О некоторых парадоксах квантовой механики

Алексей Воеводский

В повседневном мире мы настолько привыкли к таким понятиям, как масса, время, заряд, что все позабыли, что ничего этого в природе нет. В природе есть явления, а вот описываем мы их, вводя различные модели и величины. Самый простой пример такой забывчивости – привычка рассматривать время как независимую переменную. Вы сразу получаете Лоренцево сокращение и уравнения Максвелла. Позвольте теперь спросить: «А кто-нибудь когда-либо наблюдал явление, где время и пространство разделены?». Ф.М. Канарев назвал это аксиомой единства, которая накладывает определенные рамки на математическую запись физических уравнений.

Давайте теперь рассмотрим, что такое траектория в квантовой механике. Базовым понятием квантовой механики является понятие квантового ансамбля, то есть это изначально статистическая теория. А теперь зададимся вопросом: “Какую усреднённую траекторию мы можем приписать отдельному электрону?” Да в большинстве случаев – никакой. В других случаях- размазанное облако, и лишь при коллективном движении получается что-то похожее на реальность. Значит ли это, что траектория отдельно взятого электрона отсутствует? Конечно, нет. Она отсутствует только в понятиях квантовой механики.

Теперь рассмотрим магический туннельный эффект. Имеем потенциальный барьер U и частицу с кинетической энергией Е недостаточной чтобы преодолеть его. Магия заключается в том, что в классической механике прохождение просто невозможно, а квантовая механика утверждает, что существует конечная вероятность прохождения через подобный барьер.

Остановимся теперь на этом подробнее. Как обычно, первая и решающая ошибка - в постановке задачи. Вы уже наверно обратили внимание на слово «вероятность». То есть мы имеем дело с большим количеством частиц, которые имеют некоторое распределение по энергии со средним значением «Е». Здесь следует упомянуть о моноэнергетических частицах или энергиях. Они отсутствуют в природе, так же, как нет линий и точек. Любая моноэнергетическая линия при ближайшем увеличении обнаруживает некое распределение по энергиям и представляет собой статистическую величину. Точно так же и с потенциальным барьером. В результате всегда найдутся отдельные частицы с энергией больше чем барьер, или, говоря языком статистики, мы имеем суперпозицию двух распределений на хвостах. Вот вам и весь покус.

Ну а теперь о знаменитом парадоксе Эйнштейна-Розена-Подольского. Надеюсь, что читатель самостоятельно поймёт, что этот парадокс лишь в головах у некоторых физиков, поскольку делается опять та же ошибка - статистический подход пытаются применить для одной пары частиц. Смешанные состояния могут быть определены только для среднестатистической частицы, которой в природе нет.

И вывод сделан неправильно о том, что квантовая теория не завершена для описания явлений в мире. Как статистическая теория, она просто больше дать ничего не может, поскольку мы сразу же отказываемся от рассмотрения внутренней структуры объекта исследования и вводим квантовый ансамбль.

Грустно видеть, когда человек начинает свою теорию с роторов, интегралов и псевдочисел - он сразу уходит в мир мистики и уводит с собой огромное количество людей. Если вы не можете наглядно и образно представить свою теорию так, чтобы было понятно и школьнику и академику - грош цена ей, хотя надо заметить, что у нас иногда школьник полнее и лучше понимает этот мир до тех пор, пока до него не доберутся академики.