ПРОБЛЕМЫ СО СТАТИСТИЧЕСКОЙ ФИЗИКОЙ В КВАЗИСОВРЕМЕННОЙ АБСТРАКТНОЙ ФИЗИКЕ

Полный текст -   http://osh9.narod.ru/bes/pro.htm

  Статистический подход к явлениям микромира, независимо от классического или квантового характера, изначально не рассматривает физику процессов, но это совсем не означает, что сложных физических феноменов или «внутренних» механизмов не существует, или их не дано понять кому-либо в принципе. В подходе, продиктованном квантовой теорией, при анализе явлений микромира совершенно необоснованно утверждается агностицизм, т.е. непознаваемость физических механизмов тех явлений, которые характерны для атомных и молекулярных систем, которые проявляются при взаимодействии частиц с излучением и другими силовыми полями.

     Именно в статистической физике микромира обнаруживается наибольшая степень непонимания тех многочисленных эффектов, которые чаще всего интерпретируются как чисто квантовые явления в физике элементарных частиц. До сих пор не поняты до конца границы применимости и концептуально-идейная сущность квантовой механики, и, как результат, на протяжении 70 лет приходиться иметь дело с тем, что продолжаются разгадывания ее тайн и переинтерпретация очередных достижений.

     На этом фоне особенно заметно заклинание о невозможности интерпретации, а уж тем более хоть какого-то мало-мальски разумного вывода, уравнения Шредингера с классических позиций. В некотором смысле даже просматривается определенная гордость основоположников квантовой механики относительно «чистоты» и «кастовости» данного догмата. Иногда, правда, приходится задумываться – уж не боязнь ли это типа – а вдруг и в классической механике что-то подобное да «отыщется»?

    Ввиду необычайной сложности возникших в XX столетии задач физики микромира, которые на протяжении длительного времени не поддавались решению в рамках классических представлений, у многих (если не у большинства) ученых создалась иллюзия, а у кого-то откровенно твердое убеждение, что иного пути, кроме квантово-механического описания процессов и явлений, не существует. Происходила всеобщая ломка традиций, устоявшихся физических понятий и представлений о природе, даже философии естествознания, в которой до того главенствовали идеи причинности и детерминизма.

     Таким образом, «новая и непонятная» физика сразу поставила вне рамок заинтересованности и должного уровня теоретического развития физику «старую и испытанную», классическую, которая закономерно и неминуемо скатилась к состоянию, которое иначе как глубокий кризис и не обозначишь. Однако дело было, конечно же, не в классической физике. Очевидно те сложные задачи первостепенной важности, которые предложил новый научный век, век триумфа исследований и открытий в области атомной физики, превышали возможности физиков-теоретиков. Ученые еще не научились решать такие сложные задачи, а когда задача не решается, физик готов на любой «акт отчаяния», готов даже подвергать сомнению уже все без исключения.

  Центральной же концепцией, составившей стержень всей квантовой механики, безусловно становится уравнение Шредингера и волновая функция, Y-функция, для описания состояния микрообъектов. Потребуется некоторое время для того, чтобы определиться с физическим смыслом Y-функции.

     Шредингер поначалу предполагал заменять электрон волновым пакетом, де Бройль – «волнами материи», наконец М. Борн определяют ½Y½² как плотность вероятности пребывания электрона в данном  объеме.

     Если говорить откровенно, то последняя интерпретация Борна была явным намеком на обычную для статистической физики функцию распределения по координатам, введенную Больцманом еще в XIX веке.

 Однако вернемся все же к функциям распределения физических величин, которые основательно вошли в статистическую физику с XIX века и связываются, прежде всего, с такими корифеями статистического анализа как Дж. К. Максвелл, Л. Больцман, Д. Гиббс. Из многочисленных же интерпретаций физического или математического смысла Y-функции явно просматривается (в частности, можно посмотреть у Д. И. Блохинцева [1]), что |Y|² – это все-таки функция распределения электронной плотности в атомах, молекулах и иных любых системах, например, в кристаллах.  

  Но ближе всех к истине, вероятно, при интерпретации физического смысла Ψ-функции подошел Д. И. Блохинцев, определив эту функцию как Фурье-компоненту при разложении функций в ряд или интеграл Фурье. При этом вполне однозначно импульс и координата частицы играют роль сопряженных динамических переменных в прямом и обратном преобразованиях Фурье. Таким образом, теоретикам предоставляется довольно широкий выбор по интерпретации физического смысла Ψ-функции, да и всей квантовой механики.  

     В этом смысле мы снова как бы возвращаемся к истокам классической статистической физики. Круг замкнулся. Вместе с тем квантовой механике усилиями многих физиков, причем ведущих физиков, усомнившихся под влиянием романтического девиза о «революции в науке», передаются всеобъемлющие полномочия. Квантовая механика – это уже не только новая статистическая физика, но это уже фундамент всей физики. Если бы удалось освободиться от психологического давления мифологии и соответствующих заклинаний (по Эйнштейну – «…эта религия чертовски слабо действует на меня…»), как бы тогда можно было ответить на простой вопрос – что же представляет собой квантовая физика с точки зрения физика-теоретика начала XXI века?

    Безусловно, это – хорошо отлаженный математический аппарат для вычисления усредненных характеристик атомных систем в рамках статистической механики микромира. При этом характер траекторий частиц, механизмы образования силовых полей и вообще механизмы физических явлений в квантовой теории не принимаются во внимание. Решение практически любой задачи ограничивается формальными математическими построениями, которые призваны, с одной стороны, значительно упростить рассматриваемый процесс, а с другой стороны, выполнить необходимый объем вычислений.

     Далеко не каждый исследователь согласится с тем, что построенная таким образом физика может претендовать на роль фундаментальной теоретической основы естествознания, поскольку все-таки достаточно много положений и законов в таком случае приходится постулировать, опираясь на экспериментальные данные.  При таком формальном подходе к реальному физическому явлению трудно разграничить отдельные физические эффекты между собой или же выявить причинные связи между ними. Решение же большинства задач заканчивается, как правило, на стадии получения некоторых количественных характеристик рассматриваемых сложных систем, но не на глубоком анализе происходящих процессов.

1.  Блохинцев Д.И. Основы квантовой механики. – М.: Высшая школа, 1963. - 620 с.