Вернер Гейзенбер - Шаги за горизонт

• Название: Шаги за горизонт
• Автор: Вернер Гейзенбер
• Издательство: Прогресс
• Жанр: Философия
• Год: 1987

В. Гейзенберг — один из пионеров современной теоретической физики, который закладывал основы атомной физики. С не меньшей смелостью и глубиной ставил и решал он связанные с нею философские, логические и гуманитарные проблемы.

Сборник составлен на основе двух книг В. Гейзенберга: «Шаги за горизонт» (1973) и «Традиция в науке» (1977). В нем дается теоретико-познавательное, гносеологическое осмысление новейших научных достижений, путей развития теоретической физики.

Издание рассчитано как на философов, так и на широкий круг ученых-естествоиспытателей.

---

Примечания

Составители примечаний: А. Ахутин, В. Бибихин, А. Кожевников

1

Гейзенберг В. Физические принципы квантовой теории. Л. М., 1932, с. 8.

2

Открытие Планка и основные философские вопросы учения об атомах. — «Вопросы философии», 1958, № 11; О возможности единой теории поля материи. — «Вопросы философии», 1959, № 12; Развитие понятий в физике XX столетия. — «Вопросы философии», 1975, № 1; Замечания о возникновении соотношения неопределенностей. — «Вопросы философии», 1977, № 2; Смысл и значение красоты в точных науках. — «Вопросы философии», 1979, № 12 Беседы о взаимоотношении между биологией, физикой и химией. — «Природа», 1973, № 4; Атомная физика. — «Природа», 1974, № 9; Единая теория поля (1957–1958). — «Природа», 1976, № 6; Развитие квантовой теорий (1918–1928). — «Природа», 1977, № 9.

3

1 Маркс К., Энгельс Ф. Соч., т. 20, с. 525.

4

1 Лурье С. Я. Демокрит. М., 1970, с. 248.

5

2 Там же, с. 247.

6

1 Речь, произнесенная 13 августа 1946 г. перед студентами Геттингенского университета.

Первая публикация: Heisenberg W. Wissenschaft als Mittel zur Verständigung unter den Völkern//H e i-senberg W. Wandlungen in den Grundlagen der Naturwissenschaft. Stuttgart, 1959.

Русский перевод: Гейзенберг В. Философские проблемы атомной физики. М., ИЛ, 1953.

7

Имеется в виду исполнившееся в 1946 году 300-летие со дня рождения Лейбница. — Прим. ред.

8

2 Речь, произнесенная 13 августа 1949 г. на праздновании 100-летнего юбилея Максимилиановской гимназии в г. Мюнхене.

Первая публикация: Heisenberg W. Uber das Verhältnis der Humanität, Naturwissenschaften und Abendland//H eisenberg W. Das Naturbild der heutigen Physik. Rowohlts deutsche Enzyklopädie, Bd. 8. Hamburg, 1955, S. 36–46.

9

3 В. Гейзенберг имеет в виду неформальную молодежную организацию, стихийно возникшую в Германии после поражения 1918 г. Главным занятием «молодежного движения» были многодневные туристические походы, собирание и исполнение народных песен, поощрение и развитие народных ремесел, организация и комплектование народных университетов и школ. Участниками движения был негласно принят трезвенный и простой образ жизни. Гейзенберг неоднократно руководил походами, вел в Мюнхене курсы астрономии и классической музыки для рабочего населения.

10

4 Речь идет о книге древнегреческого историка Ксенофонта (конец V — начало IV в. до н. э.) «Анабасис», в которой описывается поход греческого войска в глубь Малой Азии.

11

5 Первая публикация на датском языке в книге: N. Boh г. Hans liv og virke fortalt af en kreds af venner og medarbejdere. Köbenhavn, 1964. Первый русский перевод с датского языка Ю. С. Памфилова опубликован в сборнике: Н. Бор. Жизнь и творчество. М., «Наука», 1967, с. 5—20. Настоящий перевод сделан с немецкого языка по публикации: Heisenberg W. Erinnerungen an Niels Bohr aus den Jahren 1922–1927//Heisenberg W. Schritte über Grenzen. Gesmmelte Reden und Aufsätze. München, 1973, S. 52–70.

12

6 Основополагающие работы Э. Шрёдингера были опубликованы в начале 1926 г., в «Annalen der Physik». Русский перевод: Шрёдингер Э. Квантование как задача о собственных значениях/Шрёдингер Э. Избранные труды по квантовой механике. М., «Наука», 1976, с. 9—50, 75—138.

13

7 В основе статьи лежит текст доклада, прочитанного В. Гейзенбергом 26 мая 1975 г. в Геттингене. Первая публикация:

Heisenberg W Tradition in der Wissenschaft. Reden und Aufsätze. München, 1977, S. 43–60.

© Die Anfange der Quantenmechanik in Gottingen. R. Piper und Co., Vcrlaq, Munchen 1977.

14

8 Карл Болин (К. Bohlin) — шведский астроном. В 1888 г. предложил приближенный метод решения частного случая задачи многих тел в небесной механике

(Bohlin К. Uber eine neue Annährungsmethode in der Störungstheorie//Bihand tili Kungl. Svenska Vetenskap Akademiens Handlinger. Stockholm, 1888, Aid. I, № 5, v. 14.

Метод Болина был использован М. Борном и В. Гейзенбергом в статье:

Born М., Heisenberg W. Über Phasenbeziehungen bei den Bohrschen modellen von Atomen und Molekeln//Z. f. Physik. 1923, Bd. 14. S. 44–55.

