Микола Носков
Методологія сучасної фізики, що виникла на «дріжджах» теорії відносності, призвела до небаченого хитанню умів і до появи на її основі безлічі наукових теорій, схожих більше на фантазії середньовічних схоластів.
Так, наприклад, професор Вейнік, сумно відомий тим, що постраждав за критику теорії відносності (він просто її висміяв), пише в «Термодинаміка» - підручнику для студентів [1]: «... важливий недолік квантової механіки - це відсутність керівних ідей , які б дозволили судити про структуру частки. У результаті така банальна елементарна частинка, як фотон, потрапила в розряд виняткових (цьому, мабуть, сприяло те, що світло тривалий час вважався хвилею, а також формула Е = mc2 Ейнштейна). Насправді фотон в принципі не відрізняється від електрона і інших елементарних частинок (про це можна судити по фотографіях ...). Досить було розібратися в структурі електрона або фотона, щоб скласти повне уявлення про весь мікросвіті і про керуючих ними законах. Згідно загальної теорії (Вейника - М.М.), елементарна частинка - це ансамбль мікрозарядов. До останніх відносяться: маса (субстанційної), простір (метроном), час (хронони), електрон, Термон, постійна Планка і т.д. Число різних елементарних частинок нескінченно великий ».
Таким чином, ми бачимо як простір - час, хвиля - частинка, принцип невизначеності, еквівалент маси - енергії та інші «сутності» продовжують породжувати все нових чудовиськ у вигляді Термон, метроном, хрононов і субстанційної. Що ж стосується фотографії, то якби Вейника показали знімок нічного шосе, він точно так само визначив би «банальність» автомашини, що залишає слід фар на фотознімку. «Сон розуму породжує чудовиськ» (Гойя).
«Причину всіх природних явищ осягають за допомогою міркувань механічного характеру, у противному випадку доводиться відмовитися від будь-якої надії коли - небудь і що-небудь зрозуміти у фізиці». (Гюйгенс «Трактат про світло» [2]). Цю ж думку в різних варіантах висловлювали найвідоміші дослідники і мислителі різних часів: Аристотель, Галілей, Ньютон, Гук, Декарт, Даламбер, Френель, Фарадей, Гельмгольц і багато інших. Так, Максвелл в «Трактаті про електрику і магнетизм» [3] написав: «В даний час ми не можемо зрозуміти поширення (взаємодії - М.М.) у часі інакше, чим-небудь, як політ матеріальної субстанції через простір, або як стан руху або напруги в середовищі, що вже існує в просторі ... Дійсно, як би енергія не передавалася від одного тіла до іншого в часі, повинна існувати середовище або речовина, в якій знаходиться енергія, після того як вона покинула одне тіло, але ще не досягла іншого ... Отже, всі ці теорії (хвильові, взаємодії та електромагнетизму - М.М.) ведуть до поняття середовища, в якій має місце поширення, і якщо ми приймемо це середовище як гіпотезу, я думаю, вона повинна зайняти визначне місце в наших дослідженнях, і слід спробувати побудувати уявне представлення її дії в усіх подробицях; це і було моєю постійною метою в цьому трактаті ».
Але спробуємо тепер уявити по Вейника виникнення фотона: летів, летів «збуджений» електрон по орбіті, і раптом від нього відривається якась «банальна сутність», яка, не маючи на те жодних причин і підстав, незалежно від швидкості та циклічної частоти електрона, набуває свою частоту коливань (після підрахунку кількості енергії, яку він повинен забрати?), а масу - вже яка вийде! Слідство тут не породжене причинами, а фізичні міркування не підкріплені логікою і законами механіки. Які вже тут «уявні уявлення» Максвелла?!
Отже, Максвелл стверджує, що енергію на відстань можна перенести лише двома способами: або разом з речовиною (масою), або хвилями через проміжне середовище. Існування нібито особливого виду матерії - електромагнітного поля - результат проникнення у фізику ненаукового мислення. Це навіть не теплорода, яким досить успішно описувалася енергія коливання атомів і молекул речовини і, одночасно, теплове (електромагнітне) випромінювання. Це просто спроба завуалювати своє незнання і безсилля перед загадкою природи.
