Регистрационный номер статьи: 0218
Разделы:
Физика
Дата публикации: 22.01.2011
Выступления по этой статье:
Ответ автора от 22.02.2011, д-р Миркин Владислав, Соединённые Штаты АмерикиВыступление от 04.02.2011, акад. РАН Захаров Владимир, Соединённые Штаты Америки
Выступление от 28.01.2011, д-р Ейльман Леонид, Соединённые Штаты Америки
«Бог не играет в кости» с физиками
Редактор представляет:
- Статья относится к так называемой «альтернативной физике», в которой авторы, как правило, отрицают теории современной физики (теорию относительности, квантовую механику) и пытаются свести описание соответствующих явлений к классическим представлениям. Так и автор возвращается к теории эфира, постулируя некоторые его свойства (эфир имеет «заряд»).
Статья может представлять интерес как для читателей «альтернативщиков», так и для читателей, которые хотели бы понять содержание подобных альтернатив и побудительные мотивы их поиска.
Электрон Добрускин,
редактор
Аннотация
В работе представлена иная трактовка явлений квантовой механики. Показано, что события в микромире отнюдь не имеют вероятностного характера, а их вероятностное восприятие является иллюзией, свойственной относительно медленному способу измерений очень быстрых процессов. Дана физическая интерпретация размерности кванта действия, а также показано, как все-таки следует воспринимать результаты экспериментов в рамках доказательства теоремы Белла (как следует относится к парадоксу Эйнштейна-Подольского-Розена).
-----------------------------------
Чтоб познать красу Вселенной,
рыцарь, мне не нужен свет.
Ария Иоланты.
1. Введение.
История развитии физики содержит несколько странных, с точки зрения психологии, ситуаций. Как утверждают современные физики, Альберт Майкельсон доказал отсутствие эфира. Так что же он еще пытался доказать, когда уже после награждения Нобелевской премией уговаривал всех продолжить эту работу и подыскивал места, где следовало бы проводить эксперименты? Объяснить его странное поведение можно только одним: он не признавал отсутствия эфира и искал места на планете, где скорость эфирного ветра отличалась бы от намеренной ранее. Поясню аналогией: у берега реки скорость течения равна нулю, а на стрежне она максимальна.Еще одна странность: Луи де Бройль, сопоставляя волновые и корпускулярные свойства света, предположил, что если электромагнитная волна способна оказывать динамическое воздействие на объекты точно так же, как и корпускула, то и частицы могут обладать волновыми свойствами. Представляется более логичным следующее разделение: частица обладает свойствами биллиардного шара, а волны возникают в среде, в которой этот шар движется (волна воды оказывает на объекты реальное воздействие), но де Бройль не был сторонником эфира.
Принцип корпускулярно-волнового дуализма де Бройль сформулировал в 1923 году и записал для волны выражение ψ(r,t)=Ae-j(ωt-kr). Не совсем ясно, волну чего имел ввиду де Бройль, но поскольку в то время, когда он делал свое предположение, никаких сведений о вероятностном характере процессов в микромире еще не было, то очевидно, что в его описании вряд ли было что-то от такого подхода. Более того, уравнение Шредингера, решением которого и являлась функция ψ, описывало не какие-то вероятностные, а вполне регулярные процессы, и для обоих физиков, интерпретация этой функции в духе копенгагенской трактовки, возобладавшей в тридцатые годы, была странной (я даже сказал бы лишенной физического смысла). Оказалось, что квадрат функции пси дает распределение плотности вероятности появления частицы в данной точке пространства. С учетом того, что реальная волна всегда подразумевает наличие какой-либо среды (воды, частиц, зарядов), заявленная выше интерпретация уже лишена физического смысла. Так еще оказалось, что сама функция вообще никак интерпретирована быть не может.
