Пошук остаточних законів природи
Цей сайт присвячений великій інтелектуальній пригоді - пошуку остаточних законів природи. Мрія про остаточну теорію багато в чому надихає роботи в області фізики високих енергій. Хоча ми й не знаємо, як можуть виглядати остаточні закони або скільки років пройде, перш ніж вони будуть відкриті, все-таки ми думаємо, що вже в сучасних теоріях уловлюються проблиски контурів остаточної теорії.
Сама ідея остаточної теорії суперечлива і є в наші дні предметом інтенсивних суперечок. Це протиріччя вже досягло комітетських кабінетів конгресу США: фізика високих енергій стає усе більше дорогою наукою й обіг учених за суспільною підтримкою частково обґрунтовується історичною місією відкриття остаточних законів
Із самого початку в наміри входив виклад тих питань, які виникають у зв'язку із самою ідеєю остаточної теорії як частини інтелектуальної історії нашого часу, розраховане на людей без спеціальної підготовки по фізиці й вищій математиці. Мова йде про ключові ідеї, що лежать в основі сучасних фундаментальних досліджень по фізиці. Але це не підручник по фізиці, і Ви не зустрінете окремих глав, повністю присвячених часткам, взаємодіям, симетріям і струнам. Навпроти, тут уплетені поняття сучасної фізики в обговорення того, що таке остаточна теорія і як ми збираємося неї шукатися
Остаточна теорія
фізики, що вивчали світло на початку XIX в. Спостереження таких явищ, як дифракція (відхилення променів світла від
прямолінійного поширення при проходженні поблизу якихось тіл або через дуже маленькі отвори) змусили
Томаса Юнга й Огюстена Френеля припустити, що світло є певного типу хвиля, що відхиляється від
прямолінійного поширення при проходженні через невеликі отвори тому, що розміри отворів
виявляються менше довжини хвилі світла. Але ніхто на початку XIX в. не знав, хвилею чого було світло; тільки після робіт
Джеймса Клерка Максвелла в 1860-е рр. стало ясно, що світло є хвиля змінних електричних і магнітних полів.
Яка ж величина міняється в електронній хвилі?
Відповідь була знайдена в результаті теоретичного вивчення поводження вільних електронів, коли ними обстрілюють
атоми. Природно описувати електрон, що летить у порожньому просторі, як хвильовий пакет, маленький згусток
разом електронних хвиль, що поширюються, що нагадує спалах світла від кишенькового ліхтарика, якщо його на
мить включити. Рівняння Шр.дингера показує, що коли такий пакет ударяється об атом, він розсипається57;
окремі хвилі починають розлітатися у всіх напрямках, як бризи води від струменя із садового шланга, спрямованої
на стінку. Це здавалося загадковим; адже електрони, що вдаряються об атоми, розлітаються в тім або іншому напрямку, але
вони не розсипаються на частині, вони залишаються електронами. В 1926 р. Макс Борн у Г.ттингене запропонував інтерпретувати
це дивне поводження хвильової функції за допомогою імовірнісних подань. Електрон не розсипається, але може
розсіюватися в будь-якому напрямку, причому ймовірність того, що електрон розсіюється в якімсь певному
напрямку, стає максимальної там, де хвильова функція приймає максимальні значення. Іншими словами,
електронні хвилі не є хвилями чогось; їхній зміст просто в тім, що значення хвильової функції в кожній крапці
визначає ймовірність того, що електрон перебуває в околиці цієї крапки.
Ні Шр.дингер, ні де Бройль не були задоволені такою інтерпретацією електронних хвиль. Можливо, це й
пояснює, чому жоден з них не вніс далі істотного внеску в розвиток квантової механіки. Але імовірнісна
інтерпретація електронних хвиль була підтримана в наступному році Гейзенбергом, що висловив досить примітні
міркування. Гейзенберг розглядав ті проблеми, з якими зіштовхуються фізики при вимірі положення й
імпульсу електрона. Щоб здійснити акуратний вимір положення електрона, необхідно використовувати світло
короткої довжини
[...]
Початок
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127]
У світі фізики
Наука та техніка