Dialogi Plus N1 2 az 2010-2011 20-26-09 30(375) 2007. qxd
Yüklə 250,41 Kb. Pdf görüntüsü
|
üzərinə düşmür”. Əgər qısaca olaraq desək, inqilabi, “sağlam” təfəkkür üçün tamamilə anlaşılmaz və qəbuledilməz düsturu təsis etmək lazım gəldi – etiraf etməliyik ki, elektronun atomda trayektoriyası yoxdur! (Bor Nil zarafatla deyərdi ki, atom hadisələrini anlamaq üçün bir az dəlilik lazımdır!) Bu “dəliliyin” hansı məna daşıdığına bir qədər sonra baxacağıq. b) Dualizm problemi. Hələ məktəb kursunda öyrənilir ki, işığın ikiqat təbiəti vardır - əgər onu böyük ventildən keçirsək, o, zərrəciyə çevriləcəkdir, əgər onu dar ventildən keçirsək, o zaman dalğa xassələrini büruzə verəcəkdir. Bunun üçün də sual belə səslənir: işıq nədir – zərrəcik və ya dalğa? Bu sualı səsləndirdikdə sualın hansı şərtlərdə verildiyini mütləq göstərmək lazımdır . Daha sonralar fransız fiziki Lui De Broil fərziyyə irəli sürdü ki, bu cür ikiqat təbiət istənilən maddi cismi xarakterizə edir və həqiqətən də 1927-ci ildə Devison və Cermer eletronların difraksiya halını kəşf etdilər, 1930-cu ildə isə Ştern və onun qrupu tərəfindən müəyyən oldu ki, atomların və mollekulların dalğavari hərəkətləri var, hansı ki, sonda De Broilin hipotezinin düzgün olmasını sübut etdi! Bu cür hadisələri izah etdikdə klassik fizika yenə də aciz qalır və yalnız kvant mexanikası maddi cisimlərin həmin ilk baxışdan bir araya sığışmaz xassələrini izah etdi. Belə ki, De Broilə əsasən istənilən cismin dalğavari xassələri var, yəni onun dalğasının uzunluğu növbəti düsturla verilir: (1) Bu düsturda m cismin kütləsidir, v isə onun sürətidir. Buradan açıq şəkildə görünür ki, makroskopik miqyaslı cisimlər üçün kütlənin böyüklüyü üzündən çox az ölçülüdür və bunun üçün də bu cisimlər dalğavari xassələri aşkar etmirlər, mikroskopik cisimlər isə bu xassələri aşkar edirlər.
c) diskretivlik problemi Məlum oldu ki, rabitə vəziyyətində atomların energetik səviyyələri davamlı şəkildə bütün əhəmiyyətlərini almırlar (necə ki, bunu klassik fizika tələb edir!), yəni bəzi səviyyələr məhdudlaşır. Bu fakt atomların spektrlərinin müşahidəsi nəticəsində təyin oldu və Şredinqer bərabərliyində lazımi hüdudi şərtlərin müsbət, yəni dalğavari funksiyasından ibarətdir. Yuxarıda qeyd etdiyimiz kimi, ən çətini trayektoriya anlayışından imtina etmək məcburiyyətində olmağımızdır. Bu, hərəkət haqqında təsəvvürümüzə o qədər ziddir ki, Albert Eynşteyn kimi böyük alim də yeni nəzəriyyəni qəbul etmədi. Xüsusilə də o, tam 40 il Nils Borla bu “qəribə” nəzəriyyənun əsas prinsiplərinin düzgün olması haqqında mübahisə edirdi. Eynşteynin belə bir fikri çox məşhurdur: “mən Allahın zər oynadığına inanmıram!”