Тайны и парадоксы квантовой физики. Книга без формул. Андрей Жуковский

Чтение книги онлайн.

СКАЧАТЬ еще лучше стала ясна разница между реальностью и математикой, я даже предлагаю назвать их странностями математического аппарата КМ.

      Итак, чем квантовая физика, описывающая поведение микротел, отличается от «нормальной», классической физики, описывающей поведение макротел, которую все мы учили в школе?

      Если классическая физика говорит, что ядро, выпущенное из пушки, направленной на север, всегда летит на север (при этом оно будет лететь туда всегда – и на бумаге, и в результате любого поставленного эксперимента), то квантовая физика, которая вместо ядра оперирует с элементарной частицей, говорит о том, что эта частица теоретически, с определенной вероятностью, может полететь в разные стороны и, соответственно, оказаться в самых разнообразных точках пространства – как на севере, так и на западе и востоке, а может быть, даже и на юге.

      Или с такой же определенной вероятностью получить какие-то определенные свойства.

      Сотни лет теоретическая физика говорила нам о том, что мы, если захотим, можем вычислить траекторию любого тела точно – при условии, что мы точно знаем его начальное положение и действующие на него силы.

      В КМ оказывается, что это не так. В ней поведение каждой ЭЧ описывается так называемой волной вероятности (ВВ) – величиной, определяющей плотность вероятности обнаружения этой ЭЧ в заданной точке пространства и ее свойства.

      Это немного необычно, но не так уж чтобы очень, скажете вы. Ведь и в классической физике множество процессов используют вероятность как рабочий инструмент! Все мы учили в школе про броуновское движение и случайные процессы, а кое-кто даже помнит про то, что такое дисперсия и математическое ожидание.

      Отличие КМ от обычной физики заключается в том, что в первой нет даже теоретической возможности точно посчитать все параметры, связанные с элементарной частицей.

      Таким образом, математический аппарат КМ оперирует только вероятностными величинами.

      Еще раз, КМ говорит, что дело не в том, что частицы очень маленькие, из-за чего нам просто сложно установить их начальные координаты и действующие на них силы, и именно поэтому мы не сможем рассчитать их конечное положение. Все гораздо хуже. КМ устанавливает теоретическую невозможность точного расчета траектории или конечного положения элементарной частицы. Одним из главных оснований для подобного подхода является соотношение неопределенностей Гейзенберга, являющееся одним из центральных положений КМ. Это соотношение говорит о том, что элементарная частица не может находиться в состояниях, в которых координаты ее центра инерции и ее импульс могут одновременно принять точные значения. Математически это выглядит так: неопределенность координаты элементарной частицы, умноженная на неопределенность проекции ее импульса по соответствующей координате, должна быть больше или равна определенному числу – квантовой постоянной Планка.

СКАЧАТЬ