Отсутствие у волновой функции явного физического смысла породило в квантовой механике странную ситуацию, когда одни физики толкуют термин «понимать» расширительно (могу записать уравнения, решить их, подставить значения параметров, и предсказать результаты экспериментов), другие, перечисляя те же действия, честно заявляют, что не понимают при этом физической картины происходящего.
Третья психологическая странность в физике опять связана с квантовой механикой. Известен спор Альберта Эйнштейна с Нильсом Бором с его центральным вопросом, получившим название парадокса Эйнштейна-Подольского-Розена (ЭПР). Необъяснимая для меня странность ситуации заключается в том, что современные физики считают, что этот спор был завершен уже Эйнштейном и Бором, хотя по утверждению Фока они вкладывали разный смысл в некоторые термины, и вся аргументация с той и другой стороны подчинялась изначальной позиции, которую выбрал для себя оппонент. Но, если физики так уверены, что оппоненты завершили свой спор, то зачем тогда Джон Белл в 1964 году вывел свои неравенства, а физики до сих пор проводят эксперименты?
А самая главная странность заключается в следующем. Наблюдая поведение практически всех видных современных физиков, никак не могу понять поступок редактора (и рецензента) одного из ведущих физических журналов Германии «Анналы физики», опубликовавшего статью А.Эйнштейна о специальной теории относительности, отвергающей существование эфира, который в те времена признавали все ведущие физики мира, в том числе, очевидно, редактор и рецензент. Дело в том, что статья Эйнштейна вовсе не произвела эффекта разорвавшейся бомбы (на нее обратили внимание только года через полтора, когда ею занялись математики). По-видимому, в отличие от нынешних, те физики еще не считали, что истина всегда с ними, и видели своей задачей не только фильтровать информацию, но и опасались выплеснуть ребенка из купели.
2. Принцип неопределенности
Итак, краеугольным камнем квантовой механики является принцип неопределенности, предложенный Вернером Гейзенбергом. Причем заявляется, что он присущ только микромиру и не имеет аналогов в нашей жизни. А так ли это?
2.1. Легенда о специфической принадлежности принципа неопределенности микромиру.
Давайте сейчас проведем простейший эксперимент: раздвинем пальцы руки и помашем ими перед глазами. Не только пальцы, но и ладонь расплывется в пространстве. Мы смотрим хоккей по телевизору. Спортсмен бьет по шайбе, и мы видим ее уже в воротах, а на замедленном повторе видим шайбу в полете, но она размазана по объему, фотографии быстро движущихся объектов, сделанные с длительной выдержкой получаются размазанными (кстати, это могли видеть физики сто и более лет назад). В чем тут дело?
Дело в том, что не существует датчиков, способных работать непрерывно во времени: любой из них работает только в дискретном режиме. Если в качестве датчика мы возьмем глаз, то сначала некоторое время уходит на возбуждение чувствительной клетки (колбочки, или палочки), затем клетке необходимо вернуться в невозбужденное состояние (без этого датчик навсегда потеряет чувствительность), что тоже требует времени. В течение всего этого периода возбуждения и релаксации датчик не может принять какие-либо другие сигналы. Следующий принятый сигнал будет послан из точки, значительно отстоящей от первой по расстоянию, если изменение будет происходить с высокой скоростью. Кстати, в ситуации с глазом в «слепой период» следует добавить время прохождения сигнала по нервным окончаниям и время обработки сигналов в мозге.
В телевизоре летящая шайба «дожидается» следующей кадровой и растровой развертки, и, кроме того, есть еще послесвечение каждой точки экрана. С фотоаппаратом и так все ясно. Мы в обыденной жизни столкнулись с очевидным проявлением принципа неопределенности: в интервал времени Δt объект находится в объеме ΔV, и никак не точнее.
Если же теперь мы возьмем даже самые быстродействующие датчики, то может оказаться, что какие-то процессы идут со значительно более высокой скоростью. По крайней мере, в те времена, когда зарождалась квантовая механика, самыми быстродействующими датчиками были атомы, в которых электроны переходят из невозбужденного состояния в возбужденное, «ждут» там порядка 10-8 с, затем возвращаются на основной уровень.
