Фейнмановская трактовка квантовой механики
(выдержки из книги Брайана Грина «Элегантная Вселенная»)

    Ричард Фейнман принял вероятностную интерпретацию квантовой механики, но после Второй мировой войны предложил новый взгляд на эту теорию. С позиции численных предсказаний точка зрения Фейнмана полностью согласуется с тем, что было известно ранее. Рассмотрим её в контексте экспериментов с электронами и двумя щелями.
    Фейнман усомнился в основном классическом предположении, согласно которому каждый электрон проходит либо через левую щель, либо через правую. Он провозгласил, что каждый электрон, который проходит через двухщелевую преграду и попадает на фосфоресцирующий экран, проходит через обе щели, т.е., на отрезке от источника до некоторой точки на фосфоресцирующем экране каждый отдельно взятый электрон перемещается по всем возможным траекториям одновременно.
    Фейнман показал, что каждому из этих путей можно поставить в соответствие некоторое число, и общее среднее этих чисел даст ту же вероятность, что и расчёт с использованием волновой функции. Итак, с точки зрения Фейнмана, с электроном не нужно связывать никакой вероятностной волны. Вместо этого мы должны представить себе нечто столь же, если не более, странное. Вероятность того, что электрон - который во всех отношениях проявляет себя частицей, - появится в некоторой заданной точке экрана, определяется суммарным эффектом от всех возможных путей, ведущих в эту точку. Этот подход к квантовой механике известен как фейнмановское «суммирование по путям».
    Здесь начинает протестовать наше классическое образование: как может один электрон одновременно перемещаться по различным путям, да ещё и по бесконечному числу путей? Это возражение кажется неоспоримым, но квантовая механика - реальная физика нашего мира - требует, чтобы вы держали столь тривиальные возражения при себе. Результаты расчётов с использованием фейнмановского подхода согласуются с результатами, полученными с применением метода волновых функций, которые в свою очередь согласуются с экспериментальными данными. Вы должны позволить Природе самой определять, что является разумным, а что - нет. Как написал в одной из своих работ Фейнман: «Квантовая механика даёт совершенно абсурдное с точки зрения здравого смысла описание Природы. И оно полностью соответствует эксперименту. Так что я надеюсь, что вы сможете принять Природу такой, как она есть - абсурдной».
    Однако, независимо от того, насколько абсурдной является Природа на уровне микромира, при переходе к нашим обычным масштабам любая теория должна приводить к привычным прозаичным событиям. Как показал Фейнман, для движения больших тел, таких как бейсбольные мячи, аэропланы или планеты, каждое из которых является огромным по сравнению с субатомными частицами, его правило определения весов различных траекторий гарантирует, что все траектории, кроме одной, взаимно сократятся при суммировании их вкладов. В действительности, когда дело касается движения классического тела, значение имеет только одна траектория из бесконечного их количества. И это именно та траектория, которая следует из ньютоновских законов движения. Вот почему в нашем повседневном мире нам кажется, что тела (такие, как брошенный в воздух мяч) следуют вдоль единственной, уникальной и предсказуемой траектории из начальной точки в пункт назначения. Но для объектов микромира фейнмановское правило назначения весов траекториям показывает, что свой вклад в движение объекта могут вносить (и часто вносят) многочисленные возможные траектории. Например, в эксперименте с двумя щелями некоторые из траекторий проходят через разные щели, приводя к образованию интерференционной картины. В микромире мы не можем гарантировать, что электрон пройдёт только через одну щель или только через другую. Интерференционная картина и фейнмановская альтернтивная формулировка квантовой механики недвусмысленно поддерживают друг друга.

 

На головную страницу

Рейтинг@Mail.ru