- •1. Физика понятий и понятия физики
- •1.1. Аристотель, Ньютон — две механики
- •1.2. Постулаты механики Ньютона
- •1.3. Тело, его свойства и самодвижение
- •1.4. Телесная субстанция — эфир
- •1.5. Структура пространства
- •1.6. Физическая сущность времени
- •1.7. Плотностная мерность пространства
- •2. Введение в основы
- •2.1. Динамика аксиомы о параллельных
- •2.2. Структурирование динамического
- •2.3. Свойства пространственных систем
- •2.4. Геометрия золотых пропорций
- •2.5. Структура русской матрицы
- •2.6. Введение в плотностную ρn-мерности
- •2.7. Вурфные отношения
- •2.8. Качественные взаимосвязи свойств
- •2.9. «Фундаментальные постоянные»
- •2.10. Постоянство гравитационной
- •2.11. Экспериментальное нахождение
- •3. Механика пульсирующего
- •3.1. Законы механики
- •3.2. Волновое гравитационное притяжение
- •3.2. Фиксация локального гравиполя
- •3.3. Гравитационная деформация тел
- •3.4. Инерциальные и гравитационные
- •3.5. Абсолютность «относительного»
- •3.6. Движение, ускорение, инерция
- •3.7. Вращательное движение тел
- •3.8. К «абсолютности» скорости света
- •4. Основы термодинамики и. Горячко
- •4.1. Принципы, методы и основные соотношения
- •4.2. Универсальное уравнение состояния
- •4.3. Система законов
- •4.4. Термомеханика микрочастиц
- •4.5. Обобщенная теория взаимодействий
- •5. Электричество и кванты
- •5.1. Заряды и электрические взаимодействия
- •5.2. «Снаряды» Резерфорда
- •5.3. «Квантовые истины»
- •5.4. Квантовое «поведение» электрона
- •§1. Атомная механика
- •§2. Опыт с пулеметной стрельбой
- •§ 3. Опыт с волнами
- •§ 4. Опыт с электронами
- •§5. Интерференция электронных волн
- •§ 6. Как проследить за электроном?
- •§ 7. Исходные принципы квантовой механики
- •5.5. Нецелочисленные радиусы орбит в атоме
- •5.6. Спектральные структуры
- •5.7. Единство механики, электродинамики
- •Квантование Солнечной системы
- •К пониманию структуры
- •6.2. Строение околосолнечного
- •Электромагнитная модель
- •6.4. Элементы самодвижения
- •6.5. Магнитные параметры планет и спин
- •6.6. Орбитальные пульсации Земли
- •6.6. О возможности планетарных излучений
- •Некоторые особенности понимания
- •7.1. Особенности плотностного
- •. Некоторые аспекты электрических явлений
- •7.3. Вихревой теплогенератор
§ 7. Исходные принципы квантовой механики
Теперь подытожим основные выводы из наших опытов. Сделаем мы это в такой форме, чтобы они оказались справедливыми для всего класса подобных опытов. Сводку итогов можно записать проще, если сперва определить «идеальный опыт», т.е. опыт, в котором отсутствуют неопределенные внешние влияния и нет никаких не поддающихся учету изменений, колебаний и т.д. Точная формулировка будет такова: «Идеальным опытом называется такой, в котором все начальные и конечные условия опыта полностью определены». Такую совокупность начальных и конечных условий мы будем называть «событием». (Например: «электрон вылетает из пушки, попадает в детектор, и больше ничего не происходит».) А сейчас дадим сводку выводов.
Сводка выводов:
1. Вероятность события в идеальном опыте дается квадратом абсолютной величины комплексного числа , называемого амплитудой вероятности. Р – вероятность, – амплитуда вероятности,
Р = 2. (6')
2. Если событие может произойти несколькими взаимно исключающими способами, то амплитуда вероятности события это сумма амплитуд вероятностей каждого отдельного способа. Возникает интерференция:
= 1 + 2. (7')
P = 1 + 22.
3. Если ставится опыт, позволяющий узнать, какой из этих взаимно исключающих способов на самом деле осуществляется, то вероятность события это сумма вероятностей каждого отдельного способа. Интерференция отсутствует.
