Субквантовая чехарда

| Категория реферата: Рефераты по математике
| Теги реферата: диплом купить, культурология шпаргалки
| Добавил(а) на сайт: Квартовский.

(Заметим еще, что если отдельные состояния суть волны, то в результате их наложения возникнет интерференционная картина. Причем она появится не только тогда, когда волны распространяются одновременно, но и в случае, если они последовательно — и достаточно быстро относительно метода наблюдения — сменяют друг друга.)

Квантовое кино

Давайте по аналогии с молекулой предположим, что любая изолированная квантовая система не находится в каком-то определенном состоянии (как думают сторонники ансамблевого подхода), а совершают частые самопроизвольные скачки из одного в другое. Поведение такой системы задают вероятности различных переходов и среднее время пребывания на каждой из остановок.

Тогда разные альтернативы уже не существуют, вопреки копенгагенцам, в каждое мгновение все сразу. Вместо этого они чередуются во времени (психологи сказали бы, что процесс идет не симультанно, а сукцессивно). В этом случайном чередовании, чехарде состояний заключается физический смысл их суперпозиции.

А что будет означать измерение? Мы либо засекаем микросистему в том состоянии, в котором она в данный момент находится (видим отдельный кадр кинопленки), либо — при большей выдержке — только суживаем спектр альтернатив, по которому идет усреднение. Такова суть редукции волновой функции.

Наверное, спонтанные скачки имеют свои глубинные причины, которые пока остаются невыясненными. Но даже если мы никогда не сможем проникнуть в этот субквантовый мир и узнать детали происходящего там (а вот атомы Больцмана все-таки стали привычным объектом изучения), представления о нем способны придать теории квантов более стройный и замкнутый вид.

«Принцип чехарды» позволяет по-новому взглянуть на разные квантовые явления. Так, много шума было в свое время поднято у нас в стране вокруг концепции «химического резонанса» Лайнуса Полинга. В ней молекулу, например бензола, мыслят как суперпозицию, или гибрид, нескольких так называемых резонансных структур, совпадающих по расположению атомных ядер, но имеющих разные электронные конфигурации.

Гибридизацию можно, видимо, трактовать как результат сверхбыстрых — относительно всех доступных методов наблюдения — переходов от одной электронной конфигурации к другой (их называют электронными изомерами). Ядра же атомов массивны, они не поспевают за электронами и потому остаются неподвижными. В результате происходит усреднение по всем электронным изомерам с учетом веса (вероятности) каждого из них.

А в квантовой теории поля взаимодействие между микрообъектами описывают суммой бесконечного ряда, члены которого соответствуют всем допустимым способам обмена виртуальными частицами (рождение и кратковременное бытие этих частиц допускает принцип неопределенности). Каждый из вариантов изображается своей диаграммой Фейнмана и имеет свою вероятность. Значит, опять та же чехарда состояний.

Покой нам только снится

Natura non facit saltus... Возможно, классики ошибались и природа все же делает скачки, причем на фундаментальном субквантовом уровне; материя изначально активна и переменчива, к тому же отдельные частицы лабильны — они подстраивают свое поведение под макроокружение. Тогда пропасть между живым и неживым, духовным и материальным становится чуть менее глубокой.

Пока сама квантовая механика тоже представляет собой как будто суперпозицию многих ее интерпретаций — их выдвинуто уже более десятка, и черта отнюдь не подведена. А некто Дж. Трефил даже сформулировал своего рода законы, которым подчиняются дискуссии на эту тему: 1) любой физик имеет право предложить собственное толкование; 2) нет двух одинаковых подходов; 3) каждый автор уверен, что только он прав. (Не исключено, что то была апрельская шутка — см. «Science» от 9 апреля 2004 года, с. 212.)

Всерьез же можно утверждать, что непонимание микромира все более углубляется, и это дает надежду на прорыв к новому знанию. Надеюсь, что какую-то роль сыграет и гипотеза о субквантовой чехарде. Конечно, пока она выглядит довольно туманной, но тут я просто следовал совету Нильса Бора: «Никогда не высказывайтесь яснее, чем вы думаете».