Статистический характер квантовой механики

Наличие и случайного, и необходимого в поведении любого микрообъекта приводит к важному выводу: квантовая механика является принципиально статистической теорией, где вероятность события играет важнейшую роль.

В рамках классической физики законы поведения больших совокупностей объектов (частиц) являются статистическими, законы же поведения отдельных объектов - это динамические законы.

Случайность в поведении отдельного микрообъекта ставит квантовую механику в особое положение - как статистическую теорию отдельного микрообъекта.

В чем заключается причина наличия элементов случайности в поведении микрообъекта?

Строго говоря, ответ на поставленный вопрос должна дать более общая и строгая теория, чем квантовая механика (нерелятивистская теория). В настоящее время наличие элементов случайности в поведении микрообъекта объясняется его взаимодействием со всем окружающим его миром (внешние условия). Специфика квантовой механики состоит в том, сто ни один микрообъект не может считаться полностью изолированным, независимо от внешнего окружения. Нельзя не согласиться со словами Мякишева, что "причина статистического характера квантовой механики также, что и в классической статистической механике, - наличие большого числа связей, влияющих на движение объекта. Частица, рассматриваемая в квантовой механике как свободная, в действительности свободна только от воздействий динамического характера. Но она находится под действием случайных сил, вызывающих квантовые флуктуации ее поведения, отражение соотношений неопределенностей".

Какова природа случайных воздействий на микрообъект?

Как известно из квантовой электродинамики, где случайные воздействия на микрообъект проявляются в явном виде, они представляют взаимодействие микрообъекта с вакуумом. При этом следует заметить, что физический вакуум не есть пустота, вакуум заполнен виртуальными частицами.

Квантовая механика, являясь статистической теорией отдельного объекта, имеет специфику статистических коллективов. По словам Фока "элементами статистических коллективов, рассматриваемых в квантовой механике, являются не самые микрообъекты, а результаты опытов над ними, причем определенная постановка опыта соответствует одному определенному коллективу".

Таким образом, классические и квантово-механические коллективы имеют разную природу. В классической физике статистический коллектив образован совокупностью многих частиц (объектов), а в квантовой механике - совокупностью многих потенциально возможных способов реализации свойств микрообъекта, находящегося в заданных условиях, причем всякое изменение условий приводит к новому коллективу. Это различие проявляется и в том, что в классической статистической физике усреднение выполняется по различным состояниям системы, в квантовой же механике усреднение ведется в данном состоянии системы.