Над цією загадкою б'ються великі уми людства, починаючи з давньогрецьких, давньоарабських, давньоіндійських і давньокитайських мислителів, з Ньютона, Гука, Гюйгенса, закінчуючи сучасними дослідниками, які, хоча і домоглися великих досягнень у використанні світла (лазери та ін), проте їх знання про суть світла залишилися ще дуже далекі від справжніх.
Погляди Ньютона [4] на природу світла були вельми суперечливі і непослідовні. Хоча він і з'явився родоначальником істинно наукового мислення, боязнь висунення наукових гіпотез без достатнього запасу експериментальних і спостережних фактів привела його до іншої крайності: до скутості мислення і до відсутності послідовності у висновках. Так, його погляди щодо взаємодії тіл на відстані привели його до думки про існування проміжного середовища, але при розгляді природи світла він відкидає цю середу тільки через те, що «немає достатнього запасу дослідів, якими закони дії цього ефіру були б точно визначені і показані ».
Звичайно, в його час постановка питання про властивості та склад ефіру була передчасною, оскільки були відсутні навіть такі науки, як оптика, електромагнетизм, атомна і молекулярна фізики та багато інших. І навіть у наш час такі науки як про ядро атома і про елементарні частинки ще «плавають у тумані». Що ж говорити про ефір - наступного ступеня будови речовини?
Однак спостережень, фактів, експериментів і знань про властивості ефіру ставало все більше, і всі великі і скільки-небудь значущі теорії виникли лише завдяки «уявному побудови його дії». Ейнштейн і Інфельд назвали його «лісами» для будівництва теорій, які можна прибрати на догоду існування загального принципу відносності. Але тепер важко собі уявити, що виникли б такі науки, як оптика і електромагнітна теорія, якщо б загальний принцип відносності з'явився раніше за них.
«Хвильова теорія перемогла теорію витікання Ньютона бездоганно якісної і кількісної точністю своїх прогнозів» (С. Вавілов [5]) і не тільки цим. По-перше, незалежність швидкості світла від швидкості джерела не можна пояснити теорією закінчення. Ньютон якраз вважав, що швидкість фотонів складається зі швидкістю джерела. По-друге, теорія закінчення пророкувала збільшення швидкості світла в більш щільному середовищі, а хвильова теорія Гюйгенса - зменшення цієї швидкості. Прямі експерименти по виміру швидкості в щільному середовищі, вироблені Фізо і Фуко, підтвердили хвильову природу світла.
Хвильова теорія світла була підтверджена і теоретичними та експериментальними роботами Фарадея, Максвелла, Герца, Лебедєва та інших дослідників. Максвелл, наприклад, у своєму «Трактаті ...» написав: «... світлоносна середу при проходженні світла через неї служить вмістилищем енергії. У хвильової теорії, розвинутої Гюйгенсом, Френелем, Юнгом, Гріном та ін, ця енергія вважається частково потенційної і частково кінетичної. Потенційна енергія вважається обумовленої деформацією елементарних обсягів середовища, і виходить, ми повинні розглядати середовище як пружну. Кінетична енергія вважається обумовленої коливальним рухом середовища, тому ми повинні вважати, що середовище має кінцеву щільність. У теорії електрики і магнетизму, прийнятої в цьому трактаті, визнається існування двох видів енергії - електростатичної і електрокінетичний, і передбачається, що вони локалізовані не тільки ... в тілах, але і в кожній частині навколишнього простору ... Отже, наша теорія узгоджується з хвильової теорії в тому, що обидві вони припускають існування середовища, здатного стати вмістилищем двох видів енергії ». При цьому і Максвелл і Фарадей як люди широких наукових поглядів вказали на те, що ефір потрібен не тільки для хвильової теорії світла (електродінамізма), але і для передачі взаємодій. Цей вельми важливий аргумент ігнорується до цих пір сучасними дослідниками як результат необхідності бачити «нове плаття короля» - викривлення простору-часу.
