В. Гейзенберг. Квантовая механика и беседа с Эйнштейном
/// Журнал "Природа" 1972 № 5
Вернер Карл Гейзенберг - один из создателей квантовой механики, за которую ему была присуждена в 1933 г. Нобелевская премия. Наиболее известные книги В. Гейзенберга - «Физические принципы квантовой теории» и «Ядерная физика» - переведены на русский язык. В. Гейзенберг - активный борец за мир и разоружение. Наряду с чисто физическими исследованиями В. Гейзенберг всегда с большим интересом занимался философскими проблемами естествознания.
Вернер Гейзенберг не только один из творцов квантовой физики, но и ее летописец. Особенно ярко это выразилось в его книге «Der Teil und das Ganze» («Часть и целое»). В 1971 г. вышло второе немецкое издание этой книги, которая представляет собой творческую автобиографию, отображающую не столько детали личной жизни ученого, сколько существо творческого процесса создания квантовой механики, процесса, увиденного и описанного изнутри. Рецензия на эту книгу, где отмечен спорный характер некоторых высказываний автора, опубликована в № 12 журнала «Природа» за 1971 г.
В предлагаемой вниманию читателей главе (описанные в ней события относятся к 1925-1926 гг.) рассказано о том, как у автора оформились идеи «гейзенберговского аспекта» квантовой теории. Однако наибольший интерес в этой главе представляет запись беседы двадцатичетырехлетнего Гейзенберга с Альбертом Эйнштейном - гениальным ученым, подошедшим в ту пору к своему пятидесятилетию. Далекая от всякого математического формализма, эта беседа показывает стремление отчетливо выявить глубочайшее физическое содержание, физический смысл рассматриваемых вопросов, иллюстрирует природу самой физики, для которой математика служит необходимым аппаратом, но все же не более чем аппаратом.
Несомненно, у читателей вызовут большой интерес критические замечания А. Эйнштейна в адрес Э. Маха в связи с пониманием «принципа экономии мышления». В них А. Эйнштейн стремится решить вопрос с позиций единства объективного и субъективного.
Развитие атомной физики в те критические годы происходило так, как предсказывал мне во время нашей прогулки по Хайнбергу Нильс Бор. Трудности и внутренние противоречия, стоявшие на пути к пониманию строения атома и его устойчивости, не удавалось ни устранить, ни ослабить. Наоборот, они всё более и более углублялись. Любая попытка использовать для преодоления этих трудностей понятия старой физики казалась обреченной на провал.
Стало известно, например, открытие американского физика А. Комптона. Он обнаружил, что свет (или, точнее, рентгеновское излучение) изменяет свою частоту при рассеянии на электронах. Этот результат можно было объяснить, если воспользоваться выдвинутой Эйнштейном гипотезой и предположить, что свет состоит из маленьких корпускул, или порций энергии, которые с огромной скоростью движутся в пространстве и время от времени (а именно: в те моменты, когда происходят процессы рассеяния) сталкиваются с электронами. С другой стороны, имелось немало экспериментов, из которых следовало, что свет отличается от радиоволн не принципиально, а лишь меньшей длиной волны, и, таким образом, луч света естественно считать волновым процессом, а не потоком частиц. Чрезвычайно интересными были и результаты измерений, произведенных голландским физиком Л. С. Орнштейном. В этих экспериментах требовалось найти распределение интенсивности в спектральных линиях, образующих так называемый мультиплет. Оценить распределение интенсивности оказалось возможным с помощью теории Бора, выяснилась довольно любопытная ситуация. Формулы, выводимые из теории Бора, сами по себе были неверны, но стоило лишь слегка видоизменить их, как возникали новые формулы, дающие прекрасное согласие с экспериментом. Так постепенно физики учились преодолевать трудности. Они стали привыкать к тому, что понятия и представления, перенесенные в атомную область из старой физики, оказывались верными лишь наполовину и, пользуясь старыми средствами, нельзя было заранее указать точные границы их применимости. С другой стороны, удачное использование такой свободы позволяло иногда довольно просто угадывать правильную математическую формулировку отдельных закономерностей.
Всё сказанное в какой-то мере объясняет, почему на семинарах, происходивших в летний семестр 1924 г. под руководством Макса Борна в Гёттингене, уже велись разговоры о новой квантовой механике, которая в дальнейшем должна прийти на смену старой ньютоновской механике, хотя в ту пору даже контуры ее не были полностью известны. В наступившем затем зимнем семестре я снова отправился на время поработать в Копенгаген, намереваясь построить теорию так называемой дисперсии, в общих чертах уже намеченную голландским физиком Г. А. Крамерсом. В ту зиму наши усилия были сосредоточены на том, чтобы если не вывести, то хотя бы угадать правильные математические соотношения по аналогии с формулами классической теории. ... ...