Р = Р1 + Р2. (8)
Быть может, вам все еще хочется выяснить: «А Почему это? Какой механизм прячется за этим: законом?» Так вот: никому никакого механизма отыскать не удалось. Никто в мире не сможет вам «объяснить» ни на капельку больше того, что «объяснили» мы. Никто не даст вам никакого более глубокого представления о положении вещей. У нас их нет, нет представлений о более фундаментальной механике, из которой можно вывести эти результаты.
Мы хотели бы подчеркнуть очень важное различие между классической и квантовой механикой. Мы уже говорили о вероятности того, что электрон попадает туда-то и туда-то в данных обстоятельствах. Мы подразумевали, что с нашим (да и с самым лучшим) экспериментальным устройством невозможно будет предсказывать точно, что произойдет. Мы способны только определять шансы! Это означало бы, если это утверждение правильно, что физика отказалась от попытки предсказывать точно, что произойдет в определенных условиях. Да. Физика и впрямь сдалась. Мы не умеем предсказывать, что должно было бы случиться при данных обстоятельствах.
Мало того, мы уверены, что это немыслимо: единственное, что поддается предвычислению, это вероятность различных событий; Приходится признать, что мы изменили нашим прежним идеалам понимания природы. Может быть, это шаг назад, но никто не научил нас, как избежать его!
Сделаем теперь несколько замечаний об одном утверждении, которое иногда делали те, кто не хотел пользоваться приведенным описанием. Они говорили: «Может быть, в электроне происходят какие-то внутренние процессы, имеются какие то внутренние переменные, о чём мы пока ничего не знаем (т.e. на пространственное перемещение электрона может воздействовать некоторые внутренние или внешние скрытые параметры. А.Ч.). Может быть, именно поэтому мы не умеем предугадывать, что случится. А если бы мы могли пристальнее вглядеться в электрон, то смогли бы сказать, куда он придет».
Насколько нам известно, такой возможности нет. Трудности все равно остаются. Предположим, что внутри электрона есть механизм какого-то рода, определяющий, куда электрон собирается попасть. Тогда эта машина должна определить также, через какое отверстие он намерен проследовать. Но не забывайте, что вся эта внутри электронная механика не должна зависеть от того, что делаем мы, и, в частности, от того, открыли мы данное отверстие или нет. Значит, если электрон, отправляясь в путь, уже прикинул, сквозь какую дырку он протиснется и где он приземлится, то для электронов, облюбовавших отверстие 1, мы получим распределение P1, а для остальных распределение Р2. А тогда для тех электронов, которые прошли через оба отверстия, с необходимостью распределение окажется суммой P1 + P2. Не видно способа обойти этот вывод. Но мы экспериментально доказали, что он неверен. Никто еще не нашел отгадки этой головоломки. Стало быть, в настоящее время приходится ограничиваться расчетом вероятностей. Мы говорим «в настоящее время», но мы очень серьезно подозреваем, что все это уже навсегда, и разгрызть этот орешек человеку не по зубам, ибо такова природа вещей».
Данная, хотя и очень длинная, цитата достаточно красноречиво фиксирует растерянность крупного физика-теоретика перед объективными загадками микромира. Вот она плата за нарушение законов природы, целая фантастическая наука квантовая механика.
Ниже будет показано, что «природа вещей» несколько отличается от той, которую очень пространно описывает Фейнман. И хотя он стремится показать, что другой картины при прохождении электрона через две щели быть не может, объяснение сопровождается таким количеством оговорок о том, что «никто еще не нашел отгадки этой головоломки», что поневоле создается впечатление, что и он, сделавший, независимо от своего желания, очень многое для дальнейшего запутывания природы квантовых явлений, сомневается в окончательной истинности предлагаемых объяснений. Более того, эти оговорки свидетельствует о его некотором понимании наличия внутренней противоречивости квантовой механики и о том, что он, похоже, присоединяется к тем выдающимся физикам, которые считали ее слабо обоснованной и алогичной. Некоторая уверенность Фейнмана базировалась еще и на том, что была доказана математиком фон Нейманом теорема об отсутствии в квантовой механике скрытых параметров, и не было известно внешнего по отношению к квантовой механике логического или математического аппарата, способного отслеживать возникнове-ние неувязок в ее решениях.
