Физический смысл квантовой теории.
Нильс Бор ещё в 1913 г. пришёл к выводу, что "новая" физика требует совершенно других, несовместимых с классическими, представлений о поведении микрочастиц. После появления "новой" квантовой теории Бор и его единомышленники Гейзенберг и Паули за несколько лет сформировали целостную мировозренческую картину, которую иногда называют копенгагенской интерпретацией квантовой механики. Никаких сколько-нибудь конкурентноспособных альтернатив этой картине пока не существует.
Борн сумел показать вероятностный характер волновой функции Шрёдингера W (обычно её называют амплитудой вероятности), т. е. |W|2dV - вероятность обнаружить данную частицу в пространственном объёме dV. Значит, волновая функция описывает не какую-то материальную волну, а лишь вероятность появления частицы в том или ином месте. С классической точки зрения это чудовищно! Это обозначает, что единственная частица, выпущенная из источника в определённом направлении, способна появиться в любой точке фотоплёнки, и предсказать можно только вероятность того, что частица попадёт в данную точку.
Ещё хуже обстоит дело в иной ситуации. Если какой-то источник испускает частицы в сторону экрана с двумя отверстиями, то на расположенной за экраном фотопластинке будет видна не сумма двух картинок, а общая интерференционная картина, как если бы каждая частица проходила сразу через оба отверстия!
В 1927 г. Гейзенберг вывел соотношение неопределённостей, наглядно иллюстрирующее важнейшее отличие квантовой теории от классической. Гейзенберг доказал, что координаты и импульсы микрочастиц в соответствии с квантовой механикой нельзя измерить с одинаковой точностью: чем точнее значения координат, тем менее точно можно измерить значение импульса, и наоборот. Оказалось, что произведение неопределённостей (погрешностей) этих величин в простейшем случае одномерного движения выглядит так:
где dx - погрешность в измерении координаты микрочастицы, dp - погрешность в измерении импульса микрочастицы, h - постоянная Планка, п = 3,141592626...
Работа Гейзенберга вдохновила Бора, и в 1927 г. он окончательно сформулировал свой принцип дополнительности - один из основополагающих в физике. Идея Бора заключается в том, что выработанные в науке понятия определяются особенностями мышления человека. Каждое из представлений о предмете позволяет отразить только часть истины, но, используя понятия, как будто противоречащае друг другу, можно получить взаимодополняющие сведения и из них в конечном счёте складывается полная картина. Электрон не является ни волной, ни частицей, но в разных случаях он ведёт себя или подобно частице, или подобно волне.
На этом, по существу, и закончилось построение "новой" квантовой теории (точнее, квантовой механики). Дальнейшее развитее квантовой физики шло по пути нахождения распределения электронов в атоме, объяснения рентгеновских и молекулярных спектров атомов, разработки квантовой теории конденсированнх сред, физики плазмы и квантовой нанотехнологии.
