В 1924 г. тридцатисемилетний профессор Цюрихского универ­ситета Эрвин Шредингер прочитал работу де Бройля, в которой движению свободных частиц сопоставлялись некие волны материи. Что это такое, как интерпретировать эти волны, как частица может одновременно обладать и волновыми свойствами — все это совер­шенно не было понятно тогда, да и сейчас (здесь я могу сослаться на такой авторитет как Фейнман) до конца неясно.

При всех блестящих успехах квантовой механики, при всех ее фантастических достижениях, при том, что в наши дни некоторые ее разделы стали уже инженерными прикладными дисциплинами, логическая структура теории — ее суть, до сих пор достаточно туманны.

Но сейчас разговор не об этом, а о том, что Шредингеру чрез­вычайно была несимпатична концепция Бора о квантовых «скач­ках». Заранее оговорю: у нас нет возможности даже поверхностно анализировать любую из проблем, о которой будет идти речь, по­этому все дальнейшее — это маленькое собрание притч. Итак, концепция Бора не увлекала Шредингера. С другой стороны имел место несомненный экспериментальный факт: атомные спектры ди­скретны, а теория Бора — симпатична она или нет — объясняет закономерности этих спектров.

Но в классической физике давно была известна огромная область, в которой регулярно встречались с дискретными решениями. Имен­но: теория волн. Например струна, закрепленная на концах, может колебаться только с определенными частотами. Число возможных частот бесконечно, но их значения каждый раз строго определены. Они не могут быть любыми. Это дискретный набор. Все частоты кратны одной — основной. Вот собственно и все факты.

Кстати, если быть совсем точным, то смутную идею о том, что частицы могут обладать волновыми свойствами еще до де Бройля высказывал Эйнштейн и он же первым обратил внимание научной общественности на работы де Бройля. Тем не менее большинство физиков восприняло идеи де Бройля весьма скептически. Благо, найти слабые неясные места у де Бройля было нетрудно. Большин­ство, но не Шредингер.

Он решил попробовать написать волновое уравнение для элект­рона в атоме. Попросту он хотел провести какую-то аналогию меж­ду атомом и струной или, если угодно, колебаниями жидкости в со­суде, или колебаниями электромагнитного поля в резонаторе. Фи­зики прекрасно знали, что колебательные процессы встречаются в самых различных разделах их науки. Но до сих пор, когда писали волновые уравнения, всегда было ясно по меньшей мере то, какой физический смысл имеет функция, для которой написано урав­нение. Шредингер же совершенно не понимал, на первом этапе, что такое его функция. Более того, он позже признавался, что даже не подозревал, какой успех ожидает его уравнение. Он пробовал. Пробовал потому, что интуиция подсказывала: «здесь что-то есть».

Но первая попытка, как рассказывает Дирак, закончилась пе­чально. Шредингер ошибся (собственно, не ошибся, а не учел тогда еще неизвестный спин электрона), и результаты его теории не сов­пали с экспериментом. Реакция — типична для физика. Если теория не согласуется с опытом — метод порочен. И на несколько месяцев он забросил работу. Лишь позже Шредингер заметил, что, если ограничиться частным нерелятивистским случаем своей теории, она дает правильные результаты. Тогда-то он и опублико­вал свою работу первую из тех, что привели к созданию волновой механики.

Мораль. В этой грубой неточной схеме тем не менее можно ус­мотреть, как физик-теоретик приходит к открытию (в нашем случае гениальному). Никакой логической строгости. Интуиция. Догадки. Аналогии. Сравнение с экспериментом. Если какая-то, пусть совер­шенно неясная, но внутренне непротиворечивая логическая схема приводит к совпадению с опытом — значит: «т>т что-то есть». А что именно: покажет будущее. Может оказаться (и так бывало не раз), что совпадение с опытом— чисто случайно. Может оказаться, что угадан лишь ничтожный кусочек реальной картины. Может — и так было со Шредингером — что вы нашли истину. И еще одно: теория должна быть красива. Физик не всегда может логически обосновать новые идеи. Поэтому он апеллирует к интуиции. А если так—красота далеко не последний аргумент. Об этом много и настой­чиво говорил Эйнштейн.

|
Template Settings
Select color sample for all parameters
Red Green Blue Gray
Background Color
Text Color
Google Font
Body Font-size
Body Font-family
Scroll to top