. O, bununla kvant mexanikasının ehtimal xarakterini şübhə altına qoyur və daim məqalələr nəşr edirdi. Məqalələrdə kvant mexanikasının mikroaləmdə baş verən hadisələri nə dərəcədə tam əks etdirdiyi məsələsini qaldırırdı. Çox qısa olaraq Eynşteynin yeni nəzəriyyə ilə (alim Allahın hansı “zərini” nəzərdə tuturdu?!) qarşılaşdırdığı dəlillərə toxunacağıq. Eynşteyn növbəti elementar, məişət misalını gətirirdi: nərd zərini atdıqda onun hansı küncə düşəcəyini müəyyən etmək mümkün deyil, yəni bu proses ehtimal xarakterini daşıyır. Amma əgər dəqiq bilsək ki, hansı qüvvə ilə, hansı küncə zəri atırıq, havada müqavimət gücü necədir və s., o zaman klassik fizikanın hərəkət bərabərliyini izah etməklə, prinsipcə deyə bilərik ki, zər hansı küncə düşəcəkdir! Bunun üçün də Eynşteyn nəticəyə gəlir ki, əslində burada ehtimal halı ilə işimiz yoxdur. Xüsusilə də zər atılan zaman yuxarıda sadalanan zərin hərəkətinə səbəb olan bütün ölçüləri dəqiq bilmədiyimiz üçün zərin “gələcəyini” müəyyənləşdirə bilmirik. Eləcə də alim nəticəyə gəlir ki, biz elektronun ilkin, yəni “gizli” ölçülərini bilmirik və bunun üçün də elektronun necə hərəkət etdiyini bilmirik. Yalnız Eynşteynin ölümündən sonra, heç bir “gizli” ölçülərin olmadığı və çox “qəribə” xassələri olan mikroaləmin olduğu son olaraq eksperimentlər nəticəsində müəyyən oldu. İndi kvant mexanikasının zərrəciklərin trayektoriyasının olmaması fenomenini necə izah etdiyini araşdıraq. Bunu aydınlaşdırmaq üçün başdan və daha dərindən klassik mexanikada “adət etmiş” trayektoriya anlayışını başa düşməliyik (düzgün hesab etmək üçün bizə bir çox hallarda adi stereotiplərin uçurulması və yenini qavramaq mane olur!). İlk öncə yadımıza salaq ki, maddi nöqtənin (münasib olması üçün sonralar cisim sözündən istifadə edəcəyik) hərəkətini xarakterizə etmək üçün hesab sistemini daxil edirik və mexanikanın əsas məsələsi zamanın hər anında cismin harada olmasını bilmək təqdim edir. Bu isə riyaziyyatda vaxtın müəyyən funksiyası olaraq cismin radiusunun - vektorunu tapmağı bildirir (bu məsələnin həllinə klassik mexanika bərabərliyi qulluq edir) (2)
Trayektoriyanı necə qururuq? Əgər cisim zamanın t1 anında A1 nöqtəsində yerləşirsə, t2 anında — A2 nöqtəsində yerləşəcək və s. Biz düz xətlərlə A1, A2, ...... nöqtələrini birləşdiririk və alınan sınıq xətti cismin təxmini trayektoriyası adlandırırıq. Vaxtın t1,t2,... anları bir-biri ilə nə qədər yaxın olarlarsa, bir o qədər də dəqiq şəkil alınar, sərhəddə isə vaxt anları bir-birinə sonsuz şəkildə yaxınlaşdıqda sınıq xətt əsl trayektoriyaya çevrilir. İndi nəyin bizə bu imkanı verdiyini düşünək? Bunun üçün yada salmaq lazımdır ki, sınağın göstərdiyi kimi, klassik mexanikada hərəkət trayektoriyasını müəyyən etmək üçün vaxtın başlanğıc anında iki ölçünü dəqiq bilmək lazımdır: cismin yerləşməsinin radius-vektorunu və sürəti. Həqiqətən də sürətin izahını yadımıza salaq: (3) buradan
(4) Düsturdan göründüyü kimi (4) əgər cisim vaxtın t anında A da yerləşirsə, yəni A nöqtəsinin radius vektoru -dirsə, o zaman t+dt vaxtından sonra onun radius-vektoru artımı
