Posted by განახლდა: 27/07/2026
ფიზიკოსებს შორის გავრცელებული გადმოცემის მიხედვით, ყველაფერი ასე დაიწყო: 1926 წლეს, ფიზკოს-თეორეტიკოსი სახელად ერვინ შროდინგერი, ციურიხში გამართულ მეცნიერულ სემინარზე მოხსენებით გამოდიოდა. ის უჩვეულო იდეებზე საუბრობდა, იმის შესახებ, რომ მიკროსამყაროს ობიექტები ტალღურ თვისებებს უფრო ავლენენ, ვიდრე ნაწილაკურს. ერთ-ერთმა ფიზიკოსმა ჰკითხა:” ვერ ხვდებით, რომ სისულელეს ლაპარაკობთ? ყველამ ისედაც ვიცით – ტალღა იმიტომ არის ტალღა, რომ ტალღური განტოლებებით აღიწეროს?”. შროდინგერმა ეს პირად შეურაწყოფად მიიღო და მიზნად ნაწილაკების ტალღური განტოლების შემქნა დაისახა, კვანტური მექანიკის ჩარჩოებში, რაც ბრწყინვალედ შეასრულა კიდეც.
ჩვენთვის ჩვეულ ყოფაში ენერგიის გადაცემის ორი ძირითადი საშუალება არსებობს: პირველი არის მატერიით, ანუ ადგილიდან ადგილზე ნაწილაკების გადანაცვლებით (როგორც, მაგალითად, მოძრავი ლოკომოტივის ან ქარის შემთხვევაში), ხოლო მეორე – ტალღებით (როგორიცაა რადიოტალღები, რომლებსაც მძლავრი გადამცემები, მიმღები რადიოანტენებისკენ ასხივებენ). ანუ, მაკროსამყაროში, რომელშიც ვცხოვრობთ, ენერგიის მატარებლები ორ ტიპად იყოფა: კორპუსკულარულად (მატერიალური ნაწილაკები) და ტალღურად.
ამასთან ერთად, გამონაკლისის გარეშე ნებისმიერი ტალღა – იქნება ეს ზღვის, სეისმური თუ შორეული გალაქტიკებიდან მოსული რადიოტალღები – სპეციალური ტალღური განტოლებით აღიწერება. ეს განმარტება იმისთვისაა საჭირო, რომ უკეთ გავიგოთ, რა მოხდება, თუ მიკროსამყაროს მოვლენების წარმოდგენა ალბათობათა ტალღური განაწილების ტერმინებით გვსურს. ბუნებრივია, ეს ტალღებიც შესაბამისი ტალღური განტოლებით უნდა აღიწეროს (მოკლედ კვანტური მექანიკის შესახებ).
ალბათობათა ტალღური განაწილების ცნების გამოსაყენებლად ერვინ შროდინგერმა ტალღური ფუნქციის კლასიკური დიფერენციალური განტოლება გამოიყენა და მიიღო მისსავე სახელით ცნობილი განტოლება.
თუ ტალღური ფუნქციის ჩვეულებრივი განტოლება, მაგალითად, წყლის ზედაპირზე გავრცელებულ ტალღას აღწერს, შროდინგერის განტოლება სივრცის მოცემულ წერტილში ნაწილაკის ყოფნის ალბათობის ტალღის გავრცელებას გვიჩვენებს. ამ ტალღის პიკები (მაქსიმალური ალბათობის წერტილები) მიუთითებს იმაზე, სივრცის რომელ წერტილშია ყველაზე მეტად მოსალოდნელი ნაწილაკის აღმოჩენა.
მიუხედავად იმისა, რომ შროდინგერის განტოლება უმაღლეს მათემატიკას ეხება, იგი თანამედროვე ფიზიკის გასაგებად იმდენად მნიშვნელოვანია, რომ მისი მარტივი სახით ნახვა მაინც ღირს (განვიხილოთ ე.წ. „ერთგანზომილებიანი სტაციონარული შროდინგერის განტოლება“).
