Избранные научные труды

Бор Нильс Хенрик Давид

Если классическая физика обходится без неконтролируемого взаимодействия, то это может быть объяснено тем, что квант действия весьма мал и потому при рассмотрении взаимодействия макроскопических объектов мы вправе отвлекаться от его существования. При рассмотрении же атомных явлений (из-за их малости) игнорировать квант действия нельзя принципиально, и поэтому необходимо принять, что действие при передаче импульса или энергии не может быть меньше величины кванта действия и следовательно, при измерении нельзя свести на нет воздействие прибора на объект — таковы соображения, которые не могут быть обойдены, согласно идее принципиальной неконтролируемости.

Итак, открытие кванта действия будто бы неизбежно влечёт за собой признание

идеи неконтролируемого возмущения, а вероятности в квантовой механике и невозможность отделить поведение атомного объекта от его связей с прибором (при изучении явлений) будто бы внутренне необходимо связаны с принципом неконтролируемости.

Позже Бор в результате дискуссии с другими физиками, особенно с В. А. Фоком, с которым он обсуждал эти вопросы в 1957 г. ³, отказался от понятия «принципиально неконтролируемого взаимодействия» (термин этот перестал им употребляться) и соответственно изменил ряд формулировок и терминов, которые фигурировали в его более ранних работах.

³ В. А. Фок. Дискуссии с Нильсом Бором. «Вопросы философии», 1964, № 8, стр. 50.

Понятие «принципиальной неконтролируемости» в собственном смысле слова не выражает никакой истины, ибо процессы и явления в природе в принципе познаваемы и, следовательно, в принципе контролируемы.

Во-первых, с идеей принципиальной неконтролируемости связывалась философски ошибочная мысль, будто только в классической физике применимо понятие объективной реальности. В квантовой же теории дело обстоит якобы так, что атомный объект имеет другую «степень реальности», нежели макроскопический прибор.

Во-вторых, идея принципиальной неконтролируемости соединялась с точкой зрения, что наблюдение играет решающую роль в атомном событии. Эта точка зрения вела к взглядам о своего рода дематериализации атомных объектов, изучаемых квантовой механикой ¹.

¹ «Электрон — это совокупность физических величин, которую мы вводим с целью установления системы принципов, исходя из которых мы сможем логически вывести то, что показывает стрелка измеряющего аппарата», — пишет Ф. Франк (Ph. Frank. Foundation of Physics, «International Encyclopedia of Unified Sceince», I, № 7).

В-третьих, утверждалось, что математический аппарат квантовой механики имеет не объективное, а скорее символическое значение и нужен лишь для согласования показаний приборов дополнительных классов.

В-четвёртых, фактически сохранялось представление об атомном объекте как о частице в смысле классической механики. Атомный объект представлялся обладающим и классической координатой, и классическим импульсом, познать которые одновременно невозможно в силу соотношения неопределённостей. Это соотношение по сути дела превращалось в некую агностическую загадку, а проблема качественно новых (в сравнении с классическими) квантовых понятий исключалась из атомной физики.

Таким образом, проблема реальности получала в плане идеи принципиальной неконтролируемости субъективистское толкование.

Необходимо отметить, что у многих физиков, применявших термин «принципиальная неконтролируемости», особенно у Бора, который им пользовался в более ранних своих работах, этот термин зачастую не имел однозначного смысла. Он являлся своеобразным обозначением того обстоятельства, что квантовые законы качественно отличаются от законов классических теорий и принципы описания атомного мира не могут не отклоняться от привычных принципов описания природы, свойственных физике классической. Однако философская ошибочность термина «принципиальная неконтролируемость» давала о себе знать в ходе рассуждений физиков, а противники материалистической философии использовали этот термин в целях, не имеющих ничего общего с наукой ².

² См. в этой связи H. Reichenbach. Philosophic foundations of quantum mechanics, Berkeley — Los Angeles, 1946.

