ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение I ВОЛНЫ: Переход квантового состояния


...

Принцип суперпозиции


Принцип суперпозиции является общим правилом.167 Применительно к волновым явлениям, например, волнам на воде и квантовым волнам, этот принцип гласит, что совместный эффект любого числа взаимодействующих вол в данной точке представляет собой сложение интенсивностей (или амплитуд) всех волн, присутствующих в этой точке.


167 Для так называемых линейных систем. Например, вода более «линейна», чем очень вязкий материал. Если волны распространяются не в «совершенной» (или лишенной трения) среде, то они рассеиваются.


Ниже приведен пример «прямоугольной волны», к которой можно приблизиться путем сложения других волн.

(Надписи на рисунке: Пример суперпозиции. Любую, даже прямоугольную волну, можно понять или воссоздать, найдя одну или больше волн, вроде этой с длинными извилинами и этой, более плотной с большей частотой, которые, складываясь вместе (с еще многими волнами), приближенно дают изображенную выше прямоугольную волну)

Короче говоря, принцип суперпозиции утверждает, что когда две или более волн проходят через одну и ту же область пространства, они будут накладываться друг на друга, приводя к четко определенному комбинированному эффекту, который состоит в сумме этих волн. При наложении волны сохраняют свою целостность (то есть, сами не претерпевают необратимого изменения).

Я абсолютно согласен с Ричардом Фейнманом, который назвал принцип суперпозиции, утверждающий, что любую волну можно понимать как сумму других, самым поразительным принципом во всей математике и физике. Поскольку любую волну (вроде изображенной выше прямоугольной) можно представлять себе как группу волн, то любую частицу с волноподобным представлением можно описать с помощью группы волн.

В 1920 годах такие физики, как Эрвин Шредингер, который впервые открыл квантовые волны (назвав их «волнами материи»), ухватились за этот принцип и заявляли: «Но если любая волна — это сумма многих других волн, тогда любая единичная волна — вроде квантовой волны частицы — должна иметь множество «субволн», каждая из которых должна представлять отдельные квантовые состояния этой волны/частицы.

Шредингер был прав! Основная волна объекта распадается на субволны, которые представляют его субатомные состояния. Общая волновая функция объекта является суммой всех его суб-квантовых состояний. Короче говоря, субатомные состояния атома состоят из разных видов его колебаний! На обыденном языке можно сказать, что базовый математический паттерн атома — или, если на то пошло, любого физического объекта — представляет собой сумму всех его возможных квантовых или грёзоподобных паттернов.