Όταν ο νεαρός Max Plank είπε στον δάσκαλό τουότι θέλει να συνεχίσει να ασχολείται με τη θεωρητική φυσική, χαμογέλασε και του διαβεβαίωσε ότι οι επιστήμονες δεν είχαν καμία σχέση εκεί - το μόνο που έμεινε ήταν να «καθαρίσει την τραχύτητα». Αλίμονο! Μέσα από τις προσπάθειες των Planck, Niels Bohr, Einstein, Schrödinger και άλλων, τα πάντα γίνονται αναποδογυρισμένα και τόσο καλά που δεν θα επιστρέψετε και υπάρχει αδυναμία μπροστά. Περαιτέρω περισσότερα: εν μέσω του γενικού θεωρητικού χάους, για παράδειγμα, εμφανίζεται ξαφνικά η αβεβαιότητα του Χάισενμπεργκ. Όπως λένε, αυτό δεν ήταν αρκετό για εμάς. Στις αρχές του 19ου και του 20ού αιώνα, οι επιστήμονες άνοιξαν την πόρτα σε μια άγνωστη περιοχή στοιχειωδών σωματιδίων, και εκεί οι συνήθεις μηχανικοί του Νεύτωνα απέτυχαν.
Φαίνεται, "πριν από αυτό", όλα είναι καλά - εδώφυσικό σώμα, εδώ είναι οι συντεταγμένες του. Στην "φυσιολογική φυσική" μπορείτε πάντα να πάρετε ένα βέλος και να το "σπρώξετε" ακριβώς σε ένα "κανονικό" αντικείμενο, ακόμη και σε ένα κινούμενο. Ένα λάθος αποκλείεται θεωρητικά - οι νόμοι του Νεύτωνα δεν είναι λάθος. Όμως το αντικείμενο της έρευνας γίνεται μικρότερο - ένας κόκκος, ένα μόριο, ένα άτομο. Αρχικά, τα ακριβή περιγράμματα του αντικειμένου εξαφανίζονται, και στη συνέχεια περιγράφονται πιθανολογικές εκτιμήσεις των μέσων στατιστικών ταχυτήτων για τα μόρια αερίου και, τέλος, οι συντεταγμένες των μορίων γίνονται «μέσες στατιστικές» και για ένα μόριο αερίου μπορεί κανείς να πει: είναι είτε εδώ είτε εκεί, αλλά πιθανότατα , κάπου σε αυτήν την περιοχή. Ο χρόνος θα περάσει και το πρόβλημα θα λυθεί από την αβεβαιότητα του Χάισενμπεργκ, αλλά αυτό αργότερα, αλλά τώρα ... Προσπαθήστε να χτυπήσετε το αντικείμενο με ένα "θεωρητικό βέλος" εάν είναι "στην περιοχή των πιο πιθανών συντεταγμένων." Αδύναμος? Και τι είδους αντικείμενο είναι, ποιες είναι οι διαστάσεις και τα σχήματά του; Υπήρχαν περισσότερες ερωτήσεις παρά απαντήσεις εδώ.
Αλλά τι γίνεται με το άτομο;Το γνωστό πλανητικό μοντέλο προτάθηκε το 1911 και έθεσε αμέσως πολλά ερωτήματα. Το κύριο: πώς ένα αρνητικό ηλεκτρόνιο παραμένει σε τροχιά και γιατί δεν πέφτει σε θετικό πυρήνα; Όπως λένε τώρα - μια καλή ερώτηση. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι όλοι οι θεωρητικοί υπολογισμοί εκείνη την εποχή πραγματοποιήθηκαν με βάση την κλασική μηχανική - η αβεβαιότητα του Χάισενμπεργκ δεν έχει ακόμη υπερηφανευτεί για την ατομική θεωρία. Ήταν αυτό το γεγονός που δεν επέτρεψε στους επιστήμονες να κατανοήσουν την ουσία της μηχανικής των ατόμων. Το άτομο σώθηκε από τον Niels Bohr - του έδωσε σταθερότητα με την υπόθεσή του ότι το ηλεκτρόνιο έχει τροχιακά επίπεδα, στα οποία δεν εκπέμπει ενέργεια, δηλ. δεν το χάνει και δεν πέφτει στον πυρήνα.
Μελέτη ενεργειακής συνέχειαςοι ατομικές καταστάσεις έχουν ήδη δώσει ώθηση στην ανάπτυξη μιας εντελώς νέας φυσικής - κβαντικής φυσικής, η αρχή της οποίας τέθηκε από τον Max Planck το 1900. Ανακάλυψε το φαινόμενο της ποσοτικοποίησης της ενέργειας και ο Niels Bohr βρήκε εφαρμογή για αυτό. Ωστόσο, στο μέλλον αποδείχθηκε ότι η περιγραφή του ατομικού μοντέλου από την κλασική μηχανική του μακροσκόπου που κατανοούμε είναι εντελώς ακατάλληλη. Ακόμα και ο χρόνος και ο χώρος στις συνθήκες του κβαντικού κόσμου αποκτούν μια εντελώς διαφορετική έννοια. Μέχρι τότε, οι απόπειρες των θεωρητικών φυσικών να δώσουν ένα μαθηματικό μοντέλο ενός πλανητικού ατόμου κατέληξαν σε πολυώροφες και αναποτελεσματικές εξισώσεις. Το πρόβλημα λύθηκε χρησιμοποιώντας τη σχέση αβεβαιότητας Heisenberg. Αυτή η απροσδόκητα μέτρια μαθηματική έκφραση συνδέει τις αβεβαιότητες της χωρικής συντεταγμένης Δx και της ταχύτητας Δv με τη μάζα σωματιδίων m και τη σταθερά Planck h:.
Δx * Δv> h / m
Εξ ου και η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ μικρο- καιμακροκοσμός: οι συντεταγμένες και οι ταχύτητες των σωματιδίων στο μικρόκοσμο δεν καθορίζονται σε συγκεκριμένη μορφή - έχουν πιθανότητα. Από την άλλη πλευρά, η αρχή του Heisenberg στη δεξιά πλευρά της ανισότητας περιέχει μια πολύ συγκεκριμένη θετική τιμή, από την οποία προκύπτει ότι αποκλείεται η μηδενική τιμή τουλάχιστον μιας από τις αβεβαιότητες. Στην πράξη, αυτό σημαίνει ότι η ταχύτητα και η θέση των σωματιδίων στον υποατομικό κόσμο καθορίζεται πάντα με ένα σφάλμα και δεν είναι ποτέ μηδέν. Στην ίδια ακριβώς προοπτική, η αβεβαιότητα του Heisenberg συνδέει άλλα ζεύγη σχετικών χαρακτηριστικών, για παράδειγμα, τις αβεβαιότητες της ενέργειας ΔΕ και του χρόνου
ΔЕΔt> h
Η ουσία αυτής της έκφρασης είναι ότι είναι αδύνατοταυτόχρονα μετρά την ενέργεια ενός ατομικού σωματιδίου και τον χρόνο στον οποίο το κατέχει, χωρίς αβεβαιότητα για την αξία του, καθώς η μέτρηση της ενέργειας διαρκεί λίγο χρόνο, κατά τον οποίο η ενέργεια θα αλλάξει τυχαία.
