Але чому атом, в якого немає навіть певних розмірів, такий стійкий? Нас не повинно дивувати і це: Адже Земля не стоїть на трьох китах, а, навпаки, повиснувши в порожнечі, мільйони років зберігає свою орбіту незмінною. Секрет її стійкості — у русі й незмінності динамічних законів, які керують цим рухом. У цьому ж причина стійкості атомів, хоч закони, які керують рухом електронів, зовсім не схожі на закони небесної механіки.

Справедливості заради треба зауважити, що квантова стійкість є значно надійнішою, ніж динамічна стійкість класичної механіки: зруйнований атом відновлює свою структуру, але орбіта Землі вже ніколи не стане такою, як колись, якщо її хоч один раз порушить втручання стороннього космічного тіла.

Атоми різних елементів відрізняються між собою масою і зарядом ядра. Але за яким принципом слід розрізняти два атоми того самого елемента? Для кавунів таке питання неактуальне: ніхто ніколи не бачив зовсім однакових кавунів. Відрізнити одну цеглину від іншої вже складніше, і завдання трохи спрощується, якщо цеглини биті. З атомами ситуація аналогічна. Якщо маси й заряди ядер атомів однакові, то розрізнити їх можна тільки за формою електронної хмари, яка залежить від сили збудження1 атома. Усі незбуджені атоми того самого елемента не відрізняються між собою, як цеглини, виготовлені за однією формою.

Цей сучасний образ атома замінив планетарну модель атома Бора. Звичайно, і теперішні "портрети" не слід розуміти занадто буквально: це аж ніяк не "фотографії атома". Ні за допомогою простих, ні за допомогою складних приладів ми не можемо прямо виміряти розподіл електронної щільності всередині атома, тому що це неминуче зруйнує його ("Щоб довідатися смак пудингу, його треба з'їсти", — говорять англійці). І все-таки в нас є підстави довіряти створеній картині: з її допомогою ми можемо послідовно пояснити всі досліди, які спричинили формування такого образу атома. За останні сто років не було проведено жодного досліду, який би суперечив змальованій нами картині. Тому краще говорити не про її істинність, а про її плідність — про те, наскільки вона допомагає нам пояснити й передбачити особливості атомних явищ. І тут з'ясовується разюча річ: нам не так уже й необхідно знати, "як виглядає атом насправді". Для нас достатньо вивчити рівняння квантової механіки, і ми можемо передбачати все: як зміниться колір тіла при нагріванні, які спектральні лінії воно при цьому випромінюватиме; ми можемо передбачити форму кристалів і їх теплопровідність. Ми можемо, нарешті, побудувати атомну електростанцію й атомний криголам — і вони будуть справно працювати. І все це — без найменших посилань на справжню форму атома.

Але якби роль квантової механіки зводилася лише до побудови математичної схеми, що дозволяє обчислювати характеристики атомних явищ, які піддаються фізичним вимірюванням, то створення механіки атома можна бути б вважати закінченим. Однак фізика покликана дати нам щось більше — раціональну картину світу. Виконати настільки велику програму, вдаючись лише до одних формул і чисел, не можна — для цього необхідно відшукати образи й сформулювати відповідні їм поняття. Особливо це важливо для всіх нефізиків, які не знають і не розуміють формул квантової механіки. Для них мова образів і понять — єдиний спосіб проникнути вглиб атома. З часів Демокріта ми просунулися на цьому шляху досить далеко і маємо більш-менш задовільну сучасну картину атома.

Співвідношення невизначеностей і ймовірнісне трактування явищ мікросвіту не були прийняті беззастережно, причому серед супротивників були не тільки неспеціалісти, але і вчені першої величини, чий внесок у науку є величезним і незаперечним.

У 1927 році після доповіді Бора Лоренц, видатний голландський фізик, висловився про квантову механіку як завершену теорію атомних явиш: "Для мене електрон є частинкою, яка в кожен даний момент знаходиться у певній точці простору; і якщо я уявляю, що ця частинка в наступний момент буде знаходитися в іншій точці, то я повинен уявити собі її траєкторію у вигляді лінії в просторі.... Мені б хотілося зберегти цей колишній науковий ідеал — описувати все, що відбувається у світі, за допомогою зрозумілих образів".

Саме такий напрямок думок легко зрозуміти: будь-яка нова теорія неминуче повинна переборювати інерцію устояних стереотипів мислення. Дивним є інше: як багато великих фізиків, у тому числі і творців квантової механіки, сумнівалися в її основних положеннях і завершеності. Серел них Планк, Ейнштейн, Шредінгер, де Бройль, Лауе.... Причому з роками їхні сумніви зміцнювалися — незважаючи на вражаючі успіхи квантової механіки.