Ось що написав про це казкар Андерсен: «Вони видали себе за грамотних ткачів і сказали, що можуть виткати таку чудову тканину, яка відрізняється дивовижною властивістю - стає невидимою для кожного чоловіка, хто сидить не на своєму місці або непрохідною дурний ... «Я не дурний, - думав сановник. Значить я не на своєму місці? Ось тобі раз! Однак не можна і виду подавати! »
С. Вавилов написав: «Хвильова теорія тріумфувала, здавалося, остаточну перемогу ... Але торжество виявилося дуже передчасним ... Хвильова теорія виявилася безпорадною перед квантовими законами дії світла ». [5]
Ми ж тепер задамося питанням: невже цей єдиний факт проти безлічі інших зміг так різко змінити думку вчених?! Так, присутній дискретність випромінювання; так, фотон летить як монолітна частинка. Але хіба немає аналогічного поведінки звуку в повітрі? Або навпаки: хіба немає поведінки електромагнітних хвиль подібного звуку?
Герц [6] і його послідовники чудово побачили властивість електромагнітного випромінювання передавати в навколишній простір сферичні хвилі, не локалізовані у просторі. (До речі, вони і не квантована, як стверджують сучасні світила, оскільки вони - результат не перескока електронів з однієї орбіти на іншу, а прискореного руху вільних електронів у провіднику). Завдяки такій властивості довгих електромагнітних хвиль ми дивимося телевізор і слухаємо радіо з будь-якої точки сфери навколо випромінювача. Однак, як тільки частота електромагнітних хвиль переходить деяку межу в бік збільшення, з'являється спрямованість випромінювання.
Те ж саме відбувається і зі звуком. Щоправда, такі властивості звуку було відкрито зовсім недавно, у зв'язку з отриманням ультразвуку. Виявилося, що ультразвукові хвилі мають гостру спрямованість і можуть розглядатися як частки, локалізовані в просторі. Ось вам і «безпорадність хвильової теорії»! Виявляється, що кожен раз, коли дослідники самі безпорадні що-небудь пояснити, вони звинувачують в цьому класичну механіку.
Як показав Фейнман [7], закони коливань залежать від частоти, так як від неї залежить характер процесів, що протікають в середовищі. Однак сам він задовольнився лише висновком рівняння коливань, коли тиск і температура в пружною хвилі змінюються адіабатично. Ні один з дослідників, в тому числі і Фейнман, не розглянули високі частоти коливань щодо довжини вільного пробігу частинок, коли процеси, що відбуваються при цьому, призводять до поглинання тепла. У цьому випадку цілком очевидно, що коливання не може поширюватися сферичної хвилею з-за розподілу напрямків руху окремих частинок. Воно може бути тільки гостро спрямованим, оскільки частота коливань менше «частоти» вільного пробігу частинок.
З аналогією з властивостями ультразвуку випливає висновок про те, що локальність зовсім не суперечить хвильової теорії. Мало того, чи не виявиться, що повітря веде себе при цьому як метал, і ультразвук має поперечними хвилями?
Крім локальності, фотони, на відміну від радіохвиль, володіють ще однією важливою властивістю, пов'язаних з їхнім походженням: строго дозованої енергією. Це властивість фотонів пов'язане з будовою атомів, не повинна поширюватися на весь спектр електромагнітних хвиль. І тут, тим більше, постійна Планка як характеристика енергії фотонів не повинна розглядатися в більш широкому сенсі, як це робиться на кожному кроці у фізиці останнім часом. До дискретності часу, простору і маси постійна Планка не має ніякого відношення.
У зв'язку з суворою дозування енергії фотонів виникла нова наука - квантова механіка, в якій з самого початку і до сих пір залишилося кілька невирішених питань. Перше: чому електрони атома, рухаючись по круговій або еліптичній орбіті, не випромінюють фотонів, хоча відчувають при цьому доцентрове прискорення? Другий: який механізм випускання і поглинання фотонів?
Перше питання пов'язаний з помилкою, яке повторюється у всіх підручниках і наукових працях з квантової механіки. Так, наприклад, у Семенченко у «Вибраних розділах теоретичної фізики» [8] читаємо: «Електрони не можуть рухатися навколо ядра тривалий час, оскільки за законами класичної електродинаміки всякий прискорено рухається випромінює електромагнітну енергію. Внаслідок цього кінетична енергія електрона зменшується, і врешті-решт він повинен впасти на ядро ». А Кайгородскій навіть підрахував в «Фізиці для всіх» [9] час падіння електрона на ядро - соті частки секунди!
