Главные идеи квантовой механики

Квантовая механика

Главные идеи квантовой механики

Квантовая механика является теорией, которая устанавливает способы описания и законы движения преимущественно микроскопических систем, хотя иногда квантовые явления наблюдаются также и в масштабах макромира. В начале ХХ столетия выяснилось, что классическая механика Ньютона имеет ограниченную область применения:

- она непригодна при скоростях движения, которые являются сравнительными со скоростью света в вакууме и должна быть замененной на релятивистскую механику Эйнштейна.

- координатно-импульсный способ описания, который предусматривает жестко геометрически определенную траекторию движения частиц, оказался не очень корректным в масштабах микромира, где существенный корпускулярно-волновой дуализм микрочастиц принципиально отрицает существование таких определенных траекторий движения как в механике Ньютона.

Корпускулярно-волновой дуализм - общее и универсальное свойство материи, особенно существенное согласно теории волн де Бройля для микрочастиц, является одной из главных идей квантовой механики, ее физической основой. Квантовая теория движения обязана учитывать наличие присущих микрочастицам волновых свойств. В частности, волновые свойства явно несоответственно представлением о жесткой локализации частицы в математической точке пространства, следовательно, и с представлениями о ее движении по классическим линиям-траекториям.

Отказ от присущего классической механике полностью детерминированного (определенного с вероятностью в 100%) описания движения отдельных микрочастиц и переход к вероятностному, статистическому описанию, является другой базовой идеей квантовой механики. Такой способ описания не является отражением неполноты наших знаний относительно объекта изучения, он адекватен фундаментальным свойствам микрочастиц-волн и позволяет учитывать одновременно как корпускулярные так и волновые свойства материи в масштабах микромира.

Наконец, отказ от догмату классической непрерывности физических величин, который предусматривал что любая физическая величина может изменяться лишь непрерывно и на как угодно малую величину, в пользу признания дискретности, то есть квантового характера изменения некоторых физических величин определенными неделимыми дозами (квантами), также может быть отнесена к главным идеям квантовой механики.

С признания квантового характера, дискретности некоторых физических величин (энергии фотона в тепловом, или черном излучении, энергии электрону в атоме водорода, электрического заряда, и тому подобное) фактически начиналась вся квантовая физика, в частности, и квантовая механика. Квантовую механику можно построить аксиоматическим путем на основе небольшого количества утверждений, которые воспринимаются без доказательств (так называемых постулатов, или принципов квантовой механики).