2.2. Легенда о вероятностном характере принципа неопределенности.
Почему же мы решили, что эти быстрые процессы будут именно вероятностными, а не регулярными (то есть, имеющими вполне определенные траектории)? В данной ситуации допустимо предположение, что мы сталкиваемся с процессом, описываемым обыкновенным синусом E=sinωt (синус взят в качестве примера, вообще-то это может быть любой периодический процесс), где ω намного выше частоты возбуждения и релаксации атома-детектора. В этой ситуации за процессом мы будем наблюдать дискретным образом (стробоскопический эффект). При этом период дискретности не обязательно одинаков во времени и никак не связан с периодом процесса. То есть, значение аргумента синуса в тех точках, где мы будем его фиксировать, будет некратно количеству периодов высокочастотного процесса, и тогда значение функции синуса будет выглядеть случайной величиной.
А теперь обратим внимание на одно из свойств функции синуса: при равномерном переборе аргументов плотность значений функции вблизи максимума амплитуды значительно выше, чем вблизи нуля. Другими словами, если мы случайным, или закономерным образом перебираем множество значений аргументов синуса и фиксируем значение функции, то прибор, которым мы это делаем, отметит чередующиеся «темные» линии с пробелами между ними. Линии должны быть двойными для любого ω. Такое удвоение линий будет характерно для любого регулярного периодического процесса.
Таким образом можно считать, что миф о том, что принцип неопределенности присущ только микромиру, мы развеяли. Другое дело, что в макромире мы можем сделать очень быстродействующий датчик, а в микромире мы неизбежно ограничены возможностями частиц вещества и никогда не сможем увеличить быстродействие. Но ясно, что принцип неопределенности объясняется не мистическими вероятностными зависимостями в частицах вещества, а всего лишь разными скоростями протекания вполне классических процессов.
2.3. Легенда о потенциальных барьерах.
Ну, а как все это реализуется на практике? Какими могут быть эти самые регулярные процессы? Изобразим на рис.1 потенциальный барьер в виде треугольника (углом вверх), высота которого изменяется от нуля до какого-то значения. Осуществим сейчас математическую подстановку, а то, как это реализуется на практике покажем позже. Сделаем некоторое пояснение. Кривую на рисунке не следует понимать как барьер с жесткими стенками, растущий от нуля до максимального значения по оси энергий: плотность потенциального барьера должна меняться и по оси расстояний d, увеличиваясь к средней линии барьера. То есть, при своем движении частица будет влетать в область барьера при постепенно тормозящем сопротивлении с его стороны.
Запишем E=E0sinωL/υ; здесь E – энергия, ω – частота колебаний потенциального барьера, υ – средняя скорость движения электрона, L – полуширина потенциального барьера. Полуширина берется, поскольку электрон отразится назад, если барьер вырастет раньше, чем электрон преодолеет полуширину. Если он окажется по другую сторону треугольника, то он получит ускорение в следующую область. Если начальная энергия движения частицы недостаточна, чтобы преодолеть полуширину барьера, то частица будет вытолкнута назад.
Кинетическая энергия электрона, при которой он преодолевает текущее значение высоты потенциального барьера, равна mυ2/2≥E0sinωL/υ, или mυ2/2E0≥sinωL/υ. Подставим E=hν. Такая подстановка правомерна, поскольку мы имеем полуэмпирическую формулу для энергии, и нам не важно, за счет каких порций энергии исчисляется частота. Частота ν=1/T.
Преобразуем формулу (mυ)(υT)/h≥2sinωL/υ. То есть, ps≥2hsinωL/υ, где p – импульс, s – расстояние. Скорость носит смысл изменения скорости. То есть, здесь записано нечто похожее на принцип неопределенности. Ясно, что всегда можно найти параметры, когда удвоенный синус меньше единицы.