Возможность существования скрытых параметров дискутировалась с самого возникновения квантовой механики. Большинство физиков (после доказательства фон Неймана) уверовали в их отсутствие. Возможность наличия скрытых параметров отрицается не потому, что их нет и не может быть (это самоуверенность утверждать, что все бесчисленные свойства природы нам известны) и не потому, что их невозможно найти (допустим, не хватает способностей у человека или слаба экспериментальная база), а потому, что наличие таких параметров противоречит замкнутой логике квантовой механики.
Но «скрытые параметры» могут вообще ни от кого не скрываться. Можно ли считать скрытым параметром массу электрона? Или его заряд? Или постоянную Ридберга? Ведь они входят в квантовую механику, но входят как величины неизменные, а потому их изменяемость оказывается скрытым параметром. А вот наличие вещественного эфира, запрещенного ОТО, но от этого не исчезнувшего в природе проводника всех видов взаимодействий и самопульсации тел действительно можно считать скрытым параметром. И именно их отсутствие в квантовой механике превращает эту механику в замкнутую систему, в систему, образуемую несколькими «закольцован-ными» свойствами и неспособную к расширению, к корректному описанию всех микроявлений.
Возможность самопульсации пространства, тел и элементарных частиц без подвода энергии (механизм, которого не только неизвестен, но даже и не предполагается) противоречит логике уже классической механики. И потому, как полагают ученые, не может существовать никакая самопульсация, никакой связанный с ней скрытый параметр. Вот основная причина отсутствия объективного объяснения эксперимента по прохождению электрона через два отверстия. Чтобы понять квантовые явления, нужно «перешагнуть» через эту логику, отказаться от нее и признать наличие самопульсации атрибутом существования всех тел.
Самопульсация всех тел, существование структурированного эфира и изменение массы и заряда элементарных частиц — те скрытые параметры, отсутствие представления о которых и явилось основой порождения квантовых постулатов (законов). Если существует самопульсация, то электрон движется по орбите за счет взаимодействия с окружающим эфирным пространством, расходуя на свое движение ровно такое количество энергии, которое он получает непонятным (пока) образом. Тогда вопрос о самостоятельности волновых свойств, их антагонизма свойствам корпускулярным снимается. Становится возможным рассмотрение квантовых взаимодействий по законам, принципиально отличающимся от принятых законов квантовой механики по законам макромира.
Если же электрон на свое движение расходует энергию, то отпадает необходимость в постулировании стационарных орбит и в целочисленном квантовании. Это не значит, что отсутствуют квантовые скачки, но это означает, что механизм и физика квантовых явлений нами понимаются и описываются некорректно. Именно неадекватное природе описание квантовых явлений становится главным фактором непонимания механизма квантования, математической формализации физических процессов микромира и широкой интуитивной оппозиции многих великих физиков (включая А. Эйнштейна, А. Лоренца, Де Бройля, П. Дирака, Э. Шредингера и др.) онтологии квантования.
Вернемся к объяснению движения электрона через две щели. Естественно, что появление даже одного скрытого параметра, тем более такого, который обусловливает механизм движения тела в пространстве, автоматически изменяет представление о физике пространства и, следовательно, ставит под вопрос теоретическую надежность квантовой механики. Скрытыми параметрами, движением взаимодействия отрицается не только движение электрона по инерции, отрицается также существование пустого пространства. В результате этих отрицаний электрон (как и любое другое «элементарное» тело) как бы наделяется принципиально новым свойством (кстати, хорошо известным в современной физике) — «выбирать» траекторию движения в пространстве по кратчайшему пути, тому пути, который обеспечивает наименьшую деформацию электрону при следовании по нему (этой деформации и не замечет Р. Фейнман. Более того, он отрицает саму возможность деформации заявляя, что «внутри электронная механика не должна зависеть от того, что делаем мы и, в частности, от того, открыли мы отверстие или нет»). И главное, что происходит в эксперименте с двумя щелями, заключается в том, что открытие или закрытие щели изменяет плотность пространства перед щелью и за ней. Измененная плотность пространства, воздействуя на движущийся электрон (деформируя его), изменяет траекторию его движения, создавая на экране тот или другой рисунок детектирования результатов. Покажу схему попадания электронов в щели (рис. 65), но предварительно отмечу и другие факторы, влияющие на их поведение (другие скрытые параметры).