[Читать полностью - djvu-zip]
________
Перевод Ю. А. Данилова из кн.:
W. Heisenberg. Der Teil und das Ganze. München, 1971.
Вернер Карл Гейзенберг - один из создателей квантовой механики, за которую ему была присуждена в 1933 г. Нобелевская премия. Наиболее известные книги В. Гейзенберга - «Физические принципы квантовой теории» и «Ядерная физика» - переведены на русский язык. В. Гейзенберг - активный борец за мир и разоружение. Наряду с чисто физическими исследованиями В. Гейзенберг всегда с большим интересом занимался философскими проблемами естествознания.
Вернер Гейзенберг не только один из творцов квантовой физики, но и ее летописец. Особенно ярко это выразилось в его книге «Der Teil und das Ganze» («Часть и целое»). В 1971 г. вышло второе немецкое издание этой книги, которая представляет собой творческую автобиографию, отображающую не столько детали личной жизни ученого, сколько существо творческого процесса создания квантовой механики, процесса, увиденного и описанного изнутри. Рецензия на эту книгу, где отмечен спорный характер некоторых высказываний автора, опубликована в № 12 журнала «Природа» за 1971 г.
В предлагаемой вниманию читателей главе (описанные в ней события относятся к 1925-1926 гг.) рассказано о том, как у автора оформились идеи «гейзенберговского аспекта» квантовой теории. Однако наибольший интерес в этой главе представляет запись беседы двадцатичетырехлетнего Гейзенберга с Альбертом Эйнштейном - гениальным ученым, подошедшим в ту пору к своему пятидесятилетию. Далекая от всякого математического формализма, эта беседа показывает стремление отчетливо выявить глубочайшее физическое содержание, физический смысл рассматриваемых вопросов, иллюстрирует природу самой физики, для которой математика служит необходимым аппаратом, но все же не более чем аппаратом.
Несомненно, у читателей вызовут большой интерес критические замечания А. Эйнштейна в адрес Э. Маха в связи с пониманием «принципа экономии мышления». В них А. Эйнштейн стремится решить вопрос с позиций единства объективного и субъективного.
Развитие атомной физики в те критические годы происходило так, как предсказывал мне во время нашей прогулки по Хайнбергу Нильс Бор. Трудности и внутренние противоречия, стоявшие на пути к пониманию строения атома и его устойчивости, не удавалось ни устранить, ни ослабить. Наоборот, они всё более и более углублялись. Любая попытка использовать для преодоления этих трудностей понятия старой физики казалась обреченной на провал.
Стало известно, например, открытие американского физика А. Комптона. Он обнаружил, что свет (или, точнее, рентгеновское излучение) изменяет свою частоту при рассеянии на электронах. Этот результат можно было объяснить, если воспользоваться выдвинутой Эйнштейном гипотезой и предположить, что свет состоит из маленьких корпускул, или порций энергии, которые с огромной скоростью движутся в пространстве и время от времени (а именно: в те моменты, когда происходят процессы рассеяния) сталкиваются с электронами. С другой стороны, имелось немало экспериментов, из которых следовало, что свет отличается от радиоволн не принципиально, а лишь меньшей длиной волны, и, таким образом, луч света естественно считать волновым процессом, а не потоком частиц. Чрезвычайно интересными были и результаты измерений, произведенных голландским физиком Л. С. Орнштейном. В этих экспериментах требовалось найти распределение интенсивности в спектральных линиях, образующих так называемый мультиплет. Оценить распределение интенсивности оказалось возможным с помощью теории Бора, выяснилась довольно любопытная ситуация. Формулы, выводимые из теории Бора, сами по себе были неверны, но стоило лишь слегка видоизменить их, как возникали новые формулы, дающие прекрасное согласие с экспериментом. Так постепенно физики учились преодолевать трудности. Они стали привыкать к тому, что понятия и представления, перенесенные в атомную область из старой физики, оказывались верными лишь наполовину и, пользуясь старыми средствами, нельзя было заранее указать точные границы их применимости. С другой стороны, удачное использование такой свободы позволяло иногда довольно просто угадывать правильную математическую формулировку отдельных закономерностей.
Всё сказанное в какой-то мере объясняет, почему на семинарах, происходивших в летний семестр 1924 г. под руководством Макса Борна в Гёттингене, уже велись разговоры о новой квантовой механике, которая в дальнейшем должна прийти на смену старой ньютоновской механике, хотя в ту пору даже контуры ее не были полностью известны. В наступившем затем зимнем семестре я снова отправился на время поработать в Копенгаген, намереваясь построить теорию так называемой дисперсии, в общих чертах уже намеченную голландским физиком Г. А. Крамерсом. В ту зиму наши усилия были сосредоточены на том, чтобы если не вывести, то хотя бы угадать правильные математические соотношения по аналогии с формулами классической теории. ... ...
[Читать полностью - djvu-zip]
________
Перевод Ю. А. Данилова из кн.:
W. Heisenberg. Der Teil und das Ganze. München, 1971.