Концептуальные основания физики, страница 16

- Квантовые явления ненаглядны. Адекватное их природе изображение является аналитико-символическим. Они «измеряются» математическим формулами, а не приборами и численными параметрами. Недопустимо приписывать квантовым явлениям «скрытые» параметры. Несостоятельно всякая попытка представления квантового объекта самого по себе. Природа квантово-механических явлений такова, что она может быть представлена в аналитико-графическом виде, но не в  форме изображения объектов в пространстве.

- Соотношение неопределенностей. Формулы, описывающие это соотношение, введены В. Гейзенбергом. Суть этого соотношения заключается в том, что чем определеннее значение одного параметра, тем неопределеннее значение другого: координаты и импульса.

- Принцип дополнительности Н. Бора. Квантовые объекты относительны к средствам наблюдения. Об их параметрах можно судить только после того, как они провзаимодействовали со средствами наблюдения. Причем ситуаций наблюдения должно быть достаточно много, чтобы суждения об объектах были обоснованными. Нужна взаимодополнительность измерений. Только система наблюдений может дать результат, поскольку в квантовой механике измерение и наблюдение не только возмущает, но и уничтожает объект, так, что его нужно заново готовить перед новым измеренеим.

- Туннельный эффект. Согласно классической теории любой потенциальный барьер может быть преодолен лишь в том случае, если кинетическая энергия тела больше его потенциальной энергии. Преодоление на уровне высоты барьера, через его превышение. Квантовые частицы способны преодолеть потенциальные барьеры даже в тех случаях, когда по классическим канонам их полная энергия недостаточна для этого.

- Потенциальная яма. Квантовая частица может иметь потенциальную энергию равную нулю, только если ее энергия принимает дискретные (а не любые) значения, т.е. она не может покоиться. «Потенциальная яма» – это абстракция, которая вводится для того, чтобы понять поведение частицы в силовых полях.

- Дефект массы. Разность между массой частицы (атомного ядра) и массой составляющих ее частиц, определяющая энергию связей частиц.

- Принцип суперпозиции. Волновые функции в микромире не накладываются друг на друга, а находятся в отношениях суперпозиции, т.е. не независимы друг по отношению к другу, но образуют особую систему возмущений, называемых волнами, в которых любую негармоническую волну можно представить в виде суммы гармонических.

- Статистические закономерности. Для квантовой механики характерны не динамические (однозначно предсказывающие) закономерности, а статистические, выявляющие средние значения параметров частиц, для подсчета которых используется понятие вероятности, показывающие не один результат, а поле возможных результатов.

6. Теория поля.

Исходные представления квантовой механики иногда называют нерелятивистской квантовой механикой. Теория поля является завершением релятивистских идей в квантовой механике. Поэтому ее называют еще квантовой теорией поля.

На формирование современной теории поля повлияли: учение о мировом эфире, представления квантовой механики и открытия и исследования различных видов полей. К ним относятся: электромагнитные, гравитационное, ядерное, волновое, электронно-позитронное и др.

Но если эти поля рассматривались как результат взаимодействий частиц, то квантовая теория поля создает противоположную концепцию: частица – результат напряжения поля.

Частица рассматривается как квант, а значит единство корпускулы и волны. Поле – это то, что обеспечивает особый механизм взаимодействия частиц. Частица – не масса или объем, а тип поведения. Между частицой и полем (средой) нет жесткого разграничения.

В квантовой механике описывается поведение неизменного числа частиц под воздействием того или иного поля. Квантовая теория поля учитывает рождение и поглощение частиц. Число частиц неопределенно. И, значит, не может существовать пустоты. Есть лишь особое состояние материального мира – вакуум. Это облако виртуальных частиц. Вакуум «обволакивает» частицы невиртуальные.