При моделировании с двумя щелями неявно предполагается, что перегородка не материальна и не деформирует пространство перед собой, само пространство пусто по определению (т.е. невещественно и не обладает волновыми свойствами). Электрон (не тело) — заряд постоянной величины, летящий по инерции по прямой и, следовательно, без взаимодействия с пространством. Все электроны летят с одной скоростью, тождественны друг другу (т.е. аналогичны пулям) обладают корпускулярно-волновыми свойствами (тоже невещественны). Пространство щелей пусто, тел и полей не вмещает, закрытие одной из щелей не вносит никаких деформаций в пространство соседней щели. Электрон, не попавший в отверстие щели, а ударивший в перегородку или в простенок, по инерции отлетает в сторону. Испускатель электронов находится строго на оси простенка, а конфигурация от электронов на экране пропорциональна расстоянию от него до перегородки. Вот те дополнительные факторы, которые вносят свою лепту в понимание взаимодействия электрона с перегородкой с двумя щелями.
Рис. 65.
Не обсуждая подробности самого эксперимента с движением электронов через отверстия перегородки, покажу, что представляет собой пространство в окрестностях перегородки с двумя открытыми щелями (рис. 65), а также с одной закрытой щелью (рис. 66). И станет понятно, как будет двигаться электрон при двух открытых щелях, попадая даже в середину простенка.
На рис 65 с левой стороны молекулы эфира, через которые пролетает электрон на пути к перегородке, справа молекулы перегородки, а за ней снова до экрана пространство эфира. Его траектория определяется той скоростью, которая была придана ему импульсом отрыва (разгоном) от излучателя. Скорость отрыва обусловливает электрону движение в атомах и молекулах строго по определенной траектории и вход в эквипотенциальную поверхность молекул перегородки под соответствующим углом (рис. 65). Движение в эквипотенциальной зоне молекул пульсирующей перегородки будет проходить в промежутках между пучностями, что и обеспечивает электрону возможность выхода из зоны действия этих молекул на некотором как бы квантованном пучностями расстоянии от электронов, имеющих даже незначительное отличие от него в скорости. Эти незначительные отличия приводят к тому, что электроны «входят» в эквипотенциальное пространство молекулы под различными углами, двигаются в этом пространстве по различным узлам и выходят за перегородкой из различных точек ее эквипотенциального пространства. Вот тот процесс, который и вызывает появление интерференции на экране.
Наличие двух щелей в перегородке качественно меняет картину движения электрона. Надо помнить, что расстояние между щелями по порядку величины не может быть больше длины волны электрона, а это значит, что эквипотенциаль-ные поверхности щелей и простенка перекрываются, а собственная пульсация простенка усиливает стоячие волны в обеих щелях, что приводит к более четкому разделению электронов в пространстве щелей и в их движении к экрану. К тому же перегородка образует в направлении излучателя некоторую выпуклость (рис. 65), оканчивающуюся «средним» атомом, как раз имеющим радиус примерно равный половине волны электрона. Электроны, «налетающие» на этот атом ниже или выше его ядра (по рис. 65), будут «направляться» (модулироваться) эквипотенциальным полем атома либо в одну, либо в другую щель. На выходе из щели он отрывается от последнего атома перегородки под несколько большем углом, чем тот, под которым входил в пространство первого атома. Вот те обстоятельства, которые обусловливают появление на экране интерференционной картины.
