LITMIR.BIZ

Скачать книгу

Эйнштейн. Но прежде чем перейти к обсуждению квантовой физики, мы вкратце опишем характер физики классической.

      Важнейшей чертой классической физики является ее детерминизм. Это означает, что законы макромира однозначно определяют все будущие изменения физической системы. Кроме того, есть возможность восстановить ее прошлое, при условии, что мы знаем все о системе на некоторый момент времени в настоящем или прошлом. Эти законы выражены в уравнениях классической физики. Различные решения этих уравнений выражают различные движения (с различными начальными условиями) различных физических (макроскопических) тел. Еще одно понятие, относящееся к детерминистскому миру, – это причинность, что означает, что одна и та же причина всегда вызывает одни и те же следствия. Законы природы связывают между собой причину и следствие. Так, например, если бросить камень, это приведет к его падению. Закон природы, связывающий бросание камня с его падением, называется законом тяготения: всякое тело, брошенное вверх, сила гравитации притягивает к земле. Следует отметить, что не раз мыслители прошлого и настоящего приписывали черты законов природы всему, что есть в мире, и утверждали, что мир детерминистичен – все установлено изначально, и что в нашем мире властвует всеобъемлющая причинность – у всего есть причина, и одна и та же причина ведет к одним и тем же следствиям. Однако не стоит забывать, что законы физики – это лишь отражение законов природы – истинных ее законов, управляющих миром; и это отражение остается верным, как правило, лишь приблизительно.

      Как уже было сказано, классическая физика не отражает всей истины, она лишь близка к истине. Когда речь заходит о частицах, из которых состоят все материальные тела, эти частицы «подчиняются» квантовым законам, самой заметной чертой которых является как раз отсутствие детерминированности. Это означает, что квантовые законы не определяют однозначно, что будет происходить с квантовой системой в будущем, даже если мы обладаем исчерпывающей информацией о ее состоянии в определенный момент времени. Квантовая теория дает только шансы, вероятности того, что с квантовой системой произойдут те или иные возможные события. Например, если атом находится в возбужденном состоянии (то есть в состоянии с высокой энергией), он способен светиться, или, более точно, испустить фотон, минимальную порцию света. Квантовая теория может предсказать, что рано или поздно этот атом испустит фотон, но не способна сказать, когда это произойдет. Квантовая теория способна предоставить лишь распределение вероятностей того, что испускание фотона произойдет в тот или иной момент. Однако если речь идет об отдельном атоме, эти вероятности лишены смысла – их можно проверить экспериментально лишь на большой группе атомов. Другими словами, между причиной – атомом в возбужденном состоянии и следствием – испусканием фотона имеется связь, но слабая и неоднозначная. Фотон будет испущен, но не существует закона, который определил бы момент его

Скачать книгу