alınır (hansını birtərəfli sürəti müəyyən edir!) və bunun üçün də o, A nöqtəsinə yaxın olan B nöqtəsində olacaqdır radius-vektoru ilə. Belə ki, biz cismin t+dt anında harada olacağını ona görə bildik ki, t anında onun radius- vektorunu və sürətini dəqiq bilirdik! Eyni təhlillə vaxtın başqa- başqa anlarında cismin yerləşdiyi nöqtələri tapa bilərik. Bu nöqtələrin vəhdətini traektoriya adlandırırıq. Kvant mexanikasında hansı vəziyyətdir? Burada hər şey “kəllə-mayallaqdır!”. Həqiqətən də xüsusi təzahürü növbəti bərabərsizlikdə olan Verner Heyzenberqin mikroaləmdə qeyri-müəyyənlik nisbəti təsir göstərir: (5) Burada,
zərrəciyinin radius-vektoru -un ölçülməsinə cəhd göstərilir, isə onun impulsunun ölçülmə cəhdidir. (5) Nisbətindən aydın görünür ki, , olduqda, yəni zamanın müəyyən anında zərrəciyin harada olmasını dəqiq biliriksə, o zaman
, yəni onun impulsunu (sürətini) ölçdükdə sonsuz şəkildə böyük səhv buraxırıq, bunun üçün də ümumiyyətlə onun sürətini bilmirik! Beləliklə (4) düsturundan alınacaq ki, istənilən ölçüdə ola bilər, yəni t+dt zamanın anında deyə bilmərik ki, zərrəcik hansı B nöqtəsində olacaqdır və onun yalnız verilən məkan nöqtəsinə düşməsi ehtimalından söhbət gedə bilər. Göründüyü kimi mikrozərrəcik trayektoriyasının olmaması faktında əsas “günahkar” Heyzenberqin (5) qeyri-müəyyənlik nisbətidir! Gəlin, burada hansı fizikanın “gizləndiyini” təyin edək. Bunun üçün yenə də klassik fizikada ikinci “adi” anlayışı – ölçü prosesini yenidən, daha dərindən anlamaq lazımdır. İnsanların makroskopik ölçü daşıyıcıları olduğuna görə, ölçüləri də makroskopik ölçü alətləri ilə həyata keçiririk (məsələn, ampermetr və voltmetr mikroskopik ölçüdə ola bilməzlər, çünki onların göstəricilərini qeyd edə bilməzdik!). Makrocisimlərə xarakterik olan fiziki kəmiyyətləri ölçdükdə, bu zaman alət mütləq makrocismə müəyyən təsir göstərəcəkdir, amma bu təsir ölçülən cismin makroskopikliyinə görə o qədər əhəmiyyətsizdir ki, onu saymamaq da olar, yəni makrocismin ölçüldüyü nəticədə vəziyyət dəyişmir. Makro alətlə “zərif” mikrohissəcikləri ölçdükdə, bu zaman ölçü böyük təsir göstərir, mikrozərrəciyin vəziyyətini o qədər dəyişir ki, az vaxtdan sonra onun necə “hərəkət edəcəyini ” əvvəlcədən söyləmək mümkün olmur. Bunun üçün də bu sahənin tədqiqatçıları tez-tez söyləyirlər ki, alətin mikro-obyektlə qarşılıqlı təsirinə nəzarət etmək mümkün olmur. Bu mürəkkəb fenomeni daha yaxşı anlamaq üçün növbəti “sadə” bir misalı gətirək. Müasir aviasiyanı radar xaricində təsəvvür etmək mümkün deyil. Bu cihazdan təyyarəyə elektromaqnit şüalanma verilir, hansı ki, onda əks olunduqdan sonra yenidən radara dönür və bununla təyyarənin məkanda yerləşməsi qeyd olunur. Əlbəttə ki, təyyarə şüanın əks- sədasına görə müəyyən təsirə məruz qalır, amma bi təsir o qədər cüzidir ki, təyyarənin trayektoriyası dəyişmir. Təsəvvür edək ki, təyyarəni yavaş-yavaş kiçildirik. O zaman şüalanmanın təsirinin daha da artacağı aydın olur və bu, müvafiq