Избранные научные труды. Том 2

В понятии стационарных состояний, как отмечалось выше, мы имеем характерное применение квантового постулата. По самой своей природе это понятие подразумевает полный отказ от описания во времени. С принятой здесь точки зрения именно этот отказ является необходимым условием однозначного определения энергии атома. Больше того, понятие стационарного состояния, строго говоря, требует устранения всякого внешнего взаимодействия с объектами, не относящимися к системе. Приписывая такой замкнутой системе определённое значение энергии, мы непосредственно выражаем требование причинности, содержащееся в законе сохранения энергии. Это обстоятельство оправдывает предположение о немеханической природе устойчивости стационарных состояний, лежащее в основе применения квантового постулата к вопросам строения атомов. Согласно этому предположению, атом до и после внешних воздействий всегда находится в точно определённом стационарном состоянии; это предположение составляет основу применения квантового постулата в проблемах строения атома.

При суждении об известных парадоксах, возникающих при описании процессов излучения и столкновений на основе этого предположения, существенно учитывать выражаемые соотношением (2) ограничения возможностей определения свойств реагирующих свободных объектов. Действительно, если определение энергии реагирующих объектов настолько точно, что можно говорить о сохранении энергии при этой реакции, то согласно этому соотношению реакции необходимо сопоставить промежуток времени, большой по сравнению с периодом, связанным с процессом перехода; этот период согласно соотношениям (1) зависит от разности энергий стационарных состояний. Это следует помнить при рассмотрении процессов, происходящих при прохождении быстро движущихся частиц сквозь атом. Согласно обычной кинематике, эффективное время такого прохождения должно быть очень мало по сравнению с естественными периодами атома, и, по-видимому, невозможно согласовать закон сохранения энергии с предположением об устойчивости стационарных состояний ⁶. Однако с точки зрения волновых представлений рассматриваемое время реакции непосредственно связано с точностью определения энергии сталкивающейся частицы, и поэтому никогда не может быть противоречия с законом сохранения. В связи с обсуждением парадоксов такого рода Кэмпбелл ⁷ предложил рассматривать само понятие времени как существенно статистическое по своей природе. С нашей точки зрения, согласно которой основой пространственно-временно́го описания является абстрактный образ свободных объектов, фундаментальное отличие времени и пространства должно исключаться требованиями теории относительности. Особое положение времени в связи с проблемой стационарных состояний, как мы видели, обусловлено особой природой таких проблем.

⁶ Ср.: N. Bohr. Zs. f. Phys., 1925, 34, 142 (статья 27, т. I).

⁷ Campbell. Phil. Mag., 1926, 1, 1106.

Применение понятия стационарных состояний предполагает, что при всяком наблюдении, например с помощью столкновения или реакции излучения, позволяющем различить отдельные стационарные состояния, можно было отвлечься от предшествующей истории атома. Тот факт, что символические методы квантовой теории приписывают каждому стационарному состоянию определённую фазу, значение которой зависит от предшествующей истории атома, на первый взгляд, казалось бы, противоречит самой идее стационарных состояний. Однако, коль скоро мы имеем дело с некоторой временной проблемой, о рассмотрении строго замкнутой системы не может быть речи. Использование простых гармонических собственных колебаний при интерпретации наблюдений означает поэтому только удобную идеализацию, которая при более корректном рассмотрении всегда должна заменяться группой гармонических колебаний, распределённых по некоторому конечному интервалу частот. Тот факт, что группе в целом нельзя приписать фазу в том смысле, как это может быть сделано для каждой элементарной волны, составляющей группу, является, как уже упоминалось, общим следствием принципа суперпозиции.