КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА – ФАНТОМ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ.

А.И.БОЛУТЕНКО

E-mail: bolutenko@mail.ru Физика Главная

ОГЛАВЛЕНИЕ:

1. Краеугольный камень физической квантовой механики.

1.1. Понятие о квантовой механике.

1.2. Принцип неопределённости – следствие корпускулярно-волнового дуализма.

1.3. Фундаментальный принцип квантовой механики.

1.4. Неопределённость – оригинальная гипотеза Гейзенберга.

1.5. Соотношение неопределённостей – суть квантовой механики.

1.6. Эксперимент подтвердил принцип неопределённости.

1.7. Выводы.

2. Критика принципа неопределённости Гейзенберга.

2.1. Неопределённость принципа неопределённости.

2.2. Принцип неопределённости Гейзенберга.

2.3. Принцип неопределённости – заблуждение или невежество?

2.4. Физики добавили в наш мир определённости.

2.5. Кризис фундаментальной науки.

2.6. Против принципа неопределённости Гейзенберга.

2.7.Выводы.

3. Квантовая механика – судьбоносное заблуждние физики.

3.1. Неопределённость Гейзенберга – следствие дуализма Бройля.

3.2. Выводы.

4. Общие выводы.

5. ССЫЛКИ НА ИСТОЧНИКИ.

A1. Краеугольный камень физической квантовой механики.

1.1. Понятие о квантовой механике.

В 1927 г. В. Гейзенберг постулировал принцип неопределенности, согласно которому положение и импульс движения субатомной частицы (микрочастицы) принципиально невозможно определить в любой момент времени с абсолютной точностью [1]. В каждый момент времени можно определить только лишь одно из этих свойств. Э. Шредингер (Австрия) в 1926 г. вывел математическое описание поведения электрона в атоме.

Работы Планка, Эйнштейна, Бора, де Бройля, Гейзенберга, а также Шредингера, предложившего волновое уравнение, заложили основу квантовой механики, изучающей движение и взаимодействие микрочастиц.

В классической механике для определения траектории движения и скорости частицы требуется знание начального импульса и пространственных координат ее положения. Однако в квантовой механике доказывается, что существует ограничение на точность одновременного определения этих величин. Это ограничение получило название соотношения неопределенностей.

Согласно соотношению неопределенностей нельзя одновременно вполне точно измерить импульс и координату электрона в атоме. Если бы удалось измерить координату частицы так точно, то ошибка в измерении импульса стала бы бесконечно большой. В связи с этим в квантовой механике состояние микрочастицы полностью описывается не ее координатой и скоростью, а некоторой функцией. Эта функция носит вероятностный характер и обозначается греческой буквой «пси» ψ. Функция ψ, описывающая состояние электрона в атоме или молекуле и являющаяся обычной математической функцией, часто называется волновой функцией или орбиталью. Волновая функция, подобно амплитуде любого волнового процесса, может принимать как положительные, так и отрицательные значения. В наиболее простом случае эта функция зависит от трех пространственных координат.

Орбиталь – область пространства, в котором наиболее вероятно нахождение электрона. Необходимо заметить, что понятие орбиталь существенно отличается от понятия орбита, которая в теории Бора означала путь электрона вокруг ядра. Орбиталь характеризует вероятность нахождения электрона в определенном пространстве вокруг ядра атома. Орбиталь ограничена в трехмерном пространстве поверхностями той или иной формы. Величина области пространства, которую занимает орбиталь, обычно такова, чтобы вероятность нахождения электрона внутри ее составляла не менее 95%.

Так как электрон несет отрицательный заряд, то его орбиталь представляет собой определенное распределение заряда, которое получило название электронного облака.

Величина ψ² всегда положительна. При этом она обладает важным свойством: чем больше ее значение в данной области пространства, тем выше вероятность того, что электрон проявит здесь свое действие, т.е. что его существование будет обнаружено в каком-либо физическом процессе. Плотность электронного облака пропорциональна квадрату волновой функции.

Представление о состоянии электрона как о некотором облаке электрического заряда оказывается удобным, хорошо передает основные особенности поведения электрона в атомах и молекулах. При этом, однако, следует иметь в виду, что электронное облако не имеет определенных, резко очерченных границ: даже на большом расстоянии от ядра существует некоторая, хотя и очень малая, вероятность обнаружения электрона. Поэтому под электронным облаком условно будем понимать область пространства вблизи ядра атома, в которой сосредоточена преобладающая часть заряда и массы электрона. Вследствие вероятностного характера волновых процессов квадрат ψ-функции характеризует вероятность нахождения электрона в заданной точке пространства.

1.2. Принцип неопределённости – следствие корпускулярно-волнового дуализма.

Принцип неопределённости Гейзенбе́рга в квантовой механике — фундаментальное соображение, устанавливающее предел точности одновременного определения пары характеризующих систему квантовых наблюдаемых, описываемых некоммутирующими операторами [2]. Более доступно он звучит так: чем точнее измеряется одна характеристика частицы, тем менее точно можно измерить вторую. Соотношение неопределённостейзадаёт нижний предел для произведения среднеквадратичных отклонений пары квантовых наблюдаемых. Принцип неопределённости, открытый Вернером Гейзенбергом в 1927 г., является одним из краеугольных камней физической квантовой механики. Является следствием принципа корпускулярно-волнового дуализма.

Соотношения неопределённостей Гейзенберга являются теоретическим пределом точности одновременных измерений двух некоммутирующих наблюдаемых. Согласно принципу неопределённости, у частицы не могут быть одновременно точно измерены положение и скорость (импульс).

В повседневной жизни, наблюдая макроскопические объекты или микрочастицы, перемещающиеся в макроскопических областях пространства, мы обычно не замечаем квантовую неопределённость потому, что эффекты настолько ничтожны, что не улавливаются измерительными приборами или органами чувств.

1.3. Фундаментальный принцип квантовой механики.

Принцип неопределенности, открытый Вернером Гейзенбергом в 1927 году, является одним из фундаментальных принципов квантовой механики [3].

Как объяснить простыми словами, что это такое — принцип неопределенности Гейзенберга? Может быть, поможет аналогия? Можно вообразить сам эксперимент. Представьте, что вы оружейник и производите пушки. У вас крайне необычный заказ: пушки должны стрелять электронами, то есть очень маленькими элементарными частицами. Такие пушки можно встретить в электронно-лучевых трубках старых телевизоров и осциллографов. Вы собрали эту вакуумную пушку и хотите протестировать: вам нужно понять, с какой скоростью и как далеко улетает электрон из этой пушки за 1 секунду. Вы ставите эксперимент, чтобы понять, где оказался электрон и с какой скоростью он летит. Допустим, получилось, что он пролетел 500 м, а его скорость составила 500 м/с. Вы предоставляете результаты: говорите, с точностью 20% — координата электрона 500 м. Вам говорят: «Какая-то слабенькая точность, получше померьте, пожалуйста!» Вы ставите еще один эксперимент, и еще один, и еще, стараясь повысить точность измерений, и в итоге обнаруживаете, что это невозможно. Стоит увеличить точность измерения одной величины, как ухудшается точность измерения другой величины. Если вы, например, измерите координату с точностью 1%, то погрешность скорости будет, условно говоря, 20%. Если попробуете более точно определить скорость, то возрастет погрешность измерения координаты. То есть невозможно уменьшить одновременно погрешность измерения обеих величин.

