2020-05-12
117
Классическая физика в согласии со здравым смыслом рассматривает объективный мир существующим вне наблюдателя. Это верно не только для механики Ньютона, но и для подходов в электродинамике и теории относительности. Процессы происходят независимо от нас, да и сами мы телесно являемся частью этого мира и, следовательно, подчиняемся его законам. Квантовое описание является точным, хотя и радикально отличающимся от классического. Кроме того, вероятностный характер описания не возникает на микроуровне, т.к. движение атомов, молекул происходит детерминировано, а появляется, в результате некоторого загадочного крупномасштабного действия по переводу проявлений микромира на язык, доступный нашим ощущениям. Само существование твердых тел, упругость и другие свойства материалов, химические свойства, цвет вещества, устойчивость наследственности – эти и многие другие знакомые нам явления невозможно объяснить без привлечения квантовой теории.
Возможно, что и феномен сознания есть нечто, что невозможно объяснить без привлечения квантовых представлений. Для того чтобы основательно углубиться в философские вопросы и понять, как ведет себя наш мир и каково строение «разума», т.е. «нас самих», следует ближе познакомиться с возможностями квантовой теории. И здесь существуют разные точки зрения. Последователи Нильса Бора утверждают, что объективной картины реального мира не существует. Самого по себе ничего нет, а реальность возникает только в связи с результатами измерений. Квантовая механика нужна только как вычислительная процедура. Позитивистский взгляд иной: объективная физическая реальность может быть описана квантовым состоянием. Существует точное уравнение Шредингера, которое описывает полностью причинно обусловленную эволюцию этого состояния. Сам измерительный прибор, в конечном счете, тоже состоит из квантовых составляющих и поэтому должен эволюционировать в соответствии с уравнением Шредингера. Можно предположить, что и сами наблюдатели построены из крохотных квантовых частиц. Является ли сознание необходимой частью процесса измерения? Лишь немногие отвечают на этот вопрос положительно.
|
|
|
Атомы могли излучать свет только определенного набора частот, в виде четких спектральных линий. Но система полей и частиц в классической теории должна быть нестабильной: энергия «перетекает» от частиц к полям, которые имеют бесконечно большое число степеней свободы. Так что, как показали в свое время Релей и Джинс (1900 г.), вся энергия частиц должна быть до конца «высосана» полем. Этот физически абсурдный результат получил название «ультрафиолетовой катастрофы», при которой энергия безостановочно перетекает во все более высокочастотные колебания поля, в то время как в действительности природа не ведет себя так расточительно.
|
|
|
Интенсивность
Релей-Джинс
Планк и
наблюдения
Частота
Рис. 11.1. Расхождение между интенсивностью излучения абсолютно черного тела в классической теории (Релей-Джинс) и наблюдаемой интенсивностью привели Планка к кванту действия
В отличие от предсказаний Релея и Джинса, максимальное значение энергии при данной температуре приходится на определенную длину волны и поэтому цвет нагретого тела зависит от его температуры.