Выше записано выражение для электрона, влетающего в область над основанием треугольника потенциального барьера в момент, когда его высота равна нулю. Это даже не самая благоприятная фаза влета. У электрона будет больше времени для преодоления барьера, если он влетит в ту же область, когда высота барьера только начнет уменьшаться. При такой фазе влета вероятность преодоления барьера возрастет приблизительно вдвое по сравнению с полученным выше результатом. Для установления общей вероятности преодоления барьера следует просуммировать «вероятность» преодоления барьера для всех фаз влета. Но и так ясно, что эта вероятность не равна нулю.Нужно уточнить, что E0 – не является принятой на практике высотой потенциального барьера, которая соответствует экспериментальному значению энергии, сопровождающемуся резким увеличением числа преодолевших барьер частиц, но не до ста процентов. У нас же есть надбарьерное отражение частиц с энергией больше, чем величина потенциального барьера
Видно, что туннельный эффект, который мы привыкли связывать с вероятностным характером принципа неопределенности, закономерно появляется при переменной величине потенциального барьера. А иначе маленькие девочки не смогли бы прыгать со скакалкой.
Другими словами, вполне «классическое» поведение электрона при закономерном изменении высоты барьера приводит к появлению «вероятности» преодоления малоскоростной частицей высокого потенциального барьера. То есть, «Бог не играет в кости».
Вряд ли можно ли отнести эти рассуждения к теориям скрытых параметров: ничего скрытого в них просто нет. Но и нелокальной связи волновых функций в них тоже не видно. Наверное, вовсе нет необходимости сводить приведенные рассуждения к двум известным типам интерпретации квантовой механики. Хочу добавить, что вовсе не стремлюсь опровергнуть какие-либо результаты вычислений и измерений в квантовой механике: я говорю лишь о ее физической модели. А для этого хочу пояснить, как я понимаю образование переменного по величине потенциального барьера.
2.4. Физический механизм образования потенциальных барьеров в атоме.
Я не случайно во введении к своей статье говорил об эфире. При этом вовсе не считаю зазорным вернуться к рассуждениям полуторавековой давности, конечно, добавив к ним то новое, что позволило преодолеть недостатки моделей эфира, рассматриваемых ранее. Я предложил модель эфира, заряженного на всю Вселенную единым положительным зарядом [Мои статьи в Химии и Жизни: «Не темная энергия» #6, 2008, «Галактики в капле молока» #7, 2009 и «Основа всех видов взаимодействия – электростатические силы» на сайте Наука и Техника]. Это позволило не только объяснить темные энергию и материю, сильное, слабое и гравитационное взаимодействие, но и понять механизмы взаимодействия в квантовой механике.
Мы не знаем в точности, что происходит при взаимодействии ядра атома с положительно заряженным эфиром (возможно даже, что никогда и не увидим в прямом эксперименте), но предположить происходящее нам поможет аналогия. Поскольку эфир находится в постоянном колебательном движении, да и сами нуклоны испытывают колебания объема (это не голословное умозаключение: у меня описана модель нуклона, не противоречащая никаким экспериментам с нуклонами; просто, я хочу эти результаты выделить в отдельную статью), то вокруг нуклонов ядра атома должна появиться стоячая волна плотности эфира точно так же, как вокруг бакена появляется стоячая волна воды, если на воде существуют волны. Очевидно, что длина этой стоячей волны будет в два раза меньше длины волны колебаний протона (возьмем для определенности атом водорода). Достаточно понятно, что амплитуда колебаний плотности будет убывать с удалением от границ протона обратно пропорционально квадрату расстояния: поскольку взаимодействуют заряды, то количественно все определяется законом Кулона. Одним из свойств стоячей волны является то, что в узлах амплитуда волны всегда равна нулю, а в пучностях она изменяется во времени от нуля до некоторого значения.
