ПРОБЛЕМА ИЗЛОЖЕНИЯ ПРИНЦИПОВ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ И ЕЕ ИНТЕРПРЕТАЦИИ В УЧЕБНИКАХ ПО ОБЩЕЙ ФИЗИКЕ

А.А.Гриб, Д.В. Петрова

РГПУ им.А.И. ГЕРЦЕНА, САНКТ ПЕТЕРБУРГ, РОССИЯ.

Успехи квантовой теории описания явлений микромира от элементарных частиц до молекул, теории сверхпроводимости и сверхтекучести таковы ,что ни у кого в физическом сообществе не возникает сомнений в правильности ее математического аппарата, позволяющего делать все эти замечательные предсказания. Однако в учебниках общей физики нет возможности излагать подробно этот математический аппарат. Вместо этого требуется краткое, но достаточно точное изложение основных принципов квантовой теории, сопровождающееся достаточно популярной словесной интерпретацией этих принципов.

К сожалению, во многих современных учебниках общей физики некритически переписываются тексты, относящиеся к 50-м и 60-м годам прошлого века, не учитывающие таких достижений квантовой физики конца прошлого столетия и начала 20 века как неравенства Белла и их экспериментальная проверка, квантовая телепортация, квантовые вычисления [1, 2].

Целью настоящего выступления является попытка такого изложения. Кроме встречающихся в большинстве учебников формулировок таких принципов как понятие волновой функции, соотношения неопределенностей Гейзенберга, уравнение Шредингера, необходима формулировка постулата редукции волнового пакета при измерении физического свойства квантового объекта ,описываемого самосопряженным оператором.

Необходимо доказательство неравенств Белла в простейшей форме ,доступной школьнику, и обсуждение смысла их экспериментального нарушения-свойства, описываемые некоммутирующими операторами, не существуют как определяемые числами независимо от измерения, но возникают при этом измерении.

В качестве интерпретации предлагается принцип относительности к средствам наблюдения, введенный Н.Бором и В.А.Фоком [3, 4].

Согласно этому принципу подобно длине и длительности в специальной теории относительности, неопределенными, если не указана система отсчета и в этом смысле несуществующими без такого указания, квантовые свойства, описываемые числами, не существуют независимо от прибора их измеряющего.

При этом квантовый объект сам по себе, независимо от измерения характеризуется не числами, а операторами.

Отличие приборов от квантовых объектов состоит в том, что несмотря на то ,что они представляют собой коллектив атомов и молекул и в этом смысле тоже являются квантовыми объектами, наблюдатель интересуется лишь коммутирующими операторами для приборов для получения информации о микрообъекте. Поэтому наблюдатель вправе пользоваться для них числами и классической физикой.

Литература.

1.Гриб А.А., Петрова Д.В.Об изложении принципов квантовой механики в курсе общей физики. // Известия вузов. Физика.

2..Гриб А.А.Нарушение неравенств Белла в квантовой физике. // Успехи физических наук. 1984. Т.142. Стр. 4.

3..Фок В.А.Квантовая физика и строение материи. -Л.: Издательство ЛГУ, 1965.

4..Бор Н.Избранные научные труды.Т.2. -М.: Наука, 1971. Стр.648.