Электрон имеет двойственную природу. В разных экспериментах он может проявлять свойства как частицы, так и волны. Движение электрона подчиняется законам квантовой механики.

Связь между волновыми и корпускулярными свойствами электрона отражает соотношение де Бройля:

l =h/mv ,

где l - длина волны электрона; m - его масса; v - скорость;

h = 6.62Ч10-34 ДжЧс - постоянная Планка.

Энергию и координаты электрона, как и других элементарных частиц, невозможно одновременно измерить с одинаковой точностью (принцип неопределенности Гейзенберга). Поэтому движение электрона в атоме или в молекуле нельзя описать с помощью траектории. Электрон может находиться в любой точке пространства, но с разной вероятностью.

Часть пространства, в котором велика вероятность нахождения электрона, называют орбиталью или электронным облаком.

Например:

Жанр психологических заметок, к которому относится эта книга, пожалуй, наиболее оправдан при изложении проблемы дуализма волн и частиц. Именно на этом примере можно почувствовать действительную ограниченность наших обычных знаний, получаемых непосредственно, и осознать, до какой степени мы являемся жертвами односторонности нашего первоначального механического опыта. Первая негативная реакция на гениальную догадку Луи де Бройля (относительно волновой теории) была вызвана, конечно, этой психологической жесткостью, которая мешала осознать двойственную информацию опыта. Мы в состоянии воспринимать жидкие объекты, так же как и твердые. Но нам не мешало бы научиться мыслить о твердых телах, исходя из первоначального опыта обращения с жидкостями, что было бы своеобразным противовесом эпистемологической традиции.

Совершенно очевидно, что В. Гейзенберг придает своей критике педагогический акцент, благодаря чему и становится очевидной необходимость двойного опыта. В его “Физических принципах квантовой теории” после короткого Введения идут две весьма любопытные главы противоположного содержания. В первой главе он критикует физические понятия корпускулярной теории, основываясь на физических понятиях волновой теории и отдавая тем самым известное предпочтение волновым понятиям. В следующей же главе им все как бы переворачивается, и он критикует уже физические понятия волновой теории, опираясь на физические понятия корпускулярной теории. При этом нужно заметить, что если бы эта двойная критика велась с последовательно реалистских позиций, то она явно представляла бы собой порочный логический круг.

В действительности эта диалектическая критика — прекрасный урок феноменалистской философии. Она необходима именно для правильной постановки проблемы, предполагающей отказ от реалистского подхода. Достаточно просмотреть обе главы, чтобы заметить психологические существенные моменты, которые следуют из их содержания. Так, обратившись к первой главе, мы несомненно получим большое интеллектуальное наслаждение от парадоксов волновой механики: в самом деле, механику помогает построить оптика. Понятия скорости, частицы, энергии, положения тела — все это понятия, подлежащие экспликации, конструированию. Это уже не простые, непосредственно данные, ясные и убедительные понятия, как считалось раньше. Они не имеют больше прежней объяснительной силы. Последней обладают теперь волновые понятия. Например, Гейзенберг пишет: “Тот факт, что положение электрона определяется с известной неточностью ?q, интерпретируется с позиций волновой теории как функция волны, амплитуда которой заметно отличается от нуля только в очень малой области, соизмеримой ?q. Построенная таким образом волновая функция может быть всегда представлена состоящей из некоторого числа элементарных, которые так интерферируют между собой, что в небольшом пространстве ?q они друг друга взаимно усиливают, а вне его повсюду взаимно уничтожаются”34. Этот метод позволяет конструировать частицу, рассматривая ее как волновой пакет, т. е. примерно так же, как кинетическая теория газа конструирует давление, рассматривая его как совокупность соударений. В философском плане здесь следует усмотреть инверсию реалистской функции, которая в своем абсолютном значении никогда не должна поддаваться обращению. В самом деле, непосредственно-реальное достигается в этом случае путем косвенного построения, принимая частицу как элемент комплексный, как элемент, сконструированный в результате синтеза, а не выделенный посредством анализа. Из критики с позиций волновой теории вытекает, что частица не более реальна, чем породившая ее композиция. В самой основе ее бытия — временной процесс. Частице не присуще качество абсолютного постоянства, она не может обладать всеми своими атрибутами так, как философская субстанция несет на себе все свои качества. Волны, которые ее образуют, должны удовлетворять некоторым граничным условиям, которые закладываются в областях, вовсе не похожих на точку, где материальная частица предстает как эфемерная тень. Можно сказать, что существование частицы имеет свои корни во всем пространстве. Как заметил когда-то Лейбниц: quod non agit, non existit (что не действует, то не существует). В нашем же случае этот афоризм можно перевернуть и придать ему позитивную форму: всюду, где точка действует, она существует. Луи де Бройль пишет, что в волновой механике “материальная точка не воспринимается более как статичная сущность, интересная разве что тем, что является ничтожно малым местом в пространстве, а выступает как центр некоего периодичного явления, затрагивающего все вокруг нее”35.

Однако как в таком случае можно придать частице строго определенную скорость, если нельзя более говорить о ее тождестве во времени? Поочередно разрушаются все привычные образы механики материальной точки: поскольку частицу нельзя больше распознать, ее нельзя более и обнаружить, за ней нельзя следить. Она даже не оставляет больше следа. Ее движение нельзя описать, говоря привычно о траектории. Ее материя совершенно не подчиняется принципу тождества, фундаментальному принципу сохранения материи. Рассматриваемая как сумма вибрационных явлений, частица скорее возобновляется, чем сохраняется. Наконец, нужно отказать частице и в возможности иметь какие-либо непосредственные качества, позволив путем косвенного конструирования более или менее продолжительное время получать атрибуты в борьбе.

Вновь получить косвенным путем то, что было прямым, найти опосредованное в непосредственном, сложное в простом — вот точная мера революционного преобразования эмпирии, совершенного волновой механикой. С психологической точки зрения новые концепции мы воспринимаем, становясь невосприимчивыми к прежним, они требуют от нас, если так можно выразиться, разрушения одних представлений другими,