Глава II. Некоторые философские вопросы квантовой механики

Некоторые философские вопросы квантовой механики

Квантовая механика является сравнительно молодой физической теорией, отражающей широкий круг явлений микромира. Открытие прерывных свойств излучения и волновых свойств вещества, не объяснимых в рамках классической (вернее, макроскопической) физики, явилось исходным пунктом для возникновения и развития квантовой теории. Эта теория объяснила огромное количество экспериментальных фактов: атомные переходы, фотоэффект, ядерные распады, устойчивость атомов, рассеяние пучков частиц силовыми центрами и т. д. Законы квантовой механики, позволяющие глубже понять объективные процессы в области микромира, подтверждены большим количеством экспериментальных фактов. Однако методологические вопросы квантовой механики до сих пор являются ареной борьбы материализма против идеализма.

В связи с возникновением квантовой механики произошла коренная ломка ряда понятий, которыми оперировала классическая физика. Многочисленные опыты показали, что микрообъекты (элементарные частицы) обладают двойственной корпускулярно-волновой природой. Например, в некоторых экспериментах электроны ведут себя как отдельные частицы и можно наблюдать их следы в камере Вильсона. В других же, как, например, при прохождении через кристаллическую решетку, они дают дифракционную картину, характерную для волнового процесса с длиной волн λ~10^-8 см. Этот объективно существующий корпускулярно-волновой дуализм заставил отказаться от наглядных представлений классической механики, не применимых в области микромира, и привел к необходимости новой формулировки физического принципа причинности в квантовой механике.

Попытки удовлетворительного истолкования квантовых эффектов и новых закономерностей, присущих микромиру, натолкнулись на значительные трудности не только физического и математического, но и философского характера. Эти трудности и сегодня еще полностью не преодолены. Ряд физиков и философов считает, что будущая, более общая теория позволит дать дополнительные сведения, объясняющие некоторые спорные моменты теории.

Сложность и противоречивость микромира, незнание диалектики явились главными причинами возникновения острой борьбы мнений по вопросу как о физической, так и о философской интерпретации квантовой механики.

Необходимо отметить, что характерной особенностью квантовой механики, отличающей ее от обычной макроскопической механики, является тот факт, что изменение действия нельзя больше считать непрерывным. Прерывность структуры действия подтверждается опытами. Отдельный квант действия весьма мал ( h = 6,6*10^-27эрг/с). Поэтому при изучении движения макротел можно полностью пренебречь прерывностью действия. Следовательно, в этом случае можно пользоваться обычной механикой Ньютона (если скорость движения объекта мала по сравнению со скоростью света). Однако при изучении движения микрообъектов, заметно ощущающих воздействие каждого кванта действия, прерывность действия выступает на первый план. Поэтому область применения квантовой механики охватывает те явления, где существенно проявляется прерывность действия. Это и есть область атомных явлений. Квантовая физика, следовательно, поставила вопрос о философском анализе прерывности и непрерывности в микромире.