Фундаментальный шаг в установлении собственно
квантовой механики
был сделан в 1925 г. Гейзенбергом, который показал, как заменить обычные
кинематические понятия, в духе соображений соответствия, символами,
относящимися к элементарным процессам и вероятности их осуществления.
Этот символический формализм, в самом деле, может рассматриваться как
чрезвычайно остроумное завершение развития идей, которое
характеризовалось применением Крамерсом лоренцевской классической
теории оптической дисперсии к квантовой теории спектров.
Эта основанная на идее соответствия трактовка дисперсии
естественным образом объясняет раман-эффект, который в последние годы
имел столь важное значение для разъяснения химических проблем. В
самом деле, этот эффект, на существование которого впервые
указал Смекал на основе квантовых постулатов, представляет
весьма удивительный контраст ожиданиям классической теории, согласно
которой спектральные линии должны проявлять только нормальную
дисперсию, поскольку предполагается, что их происхождение связано с
излучением гармонических осцилляторов. Из общих теоретических
положений символический формализм Гейзенберга, развитый благодаря
важным работам, особенно Борна, Иордана и Дирака, является
совершенно удовлетворительным в области его применимости. Однако
метод, который не только является чрезвычайно мощным для трактовки
конкретных проблем, но и в огромной мере разъясняет общие
принципы квантовой механики, разработан Шредингером. Этот метод
основан на оригинальной идее де Бройля, который в 1924 г.
предложил связывать с движением материальной частицы волны,
частота и длина волны которых связаны о энергией и импульсом
фундаментальной формулой Эйнштейна для квантов излучения, которая
оказалась столь полезной в объяснении эффекта Комптона. Как
известно, эта идея так называемых «волн материи»
позволила дать полное истолкование замечательных экспериментов
Дэвиссона и Джермера и Г. П. Томсона по дифракции электронного
пучка на кристаллах, которая так удивительно напоминает
дифракцию рентгеновских лучей. Как и остроумный метод Дебая
структурного анализа с помощью рентгеновских лучей, эта
дифракция электронов недавно оказалась очень полезной для
исследования структуры молекул органических веществ. Однако
чрезвычайная плодотворность волновой картины в объяснении поведения
электронов не должна заставлять нас забывать, что здесь
отсутствует полная аналогия с распространением обычной волны в
материальных средах или с передачей энергии электромагнитных волн
через пустое пространство. Точно так же, как в случае квантов
излучения, часто называемых «фотонами», здесь мы имеем
дело с символами, полезными для формулирования вероятностных
законов, управляющих элементарными процессами, которые не могут
быть проанализированы на основе идей классической физики. В этом
смысле такие выражения, как «корпускулярная природа света»
или «волновая природа электронов», неопределенны,
поскольку понятия частицы и волны строго определены только в
классической физике, где свет и электроны представляют собой
соответственно электромагнитные волны и материальные частицы.