ალბათობათა განაწილების ზემოთ ხსენებული ტალღური ფუნქცია, რომელიც ბერძნული ასოთი — ψ (პსი) აღინიშნება, შემდეგი დიფერენციალური განტოლების ამონახსენს წარმოადგენს (გაურკვევლობა ნუ შეგაშინებთ, მთავარია ირწმუნოთ, რომ ეს განტოლება ალბათობის ტალღურ ქცევას გვიჩვენებს):
x – მანძილია, h – პლანკის მუდმივა, ხოლო m, E და U – ნაწილაკის მასა, სრული და პოტენციური ენერგიებია შესაბამისად.
კვანტურ მოვლენათა სურათის არსი, რომელსაც შროდინგერის განტოლება გვიხატავს, იმაში მდგომარეობს, რომ ელექტრონები და სხვა ელემენტარული ნაწილაკები, ოკეანის ზედაპირზე მოძრავი ტალღებივით იქცევიან. დროის განმავლობაში ტალღის ქიმი (ადგილი, სადაც ელექტრონის ყოფნის ალბათობა მაღლია) სივრცეში წაინაცვლებს, მის აღმწერ განტოლებასთან შესაბამისობაში. ანუ ის, რასაც ჩვენ ტრადიციულად ნაწილაკად ვთვლიდით, კვანტურ სამყაროში, ტალღასავით უფრო იქცევა.
როცა შროდინგერმა ნაშრომი გამოაქვეყნა, თეორიული ფიზიკის სამყაროში ე.წ. ქარიშხალი ჭიქაშისმაგვარი 🙂 აბობოქრდა. საქმე იმაშია, რომ პრაქტიკულად იმავე დროს, შროდინგერის თანამედროვეს – ვერნერ ჰაიზენბერგის ნაშრომიც გამოჩნდა, რომელშიც ავტორმა ”მატრიცული მექანიკის” კონცეფცია წამოაყენა, სადაც კვანტური მექანიკის იგივე ამოცანები სხვა, მათემატიკური თვასაზრისით უფრო რთული, მატრიცული ფორმით იხსნებოდა. ალიაქოთი იმით იყო გამოწვეული, რომ მეცნიერბს ეშინოდათ, ხომ არ მოვიდოდა წინააღმდეგობაში ორი ერთნაირად დამარწმუნებელი მიდგომა მიკროსამყაროს აღწერისა. მღელვარება ამაო აღმოჩნდა, შროდინგერმა იმავე წელს ორივე თეორიის ექვივალენტურობა დაამტკიცა – ანუ ტალღური განტოლებიდან მატრიცულიც გამომდინარეობს და პირიქით. შედეგები იდენტურია. ახლა შროდინგერის განტოლებას იყენებენ (მას “ტალღური მექანიკის” თეორიასაც უწოდებენ) რადგან უფრო პატარა და ადვილად გადმოსაცემია.
მიუხედავად ამისა, ძნელი წარმოსადგენია, რომ ელექტრონის მაგავრი რამ ტალღასავით იქცევა. ყოველდღიურ ცხოვრებაში ან ნაწილაკთან გვაქვს საქმე, ან ტალღასთან. ბურთი ნაწილაკია, ხმა კი ტალღა, მორჩა. კვანტური მექანიკის სამყაროში ყველაფერი ასეთი ერთმნიშვნელოვანი არ არის. სინათლე, რომელიც ჩვენ ტალღა გვგონია, ზოგჯერ ნაწილაკივით იქცევა (რომელსაც ფოტონს უწოდებენ), ხოლო ელქტრონისა და პროტონის მსგავს ნაწილაკებს ტალღური თვისებების გამოვლენა შეუძლიათ (კომპლემენტარულობის პრინციპი).
ამ პრობლემას, ჩვეულებრივ, კვანტური ნაწილაკების ორმაგ ან დუალურ კორპოსკულარულ-ტალღურ ბუნებას უწოდებენ, თან, როგორც ჩანს, ის სუბატომური სამყაროს ყველა ობიექტისთვისაა დამახასიათებელი. მაინც, ელემნტარული ნაწილაკების ორმაგი ბუნება ბევრისთვის კვანტური მექანიკის ყველაზე გაუგებარ და შემაფოთებელ ასპექტად რჩება და გადაჭარბებული არ იქნება თუ ვიტყვით, რომ ეს “თავის ტკივილი” შროდინგერიდან დაიწყო (შროდინგერის კატა; კვანტური არარეალობა: რაშია ჭეშმარიტება?)