Избранные научные труды. Том 2

При таком положении вещей не удивительно, что во всех мыслимых применениях квантовой теории всегда рассматриваются существенно статистические задачи. В первоначальных работах Планка необходимость модификации классической статистической механики с тем, чтобы получить возможность ввести квант действия, лишь намечалась. Этот свойственный квантовой механике характер законов полностью выявился после недавней дискуссии о природе света и составных частях материи. Тогда как в рамках классической теории казалось, что вопрос получил окончательное решение, теперь мы знаем, что как для света, так и для материальных частиц необходимы различного рода представления для всестороннего объяснения явлений и достижения однозначной формулировки статистических законов, управляющих результатами наблюдений. Чем яснее проявляется невозможность единой формулировки содержания квантовой теории с помощью классических представлений, тем больше удивляемся мы счастливой интуиции Планка при выборе названия «квант действия», прямо основанного на отказе от принципа наименьшего действия, центральное место которого в классическом описании природы он сам неоднократно подчёркивал. Этот принцип символизирует, так сказать, своеобразное взаимное симметричное соотношение между пространственно-временны́м описанием и законами сохранения энергии и импульса, плодотворность которых уже в классической физике обусловливалась тем, что эти законы могли применяться независимо от пространственно-временно́го рассмотрения явлений. Именно эта взаимность счастливым образом была использована в формализме квантовой механики. Действительно, квант действия входит только в такие соотношения, в которые канонически сопряженные в смысле Гамильтона пространственно-временны́е величины и импульс-энергия входят в симметричной и взаимной форме. С этим тесно связана и оптико-механическая аналогия, столь замечательно проявившая себя в новейшем развитии квантовой теории.

По самой сущности физического наблюдения все результаты окончательно должны выражаться с помощью классических понятий без кванта действия. Именно поэтому из ограниченности применимости классических представлений неумолимо вытекает, что достигнутые при каждом измерении атомных величин результаты подчиняются им самим присущему ограничению. Далеко идущее разъяснение этого вопроса было достигнуто благодаря сформулированному Гейзенбергом общему квантовомеханическому закону, согласно которому произведение средних ошибок, с которыми одновременно измеряются две канонически сопряженные механические величины, никогда не может быть меньше кванта действия. По праву Гейзенберг сравнил значение этого закона взаимной неопределённости для оценки непротиворечивости квантовой механики со значением постулата невозможности сверхсветовых скоростей сигналов для непротиворечивости теории относительности. Для оценки известных парадоксов, с которыми мы встречаемся в квантовой теории строения атома, существенно в этой связи напомнить, что свойства атомов всегда наблюдались по их реакции на удар и излучение; что касается обсуждаемого ограничения возможностей измерений, то она прямо связана с теми кажущимися противоречиями, которые были устранены в ходе дискуссии о природе света и материальных частиц. Чтобы подчеркнуть, что здесь не идёт речь о настоящих противоречиях, в одной из предыдущих статей автора ¹ было предложено название «дополнительность». Имея в виду упомянутую выше появляющуюся уже в классической механике симметрию, термин «дополнительность» более целесообразен для выражения смысла обсуждаемого положения вещей. В конце названной статьи указывалось на тесную связь обусловленного невозможностью строгого разделения явлений и средств наблюдения пересмотра наших представлений с теми общими границами человеческих возможностей к образованию понятий, которые связаны с различием между субъектом и объектом. Хотя рассматриваемые здесь теоретико-познавательные и психологические вопросы, по-видимому, выходят за рамки собственно физики, я себе позволю по этому особому случаю несколько подробнее остановиться на этих мыслях.

¹ N. Bohr. Naturwiss.. 1928, 16. 245 (статья 32).