Ейнштейн:

"До квантової механіки я ставлюся захоплено-недовірливо" (1926 p.).

"Філософія заспокоєння Гейзенборга-Бора (чи релігія?) так тонко придумана, що є для віруючого до пори до часу м'якою подушкою, з якої його не так легко зігнати. Нехай спить..." (1928 p.).

"Великий початковий успіх квантової теорії не може примусити мене повірити в гру в кості, яка лежить в його основі" (1944 p.).

"Бог не грає в кості", — повторював Ейнштейн до кінця життя,

Знаменно, що всі ці твердження так чи інакше містять нагадування про віру. Ейнштейн і Шредінгер, Планк і Лауе — усі вони визнавали могутність квантової механіки, але не вірили в її завершеність, хоч всі їхні спроби довести її несправедливість або суперечливість закінчувалися невдачею. їхня позиція вимагала мужності: копенгагенська інтерпретація досить швидко стала догмою і будь-яка спроба засумніватися в її основах могла коштувати фізику його професійної репутації. А проте суперечки про квантову фізику продовжуються і донині.

Своєю запеклістю і непримиренністю суперечки ці іноді нагадують ворожнечу релігійних сект усередині однієї і тієї ж релігії. Ніхто з учасників суперечки не бере під сумнів існування бога квантової механіки, але кожний уявляє собі свого бога, і тільки свого. І, як завжди в релігійних суперечках, логічні докази є марними, тому що протилежна сторона їх просто неспроможна сприйняти: існує первинний емоційний бар'єр, акт віри, об який розбиваються всі невідпірні докази опонентів, так і не встигнувши проникнути у сферу свідомості.

Сумніви фізиків щодо основ квантової механіки аж ніяк не сприяють зміцненню довіри до неї серед маси неспеціалістів. Але задача справжнього вченого не в тому, щоб за будь-яку ціну утвердити свої погляди й авторитет, а в тому, щоб відшукати істину і підкоритися їй, навіть якщо вона суперечить його апріорним переконанням.

У чому суть цієї нескінченної суперечки? Вона схожа до спроби відшукати головну істину й останнє поняття, з яких логічно випливає все інше. Незважаючи на всю різноманітність сумнівів у супротивників ортодоксальної теорії і витонченості обговорюваних ними парадоксів, суть їхніх заперечень зводиться до заперечення ймовірнісної інтерпретації квантової механіки й усталеного в ній визначення "стан фізичної системи".

Численні опоненти дотепер не можуть упокоритися з тим, що в рамках квантової механіки всі питання про справжні характеристики індивідуальних квантових об'єктів і явищ, які не піддаються спостереженням, строго заборонені. Щоб перебороти цю заборону, було зроблено безліч спроб ввести в теорію так звані приховані параметри, що детально описують "справжні" властивості об'єктів, знання про які ми незабаром втрачаємо, усереднюючи відповідно до введених параметрів. Усі ці спроби, однак, виявилися марними й ніяк не посприяли збагаченню квантової теорії.

Суперечкам про інтерпретацію квантової механіки немає краго: гордість людини і її віра у всемогутність людського розуму нелегко упокорюються з відкритими нею ж межами знання.

Характерно, що ніхто з опонентів не заперечує плідності й істинності висновків квантової механіки стосовно її застосовності. Нільс Бор, добре усвідомлюючи цей слабкий пункт позиції опонентів, із властивим йому м'яким гумором любив розповідати історію про свого сусіда по заміському будинку. У цього сусіда на дверях було прибито підкову. Одного разу хтось запитав його, невже він насправді вірить, що вона приносить у дім щастя. "Ні, звичайно, — відповів сусід, — але говорять, вона допомагає навіть тим, хто в неї не вірить".

Але — "не хлібом єдиним жива людина", і поки не зникли безкорисливі сумніви, суперечку цю не можна вважати вичерпаною. Вона, звичайно, не змінить основ існуючої теорії, але, можливо, полегшить пошуки нових шляхів і розуміння нововідкритих явищ.

Список використаної літератури

1. Абачиеп С. К. Концепции современного естествознания (в 2-х частях). Балашиха. - 1988. - I ч.: 150 с, II ч.: 190 с.

2. Ампер А. Электродинамика. М.: ИЛ. — 1954. — 369 с.

3. Античная цивилизация. — М.: Наука. — 1973. — 269 с.

4. Аристотель. Соч. В 4-х