Вот что думаю об этой теме (и о ей подобных, где люди, не знакомые с квантовой теорией и с её
физическими основами, пытаются одним прыжком войти в курс дела).
Исключительно важна последовательная система образования в этих вопросах. Очень важно, что настоящие студенты перед и вместе с изучением КМ проходят курс (большой, например, двухсеместровый!) "Атомной физики" или, как его ещё называют, курс "Экспериментальной физики". Там даются
необходимые знания о том, как и почему физики вообще пришли к понятиям "атом", "электрон", какие их свойства доступны в экспериментах, доступны в количественных оценках и потому доступны для обсуждения, а о каких свойствах говорить и фантазировать не имеет смысла.
Будь кто-то хоть трижды гениальным математиком, хоть ЗУ, но если он не знает того огромного фактического материала (причём это ведь не мозаика, а взаимно связанные сюжеты из
экспериментальной физической электроники, из физики элементарных частиц, из ядерной физики, из физики твёрдых тел, из химии, из оптики и физики электромагнитных явлений), на котором строится квантовая теория, то он так и будет барахтаться в детской ванночке наивного пустословия про "как представить себе электрон" и т.п.
В общении между физиками термины "атом", "электрон", "частица" это лишь что-то вроде кодовых слов, за которыми стоят пласты многообразной экспериментальной информации, далеко выходящей за пределы поседневного человеческого опыта. Понимать это студенты учатся долго и трудно; да и то, не всем одинаково успешно обучение даётся.
А здесь, видите ли, приходят философы и хотят сразу, безо всякой "Экспериментальной и атомной физики" - раз и в дамки! Ну, и результат таких "больших скачков" понятный: бег на месте.
P.S. Для конкретности:
Вот, вдумайтесь хотя бы в то, что значат слова "наглядно представить себе электрон"? Представить себе его как "ледяной шарик"? А что такое ледяной шарик, и почему мы его видим таким, а не иным? Мы видим поверхность шарика, потому что она постоянно отражает нам в глаз (и не только нам, и не только в глаз) огромное количество летящих из источника квантов света - так много и таких коротковолновых по сравнению с размерами шарика, что взаимодействие шарика со светом хорошо описывается в модели геометрической оптики. Почему он для нас "ледяной"? Потому что мы мы можем его подержать в ладонях, ощутить его "холод", его вес, можно его ногтём поковырять, попробовать на зуб, раскрошить, растопить (и выпить). Такова экспериментальная основа наглядности ледяного шарика.
Ни одним из перечисленных свойств электрон не обладает! Электрон в атоме лишь с малой вероятностью изредка взаимодействует с одним фотончиком, и то каждое такое событие для него является серьёзным потрясением: электрон поглощает фотон и переходит в новое квантовое состояние, а затем опять излучает фотон, переходя в исходное состояние; уже поэтому, например, слова "видеть поверхность электрона", "разглядеть его форму", "проследить за траекторией электрона внутри атома" - лишены смысла. Если кто-то будет рассуждать об электронах, как о шариках внутри атомов, значит он будет рассуждать именно о шариках, а не об электронах.
Ещё пример. Студенты изучают такую задачу: рассеяние быстрых электронов на атоме водорода в основном состоянии. Приблизительный ответ: при упругом рассеянии (т.е. в случаях, когда состояние электрона в атоме водорода не меняется) сечение рассеяние такое же, как если бы рассеяние налетающего электрона происходило в суммарном электростатическом поле двух зарядов - один из них это заряд точечного ядра, а другой - размазанный по пространству заряд электрона в атоме водорода с плотностью заряда
где
- волновая функция электрона в атоме водорода; последняя сферически симметрична. Т.е. в этом эксперименте электрон действительно подобен "размазанному заряженному шарику" - с размерами порядка линейного размера самого атома водорода,
Но в случае неупругого рассеяния (т.е. с переходом электрона в атоме водорода из s-состояния в какое-либо возбуждённое состояние), в ответ входят одновременно волновая функция начального состояния и волновая функция конечного состояния, так что тут уже нельзя представить тот же самый электрон какой-либо одной классической картиной распределения заряда по пространству.
Это говорит физикам о том, что электроны, атомы, и вообще квантовые объекты образуют свой самостоятельный мир, который люди должны изучать адекватными этому микромиру экспериментальными и теоретическими средствами, а не пытаться сводить всё к картинкам "шариков" лишь потому, что шарики людям привычны с детства.
