Дираковская теория электрона не основывалась на каком-либо явном предположении о собственном магнитном поле электрона; в ней всё богатство спектральных явлений и всех деталей эффекта Зеемана выступало в виде прямых следствий неких модификаций, которые не вводились в теорию на основе каких-либо механических моделей, а диктовались классической электронной теории существованием кванта действия. В связи с этим старые трудности в интерпретации эффекта Зеемана представляли особенно поучительную иллюстрацию существенных ограничений приложения пространственно-временных представлений в квантовой механике, которые столь отчётливо продемонстрировал принцип неопределённости, сформулированный Гейзенбергом. Подобно общей теории относительности Эйнштейна, которая сделала классическую физику столь совершенной и гармоничной, развиваемые в последние годы в рассматриваемой области физики представления основываются на выводах, получаемых в процессе прямых наблюдений. В то время как теория относительности имеет дело с зависимостью анализа измерений от выбора пространственно-временных систем отсчёта, в квантовой теории мы встречаемся с совершенно новой ситуацией, порождённой неизбежным взаимодействием между объектами измерений и измерительными приборами. Поскольку в соответствии с природой измерений указанное взаимодействие является существенно неконтролируемым, оно несёт в себе новые черты взаимного исключения между однозначным применением пространственно-временных понятий и динамическими законами сохранения. При этом классические представления о причинной зависимости заменяются более широкой концепцией дополнительности.
Таким образом, открытие Зеемана на всех этапах современной атомной теории, — начиная с момента, когда впервые было осознано электронное строение материи, и кончая современным разъяснением ограниченности методов классической физики в их приложении к описанию электронов в атомах, — играло неоценимую роль путеводной нити. Однако значение этого открытия ни в какой мере не ограничивается этой областью применения. Изучение влияния магнитного поля на тончайшие детали структуры спектральных линий, а также и на наиболее тонкие особенности магнито-механических эффектов позволило даже сделать важные выводы о свойствах атомных ядер. Этот источник информации обещает оказать очень большую помощь нашему познанию законов строения атомных ядер. Исследование же атомных ядер по мере появления всё более замечательных экспериментальных результатов открывает в последние годы совершенно новые перспективы перед физической наукой.
43 КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА И ФИЗИЧЕСКАЯ РЕАЛЬНОСТЬ *
*
В статье Л. Эйнштейна, Б. Подольского и Н. Розена, появившейся в «Physical Review» от 15 мая 1, обзор которой помещён в «Nature» от 22 июня, подвергается обсуждению вопрос о полноте квантовомеханического описания с точки зрения «критерия физической реальности».
1
Этот критерий авторы формулируют следующим образом: «Если мы можем без какого бы то ни было возмущения системы предсказать с достоверностью значения некоторой физической величины, то существует элемент физической реальности, соответствующий этой физической величине». На основании этого критерия авторы делают вывод, что квантовомеханическое описание физической реальности не является полным. Они исходят при этом из того, что, как показано в их статье, в квантовой механике (как и в механике классической) всегда можно предсказать значение любой величины, входящей в описание системы, выполняя измерения над другой системой, которая лишь некоторое время взаимодействовала с первой системой. Кроме того, в квантовой механике (в отличие от механики классической) невозможно приписать определённые значения двум канонически сопряженным переменным.
Однако я хотел бы отметить, что этот критерий физической реальности обладает значительной неоднозначностью в применении к проблемам квантовой механики. Верно, что при рассматриваемых измерениях непосредственное механическое воздействие измерительного прибора на систему исключается. Но при более тщательном рассмотрении обнаруживается, что процесс измерения оказывает существенное влияние на те условия, которые содержит в себе само рассматриваемое определение физической реальности. Поскольку эти условия должны рассматриваться как неотъемлемая часть всякого явления, к которому с определённостью может быть применен термин «физическая реальность», заключение упомянутых выше авторов представляется неверным. Более полно эти соображения будут изложены в статье, которая вскоре будет опубликована в «Physical Review».
Институт теоретической физики
Копенгаген
29 июня 1935 г.