Классическая физика попала в странное положение. С одной стороны, квантовая механика была не в состоянии справляться с экспериментальными данными без помощи фундаментальных законов классической физики, с другой стороны, квантовая механика пыталась взять на себя роль фундаментальной физики. Однако при этом для многих квантовая механика не представлялась безусловно совершенной парадигмой, поскольку далеко не все опытные данные нашли в ней достаточно ясное толкование.

Многие физики не могли смириться с этим положением и всю жизнь пытались примирить экспериментальные данные с принципами и законами классической физики. В их числе такие видные исследователи, стоящие у истоков квантовой механики, как М. Планк, А. Эйнштейн, Э. Шредингер, А. Ланде.

Предлагаемая читателю работа является очередной и, как мне представляется, плодотворной попыткой примирения экспериментальных данных с законами классической физики.

Но вот в 1916 году Р. Милликен получил неопровержимое доказательство прямой пропорциональности между кинетической энергией фотоэлектронов и частотой падающего света с коэффициентом пропорциональности, действительно равном И. В свете представлений, бытующих в умах физиков того времени, имеющихся сведений о свойствах света оказалось достаточно, чтобы после этих опытов “квант действия стал физической реальностью,... а догадка Эйнштейна о квантах света приобрела физический смысл.. .” [6].

Следующий этап в развитии теоретической физики в XX веке связан с именем Н. Бора - этого неуемного бунтаря против классики, беспокойного искателя новых путей развития физики, человека, наглядно продемонстрировавшего, как философские взгляды ученого могут определять выбор путей решения научных проблем, даже в такой точной естественной науке, как физика.

В 1913 г. Н. Бор для объяснения дискретного характера спектров атомов, следуя М. Планку, применил положение о дискретных устойчивых состояниях осцилляторов к атомным системам, введя постулаты, которые в современном изложении выглядят приблизительно так:

2. При переходе из одного состояния в другое атомы истекают или поглощают монохроматическое излучение, частота которого v определяется соотношением: hv = Е„, - Е„.

Постулаты явились результатом обобщения известных к тому времени экспериментальных данных и послужили основой для развития планетарной модели атомов.

Как показано авторами, они допускают и чисто классическую интерпретацию. Для этого требуется лишь более корректная постановка задачи и более полный учет всех действующих в природе факторов. Однако Н. Бор, не доверяя старой механике и “избегая этого по мере возможности” [6], предпочел идти по пути построения новой механики — квантовой.

Можно думать, что с работ Н. Бора начался резкий поворот в сторону противопоставления квантовой механики классической физике и здравому смыслу вообще. Это связано, прежде всего, с философскими взглядами Н. Бора, почерпнутыми из работ С. Кьеркегора, X. Гёффдинга, В. Джемса. Как утверждается в работе [6], философские направления, развивавшиеся на рубеже веков, такие как “контингентализм, экзистенциализм, прагматизм, логический эмпиризм, объединенные отходом от причинности,... взрыхлили философскую почву для современной квантовой механики”, “внесли вклад в создание такого философского климата, который способствовал отказу от классических понятий”, вклад, опирающийся на такие, например, положения, как “нам не дано создать исчерпывающую концепцию реальности”, поэтому “мы должны создать [любой ценой] такую теорию, которая будет работать”, т.е. объяснять физические явления, не взирая ни на что.

Третий, завершающий этап становления квантовой механики связан с именами Л. де Бройля, Э. Шредингера, М. Борна, В. Гейзенберга и их сотрудников. В 1923 г. де Бройль предложил чисто методологический прием описания движения частиц с помощью волновой механики [6].

Рассматривая поглощение или рассеяние квантов света атомами, или прохождение их через диафрагму, де Бройль вводит гипотезу о том, что вероятность рассматриваемых процессов определяется геометрической результирующей вектора фазовых волн, проходящих через атом как через отверстие в диафрагме. Эта гипотеза согласно де Бройлю аналогична той, что принимается электромагнитной теорией, когда она связывает интенсивность наблюдаемого света с интенсивностью результирующего электрического вектора. Иначе говоря, волновая механика рассматривалась де Бройлем просто как статистический способ описания явлений.

Законы волновой механики по де Бройлю должны выполняться и в случае электронов: “пучок электронов, проходящий сквозь достаточно узкое отверстие, также должен испытывать дифракцию” [6].

Заканчивая рассмотрение подобных явлений, де Бройль заключает: “Тем самым пролит свет на фундаментальную связь, объединяющую два великих принципа - геометрической оптики и динамики частиц”, а

“гипотеза световых квантов согласуется с явлениями интерференции и дифракции”.

Математическое оформление идей де Бройля нашло свое воплощение в уравнении Э. Шредингера в 1926 г. В том же году появилась по аналогии с гипотезой де Бройля вероятностная интерпретация волновой функции, выдвинутая Борном, и постулат дополнительности Н. Бора, развитый позднее В. Паули.

В 1927 г. идеи де Бройля по дифракции электронов получили экспериментальное подтверждение. Началось триумфальное шествие квантовой механики.