Это накладывает ограничение на точность одновременного измерения определенных связанных величин. И таких величин несколько в физике: импульс (произведение массы на скорость) и координата (местоположение частицы), энергия и время и др. Когда вы попытаетесь измерить одну из связанных величин, другая от вас ускачет, упрыгает и будет очень размытой, то есть выдаст большую погрешность. Это и есть принцип неопределенности: точно определив одно значение, у вас появляется неопределенность в другом, и наоборот.

Принцип неопределенности Гейзенберга выражается соотношением неопределенности по формуле. Погрешность измерения координаты, умноженная на погрешность измерения импульса, всегда должна быть больше или равна постоянной Планка. Это фундаментальная постоянная — очень маленькая величина. Она проявляет себя только в микроскопических масштабах.

Как показали эксперименты, частицы обладают волновыми свойствами. Их можно представить как маленькие волночки, которые размазаны по пространству. Волновая природа частиц тесно связана с принципом неопределенности. Волна не имеет какого-то конкретного положения в пространстве. Она имеет протяженность. То же самое с частицами: они, как и волны, имеют протяженность, и из-за этого не получается точно определить их координату или импульс

Сто лет назад Альберту Эйнштейну не понравился принцип неопределенности. Он писал гневные письма Нильсу Бору, руководителю Гейзенберга, с комментарием: «Бог не играет в кости».

Общая парадигма детерминизма гласит: все определено, все объяснимо. Если мы чего-то не видим в один микроскоп, значит, нужно собрать микроскоп побольше и все будет видно. Но, оказывается, мир не так устроен. В какой-то момент мы наталкиваемся на неопределенность и дальше продвинуться не можем. Можно возразить на это: просто есть скрытые параметры, которых мы не видим по каким-то причинам

Возможно, есть скрытые параметры, и, если их измерить, мы сможем преодолеть эту неопределенность. Собственно, об этом и говорил Эйнштейн: мы просто еще не до конца разобрались с этими параметрами. Но их до сих пор не нашли, эти скрытые параметры. Понять, существуют они или нет, можно с помощью статистических экспериментов. Однако во всех испытаниях ученые пришли к выводу, что никаких скрытых параметров не существует. Статистически можно утверждать, что их нет. А значит, можно утверждать, что мир абсолютно точно неопределен и детерминизма не существует.

1.4. Неопределённость – оригинальная гипотеза Гейзенберга.

Принцип неопределенности Гейзенберга — одна из самых неправильно понимаемых частей квантовой теории, тропинка, по которой всякие шарлатаны и поставщики вздора проталкивают свою философскую ерунду [4]. Гейзенберг представил эту концепцию в 1927 году.

Гейзенберг построил свою теорию на абстрактной математике, которая чрезвычайно успешно предсказывала результаты экспериментов, но не подлежала четкой физической интерпретации. Гейзенберг, спросил он себя, квантовая теория должна говорить о таких уже известных свойствах частиц, как их положение?

В духе своей оригинальной гипотезы он предположил, что имеет смысл вести речь о положении частицы, только если указать при этом, как его измерять. Поэтому нельзя задавать вопрос, действительно ли электрон находится внутри атома водорода, не описав, каким, собственно, образом можно получить информацию об этом. Гейзенберг заметил, что сам процесс измерения порой вносит возмущение, результатом которого становятся ограничения на пути того, что мы можем «знать» об электроне. В своей оригинальной работе Гейзенберг сумел оценить отношения между точностью измерения положения и импульса частицы.

Чем более точно мы определяем положение частицы, тем меньше можем знать о ее импульсе, и наоборот. Гейзенберг пришел к этому выводу, рассматривая отрыв фотонов от электронов. Фотоны — это средство, благодаря которому мы «видим» электрон, как и все остальные объекты: фотоны отрываются от них и собираются перед нашими глазами. Обычно свет, испускаемый объектом, вызывает в самом объекте лишь незначительные возмущения, но это не отменяет нашей фундаментальной неспособности полностью отделить процесс измерения от измеряемого предмета.

Логично предположить, что можно миновать ограничения принципа неопределенности, если придумать достаточно хитроумный эксперимент. Но это не так, принцип неопределенности носит фундаментальный характер.

1.5. Соотношение неопределённостей – суть квантовой механики.

Когда Гейзенберг в 1927 г открыл соотношение неопределенностей, в физике произошел резкий поворот, и назад пути нет [5]. Вероятности, волновые функции, интерференция и кванты — все это требует радикально новых способов видения мира. Однако не исключено, что какой-нибудь твердолобый физик-«классик» продолжает держаться за тонкую нить надежды, что когда все уляжется, эти отклонения от «классики» удастся встроить в систему понятий, не слишком сильно отличающуюся от прежних представлений. Однако соотношение неопределенностей ясно и недвусмысленно отрицает любую возможность возврата к прошлому.

Принцип неопределенности гласит, что мы не можем измерить положение (x) и импульс (p) частицы с абсолютной точностью. Чем точнее мы знаем одно из этих значений, тем менее точно мы знаем другое. Принцип неопределенности – одна из самых известных (и, вероятно, неправильно понимаемых) идей в физике. Он говорит нам, что в природе существует неточность, фундаментальный предел тому, что мы можем знать о поведении квантовых частиц и, следовательно, о мельчайших масштабах природы. Самое большее, на что мы можем надеяться, - это вычислить вероятности того, где находятся объекты и как они будут себя вести. В отличие от детерминистичной, предсказуемой вселенной Исаака Ньютона, где все следует четким законам о том, как двигаться, а предсказать поведение объекта просто, если известны начальные условия. Принцип неопределенности закрепляет уровень вероятности в квантовой теории.

Вернер Гейзенберг - гениальный немецкий физик-теоретик, один из создателей квантовой механики, лауреат Нобелевской премии по физике, член ряда академий и научных обществ мира. Награжден многочисленными званиями и орденами.

Первая формулировка Принципа неопределенности появилась в 1927 году, когда Гейзенберг работал в в Копенгагенском университете под руководством Нильса Бора. В это время Гейзенберг работал над следствиями квантовой теории, странным новым способом объяснения поведения атомов, который был разработан физиками, в том числе Нильсом Бором, Полем Дираком и Эрвином Шредингером, за предыдущее десятилетие. Среди множества противоречащих интуиции идей квантовая теория предполагала, что энергия не является непрерывной, а вместо этого существует в виде дискретных пакетов (квантов), и что свет можно описать как волну и как частицу квант.

Обосновывая это радикальное мировоззрение, Гейзенберг обнаружил проблему в способе измерения основных физических свойств частицы в квантовой системе. В одном из писем своему коллеге, Вольфгангу Паули, он представил намек на идею, которая с тех пор стала фундаментальной частью квантового описания мира:

Один из способов думать о принципе неопределенности - это как расширение того, как мы видим и измеряем вещи в повседневном мире. Мы можем прочитать эти слова, потому что частицы света, фотоны, отразились от экрана и достигли наших глаз. Каждый фотон на этом пути несет с собой некоторую информацию о поверхности, от которой он отскочил, со скоростью света. Увидеть субатомную частицу, например электрон, не так-то просто. Мы могли бы точно так же отразить от него фотон, а затем надеяться обнаружить этот фотон с помощью инструмента. Но есть вероятность, что фотон передаст некоторый импульс электрону, когда он столкнется с ним, и изменит путь частицы, которую мы пытаетемся измерить. Или же, учитывая, что квантовые частицы часто движутся так быстро, электрон может больше не находиться на том месте, где он был, когда фотон первоначально отразился от него.

Освещая электроны светом все возрастающей частоты, мы измеряем их положение со все большей точностью, но за это приходится платить тем, что сами измерения вносят все большие возмущения. Высокочастотные фотоны обладают большой энергией и, следовательно, дают электронам резкий «толчок», значительно изменяющий их скорости.