< Учитывая достаточно достоверное утверждение (непосредственно вытекающее из закона Кулона), что отрицательно заряженные электроны должны стремиться в области эфира с наибольшей плотностью положительного заряда, можем быть практически уверены, что электроны будут стремиться находиться в пучностях волн плотности эфира.
В данной ситуации потенциальным барьером, который электрону следует преодолеть, чтобы перейти из одной пучности в другую, будет узел стоячей волны плотности эфира. В отсутствии внешнего воздействия электроны стремятся к ядру, поэтому они будут переходить с высоких энергетических уровней на нижние и, в конечном итоге, перейдут на основной. С учетом расстояний, которые в атоме необходимо преодолеть электрону, и расстояний между энергетическими уровнями и ядром, энергия электрона в атоме больше практически на два порядка, чем требуется для преодоления потенциального барьера даже в максимуме пучности стоячей волны. То есть, притяжения ядра всегда достаточно, чтобы электрон перешел на основной уровень. Он лишь будет несколько замедляться, проходя область пучности, если амплитуда волны в этот момент максимальна. Следует только иметь в виду, что вокруг протона образуется сфера с низкой плотностью эфира, непреодолимой для электрона, поэтому он не может «упасть» на протон.
Другое дело переход с нижних уровней на высшие. Такой переход возможен лишь тогда, когда электрон получит «удар» фотона, достаточный, чтобы преодолеть разницу энергий в пучности и в узле. Фактически для электрона потенциальным барьером будет «высота» (и форма) узла над пучностью (то есть, тот самый «практически треугольник»). Поскольку максимальная энергия в пучности будет обратно пропорциональна квадрату расстояния от центра протона Е= R/n2, (здесь n соответствует r), то разница энергий в соседних пучностях будет равна ΔE=R(1/n2-1/(n+1)2). Я специально обозначил коэффициент буквой R, чтобы получилась формула Ридберга. То есть, плотность эфира можно изобразить так, как это сделано на рис.2.
Ясно, что узлы стоячей волны (потенциальные барьеры) лучше преодолевать в тот момент времени, когда амплитуды волны в пучности лежат вблизи огибающей кривой 2.
Итак, видно, что переменный по величине потенциальный барьер превращает «мистический» принцип неопределенности во вполне классический параметр, но и существует достаточно очевидный физический механизм образования такого переменного по величине потенциального барьера.
С
3. Оптический парадокс: длины волн излучений во много раз больше, чем размеры атома.
С учетом того, что расстояния между орбиталями электронов (длина волны между пучностями), составляют порядка 10-11м (весь атом по размерам порядка одного ангстрема), частота излучений атома должна быть порядка 1019Гц. Но на практике мы видим вовсе не такие колебания, а с длиной волны в тысячи раз большей и с частотой 1015 Гц и даже более низкой. Не нужно думать, что я не знаю, что данная частота получается из соотношения энергии перехода и постоянной Планка (с точки зрения математики здесь все в порядке): я, как физик, не понимаю, каким образом «мышонок» может трубить, как слон. Физикам известно, что оптимальный размер осциллятора должен быть равен четверти длины волны колебания, но уж никак не они не должны различаться в тысячи раз. Заранее хочу сказать, что моя попытка еще раз обратить внимание на этот парадокс, на который, тем не менее, никто не обращает внимания, вызвана не только тем, что возможность маленького атома генерировать колебания с длиной волны в тысячи раз большей представляется мне абсурдной, но и некими странными обстоятельствами, отмеченными свидетелями взрыва тунгусского метеорита и зафиксированными в районе Бермудского треугольника. На эти свидетельства никто не обращает внимания, и они даже начинают забываться: посудите сами, что могут для ученых означать свидетельства малограмотных крестьян и невежественных эвенков, а также не имеющих академических степеней пилотов, если они противоречат каноническим представлениям науки.
