Принцип неопределенности в.Гейзенберга.

Следующим, наиболее фундаментальным принципом квантовой механики является принцип неопределенности, сформулированный в 1927 году Вернером Гейзенбергом (1901 – 1976). Суть его состоит в следующем. Невозможно одновременно и с одинаковой точностью определить координату микрочастицы и ее импульс. К примеру, чтобы относительно точно измерить координату элементарной частицы нам нужно использовать электромагнитную волну большой частоты (рентгеновское излучение), но воздействовав на частицу таким излучением, мы предельно увеличим ее импульс (он будет бесконечно большим).

Точность измерения координаты зависит от точности измерения импульса и, наоборот; невозможно обе эти величины измерить с какой угодно точностью; чем больше точность измерения координаты (х), тем неопределеннее импульс (р), и, наоборот. Произведение неопределенности в измерении координаты и неопределенности в измерении импульса должно быть “больше или равно” постоянной Планка (h): ∆х х ∆p ≥ Һ. К соотношениям неопределенностей также относится: ∆Е х ∆𝐭 ≥ Һ, где ∆Е – неопределенность в измерении энергии микрочастицы, ∆𝐭 – неопределенность времени ее жизни. Границы, определяемые этим принципом, не могут быть принципиально преодолены никаким совершенствованием средств измерения и измерительных процедур.

Принцип неопределенности показал, что предсказания квантовой механики носят лишь вероятностный характер и не обеспечивают точных предсказаний, к каким мы привыкли в классической механике. Именно неопределенность предсказаний квантовой механики вызывала и вызывает споры среди ученых. Некоторые из них, например, А.Эйнштейн, были убеждены, что по мере совершенствования науки и измерительной техники законы квантовой механики станут точными и однозначными и что никакого предела для точности измерений и предсказаний в квантовой физике не существует. Эйнштейн писал: «Бог не играет в кости».

Принцип соответствия.

Принцип соответствия в методологии науки утверждает, что любая новая научная теория при наличии старой, хорошо проверенной теории находится с ней не в полном противоречии, а дает те же следствия в частном случае, т.е. является ее частным случаем. Например, закон Бойля – Мариотта является частным случаем уравнения состояния идеального газа.

В основе принципа соответствия лежит идея, высказанная М.Планком в 1906 году, о том, что в пределе Һ → 0 квантово-теоретические результаты сводятся к классическим или «классическую теорию можно охарактеризовать просто как теорию, в которой квант действия бесконечно мал».

Н.Бор, формулируя принцип соответствия, воспользовался именно этой идеей Планка. Действительно, стремление ν (частот) → 0 означает, что разности энергий стационарных состояний (электронов в атоме) становятся сколь угодно малы, т.е. энергии в этом пределе распределены почти непрерывно, а поэтому квантовая теория приближается к классической. В работе «О квантовой теории линейчатых спектров» Бор назвал принцип соответствия «формальной аналогией между квантовой теорией и классической теорией».

П.Дирак считал, что «соответствие между квантовой и классической теориями состоит не столько в предельном согласии Һ → 0, сколько в том, что математические операции двух теорий подчиняются во многих случаях тем же законам.