Но не так думали физики во главе с Н. Бором, объединенные в Копенгагенскую школу. После работ R__Boj5a и его последователей физическая интерпретация экспериментальных данных стала пропитываться туманом необъяснимых понятий, поройне согласующихся как со здравым смыслом, так и с элементарной логикой. Чего, например, стоит постулат дополнительности Бора - Паули. Согласно этому постулату материальное тело может быть и волной и частицей одновременно. А вот мотивация этого подхода к физическим явлениям, данная Бором [6]: “Необходимость прибегнуть к дополнительному, или взаимному, способу описания, видимо, известна нам по психологическим проблемам”. “В частности, видимое противоречие между непрерывным уходящим вдаль потоком ассоциативного мышления и сохранением индивидуальности личности обнаруживает наводящую на размышление аналогию с соотношением между волновым описанием материальных частиц, подчиняющихся принципу суперпозиции и сохраняющейся индивидуальности частиц”. И, наконец, “идея дополнительности подходит для того, чтобы охарактеризовать ситуацию, имеющую глубокую аналогию с общей трудностью формирования представлений у человека, пытающегося разграничить субъект и объект”.

В этом последнем изречении, как мне представляется, заключается вся идеологическая и даже психологическая суть квантовой механики. Согласно П. Фейерабенду, одной из причин “живучести вецо^чения о дополнительности перед лицом решительных возражений следует считать расплывчатость основных принципов этого вероучения”, а Грёневольд указывал, что “недоговоренность этого понятия является, вероятно, одной из причин его плодотворности”. В этом случае можно было бы сказать, что характерный принцип философии Кьеркегора-Гёффдинга -невозможность познания реальности, под влиянием которой... находился Бор, оправдал себя [6].

На взгляд физиков начала XX века явления, происходящие в атомах, были так необычны и таинственны, так трудно вписывались в привычные представления, что ученым приходилось ограничиваться их формальным математическим описанием. При интерпретации же физической сущности полученных формул они были вынуждены идти на отказ от привычных представлений, даже таких, как принцип причинности и фундаментальные законы классической физики, или вообще отказаться от понимания самой сути явлений (правило наблюдаемых величин Гейзенберга).

Наиболее наглядно это проявилось на примере такого понятия, как спин. В. Паули, развивая взгляд Стокера, выдвигает идею, что при рассмотрении заполнения электронных оболочек атомов каждому состоянию следует приписать не три, а четыре квантовых числа.

Изучая статью В. Паули, С. Гаудсмит и Дж. Уленбек попытались четвертую степень свободы объяснить неточечностью электрона и вращением его сферической оболочки вокруг собственной оси. Энтузиазм их угас, когда они обнаружили, что для этого требуются скорости вращения, большие скорости света. Но П. Эренфест, плененный красотой идеи ("теория любой ценой"), не дожидаясь расчетов Г. Лоренца, отправил их заметку в печать, заявляя: “Вы оба достаточно молоды, чтобы позволить себе сделать одну глупость”. Но если в 1925 г. это была всего лишь глупость, то в последующем ее приняли как абстрактную математическую модель, которая позволяет интерпретировать большое количество опытных данных и производить количественные оценки, но без должного понимания физической реальности, стоящей за термином “спин электрона”. А сколько в квантовой механике существует других аналогичных абстрактных понятий, не поддающихся логическому объяснению, но позволяющих создать видимость реальности!

Квантовая механика, являющаяся фактически статистической механикой микрочастиц, т.е. одним из разделов физики, начинает приниматься за новое направление развития самого фундамента теоретической физики. “Мы утверждаем, - заявили Н. Борн и В, Гейзенберг в 1927 г., - что квантовая механика является полной теорией, а ее основные физические и математические гипотезы более не нуждаются в модификации”.

О возможности такой пагубной для развития физики подмены понятий предупреждал еще в 1904 г. А. Пуанкаре, вероятно, последний великий теоретик классической физики. “Физический закон приобретет... новый аспект, это уже не будет дифференциальное уравнение, он примет характер статистического закона” [8]. На базе этой подмены целого частью и мистицизма постулатов квантовой механики развивается целый ряд философских школ, не менее мистических по своей идеологической направленности.

Надеюсь, что в свете вышесказанного читатель, взявший в руки предлагаемую книгу, постарается подойти к ее материалу непредвзято и попытается трезво оценить обстановку, сложившуюся в настоящее время в теоретической атомной физике. В книге изложены идеи, которые могут показаться абсурдными человеку, воспитанному на догмах официальной науки, и воспринимающему университетский курс физики как некую абсолютную истину в последней инстанции: утверждал же Лавуазье в конце XVIII века, что “камни с неба [метеориты, по-современному] падать не могут — это противоречит законам физики”. Но камни с неба падают, Земля вертится, а человеческая мысль непрерывно развивается.

Как тут не вспомнить положение диалектики, что любая достигнутая нами истина всегда относительна и, следовательно, “не отваживаясь когда-то на риск, даже в самых точных науках о природе, невозможно добиться ничего подлинно нового”.