Прошу подивитися читача на рівняння класичної електродинаміки Вебера, що складається з трьох доданків. Перший доданок - закон Кулона, друге - зміна сили взаємодії в результаті запізнювання потенціалу, третє - це те, що відноситься до нашої теми випромінювання. Тут ми бачимо, що у формулу Вебера входить скалярна величина відстані між частинками. Це означає, що при незмінній відстані між ядром і електроном і перша і друга похідні дорівнюють нулю. Отже, в цьому випадку повинні бути відсутніми запізнювання потенціалу і випромінювання. А значить, не всякий прискорено рухається випромінює енергію. Що рухався по круговій орбіті електрон не повинен випромінювати! Вражає, як довго залишилася непоміченою настільки суттєва помилка!
Рішення другого питання було підказано Гюйгенсом. Він припустив: «Світло виникає завдяки поштовхів, які рухомі частинки тел наносять часткам ефіру». До появи співвідношення де Бройля для довжин хвиль ця фраза Гюйгенса як би «висіла в повітрі». Співвідношення де Бройля повинно було стати фундаментом для дослідження причин появи як самого співвідношення, а як наслідку хвиль де Бройля - появи фотонів. Проте висновок про індетерменірованності квантової механіки, зроблений Борном, Гейзенбергом і Бором, а також відмова від ефіру, зроблений Ейнштейном, відвів фізиків в сторону від цієї проблеми.
Мабуть, слід припустити, що хвилі де Бройля - реальний процес «поштовхового» руху частинок, причиною якого є нерівномірність запізнювання потенціалу, а фотон є відрізком локальних (гостронаправлених) хвиль ефіру, що мають на початку і в кінці трохи різну частоту коливання (ширину спектральної лінії ), що пов'язано з уповільненням швидкості електрона при перескок його з однією стійкою орбіти на іншу.
Поштовхове рух частинок як наслідок нерівномірності запізнювання потенціалу може з'явитися рішенням ще одного з питань квантової механіки - існування стійких дискретних орбіт електрона. Стійкі орбіти є, мабуть, результатом резонансу циклічних і поштовхових коливань.
Таким чином, незважаючи на численні заклинання ортодоксальних релятивістів про те, що повернення до класичної фізики, до ефіру, до механічних поглядів, до причинності і до хвильовим представленням світла немає і бути не може, ми повинні це зробити, інакше «доведеться відмовитися від будь-якої надії коли-небудь і що-небудь зрозуміти у фізиці »
Список літератури
А.І. Вейнік. Термодинаміка. Вища школа, Мінськ, 1968, стор 434.
Х. Гюйгенс. Трактат про світло. Лейден, 1703. Пер. з лат. в сб. під ред. Г. М. Голіна і С.Р. Филоновича «Класики Фізичної науки», Вища школа, 1989, стор 131-140.
Дж. К. Максвелл. Трактат про електрику і магнетизм, т. 1, 2, Оксфорд, 1873. Пер. з англ. Наука, М., 1989.
І. Ньютон. Оптика або трактат про відображеннях, заломлення, згинаннях і квітах світла. Лондон, 1706. Пер. з лат. під ред. Г. С. Ландсберга, Гостехиздат, М., 1981.
С.І. Вавілов. Око і сонце. Наука, М., 1976.
Г. Герц. Про дуже швидких електричних коливаннях. Ann. der Ph., b. 31, s. 421 ... 448. Пер. з нім. в сб. під ред. Г. М. Голіна і С. Р. Филоновича «Класики Фізичної науки», Вища школа, 1989.
Г. Герц. Про електродинамічних хвилях у повітрі і їх відображенні. Ann. der Ph., b. 34, s. 609 ... 623. Пер. з нім. в сб. під ред. Г. М. Голіна і С. Р. Филоновича «Класики Фізичної науки», Вища школа, 1989.
Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сендс. Фейнмановские лекції з фізики. Пер. з англ., т. 3, 4, Світ, М., 1976, стор 391 ... 398.
В.К. Семенченко. Вибрані глави теоретичної фізики. Просвітництво, М., 1966, стор 131.
А.І. Китайгородський. Фізика для всіх, т. 3 (Електрони), Наука, М., 1979.