозможным.Стало обычным считать эти неудачи квантовотеоретических правил, которые ведь по-существу, характеризовались применением классической механики, как отклонение от классической механики.Но
ВЗГЛЯД НА ГРУППИРОВАНИЕ И АНТИГРУППИРОВАНИЕ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ КЛАССИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Сходство квантовой механики с классической волновой механикой отмечалось в работах де Бройля, Шредингера, "позднего Эйнштейна", Лэмба, Ланде, Манделя, Маршалла, Сантоса, Бойера и многих других авторов.Представлена новая волновая модель квантовой механики -так называемая предквантовая классическая статистическая теория поля, в которой исследуется аналогия между некоторыми квантовыми явлениями и классической теорией случайных полей.Квантовые системы интерпретируются как символические представления таких полей (не только для фотонов, ср.подходы Ланде и Лэмба, но и для массивных частиц).Все квантовые средние и корреляции (включая составные системы в запутанных состояниях) можно представить как средние и корреляции классических случайных полей.Предквантовая классическая статистическая теория поля используется для получения группирования и антигруппирования в рамках классической теории сигналов.
А.Ю.Севальников Квант и время в современной физической парадигме В 2000 году исполнилось 100 лет со дня рождения квантовой механики.Переход через рубеж столетий и вековповод погово рить о времени, и в данном случае как раз в связи с юбилеем кванта.Привязка понятия времени к идеям квантовой механики могла бы показаться искусственной и надуманной, если бы не одно обсто ятельство.Мы до сих пор не понимаем смысла этой теории.«Можно с полной уверенностью говорить, что никто не понимает смысла кван товой механики»,утверждал Ричард Фейнман.Столкнувшись с микроявлениями, мы столкнулись с некоторой тайной, которую пытаемся разгадать уже целый век.Как не вспомнить слова велико го Гераклита, что «природа любит таиться».Квантовая механика полна парадоксов.Не отражают ли они саму суть этой теории?У нас есть совершенный математический аппарат, красивая математическая теория, выводы которой неизменно под тверждаются на опыте, и при этом отсутствуют сколь ни будь «ясные и отчетливые» представления о сути квантовых феноменов.Теория здесь выступает скорее символом, за которой скрыта иная реальность, проявляющаяся в неустранимых квантовых парадоксах.«Оракул не открывает и не скрывает, он намекает», как говорил тот же Гераклит.Так о чем же намекает квантовая механика?У истоков ее создания стояли М.Планк и А.Эйнштейн.В центре внимания была проблема излучения и поглощения света, т.е.про блема становления в широком философском смысле, а следователь но, и движения.Эта проблема как таковая до сих пор не становилась в центр внимания.