Мои дальнейшие рассуждения построены на простых соображениях теории колебаний, и сложность только в том, что задача решается в несколько шагов (в школьной терминологии, в несколько действий).
Итак, мы имеем дело с эфиром, то есть, со средой, в которой волны плотности могут распространяться с некой собственной скоростью (точно так же, как и в воде, и других средах). Если теперь мы заставим каким-либо образом двигаться эту волну с другой скоростью, то увидим биения амплитуды волн, частота которых будет значительно меньше частоты повторения самих волн (это и есть «девятый вал»).
3.1. Действие первое.
Покажем сначала, что такие биения возникают в колебательных процессах. Сложим два колебания с близкими частотами.
X1=Acosω1t
X2=Acosω2t,
В результате получаем
X=2Acos1/2(ω1-ω2)t∙cos1/2(ω1+ω2)t.
Появились биения с разностной частотой ω1-ω2, которые могут быть зафиксированы датчиками, настроенными на эту частоту. Такие биения каждый может наблюдать при настраивании гитары, если возбудит струну, настроенную не совсем точно. Колебания с биениями возникнут на другой струне, которую вы не трогаете, в результате явления резонанса (сама струна колеблется с частотой порядка 300 Гц, а биения имеют частоту долей герц). Другими словами, если бы вы воспринимали игру на гитаре не ушами, а глазами, то увидели бы только очень низкочастотные биения.
3.2. Действие второе.
Что будет, если сложить две волны, распространяющиеся с разными скоростями?
U1=Asinω(t-r/υ)
U2=Asinω(t-r/(υ+Δυ)).
Несложные тригонометрические преобразования показывают, что суммарный сигнал будет состоять из сигнала с частотой ω (можно считать его несущей частотой), который в данном случае не представляет для нас интереса. В суммарном сигнале появится тригонометрическая функция, аргумент которой равен [ω(tυ-r)/(υ+Δυ)+ωtΔυ/(υ+Δυ)]. То есть, аргумент будет иметь частоту весьма близкую к частоте ω с учетом того, что Δυ много меньше υ (то есть, опять не интересную для нас), и частоту, эквивалентную ωΔυ/υ. Это и есть низкочастотное биение, появляющееся за счет разницы скоростей распространения в среде.Проявляется это низкочастотное биение в том, что в воде во время сильного ветра возникают не только волны, но эти волны имеют переменную высоту (явление девятого вала). Вот так по ходу вскрылся механизм образования девятого вала, который, как мне известно, до сих пор неясен.
3.3. Действие третье.
Всем водителям небольших судов известно, что катер может ускоряться волной и замедляться ею. Это явление широко используется, чтобы экономить бензин (посадите катер на ниспадающий склон волны от теплохода и почти уберите газ), или для увеличения скорости при плавании двумя катерами, когда один из них тяжелее другого. Ясно, что идет обмен энергией между волной и судном. Другое дело, что судно обычно намного легче воды, с которой оно взаимодействует, а потому, радуясь тому, что катер явно ускоряется волной, мы не замечаем, что волна изгибается в том месте, где находится катер. Но мы же понимаем, что если тело скатывается с наклонной плоскости, которая сама скользит по какой-либо поверхности, то ускоряя тело в одну сторону, мы, в соответствии с принципом реактивного движения, ускоряем наклонную плоскость в другую. Оценить ситуацию количественно вряд ли возможно, поскольку мы не сможем выделить тот участок волны, который взаимодействует с катером, чтобы подставить в уравнения ее массу.
3.4. Действие четвертое.
Очевидно, что аналогичное взаимодействие может иметь место между волной в эфире и электроном. И опять масса электрона намного меньше массы волны плотности эфира. И, кроме того, не ясно, как можно численно сопоставить взаимодействие электрона и эфира. В лучшем случае придется решать обратную задачу: по известной энергии взаимодействия определять связь волны и электрона. Одно ясно, замедляясь, электрон отдает энергию волне, ускоряя ее, внося изменение частоты, то есть, внося биения. Противоположным образом при ускорении электрона волной эфира он будет поглощать энергию.