Можно было бы думать, что неопределенность возникает только тогда, когда мы — бестактные наблюдатели — вмешиваемся в происходящее на сцене мироздания. Это не верно. Пример попытки удержать электрон в небольшой коробке и его бурная реакция на это — увеличение скорости и хаотичности движения — подводит нас немного ближе к истине. Даже без «прямых столкновений» с вносящими возмущение «экспериментаторскими» фотонами скорость электрона резко и непредсказуемо изменяется от одного момента времени к другому. Но и этот пример не раскрывает все ошеломляющие свойства микромира, следующие из открытия Гейзенберга. Даже в самой спокойной ситуации, которую только можно себе представить, например, в пустой области пространства, согласно соотношению неопределенностей в микромире имеет место невероятная активность. И эта активность возрастает по мере уменьшения масштабов расстояния и времени.

Эйнштейн пытался минимизировать этот отход от позиций классической физики, утверждая, что хотя квантовая механика определенно ставит предел нашему знанию положения и скорости, электрон, тем не менее, имеет определенное положение и скорость в том смысле, который мы привыкли вкладывать в эти слова. Однако в течение последних трех десятилетий прогресс в теоретической физике, достигнутый группой исследователей, возглавляемых ирландским физикомДжоном Беллом, и экспериментальные данныеАлана Аспекта и его коллег убедительно продемонстрировали, что Эйнштейн был не прав.Про электроны, как и про любые другие частицы, нельзя одновременно сказать, что они находятся в таком-то месте и имеют такую-то скорость.

1.6. Эксперимент подтвердил принцип неопределённости.

Проведя эксперимент с двумя щелями, международная группа ученых сумела опровергнуть выводы своих коллег, которые 20 лет назад пришли к выводу о возможности нарушения принципа Гейзенберга [6].

Принцип неопределенности, открытый немецким физиком Вернером Гейзенбергом в 1927 году для квантовой механики, утверждает, что чем точнее измеряется одна характеристика частицы, тем менее точно можно измерить вторую. К примеру, измерение положения частицы обязательно нарушит ее скорость, в соотношениях, пропорциональных точности измерения положения.

В 1990-х группе физиков из Германии и США удалось поколебать уверенность научного сообщества в истинности принципа неопределенности Гейзенберга. Они провели эксперимент на двух щелях и доказали, что возможно определить, через какую из них пройдет частица, не нарушая ее скорости.

Однако, недавнее исследование ученых из Австралии, Китая и Швеции утверждает, что делать вывод об ошибочности принципа неопределенности было бы неправильно. Проведя эксперимент с двумя щелями, они показали, что скоростные помехи — в предсказанных принципом размерах — существуют, в определенном смысле, всегда.

Согласно принципу неопределенности, узнать, через какую из щелей прошла частица, невозможно. Однако, в работе конца 90-х физики написали, что для того, чтобы узнать, через какую щель прошла частица, вообще не требуется измерять ее положение. Подойдут любые измерения, которые дают различные результаты в зависимости от того, через какую щель проходит частица. Следовательно, заявили они, не принцип неопределенности объясняет потерю интерференции, а какой-то другой механизм.

Тем не менее, в новейшем исследовании физики увидели то, чего не заметили их коллеги ранее: скоростные помехи происходят не тогда, когда частица проходит через измерительный прибор, а позже, когда она уже оказалась по другую сторону ширмы.

Объясняется это тем, что квантовая частица не только частица, но и волна. Она направляет движение частицы в соответствии с интерпретацией, предложенной Дэвидом Бомом, жившим на поколение позже Гейзенберга.

1.7. Выводы.

1. Принцип неопределённости, открытый Вернером Гейзенбергом в 1927 г., является одним из краеугольных камней и фундаментальным принципом физической квантовой механики. Он является следствием принципа корпускулярно-волнового дуализма.

2. Гейзенберг постулировал пнринцип неопределённости, согласно которому положение и импульс движения субатомной частицы принципиальо невозможно определить в любой момент времени с абсолютной точностью.

3. Работы Планка, Эйнштейна, Бора, де Бройля, Гейзенберга и Шредингера заложили основу квантовой механики, изучающей движение и взаимодействие микрочастиц.

4. Согласно соотношению неопределенностей нельзя одновременно вполне точно измерить импульс и координату электрона в атоме.

5. В квантовой механике состояние микрочастицы полностью описывается не ее координатой и скоростью, а некоторой функцией. Эта функция носит вероятностный характер.

6. Орбиталь – область пространства, в котором наиболее вероятно нахождение электрона. Орбиталь характеризует вероятность нахождения электрона в определенном пространстве вокруг ядра атома.

7. Электронное облако не имеет определенных, резко очерченных границ: даже на большом расстоянии от ядра существует некоторая, хотя и очень малая, вероятность обнаружения электрона.

8. Принцип неопределённости Гейзенбе́рга в квантовой механике — фундаментальное соображение, устанавливающее предел точности одновременного определения пары характеризующих систему квантовых наблюдаемых, описываемых некоммутирующими операторами.

9. Наблюдая макроскопические объекты или микрочастицы, мы обычно не замечаем квантовую неопределённость, потому что эффекты настолько ничтожны, что не улавливаются измерительными приборами или органами чувств.

10. Как показали эксперименты, частицы обладают волновыми свойствами. Волновая природа частиц тесно связана с принципом неопределенности, она имеет протяженность. Так же и частицы имеют протяженность Из-за этого не получается точно определить их координату или импульс.

11. Гейзенберг построил свою теорию на абстрактной математике, которая чрезвычайно успешно предсказывала результаты экспериментов, но не подлежала четкой физической интерпретации. В духе своей оригинальной гипотезы он предположил, что имеет смысл вести речь о положении частицы, только если указать при этом, как его измерять.

12. Когда Гейзенберг в 1927 г открыл соотношение неопределенностей, в физике произошел резкий поворот, и назад пути нет. Вероятности, волновые функции, интерференция и кванты — все это требует радикально новых способов видения мира. Однако соотношение неопределенностей ясно и недвусмысленно отрицает любую возможность возврата к прошлому.

13. Принцип неопределенности – одна из самых известных (и, вероятно, неправильно понимаемых) идей в физике. Он говорит нам, что в природе существует неточность, фундаментальный предел тому, что мы можем знать о поведении квантовых частиц и, следовательно, о мельчайших масштабах природы.

14. Среди множества противоречащих интуиции идей квантовая теория предполагала, что энергия не является непрерывной, а вместо этого существует в виде дискретных пакетов (квантов), и что свет можно описать как волну и как частицу квант.

15. В 1990-х группе физиков из Германии и США удалось поколебать уверенность научного сообщества в истинности принципа неопределенности Гейзенберга. Они провели эксперимент на двух щелях и доказали, что возможно определить, через какую из них пройдет частица, не нарушая ее скорости.

A2. Критика принципа неопределённости Гейзенберга.

2.1. Неопределённость принципа неопределённости.

Принцип неопределенности Гейзенберга — краеугольный камень современной науки о микромире [7]. Впервые идея о соотношении неопределенностей появилась в статье Гейзенберга, опубликованной в мае 1927 года в журнале Zeitschrift für Physik.

Статья поступила в редакцию 23 марта 1927 года и содержала в окончательной редакции «Дополнение при корректуре», в котором говорилось: «После того как данная работа была завершена, новые исследования, проведенные Бором, привели к точкам зрения, допускающим существенное углубление и уточнение анализа квантовомеханических соотношений, который я пытался произвести вмоей статье».

