Воспоминания и размышления о Квантовой Механике

Я, признаюсь, никогда не читал диссертации Луи Де-Бройля, от которой началась волновая механика; читал её А. Эйнштейн и дал ей ход, откуда и произошло уравнение Шрёдингера. Пишу по памяти, что осталось ещё со студенческих времен.

Помнится, что сам Луи Де Бройль написал уравнение/решение для стоячей волны - некоего периодического в пространстве процесса, подобного волнам в геометрической оптике, в результате обсуждений неких экспериментов со своим братом - электронным экспериментатором.

Идея о том, что электрон описывается волновым (хотя и стоячим) процессом, была достаточно революционной, и путей получения из стационарного волнового уравнения уравнения, содержащего ещё и время, было много. Но и стационарные волны тоже были не так уж тривиальны. Например, Де Бройль заметил, что на стационарной атомной орбите укладывается целое число длин волн, а это, братцы, и есть квантование. Да и длина волны Де Бройля оказалась очень здорово угаданной.

Помнится, Юрий Петрович Степановский, читавший нам свой курс дополнительный глав по Квантовой Механике и КЭД, рассказал, как просто получить волновое уравнение (точнее - решение) со временем. Если в одной системе отсчета вы имеете стоячую волну  , то в движущейся системе отсчета вы имеете бегущую волну из-за преобразований Лоренца. В частности, такой переход и подтолкнул Эрвина Шредингера к написанию релятивистского уравнения для свободной волны Де Бройля  и стационарные решения которого не согласовывались с экспериментом при включении Кулоновского потенциала, но которое послужило источником получения нерелятивистского уравнения, благодаря правильной догадке Э. Шрёдингера.

Дальнейшая история Квантовой Механики всем известна - появилось множество волновых уравнений с разнообразными решениями  выбирай - не хочу, и главной заковыкой стала интерпретация этих волн или пресловутый корпускулярно-волновой дуализм. Что там в этих волнах колеблется, какая среда?, не амплитуда же вероятности, которая не материальна, ну а что-то другое, а что - никто не понимает.

А решение этой загадки уже было и в геометрической оптике, которая есть некий предельный случай электромагнитных волн в среде. И в Классической Механике, в которой наблюдение за точкой (точка - это приближение) непрерывно (непрерывное наблюдение это тоже приближение, - непрерывно когда света достаточно, чтобы "не замечать" его флуктуаций), но только и возможно за счет (внутренних) изменений этой точки. И наблюдаем мы не просто движение неких обективных (неизменных) тел, а процессы типа "да" или "нет", особенно когда интенсивность света (волны) очень мала. Вездесущая окружающая нас среда - а это непреложный факт!, о которой мы часто забываем, - суть источник квазичастиц - (зачастую в первом приближении нормальных = независимых, элементарных) мод коллективных колебаний - движений всего и везде - осталась в квантовой механике с нами, наблюдателями, а "наблюдаемые события" стали редкими. Среда, о которой у нас всегда превратное (инклюзивное - пространственно разделенное) представление, и ставит точки на экране своими элементарными возбуждениями. Эту среду нужно заранее прощупать вдоль и поперек, чтобы было что-то определённое подставлять в наши математические (но не будем забывать - модельные, простецкие) уравнения. Из-за сложности среды, мы в планируемых экспериментах ее упрощаем - делаем стенки и т.д., то есть делаем "пусто-густо", и тогда описание стенок заменяем подходящими (но приближенными) граничными условиями. Я считаю, что в квантовой механике очень важно понимать, что граничные условия это упрощенные приближенные решения для сложнейших, если таковые вообще существуют, уравнений вездесущей среды.

Из-за сложности среды и утере её микроскопических свойств в инклюзивной картине (где образуется нечто "среднее") и происходит зазведомая неопределенность каждой отдельной точки. А для "да" и "нет" понятия вероятности вполне (и, может быть, единственно) приемлемо. И для таких процессов всё равно в каком порядке они происходят, - не нужно никакого детерминизма и упорядочения при составлении инклюзивной картины из отдельных точек.

Про то, что среда (наблюдаемое тело, например) изменяется в процессе наблюдения было известно всем, и даже знаменитая формула была получена Эйнштейном сначала как ,  что и означает метаморфозы тела (среды) в процессах излучения и поглощения энергии. И начало количественной Квантовой Механики, положенное Вернером Гайзенбергом, говорило, что наблюдаемыми являются переходы между разными энергетическими состояниями, а не неизменное "тело".

Что же касается волн амплитуды вероятности, то надо четко уяснить, что это - наше, человеческое приближенное, математическое описание, подходящее отчасти для наших нужд "количественно", но где всё качественное (то есть, суть неоднородная сложная среда, "тут пусто, а тут густо") заменено граничными условиями - числами. Поэтому не ищите качественных вещей там, где их уже нет и не путайтесь с интепретациями.

Волны, даже классические, обладают поляризациями. Вот вам и спины элементарных возбуждений.

И если кто-то думает, что все элементарные частицы можно классифицировать по Е. Вигнеру (Лоренц-ковариантность и т.д., и т.п.), то увы (или к счастью?), реальность гораздо богаче, ибо каждая подсистема всей нашей Вселенной имеет свои квазичастицы со своими уникальными свойствами.