При одной открытой щели модулятор отключается «заслонкой» (рис. 66), и эквипотенциальная поверхность от стенок щели к ее центру изменяется примерно одинаково (т.е. структура пространства вокруг щели изменяется, становясь такой же, как и при одной щели), электроны, попадая в одинаковые условия перед щелью, распределяются за перегородкой тоже примерно одинаково, большая часть из них сосредотачивается напротив центра щели, так как напряжен-ность поля там наименьшая.
Рис. 66
Поскольку при закрытии одной щели «выпуклость» модулятора перед перегородкой и за ней исчезает («погашаются» плотностью заслонки), то исчезают и условия, обеспечивающие моду- лирование электронов по экрану, а вместе с ними прекращается процесс интерференции.
Несколько слов о мысленном «пулемете» Р. Фейнмана. Именно модель «пулемета» как прообраза, сопоставляемого с квантовой моделью, наглядно показывает те нюансы, которые были упущены при выдвижении квантовой гипотезы. Чтобы модель «пулемета» корректно соответствовала квантовой модели с щелью или двумя щелями, перегородка с отверстиями для пролета пуль должна быть сделана по толщине из десятков тел радиусом, равным радиусу Земли. Тела эти должны находиться друг от друга на расстоянии, не меньшем ее диаметра, ширина щелей близка расстоянию от Земли до Луны. «Пулемет» должен находиться на расстоянии сопоставимом с расстояния до Солнца, и стрелять «пулями», имеющими скорость полета намного больше второй космической скорости (11,5 км/с). Вот такая конструкция макромодели «пулемета» будет до некоторой степени соответствовать структуре модели с двумя щелями для пролета электронов. Естественно, что выводы из стрельбы такого «пулемета» в перегородку с двумя отверстиями будут несколько отличаться от тех, к которым подводит студентов знаменитый курс лекций.
Поскольку, как совершенно правильно констатирует Р. Фейнман, нам еще не дано наблюдать за электроном, не нарушая траектории его движения, мы не сможем проследить его путь и, следовательно, точку, куда попадет конкретный электрон. Но из этого вовсе не следует, что траектория движения у него полностью отсутствует и мы не можем, задаваясь исходными параметрами электрона и зная количественные характеристики пространств и отверстий, через которые он проходит, точно рассчитать его путь. Для теории в этом запретов нет. Есть технические ограничения для эмпирического подтверждения теории и связано оно с недостижимостью необходимой точности в экспериментах. Экспериментатор не имеет (на сегодня) приборных возможностей определить, из какой щели вылетел электрон иди в какую он влетел уже потому, что для этого необходимо найти точку вхождения последнего в пространство атома с точностью на порядок меньше длины волны электрона.
И все же, можно предложить эксперимент, позволяющий направлять полет электрона к строго определенной щели и не влияющий на его движение по выходу из нее. Это можно сделать следующим образом: Установить электронную пушку 1 внутри направляющего канала 2, ведущего к двум щелям, и на некотором расстоянии от нее по направлению к щелям разделить канал перегородкой 3
на два канала, один из которых подходит к щели 4, а другой к щели 5 (рис. 67). В каждом из каналов может быть установ -
лен либо световой, либо электромагнит- ный индикатор 6, который и зафиксиру-ет прохождение элек- трона по каналу до того, как он достигнет щели. И возмущение, полученное электроном при фиксации, не будет отражаться на его поведении после прохождения через щель. То есть будет отсутствовать искажение интерференционной картины.
Появление же интерференции обусловлено наличием модулятора перед щелями (перегородка в канале) и за щелью (утолщение в простенке) Таким образом, можно представить реальный механизм «для определения того, через какое отверстие проходит электрон» и тем самым еще раз поста вить под сомнение принцип неопределенности. Другое дело, что выполнить перегородку для прибора толщиной в пол-атома современная промышленность не в состоянии. Но это технические трудности, а не физические. И хотя еще нет физических способов проследить, не влияя на электрон, по какой же траектории проходит его полет, можно однозначно утверждать, что электрон летит по траектории, определяемой электромагнитной напряженностью поля атома. Это обстоятельство, по-видимому, будет доказано только тогда, когда экспериментаторы научатся работать с эфиром и его образованиями. Это время еще наступит.