Это «Дополнение при корректуре» вносит некоторую неопределенность уже в историю создания квантовой механики. Дело в том, что среди историков науки и биографов Бора и Гейзенберга нет согласия по одному простому вопросу: когда Гейзенберг передал свою эпохальную статью о соотношении неопределенностей в редакцию журнала — до того, как все противоречия между ним и Бором были улажены, или после? Даже сам автор статьи спустя десятилетия не мог ответить на этот вопрос точно, сославшись на плохую память.

Второстепенный на первый взгляд вопрос на самом деле важен для историка науки. Сам факт существования «Дополнения» говорит, что Нильс Бор не был согласен с содержанием статьи Гейзенберга и по-своему смотрел на поднятые в ней вопросы.

Итак, Гейзенберг не отсылал в редакцию статью о соотношении неопределенностей без согласия шефа. Поначалу Бор с воодушевлением воспринял работу ассистента и рекомендовал ее Эйнштейну. Можно понять, что Нильс Бор, вернувшись в институт после длительного отпуска, не сразу вник в детали научной работы своих сотрудников. Но постепенно автор недавно изобретенного «принципа дополнительности» стал осознавать, что работа его ассистента тесно связана с его новым детищем. Более того, он стал рассматривать соотношение неопределенностей как следствие принципа дополнительности. Но в работе Гейзенберга, естественно, ничего об этом не было сказано. Это раздражало Бора, и он стал требовать забрать статью из журнала для радикальной переделки.

Бор считал, что полное понимание явлений атомной физики возможно только при учете как волновых свойств рассматриваемых объектов (электронов, фотонов и пр.), так и корпускулярных. Другими словами, нельзя забывать про корпускулярно-волновой дуализм. Недаром, подчеркивал Бор, в основных формулах квантовой механики, связывающих энергию частицы с частотой и ее импульс с длиной волны, фигурируют как характеристики частицы (энергия и импульс), так и волновые характеристики (частота и длина волны). Гейзенберг был противоположного мнения. Он считал, что раз квантовомеханический формализм, например в форме теории преобразований Дирака — Йордана, полностью описывает явления микромира, то необходимости в привлечении волновых представлений нет. Это просто альтернативный способ исследования квантовых явлений, а не обязательный атрибут, без которого описание микромира невозможно.

По Бору, соотношение неопределенностей, которым так гордился Гейзенберг, есть простое следствие принципа дополнительности, с которым директор копенгагенского Института физики вернулся из отпуска. Об этом в статье Гейзенберга не упоминалось, поэтому Бор требовал не допустить ее публикации и забрать рукопись из редакции журнала.

Это требование было для Вернера абсолютно неприемлемым. Он не считал ошибку в одном мысленном эксперименте, который служит просто иллюстрацией для главной концепции, достаточным основанием для отказа от публикации. Соотношение неопределенностей, выведенное Гейзенбергом из общего формализма квантовой механики, было в его глазах слишком важным для интерпретации квантовотеоретического формализма, чтобы так легко отказаться от его обнародования. Эта статья должна была подтвердить высочайшую квалификацию ее автора. Отказ от публикации, напротив, сводил авторитет Гейзенберга-физика к нулю.

Бор настаивал на своем, а Гейзенберг сопротивлялся как мог. На самом пике конфликта между Бором и Гейзенбергом в дискуссию вмешался шведский физик Оскар Кляйн, проходивший в Копенгагене стажировку. Кляйн сразу целиком стал на сторону Бора и подверг работу Гейзенберга уничтожающей критике, страшно его обидевшей.

2.2. Принцип неопределённости Гейзенберга.

Появление и бурное развитие квантовой механики открыло перед нами целый мир, системное устройство которого попросту не укладывается в рамки здравого смысла и полностью противоречит нашим интуитивным представлениям [8].

Принцип Гейзенберга вообще играет в квантовой механике ключевую роль хотя бы потому, что достаточно наглядно объясняет, как и почему микромир отличается от знакомого нам материального мира. В начале 1920-х годов, когда произошел бурный всплеск творческой мысли, приведший к созданию квантовой механики, эту проблему первым осознал молодой немецкий физик-теоретик Вернер Гейзенберг. Начав со сложных математических формул, описывающих мир на субатомном уровне, он постепенно пришел к удивительной по простоте формуле, дающий общее описание эффекта воздействия инструментов измерения на измеряемые объекты микромира. В результате им был сформулирован принцип неопределенности, названный теперь его именем.

И тут мы подходим к самому принципиальному отличию микромира от нашего повседневного физического мира. В обычном мире, измеряя положение и скорость тела в пространстве, мы на него практически не воздействуем. Таким образом, в идеале мы можем одновременно измерить и скорость, и координаты объекта абсолютно точно (иными словами, с нулевой неопределенностью).

В мире квантовых явлений, однако, любое измерение воздействует на систему. Сам факт проведения нами измерения, например, местоположения частицы, приводит к изменению ее скорости, причем непредсказуемому (и наоборот). если бы нам удалось абсолютно точно установить координаты квантовой частицы, о ее скорости мы не имели бы ни малейшего представления; если бы нам удалось точно зафиксировать скорость частицы, мы бы понятия не имели, где она находится. На практике, конечно, физикам-экспериментаторам всегда приходится искать какой-то компромисс между двумя этими крайностями и подбирать методы измерения, позволяющие с разумной погрешностью судить и о скорости, и о пространственном положении частиц.

Ключевым в соотношении Гейзенберга является взаимодействие между частицей-объектом измерения и инструментом измерения, влияющим на его результаты. А тот факт, что при этом присутствует разумный наблюдатель в лице ученого, отношения к делу не имеет; инструмент измерения в любом случае влияет на его результаты, присутствует при этом разумное существо или нет.

2.3. Принцип неопределённости – заблуждение или невежество?

Автор работы [9] приводит мнение Фейнмана о квантовой механике:

Думаю, я могу ответственно заявить,

что никто не понимает квантовую механику.

Если есть возможность, прекратите спрашивать себя

«Да как же это возможно?» –

так как это занесёт вас в тупик,

из которого ещё никто не выбирался.

Р.Ф. Фейнман (1918 – 1988)

Принцип неопределённости Вернера Гейзенберга относится к одному из немногих краеугольных камней современной квантовой механики, который лежит в основании «стены» отделяющей её от классической механики, и позволяющей фантазёрам от науки творить за ней всякие непотребства. Согласно данному принципу у частицы не могут быть одновременно точно измерены положение и скорость (импульс).

Прежде, чем обратиться к критике этого положения, попробуем разобраться, как Гейзенберг до этого додумался. В 1900 году Макс Планк (1858 – 1947) предложил формулу с постоянной, которая хорошо согласовывалась с экспериментальными данными. При этом Планк полагал, что данная формула является всего лишь удачным математическим трюком, но не имеет физического смысла.

Итак, для того, чтобы перейти от уравнения Планка, к уравнению неопределённости, Гейзенбергу потребовалось провести ряд математических преобразований, за которые в университете ему поставили бы «неуд». Но вместо этого его установили на пьедестал одного из основателей квантовой механики.

Ум нормального человека это вряд ли сможет понять, для этого необходимо обладать своеобразным релятивистским мышлением, в котором реальный мир становится виртуальным, а виртуальный мир превращается в реальные дивиденды.

Уже Эйнштейн очень сомневался в выводах Гейзенберга, о чём писал Нильсу Бору (1885 – 1962): «Бог не играет в кости». На что Бор ему парировал: «Эйнштейн, не говорите Богу, что делать».