45

Захват нейтрона и строение ядра [63]

Доклад, прочитанный 27 января 1936 года в Копенгагенской академии и 11 февраля 1936 г. —- в Химическом и Физическом обществе лондонского Королевского института. Те же вопросы (строение ядра, ядерные силы, ядерные реакции) рассматривались в докладе Бора «Свойства атомных ядер» на XIX конгрессе скандинавских естествоиспытателей в Хельсинки в августе 1936 г. [65]. Опубликован в «Nature» 29 февраля 1936 г. В том же номере журнала (стр. 351) помещены иллюстрации к докладу с краткими пояснениями, включённые затем в статью 49 (рис. 1 и 2).

После открытия нейтрона и установления нейтронно-протонной модели ядра (Д. Иваненко и В. Гейзенберг) началось интенсивное развитие исследований по физике атомного ядра. Стали быстро накапливаться экспериментальные данные о ядерных реакциях. Из первых экспериментов следовало, что сечение реакций по порядку величины соответствует размерам ядра. Однако в 1934 г. Э. Ферми и Э. Амальди с сотрудниками ³ обнаружили, что сечения взаимодействия медленных нейтронов с ядрами некоторых элементов во много раз больше. Почти одновременно было открыто селективное поглощение медленных нейтронов: ядра имеют большие сечения поглощения нейтронов только определённой энергетической группы. Объяснение селективного поглощения как резонансного захвата нейтронов с энергией в определённом узком интервале впервые предложили Л. А. Арцимович, И. В. Курчатов и другие ¹. Резонансный характер захвата вскоре был подтверждён многочисленными экспериментами ². При этом сечение захвата медленных нейтронов оказалось гораздо большим, чем сечение рассеяния, особенно в резонансе.

³ E. Fermi, E. Amaldi, O. d’Agоstino, F. Reselli, E. Segre. Proc. Roy. Soc., 1934, A146, 483.

¹ Л. Арцимович, И. Курчатов, Л. Мысовский, П. Палибии ЖЭТФ, 1935, 5, 659.

² Резонансные явления в ядерных реакциях впервые наблюдал Позе (Н. Роsе. Phys. Zs., 1929, 30, 780), облучая тонкие алюминиевые мишени моноэнергетическими -частицами от радиоактивного источника.

Интенсивное изучение ядерных реакций поставило вопрос о взаимодействии нуклонов с ядрами. Для теоретического объяснения экспериментальных фактов было использовано представление о ядре как потенциальной яме ³, в которой движется падающая частица. Первые попытки объяснения большого сечения захвата на основе одночастичной модели Харкинса и Ганса ⁴ были предприняты Бете, Перреном и Эльзассером ⁵. Однако подобная одночастичная модель не могла даже качественно объяснить правильное соотношение между сечениями захвата и рассеяния нейтронов (преобладание захвата), а также наблюдавшуюся на опыте ⁶ сильную зависимость нейтронных сечений от энергии (очень узкие и близко расположенные резонансы).

³ Е. Amаldi, О. d’Agostino, Е. Fermi, В. Pontecorvo, F. Rasetti. E. Segr'e. Proc. Roy. Soc., 1935, A149, 522 (Русск. перевод: УФН, 1935, 15,стр.238); Н. Веthе. Phys. Rev., 1935, 47, 747; F. Perrin, W. M. Elsasser. J. phys. et rad., 1935, 6, 194; G. Вeck, L. H. Hоrsley. Phys. Rev., 1935, 47, 510.

⁴ W. D. Harkins, D. M. Gans. Phys. Rev., 1934, 46, 397.

⁵ См. примечание 3.

⁶ T. Bierge, С. H. Westcott. Proc. Roy. Soc., 1935, A150, 709; P. B. Moon, J. R. Tilman. Nature, 1935, 135, 904; L. Szilard. Nature, 1935, 136, 849, 950; E. Fermi, E. Amaldi. Ricerca Scietifica, 1935, 6A, 544; O. Frisch, G. Placzek. Nature, 1936, 137, 357.