если мы задаем точное значение координаты частицы, то для описания ее поведения мы не можем уже пользоваться понятием импульса и т. д.
Помимо изложенной выше точки зрения Гейзенберга — Бора (к которой примыкает большинство физиков-теоретиков) на принципы квантовой механики существует и другая точка зрения (Эйнштейн; из советских физиков, в частности, К. Никольский). С этой точки зрения аппарат К. м., разработанный В. Гейзенбергом, специфически ограничивает круг физических задач, решение к-рых может быть достигнуто посредством этого аппарата. Гейзенберг исходит из анализа процесса измерения. В классической физике речь, идет о процессах, объективно совершающихся в пространстве и времени, независимо от всякого процесса их наблюдения.
Гейзенберг же строит математический аппарат, к-рый позволяет рассмотреть лишь проблемы взаимодействия квантовой частицы (или системы) с «измерительным инструментом», описываемым классически, т. е. с таким телом, реакции к-рого определяются лишь с точностью до кванта действия. Таким образом, с самого начала К. м. построена так, что проблема «как ведут себя квантовые частицы, когда на них не смотрят», остается вне поля зрения. Другими словами, предполагается всегда присутствие макроскопического наблюдателя, стоящего вне квантового процесса. Именно это обстоятельство и ведет к принципу неопределенности, выдвигаемому школой Н. Бора в качестве основного принципа квантовой механики. Так например, местоположение квантовой частицы определяется по отношению к неподвижно закрепленной координатной системе, описываемой классически, вследствие чего изменение импульса последней не может быть определено по условиям опыта.
Поэтому отпадает возможность определения импульса квантовой частицы совместно с ее местоположением. Аналогично, задача определения импульса и энергии квантовой частицы должна быть произведена с помощью подвижного макроскопического тела, с заданным импульсом, вносящего в этом случае неопределенность местоположения квантовой частицы. В этой, роли макроскопических тел (измерительных приборов) и заключается сущность принципа неопределенности.
Такая постановка задач, вследствие неопределенности, вносимой процессом измерения, требует перехода к статистической постановке всякой квантовой задачи, учитывающей роль кванта действия. В самом деле, пусть производится определение нек-рого признака А квантового объекта (скажем, определяется положение или импульс квантовой частицы). Реализуя этот опыт путем испытания независимых экземпляров, мы получим вероятности различных значений величины А. Исследуя так распределения по различным возможным значениям тех или иных физических величин А, В..., мы достигаем, пользуясь статистическим методом, совершенно определенной «средней» статистической характеристики поведения квантового объекта.
Итак, состояние квантового объекта определяется тем, что задаются вероятности различных возможных значений импульсов и координат квантовых частиц. Опыт показывает, что между значениями импульса и координаты имеет место статистическая связь, выражаемаязнаменитым уравнением принципа неопределенности Гейзенберга
^•^=4-’ где Лх — средняя квадратичная ошибка в определении координаты х и — средняя квадратичная ошибка в определении импульса этой же частицы.
Уравнение Шрёдингера и его решения — волновые функции или эквивалентный им аппарат матричной механики и выражают статистические законы поведения квантовых частиц.
Отличие этих законов от законов обычной механики обусловлено лишь конечностью кванта действия и их статистическим характером. Причем следует еще раз отметить, что с самого начала весь аппарат специфически ограничивает класс разрешаемых им задач. Таким образом К. м. не есть только физическая теория новой области явлений, но теория с совершенно своеобразной постановкой всех задач.
Таким образом, в противоположность Н. Бору, А. Эйнштейн считает, что К. м. не имеет дела с индивидуальными квантовыми процессами, будучи лишь статистической и потому неполной их теорией. С этой точки зрения квантовые законы имеют под собой основание в еще неизвестных нам элементарных законах поведения отдельных квантовых частиц, к-рые принципиально могут быть установлены в классической форме, т. е. могут быть объективированы в пространстве и времени независимо от какого-либо макроскопического наблюдателя.
Разумеется, эти законы не будут законами классической механики, так как последняя считает действие непрерывным, тогда как в действительности существует квант действия, символизируемый в современной К. м. постоянной ft.
С этой точки зрения, принцип неопределенности Гейзенберга есть статистическое суждение, характеризующее роль макроскопического наблюдателя, и не имеет отношения к отдельному акту измерения.
С появлением теорий Шрёдингера и Гейзенберга создалось странное положение, когда две совершенно различные теории одинаково безупречно решали одинаковые задачи. Однако вскоре американский физик Экарт и Шрёдингер доказали математическую эквивалентность обеих теорий. В последующих работах Бора, Гейзенберга, Дирака, Паули, Эренфеста и др. была достигнута современная формулировка основных принципов теории, а также установлены пределы ее пригодности и направления, в к-рых необходимо искать дальнейшего ее развития.
IV. Применения К. м.
Результаты К. м. велики. Помимо большого теоретического значения К. м. как большого шага в понимании законов атомной физики, она имеет громадное значение для решения конкретных задач физики и химии. Перечислим совсем кратко важнейшие результаты К. м.
Проблемы внутреннего строения атома. К. м. возникла из решения специальных спектроскопических задач, и потому ее значение особенно велико для вопросов внутреннего строения отдельного атома, молекулы и условий их свечения. Проблема внутреннего строения водородного атома была той проблемой, на к-рой проверялась старая теория Бора. Новая теория подтвердила и уточнила следствия теории Бора и позволила независимо от нее вы-