Гейзенберг и все его последователи, увлёкшись математикой, совершенно забыли о физической природе явления. В уравнении неопределённости под переменной скоростью понимается не движение объекта наблюдения, а скорость фиксации движения этого объекта. Если скорость фиксации меньше скорости наблюдаемого объекта то мы имеем классический случай неопределённости, если скорость фиксации превышает скорость наблюдаемого объекта, то мы видим объект во всех его деталях в любом заданном интервале его движения.

Таким образом, вся неопределённость сводится исключительно к вопросу используемого инструментария, что собственно уже и доказано многочисленными исследованиями различных явлений микромира. Несмотря на это ни кто и не собирается отказываться от такой удобной «песочной» стены как принцип неопределённости Гейзенберга, за которой комфортно играть в свои «песочные» игры фантазёрам от науки.

Повышая скорость фиксации до бесконечности, мы можем определить место положения объекта с любой точностью, вплоть до долей процента от его полного линейного размера. Говорить в этом случае, о какой либо неопределённости, полная бессмыслица.

В то же время следует отметить, что при измерении элементарных частиц со скоростью фиксации равной скорости света, этот процесс можно сравнивать с измерением толщины человеческого волоса школьной линейкой.

Если мы хотим повысить точность измерения, то необходимо воспользоваться излучением с большей скоростью. Физическая реальность против какой либо неопределённости, поэтому моделировать физические законы под свой уровень знаний и технических возможностей, значит впадать в детскую наивность, будто Богу можно указывать что ему делать.

Парадокс квантовой физики заключается в том, что любую фантазию можно сделать реальностью, равно как и наоборот, любую реальность можно превратить в фантазию. Гейзенберг своим принципом открыл неиссякаемый фонтан «научных» фантазий.

2.4. Физики добавили в наш мир определённости.

Канадские ученые провели эксперимент, который поставил под сомнение справедливость одного из основополагающих законов квантовой механики [10]. Речь идет о принципе неопределенности Гейзенберга, согласно которому, у одной частицы невозможно одновременно точно измерить два параметра ее движения. Но с помощью метода "слабых" измерений физикам это удалось.

Про знаменитый принцип неопределенности существует одна весьма остроумная шутка. Представьте себе ситуацию: специалиста по квантовой физике останавливает на шоссе полицейский и спрашивает: "Вы знаете, как быстро вы ехали, сэр?" На что физик отвечает: "Нет, но я точно знаю, где я!" Многие утверждают, что этот анекдот и есть самая лучшая формулировка гейзенберговского умозаключения.

Однако если перейти от шуток к текущей реальности, то следует вспомнить, что этот самый принцип, сформулированный немецким физиком Вернером Гейзенбергом в 1927 году, до сих пор является одним из краеугольных камней квантовой механики. Коротко его можно изложить так: любая попытка измерения положения частицы меняет ее импульс, следовательно, оба этих параметра не могут быть измерены одновременно с неограниченной точностью. Впрочем, Гейзенберг считал его справедливым для любой попытки одновременного описания пары свойств квантовых объектов.

При этом следует заметить, что этот принцип был открыт вовсе не от хорошей жизни. Когда ученые погрузились в изучение механики движения элементарных частиц в атомах, они постоянно ловили себя на том, что им не удается сразу определить и угловую скорость (импульс), и местоположение электрона. Более того, эта задача оказалась нерешаемой и даже теоретически, если действовать с позиций классической физики.

И вот молодой теоретик Вернер Гейзенберг, исследуя эту проблему, пришел к парадоксальному умозаключению: подобное не получается потому, что сам акт измерения может влиять на исследуемое свойство частицы. Приведем простой пример. Допустим, ученому нужно зафиксировать пространственное местонахождение электрона. Для этого он выпускает в атом квант света (то есть фотон), который натыкается на электрон, и это событие тут же фиксируется детектором (поскольку при этом будет вспышка света). Местоположение объекта, таким образом, оказывается определенным, а вот об импульсе электрона в рамках данного эксперимента уже сказать ничего нельзя, поскольку фотон, столкнувшись с электроном, изменил его значение.

Рассуждая подобным образом, Гейзенберг даже вывел формулу, которая давала общее описание эффекта воздействия инструментов измерения на измеряемые объекты микромира. И она полностью подтвердила его предположение. В результате исследованиями коллеги заинтересовался сам Нильс Бор, который в том же году сформулировал так называемую Копенгагенскую интерпретацию квантовой механики, говорившую о том, что принцип неопределенности является непреложным законом мироздания на микроуровне.

Из нее следовало, что физическая Вселенная существует не в детерминистичной (то есть полностью определенной) форме, а скорее как набор вероятностей, или возможностей. Сторонники Копенгагенской интерпретации часто приводят такой пример: параметры изменения светового пучка, произведенного миллионами фотонов, дифрагирующими через щель, может быть вычислена при помощи квантовой механики, но точный путь каждого фотона не может быть предсказан никаким известным методом.

Именно таким образом физики превратили ясную и четкую физическую картину мира (каким его видел, например, Ньютон) в расплывчатый набор вероятностных состояний и одновременно определили предел познания человеком законов мироздания. Не удивительно, что многие ученые сразу же восстали против этого. Например, Альберт Эйнштейн, который немедленно подверг сомнению справедливость такой интерпретации, выразился по поводу нее весьма категорично:"Бог не играет в кости". Великий ученый полагал, что невозможность вычисления двух параметров одной частицы происходит из-за того, что все время или неправильно ставится эксперимент, или не учитываются какие-то неизвестные пока переменные.

Впрочем, Нильс Бор убедительно доказал, что дело тут не в постановке эксперимента и не в неполноте расчетов, а в том, что открытый Гейзенбергом принцип действительно является фундаментальным законом Вселенной. И хотя эта дискуссия продолжается последователями великих ученых до сих пор (точку зрения Бора развивает Роджер Пенроуз, а Эйнштейна — Стивен Хокинг), все-таки большинство теоретиков приняли Копенгагенскую интерпретацию как рабочую гипотезу. Они согласились считать ее верной до тех пор, пока не будет доказана возможность нарушения принципа неопределенности.

И вот, похоже, это все-таки случилось. Группа физиков из Торонто, которыми руководит профессор Ли Розема, продемонстрировала способ, с помощью которого можно непосредственно измерить оба состояния частицы с достаточно большой степенью точности. Исследователи применили метод, который был разработан еще в прошлом веке, однако эффективно был применен лишь в прошлом году, — так называемые "слабые измерения".

Суть этой методики состоит в том, что она позволяет собрать информацию о наблюдаемой величине, не оказывая существенного влияния на эволюцию квантовой системы. В реальности это выгляди так: при охлаждении жидким гелием ученым удается получить отдельные кванты света, которые после направляются в оптоволокно с внутренним светоделителем. Выходы из него соединяются с отдельными отрезками оптоволокна. За волоконными световодами устанавливался "экран" — ПЗС-камера.

Ключевым участником этого эксперимента является тонкий двоякопреломляющий кристалл кальцита CaCO3. Фотоны, выходящие из оптоволокон, налетали на этот кристалл под углом, зависящим от их поперечного импульса, а кальцит слегка изменял их поляризацию, причем это изменение также зависело от импульса. Таким образом впервые была продемонстрирована возможность достаточно точно измерить два параметра элементарной частицы одновременно (поскольку амплитуда вращения плоскости поляризации оставалась небольшой).

Но как же это выглядело в реальности? На самом деле, достаточно просто. Еще до того, как каждый фотон был направлен в классическое измерительное устройство (дифракционную щель), исследователи измеряли его при помощи вышеописанной техники "слабого измерения", а после измеряли повторно, сравнивая полученные результаты. В итоге оказалось, что возмущение, внесенное самим измерительным прибором, было весьма и весьма мало и им запросто можно было пренебречь.