Здесь интересна роль постоянной Планка. Дело в том, что высота водяных волн и амплитуда биений зависят от ряда причин. Это и вязкость воды, и средняя глубина водоема, и средняя скорость ветра в данном водоеме, и все параметры, влияющие на то, что мною названо. Древние греки, например, боялись третьего вала, римляне десятого, в средние века сложилось понятие девятого вала. Очевидно, здесь присутствует зависимость от условий возникновения низкочастотного биения. По всей видимости постоянная Планка определяется характеристиками эфира в нашей области Вселенной и плотностью эфира вокруг частиц вещества.
3.5. Физический смысл кванта действия.
Определим, что же все-таки представляет собой постоянная Планка, или квант действия. С тех пор, как он был введен в обиход физики, никто так и не смог объяснить, какой физический смысл может иметь размерность, являющаяся произведением энергии на время (дж∙с).
Размерность действия содержит некий парадокс. Понятие энергии само по себе уже является суммарным результатом действий ( его можно интерпретировать количеством воды, налитой в ведро), так зачем же это количество еще умножать на время процесса?
Но ведь возможна размерность, которая непосредственно вытекает из формулы E=h∙ν. Это энергия, деленная на частоту (дж/Гц). В этой ситуации квант действия приобретает ясный физический смысл: h становится количеством энергии, необходимым для изменения частоты на один герц. В этой ситуации становится ясным, что данная энергия берется не от мистического колебания частицы, а является результатом ускорения (или, наоборот, замедления) электрона. Но электрон взаимодействует не с ядром, поскольку иначе спектр излучения был бы непрерывный, а с неким полем, имеющим волнообразный характер, то есть, с тем самым электрически заряженным эфиром.
Представим пространство в виде «стиральной доски». Амплитуда волны стиральной доски для нас не будет иметь значения, длину волны обозначим L. Представим частицу, движущуюся без трения со средней скоростью υ вдоль стиральной доски (внутри одной длины волны скорость может быть неодинаковой, но каждый участок Lпроходится за одно и то же время). Тогда период будет равен T=L/υ и частота ω=υ/L. Кинетическая энергия частицы запишется как E=mυ2/2.
Увеличим скорость движения частицы на величину Δυ. Частота возрастет ω1=(υ+Δυ)/L и возрастет энергия E=m(υ+Δυ)2/2. Разность частот составит Δω=Δυ/L, перепад энергии составит ΔE=m[υΔυ+(Δυ)2/2], или с учетом Δυ<<υ можно записать ΔE=mυΔυ.
Определим величину энергии, необходимую для изменения частоты на один герц h=ΔE/Δω=mLυ (я умышленно обозначил данный коэффициент буквой h, чтобы показать его формальную связь с постоянной Планка, вернее, с тем, как ее можно получить).
Проанализируем это выражение с учетом сделанных предположений. Величины m и L являются постоянными. Поскольку мы предположили, что трения нет, а скорость меняется незначительно, то можно считать, что величина энергии, необходимая для изменения частоты на один герц, будет постоянной величиной практически для всего частотного диапазона (параметр h тоже величина постоянная). Причем ясно, что для данного вывода не имеет значения, каков характер силы, приводящий к изменению скорости, или ее зависимость от расстояния в пространстве. Важно лишь, что скорость изменилась. То есть, нам не важно, что высота волн в стиральной доске может нарастать, или уменьшаться, величина энергии, приходящаяся на изменение частоты на один герц, будет постоянной. Именно поэтому постоянная Планка имеет столь универсальный характер для всей Вселенной (наверное, для нашего участка Вселенной), ведь мы рассматриваем взаимодействие электрона постоянной массы с одинаковым полем эфира. Но и для всех объектов одинаковой массы это изменение энергии на один герц будет универсальной величиной. Более того, для всех скоростей движения, при которых частоты излучения, или поглощения будут превышать 100 Гц, «постоянная Планка» с точностью до одного процента будет величиной универсальной.