15

9 Born M. Über Quantenmechanik//Z. f. Physik, 1924, Bd. 2ß, 379–395. Русск. перев.:

Борн M. О квантовой механике//Борн М. Размышления и воспоминания физика. М., «Наука», 1977, с. 133.

16

10 Thomas W. Über die Zahl der Dispersionselelektronen, die einem stationären Zustande sugeordnet sind//Die Naturwissenschaften. 1925. Bd. 13, S. 627.

Kuhn W. Über die Gesamtstärke der von einem Zustande ausgehenden Absorptionslinien//Z. f. Physik. 1925. Bd. 33. S. 408–412.

Born M., Jordan P. Zur Quantenmechanik// Z. f. Physik. 1925. Bd. 34. S. 858–888.

17

11 Борн M., Йордан П. О квантовой механике//УФН, т. 122, вып. 4, 1977, с. 586–611.

18

12 В. Гейзенберг делал в Кембридже доклад на заседании семинара молодых физиков, организованном П. Л. Капицей, работавшим в Англии у Резерфорда в 1921–1934 гг. П. Дирак участвовал в заседаниях «клуба Капицы», как называли этот семинар. Действительно ли темой доклада была новая работа Гейзенберга по квантовой механике, вопрос спорный. Во всяком случае, Дирак начал заниматься этими проблемами только осенью, когда ознакомился с текстом статьи Гейзенберга. Русский перевод статьи П. Дирака «Основные уравнения квантовой механики» опубликован в УФН (прим. И), с. 611–621.

19

13 Born М., Heisenberg W., Jordan Р. Zur Quantenmechanik. II.//Z. f. Physik. 1926, Bd. 35, S. 557–615.

20

14 В основу статьи положен текст доклада, прочитанного В. Гейзенбергом 27 июля 1974 г. в Ульме, в доме Эйнштейна. Первая публикация: Heisenberg W. Begegnungen und Gespräche mit Albert Einstein//H eisenberg W. Tradition in der Wissenschaft, S. 111–125.

(g) Begegnungen und Gespräche mit Albert Einstein. R. Piper und Co., Verlaq, München, 1977.

21

15 Эйнштейн А. Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света (1905 г.); Эйнштейн А. К теории возникновения и поглощения света (1906 г.)// Эйнштейн А. Собрание научных трудов в четырех томах. М., «Наука», 1966. Т. III, с. 92—107, 128–133.

22

Мы согласились не соглашаться (англ.).

23

16 Первая публикация на английском языке: Heisenberg W. Development of concepts in the history of quantum theory//The Physicist's Conception of Nature, ed. by J. Mehra. Dordrecht — Boston, 1973, p. 264–275.

24

17 Это противоречие снимается в квантовой механике с помощью принципа «суперпозиции состояний». Состояние атома, которое не изменяется, если применить крайне слабое поле, можно, однако, представить как суперпозицию двух состояний с вращательным моментом, определенным относительно двух разнонаправленных осей. Изменение поля изменяет «вес» соответствующего состояния.

25

18 Гильбертово пространство — это бесконечномерное линейное пространство, в котором определено скалярное произведение элементов (векторов) и выполняются требования полноты и сепарабельности. В квантовой механике его впервые применил Ф. Лондоа в 1926 г., а И. фон Нейман положил его в основу всего математического формализма теории (И. Нейман фон. Математические основы квантовой механики. М., 1964. Первое издание — 1932 г.). Вероятности того или иного значения физической величины определяются коэффициентами разложения вектора по базису, соответствующему этой величине.

26

19 Dirac P. The quantum theory of the electron//Proc. Roy. Soc., L., A 117, p. 610–624; A 118, p. 351–361 (1928). Русский перевод: Труды Института истории естествознания и техники. 1959. Т. 22, с. 32–68.

П. Дирак получил здесь релятивистское уравнение для волновой функции свободной частицы со спином 1/2. Решение этого уравнения для покоящейся частицы предполагает состояние с отрицательной энергией. Для уравнения электрона это состояние можно было интерпретировать как указание на существование положительно заряженного «двойника», в качестве которого первоначальна предполагали протон. Позитрон был предсказан Дираком позже, в 1931 г. В 1932 г. экспериментально обнаружен в космических лучах К. Андерсоном. См. прим. 54.

27

20 Изоспин (изотопический спин), одна из внутренних характеристик (квантовых чисел) адронов, определяющих число зарядовых состояний адрона.

В. Гейзенберг поддерживает здесь сравнительно новую тогда идею о спонтанном нарушении симметрии в калибровочных теориях элементарных частиц (в данном случае — в электродинамике). В 1983 г. основанная на этих идеях единая теория электромагнитных и слабых взаимодействий (теория Вайнберга — Салама) была экспериментально доказана.

28

21 Симметрию можно определить как инвариантность относительно некоторого преобразования. Так, например, квадрат обладает поворотной симметрией, потому что переходит сам в себя при поворотах на углы, кратные 90°. Фундаментальные законы природы остаются инвариантными при переходе от одной инерпиальной системы отсчета к другой (релятивистская инвариантность или симметрия относительно Лоренцовой группы преобразований). SU/2/ симметрия основана на том, что сильное взаимодействие частиц не меняется при замене протонов на нейтроны (или u-кварка на d-кварк); SU/З/ — на том, что u- и d-кварки взаимозаменяемы с s-кварком. Эти симметрии в действительности справедливы лишь приближенно. РСТ-симметрия — инвариантность фундаментальных законов природы при таком преобразовании, когда одновременно от «правой» системы координат переходят к «левой», изменяют направление времени и заряды всех частиц на противоположные.