"Каждый фотонный выстрел давал нам совсем немного информации о возмущении, но многократно повторяя эксперимент, мы смогли получить очень точное представление о том, насколько менялось квантовое состояние фотонов", — прокомментировал результаты опытов Ли Розема. При этом он подчеркнул, что хоть в данной работе и была продемонстрирована возможность точного измерения двух параметров частицы, однако для того чтобы полностью отказаться от принципа неопределенности и Копенгагенской интерпретации, нужно проделать еще много подобных исследований.

2.5. Кризис фундаментальной науки.

Поговорим о важном принципе Гейзенберга [11]. Об этом принципе можно прочитать в любой литературе по квантовой механике.Точное знание координаты электрона означает полное незнание его импульса, и наоборот. Такая ситуация совершенно необъяснима с точки зрения классической физики. Немало усилий было приложено физиками для устранения возникшего противоречия с целью сохранения классического идеала описания движения физических объектов. Наиболее революционно настроенные ученые посчитали, что подобное неклассическое поведение объектов в микромире требует критического пересмотра самого понятия «частицы», точно локализованной во времени и пространстве. Можно говорить лишь о вероятности того, где в данный момент времени находится частица, и это является неизбежным следствием введения в физическую теорию постоянной Планка, представлений о квантовых скачках. Физическая интерпретация «неклассического» поведения микрообъектов была впервые дана Вернером Гейзенбергом, указавшим на необходимость отказа от представлений об объектах микромира как об объектах, движущихся по строго определенным траекториям, для которых однозначно с полной определенностью могут быть одновременно указаны и координата и импульс частицы в любой заданный момент времени. Надо принять в качестве закона, описывающего движение микрообъектов, тот факт, что знание точной координаты частицы приводит к полной неопределенности ее импульса, и наоборот, точное знание импульса частицы — к полной неопределенности ее координаты. Исходя из созданного им математического аппарата квантовой механики, Гейзенберг установил предельную точность, с которой можно одновременно определить координату и импульс микрочастицы. Чем точнее определена одна величина, тем больше становится неопределенность другой величины. Итак, соотношение неопределенности накладывает определенные ограничения на возможность описания движения частицы по некоторой траектории; понятие траектории для микрообъектов теряет смысл.

Вся информация о микрообъектах может быть получена с помощью только макроприборов, работающих в определённых диапазонах, позволяющих довести эту информацию, в конечном итоге, до органов чувств познающих субъектов. Макроприборы подчиняются законам классической физики и должны переводить информацию о явлениях в микромире на язык понятий классической физики. Следовательно, любое явление в микромире не может быть проанализировано как само по себе отдельно взятое, а обязательно должно включать в себя взаимодействие с классическим микроскопическим прибором. С помощью конкретного макроскопического прибора можно исследовать либо корпускулярные свойства микрообъектов, либо волновые, но ни те, и другие одновременно. Обе стороны предмета должны рассматриваться как дополнительные по отношению друг к другу

О чем идет речь? На квантовом уровне невозможно одновременно измерить координату и импульс элементарной частицы. Следовательно, делается поспешный вывод, что квантовый уровень - это особый уровень, который в корне отличается от макроуровня, описываемого классической физикой. То есть классическая физика непригодна для описания принципа неопределенности. Но и квантовая механика не дает объяснения физической природе принципа неопределенности. Возникает тупик. А дальше делается фундаментальный вывод, что человечество достигло предела познания, за который невозможно выйти. Опять же "вырисовывается" сингулярность.

Эта тупиковая ситуация является одной из причин кризиса фундаментальной науки.

2.6. Против принципа неопределённости Гейзенберга.

Согласно принципу неопределённости Гейзенберга, нельзя одновременно точно измерить координату частицы и её импульс [12]. Но если две одинаковые частицы образовались в результате распада третьей частицы, их импульсы одинаковы, а координату второй частицы можно измерить. И этот эксперимент, изначально мысленный, прямо противоречащий принципу неопределённости Гейзенберга в 1935 году был предложен Эйнштейном вместе с Борисом Подольским и Натаном Розеном в статье «Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным». Этот мысленный эксперимент был назван парадоксом Эйнштейна — Подольского – Розена! Парадокс, напоминаю, это когда глупая природа не следует «умным законам» придуманным для неё теоретиками. Результаты экспериментов ещё при жизни Эйнштейна указали на несостоятельность принципа неопределённости. Но когда такой авторитет, как Эйнштейн, перестал бороться с квантовой механикой, с помощью математических формул описывающих статистику этих экспериментов, его интерпретации, заключающейся не в том, что действительно измерение координаты частицы и её импульса технически проблематичны, а в том, что якобы положения частиц абсолютно неопределённы до самого момента измерения, когда частица, до этого «размазанная» в пространстве, в один миг группируется в точке, где её застало измерение, ясную картину сделали туманной и объявили принцип неопределённости Гейзенберга постулированным законом, обязательным для объектов природы.

Почти столетие назад известный физик-теоретик Вернер Карл Гейзенберг, один из основоположников квантовой механики и лауреат Нобелевской премии по физике 1932 года, определил фундаментальные ограничения по точности измерений характеристик любой квантовой системы, которые получили впоследствии название принципа неопределенности Гейзенберга. В соответствии с принципом неопределенности невозможно одновременно измерить с высокой точность две или больше связанных характеристик квантовой системы, к примеру, скорость и местоположение квантовой частицы. Измерение одной характеристики окажет негативное влияние на значение второй характеристики, что приведет к уменьшению точности измерений.

Группе ученых, в состав которой входит Мартин Рингбоер (Martin Ringbauer), студент-выпускник Школы математики и физики университета Квинсленда и автор статьи, опубликованной в журнале Physical Review Letters, удалось использовать работу Сирила Брэнкиарда (Cyril Branciard) другого ученого из этого же университета. В прошлом году Брэнкиард предложил понятие «отношений неопределенности», которые определяют количественные значения вмешательств измерений одной характеристики в значение второй связанной характеристики квантовой частицы при требуемой точности измерений. Используя эти «отношения неопределенности», позволяющие компенсировать негативные влияния, исследователи провели совместные измерения некоторых параметров фотонов света, результаты и точность измерений которых впоследствии были подтверждены независимыми измерениями каждого параметра в отдельности. Ученые считают, что полученные ими экспериментальные результаты уже содержат некоторое количество ответов на давнишние фундаментальные вопросы квантовой механики. Принцип неопределенности является одной из главных особенностей квантовой механики, которая не очень верно трактовалась до последнего времени. И, согласно нашему мнению, настала пора переписать некоторые главы учебника по квантовой механике».

Физики из Торонтского университета в Канаде указали на неверность Копенгагенской интерпретации квантовой механики, использующей принцип неопределенности Вернера Гейзенберга (невозможно одновременно точно определить положение и импульс частицы). Измерение состояния квантовой частицы классическим прибором изменяет состояние первой, так что о положении частицы (после измерения) экспериментатор узнает только с некоторой вероятностью.

Физикам из Германии и Италии удалось обойти квантовый предел, вычисленный согласно принципу Гейзенберга, и доказать, что принцип Гейзенберга ложный.

Лженаука квантовая механика, как известно, сформулирована в так называемой копенгагенской интерпретации. Ее главные положения в 1920-х годах сформулировали Нильс Бор и Вернер Гейзенберг. А центральным термином копенгагенской интерпретации стала волновая функция — математическая функция, заключающая в себе информацию обо всех возможных состояниях квантовой системы, в которых она одновременно пребывает.

