Теория квантовой механики

Теория квантовой механики

Теория субатомной физики, созданная Максом Планком (1858–1947) и разработанная Нильсом Бором (1885–1962), Эрвином Шредингером (1887–1961), Вернером Гейзенбергом (1901–1976), Полем Дираком (1902–1984) и другими.

Чтобы получить элементарное представление об этой теории, полезно сравнить ее с физикой Ньютона и Эйнштейна. Согласно ньютоновой, «классической» точке зрения, наука определяет строение и движение материи как нечто твердо установленное и реальное. Материя состоит из частиц, движение которых подчиняется тем же силам, что и движение бильярдных шаров. Эйнштейн предложил рассматривать как нечто определенное только строение материи, но не движение. Если сравнить частицы с движущимися бильярдными шарами, то стол тоже будет находиться в движении. Бильярдный стол в данном случае – это пространство и время, которые не являются двумя отдельными сущностями – отсюда и используемый в теории относительности термин «пространство-время». Более того, движение бильярдных шаров создает пространственно-временной стол, составляющий основу их движения. Эйнштейн ввел в науку идею о том, что положение наблюдателя влияет на реальность наблюдаемого движения. Если наблюдения двух наблюдателей, находящихся в разных местах, расходятся, определить какое из наблюдений было истинным, а какое – ложным, невозможно.

Теорию Ньютона можно сравнить с произведением реалистического искусства, тогда как теорию Эйнштейна – с головоломкой, где все объекты выглядят достаточно реальными, хотя их пространственные отношения на наших глазах меняются – как в случае с маленьком кружком, нарисованным внутри куба. Когда мы глядим на него, то перспектива меняется. Кажется, что круг смещается то ближе к левому нижнему углу, то к переднему левому углу.

Квантовую теорию можно сравнить с абстрактной картиной, вызывающей у зрителя самые разные ассоциации. На первый взгляд кажется, что на картине нет ничего кроме хаоса. Затем, приглядевшись внимательнее, мы начинаем различать некие формы, которые то появляются, то снова исчезают в беспорядочном сплетении линий: вот лицо, рука, птица или что-нибудь еще. Квантовая теория не дает устойчивого определения ни структуры, ни движения материи. Она лишь предсказывает, где можно будет обнаружить «квантовый объект» или в каком случае движения он будет находиться. Ответ на вопрос о местоположении («где») логически не совместим с ответом на вопрос о состоянии движения. Таким образом, квантовая теория рассматривает квантовые объекты как волновые частицы. Обычно движение объектов в пространстве описывается в четырех измерениях: длина, ширина, высота и протяженность во времени. В квантовой теории с возрастанием числа измеряемых объектов возрастает и число измерений пространства. Однако эти измерения являются построениями ума.

Это приводит нас к проблеме взаимоотношений, игры между умом и материей в квантовой механике. Никто не может сказать, где тут кончается субъективность и начинается объективность. Поэтому о квантовой физике было сказано, что «там нет никакого „там“. См. Теория относительности.