olaraq təyyarənin uçuşuna təsir göstərə bilər və sonda, təyyarə elektron ölçüdə olduqda, şüalanma (ölçü) təsiri də o qədər güclü olacaq ki, bizim elektron-təyyarə “idarə oluna bilməyəcək” və onun hansı tərəfə “uçacağını” bilməyəcəyik! Bu problemi analiz etdikdə böyük alman filosofu İmanuil Kantın əşyanın mövcud olması haqqında mülahizəsini yadımıza salaq. Mülahizədə söylənilir: ola bilsin ki, öyrəniləcək əşyanın əslində necə olduğunu heç vaxt öyrənə bilməyək. Qismən, bu fikrin düzgünlüyü xüsusi nisbət nəzəriyyəsi formalaşdıqdan sonra sübut olundu. Bu zaman təbiətdə maksimal hərəkət sürətinin işığın sürəti olması təyin olundu. Doğrudan da, bu fakt üzündən astronomik obyektlərdən işığın şüası müəyyən gecikmə ilə gəlir. Bunun üçün də biz heç bir zaman bu obyektin müşahidə olunduğu anda necə olduğunu bilməyəcəyik. Məsələn, gördüyümüz günəş 8 dəqiqə öncəki günəşdir! İşığı bir neçə minillik və ya milyon il Yer kürəsinə gələn bəzi uzaqdakı ulduzlar isə hətta parçalanmış da ola bilərlər! Əgər Kantın fikrini mikroaləmə aid etsək, o zaman demək olar ki, zərrəciyin özü (özlüyündə) necə hərəkət etdiyini bilir, amma mikroalətin “kobudluğu” üzündən zərrəcik “əldə bərpa olunur” və əslində onun necə hərəkət etdiyini (elektronun özlüyündə necə “hərəkət etməsini” anlamaq üçün biz də onun ölçüsündə olmalıyıq. Bu isə əlbəttə ki, mümkün deyil!) anlaya bilmirik və yalnız məkanın verilən nöqtəsində təzahür edəcəyi ehtimallarını hesablaya bilərik! Burada da çox maraqlı tarixi ekskursiya keçirmək olar. Xüsusilə də Şredinqerin bərabərliyi yazdığından sonra bu bərabərliyə daxil olan dalğa funksiyasının hansı fiziki məzmununun olması bəlli deyildi ki, hansı növ dalğadan söhbət gedir və yalnız bir ildən sonra (!) 1926-cı ildə Maks Born göstərdi ki, təkcə dalğa funksiyasının deyil, eləcə də onun tam əhəmiyyəti kvadratının fiziki məzmunu vardır və onu sınaq əsasında ölçmək mümkündür. Xüsusilə də (6)
Onun dW ehtimalını ifadə edir ki, zərrəcik dV həcminə düşəcəkdir, yəni Şredinqer bərabərliyində söhbət ehtimal dalğalarından gedir. Heyzenberq prinsipi ilə əlaqədar başqa bir mülahizə də mövcuddur. Demək olar ki, makro-obyektin eyni zamanda koordinatı və impulsu yoxdur. Bu mülahizə təəccüb doğurmamalıdır. Həqiqətən də fəlsəfədə miqdar xassələrinə keçidin universal qanunu yaxşı məlumdur. Fizikada bu qanunun ən yaxşı təzahürlərindən biri o faktdır ki, su 100 dərəcəyə qədər mayedir, daha yuxarı temperaturda isə buxara çevrilir. Eləcə də makroaləmdən mikroaləmə keçid (miqyasların azaldılması, yəni miqdar dəyişikliyi) xassə dəyişikliklərinə səbəb ola bilər və bunun üçün də ola bilsin ki, mikroaləm makroaləmin xassələrini “təkrarlamasın”! Xüsusilə də biz “adət etmişik” ki, makrocisimlərin eyni zamanda koordinatları və impulsu vardır və heç də vacib deyil ki, bu xassə mikroobyektdə də olsun! Bununla belə xatırlamalıyıq ki,
Yüklə 250,41 Kb. Dostları ilə paylaş:
|