По копенгагенской интерпретации, определить состояние системы, выделить его среди остальных может только наблюдение (волновая функция только помогает математически рассчитать вероятность обнаружить систему в том или ином состоянии). Без наблюдателя, с позиции интерпретаторов этой лженауки, в мире не происходит ничего. Только после наблюдения наблюдателя квантовая система становится классической: мгновенно перестает сосуществовать сразу во многих состояниях в пользу одного из них.

У такого подхода всегда были противники. Среди них необходимо назвать в числе первых Эйнштейна.

Кот Шредингера – одна из первых, и с тех пор, важнейшая модель, демонстрирующая бред адептов квантовой механики.

2.7. Выводы.

1. Второстепенный, на первый взгляд, вопрос на самом деле важен для историка науки. Сам факт существования «Дополнения» говорит, что Нильс Бор не был согласен с содержанием статьи Гейзенберга и по-своему смотрел на поднятые в ней вопросы.

2. Постепенно Бор стал осознавать, что работа его ассистента тесно связана с его новым детищем. Более того, он стал рассматривать соотношение неопределенностей как следствие принципа дополнительности.

3. Бор считал, что полное понимание явлений атомной физики возможно только при учете как волновых свойств рассматриваемых объектов (электронов, фотонов и пр.), так и корпускулярных. Другими словами, нельзя забывать про корпускулярно-волновой дуализм.

4. Гейзенберг был противоположного мнения. Он считал, что раз квантовомеханический формализм полностью описывает явления микромира, то необходимости в привлечении волновых представлений нет. Это просто альтернативный способ исследования квантовых явлений, а не обязательный атрибут, без которого описание микромира невозможно.

5. По Бору, соотношение неопределенностей, которым так гордился Гейзенберг, есть простое следствие принципа дополнительности. Об этом в статье Гейзенберга не упоминалось, поэтому Бор требовал не допустить ее публикации и забрать рукопись из редакции журнала.

6. Соотношение неопределенностей, выведенное Гейзенбергом из общего формализма квантовой механики, было в его глазах слишком важным для интерпретации квантовотеоретического формализма, чтобы так легко отказаться от его обнародования. Эта статья должна была подтвердить высочайшую квалификацию ее автора. Отказ от публикации, напротив, сводил авторитет Гейзенберга-физика к нулю.

7. На самом пике конфликта между Бором и Гейзенбергом в дискуссию вмешался шведский физик Оскар Кляйн. Кляйн сразу целиком стал на сторону Бора и подверг работу Гейзенберга уничтожающей критике, страшно его обидевшей.

8. Появление и бурное развитие квантовой механики открыло перед нами целый мир, системное устройство которого попросту не укладывается в рамки здравого смысла и полностью противоречит нашим интуитивным представлениям.

9. Начав со сложных математических формул, описывающих мир на субатомном уровне, Гейзенберг постепенно пришел к удивительной по простоте формуле, дающий общее описание эффекта воздействия инструментов измерения на измеряемые объекты микромира. В результате им был сформулирован принцип неопределенности, названный теперь его именем.

10. Принцип неопределённости Вернера Гейзенберга относится к одному из немногих краеугольных камней современной квантовой механики, который лежит в основании «стены» отделяющей её от классической механики, и позволяющей фантазёрам от науки творить за ней всякие непотребства.

11. Вся неопределённость сводится исключительно к вопросу используемого инструментария, что собственно уже и доказано многочисленными исследованиями различных явлений микромира. Повышая скорость фиксации до бесконечности, мы можем определить место положения объекта с любой точностью, вплоть до долей процента от его полного линейного размера. Говорить в этом случае, о какой либо неопределённости, полная бессмыслица.

12. Парадокс квантовой физики заключается в том, что любую фантазию можно сделать реальностью, равно как и наоборот, любую реальность можно превратить в фантазию. Гейзенберг своим принципом открыл неиссякаемый фонтан «научных» фантазий.

13. Канадские ученые провели эксперимент, который поставил под сомнение справедливость одного из основополагающих законов квантовой механики –неопределенности Гейзенберга. Этот принцип, сформулированный немецким физиком Вернером Гейзенбергом в 1927 году, до сих пор является одним из краеугольных камней квантовой механики.

14. Нильс Бор убедительно доказал, что открытый Гейзенбергом принцип действительно является фундаментальным законом Вселенной. И хотя эта дискуссия продолжается последователями великих ученых до сих пор, все-таки большинство теоретиков приняли Копенгагенскую интерпретацию как рабочую гипотезу. Они согласились считать ее верной до тех пор, пока не будет доказана возможность нарушения принципа неопределенности.

15. Группа физиков из Торонто продемонстрировала способ, с помощью которого можно непосредственно измерить оба состояния частицы с достаточно большой степенью точности. Исследователи применили метод "слабых измерений".

16. Физическая интерпретация «неклассического» поведения микрообъектов была впервые дана Вернером Гейзенбергом, указавшим на необходимость отказа от представлений об объектах микромира как об объектах, движущихся по строго определенным траекториям, для которых однозначно с полной определенностью могут быть одновременно указаны и координата и импульс частицы в любой заданный момент времени.

17. Соотношение неопределенности накладывает определенные ограничения на возможность описания движения частицы по некоторой траектории; понятие траектории для микрообъектов теряет смысл.

18. Делается поспешный вывод, что квантовый уровень – это особый уровень, который в корне отличается от макроуровня, описываемого классической физикой. То есть классическая физика непригодна для описания принципа неопределенности. Но и квантовая механика не дает объяснения физической природе принципа неопределенности. Возникает тупик. А дальше делается фундаментальный вывод, что человечество достигло предела познания, за который невозможно выйти. Эта тупиковая ситуация является одной из причин кризиса фундаментальной науки.

19. Но если две одинаковые частицы образовались в результате распада третьей частицы, их импульсы одинаковы, а координату второй частицы можно измерить. Этот мысленный эксперимент был назван парадоксом Эйнштейна — Подольского – Розена! Парадокс – когда глупая природа не следует «умным законам», придуманным для неё теоретиками.

20. Ученые университета Квинсленда считают, что принцип неопределенности является одной из главных особенностей квантовой механики, которая не очень верно трактовалась до последнего времени. И, согласно их мнению, настала пора переписать некоторые главы учебника по квантовой механике.

21. Физики из Торонтского университета в Канаде указали на неверность Копенгагенской интерпретации квантовой механики использующей принцип неопределенности Вернера Гейзенберга.

22. Физикам из Германии и Италии удалось обойти квантовый предел, вычисленный согласно принципу Гейзенберга, и доказать, что принцип Гейзенберга ложный.

23. Лженаука квантовая механика, как известно, сформулирована в так называемой копенгагенской интерпретации. Ее главные положения в 1920-х годах сформулировали Нильс Бор и Вернер Гейзенберг.

24. По копенгагенской интерпретации, определить состояние системы, выделить его среди остальных может только наблюдение (волновая функция только помогает математически рассчитать вероятность обнаружить систему в том или ином состоянии). Без наблюдателя, с позиции интерпретаторов этой лженауки, в мире не происходит ничего.

25. У принципа неопределённости Гейзенберга всегда были противники. Среди них необходимо назвать в числе первых Эйнштейна. Кот Шредингера – одна из первых, и с тех пор, важнейшая модель, демонстрирующая бред адептов квантовой механики.

A3. Принцип неопределённости Гейзенберга – заблуждние физики.

3.1. Неопределённость Гейзенберга – следствие дуализма Бройля.

Орбиталь – область пространства, в котором наиболее вероятно нахождение электрона [1]. Необходимо заметить, что понятие орбиталь существенно отличается от понятия орбита, которая в теории Бора означала путь электрона вокруг ядра. Орбиталь характеризует вероятность нахождения электрона в определенном пространстве вокруг ядра атома. Орбиталь ограничена в трехмерном пространстве поверхностями той или иной формы. Величина области пространства, которую занимает орбиталь, обычно такова, чтобы вероятность нахождения электрона внутри ее составляла не менее 95%.

Принцип неопределённости, открытый Вернером Гейзенбергом в 1927 г., является одним из краеугольных камней физической квантовой механики, а также является следствием принципа корпускулярно-волнового дуализма.

Как показали эксперименты, частицы обладают волновыми свойствами [3]. Их можно представить как маленькие волночки, которые размазаны по пространству. Волновая природа частиц тесно связана с принципом неопределенности. Волна не имеет какого-то конкретного положения в пространстве. Она имеет протяженность. То же самое с частицами: они, как и волны, имеют протяженность, и из-за этого не получается точно определить их координату или импульс

Первая формулировка Принципа неопределенности появилась в 1927 году, когда Гейзенберг работал в в Копенгагенском университете под руководством Нильса Бора [5]. В это время Гейзенберг работал над следствиями квантовой теории, странным новым способом объяснения поведения атомов, который был разработан физиками, в том числе Нильсом Бором, Полем Дираком и Эрвином Шредингером, за предыдущее десятилетие. Среди множества противоречащих интуиции идей квантовая теория предполагала, что энергия не является непрерывной, а вместо этого существует в виде дискретных пакетов (квантов), и что свет можно описать как волну и как частицу квант.

В новейшем исследовании физики увидели то, чего не заметили их коллеги ранее: скоростные помехи происходят не тогда, когда частица проходит через измерительный прибор, а позже, когда она уже оказалась по другую сторону ширмы [6]. Объясняется это тем, что квантовая частица не только частица, но и волна. Она направляет движение частицы в соответствии с интерпретацией, предложенной Дэвидом Бомом, жившим на поколение позже Гейзенберга.

Нильс Бор, как автор недавно изобретенного «принципа дополнительности», стал осознавать, что работа Гейзенберга тесно связана с его новым детищем [7]. Более того, он стал рассматривать соотношение неопределенностей как следствие принципа дополнительности. Бор считал, что полное понимание явлений атомной физики возможно только при учете как волновых свойств рассматриваемых объектов (электронов, фотонов и пр.), так и корпускулярных. Другими словами, нельзя забывать про корпускулярно-волновой дуализм. Недаром, подчеркивал Бор, в основных формулах квантовой механики, связывающих энергию частицы с частотой и ее импульс с длиной волны, фигурируют как характеристики частицы (энергия и импульс), так и волновые характеристики (частота и длина волны).

Физическая интерпретация «неклассического» поведения микрообъектов была впервые дана Вернером Гейзенбергом, указавшим на необходимость отказа от представлений об объектах микромира как об объектах, движущихся по строго определенным траекториям, для которых однозначно с полной определенностью могут быть одновременно указаны и координата и импульс частицы в любой заданный момент времени [11].

Неопределённость Гейзенберга – следствие дуализма Бройля. Но следствие не может существовать, когда нет самой причины. Глупую идею о дуализме атома высказал Бройль [13]. Но Бройль не виноват. Как высокое научное достижение в физике глупость Бройля подтвердили в 1927 году два выдающихся американских физика Дэвиссон и Джермер [13], которые не знали, что электрическая лампочка накаливания излучает электромагнитные волны, а полагали, что она излучает поток электронов. За своё невежество Дэвиссон получил нобелевскую награду и сделал Бройля знаменитым и богатым – подарил ему Нобелевскую премию.

Глупость Бройля, как выдающееся достижение, в очередной раз в 1928 году за Нобелевскую премию подтвердил Джордж Томсон [13].

Шли годы славы Бройля и компании подтвердителей. За тему дуализма атома взялся выдающийся аммериканский физик Бом [14] в 1952 году. Дуализм Бройля стал называться дуализмом Бройля – Бома. Бом 40 лет, до самой смерти в 1992 году, эксплуатировал глупость Бройля, но Нобелевской премии не получил.

Пришла пора восторжествовать истине. Многие физики восстали против лжи в науке. Первым из них был Эйнштейн (раздел 2 статьи), но наука не желает отказываться от своих ложных достижение и нобелевских лауреатов.

А учащиеся школ и студенты университетов должны изучать неподобство идей Бройля – Бома, когда эти идеи не могут уместиться в здравом сознании человека.

Атом, как был неделим по представлению Демокрита, так и остался неделимым [15 – 21]. Электроны продолжают двигаться по круговым орбитам вокруг ядра, несмотря на указания псевдоучёных.

3.2. Выводы.

1. Понятие орбиталь существенно отличается от понятия орбита, которая в теории Бора означала путь электрона вокруг ядра. Орбиталь характеризует вероятность нахождения электрона в определенном пространстве вокруг ядра атома.

2. Принцип неопределённости, открытый Вернером Гейзенбергом в 1927 г., является одним из краеугольных камней физической квантовой механики, а также является следствием принципа корпускулярно-волнового дуализма.

3. Частицы, как и волны, имеют протяженность, и из-за этого не получается точно определить их координату или импульс.

4. Квантовая теория предполагала, что энергия не является непрерывной, а вместо этого существует в виде дискретных пакетов (квантов), и что свет можно описать как волну и как частицу квант.

5. Бор считал, что полное понимание явлений атомной физики возможно только при учете как волновых свойств рассматриваемых объектов (электронов, фотонов и пр.), так и корпускулярных.

6. Вернер Гейзенберг указал на необходимость отказа от представлений об объектах микромира как об объектах, движущихся по строго определенным траекториям, для которых однозначно с полной определенностью могут быть одновременно указаны и координата и импульс частицы в любой заданный момент времени

7. Неопределённость Гейзенберга – следствие дуализма Бройля. Но следствие не может существовать, когда нет самой причины. Глупую идею о дуализме атома высказал Бройль. Но Бройль не виноват.

8. Как высокое научное достижение в физике глупость Бройля подтвердили в 1927 году два выдающихся американских физика Дэвиссон и Джермер, которые не знали, что электрическая лампочка накаливания излучает электромагнитные волны, а полагали, что она излучает поток электронов. За своё невежество Дэвиссон получил нобелевскую награду и сделал Бройля знаменитым и богатым – подарил ему Нобелевскую премию.

A4. Общие выводы.

1. Атом неделимый.

2. Электроны в атоме вращаются вокруг ядра по круговым орбитам.

3. Квантовая механика – ложная наука, которая должна быть запрещена для преподавания.

A5. ССЫЛКИ НА ИСТОЧНИКИ.

[1] http://proofgen.ru/Structatom/Structatom4.html

[2] https://ru.wikipedia.org/wiki/Принцип_неопределённости

[3] Евгений Шмелев. https://naukatv.ru/articles/kvantovaya_fizika_daet_nadezhdu_na_to_chto_sudby_net_i_my_mozhem_chtoto_izmenit

[4] https://www.ckofr.com/fizika/1199-princzip-neopredelennosti-gejzenberga

[5] https://dzen.ru/a/YRj4qs3vQzqFp_rE

[6] Георгий Голованов. https://m.hightech.plus/2019/06/17/eksperiment-podtverdil-princip-neopredelennosti-geizenberga