3.6. Другие свойства кванта действия.
Выше было сказано, что видимый свет (и даже невидимый) представляет собой разностную частоту двух высокочастотных колебаний, а потому квант действия, который, одинаков в любой точке частотного диапазона, должен быть достаточно «крупной» постоянной. Должна существовать более «мелкая» постоянная, определяемая как количество столкновений движущегося электрона с последовательностью частиц эфира. Данное утверждение можно интерпретировать следующим образом. Высоту зданий на Земле можно измерять этажами (если они будут стандартизированы), а можно кирпичами, которых много в каждом этаже.
Частоту столкновений фотона с частицами эфира легко посчитать (что и сделано в вышеупомянутой работе), поскольку нам известны расстояния между частицами 10-16 м. Тогда частота столкновений будет порядка 1024 в секунду. Поскольку мы определили, что частота стоячих волн вокруг протона порядка 1018 – 1019 Гц, то можно предположить, что должна быть еще одна постоянная на 5-6 порядков меньшая, чем постоянная Планка. Это будет порция энергии, выделяемая (затрачиваемая) при преодолении одной ячейки эфира. Обозначим ее «б» (условно назовем «бум»).
Электрон, движущийся с меньшей скоростью будет реже «взрывать» ячейки эфира, но величина энергии в каждом взрыве будет одинаковой (энергия зависит не от энергии электрона, а от энергии, запасенной в ячейке эфира) и равна одному «буму». Можно оставить буму ту же размерность, что и кванту действия (дж/Гц), поскольку при замедлении частицы вещества в эфире будет уменьшаться частота повторений, можно изменение частоты связать с уменьшением скорости движения.
Еб=б∙νб=б∙Lm/υ, отсюда б=Eб∙υ/Lm. Здесь Lm – расстояния между частицами в эфире.
Постоянная Планка h в этом случае становится некой суммой бумов. Определим некоторые свойства постоянной Планка с учетом сделанного предположения. Чем меньше скорость движения частицы вещества, тем меньше энергия, выделяемая в единицу времени (если это время соизмеримо с преодолением нескольких бумов), но при преодолении одинакового расстояния будет всегда выделяться одинаковая энергия. Если же при этом некий участок пути (например, между энергетическими уровнями в атоме) преодолевается за время t1, которое мы не в состоянии зафиксировать из-за его малости, а потом система выжидает достаточно длительную паузу T1пауз, то для нас за время T, равное сумме времени преодоления данного участка и паузы (это время всегда будет одинаковым с очень высокой точностью, с какой бы скоростью ни двигалась частица: t<<T), энергия всегда будет одинаковой. При этом данная энергия не будет зависеть от массы частиц (если размер частицы не превышает размера ячейки). Поэтому величина кванта действия не зависит от частоты излучения: она зависит лишь от затрат энергии на замедление (или ускорение) электрона на определенном участке пути.Для пояснения вышесказанного, приведу аналогию. На лестнице вы увеличиваете свою энергию на равные порции на каждой ступеньке. У вас есть прибор, суммирующий эти порции, но очень медленно. Например, пролет лестницы содержит десять ступенек, которые вы пройдете за десять секунд, а потом ожидаете, когда ваш прибор на лестничной площадке будет их считать целую минуту. Тогда время преодоления пролета составит 70 секунд. Но дальше вы пошли быстрее и преодолели пролет за 5 секунд, и опять ждете минуту (всего 65с). Энергия преодоления пролета не зависит от скорости подъема, а время подъема с высокой степенью точности зависит только от ожидания, если оно значительно больше, чем время подъема.
Следует отметить еще одно свойство колебаний, которые могут иметь место в нашем случае. И «взрыв» бума и порция энергии кванта выделяются в результате колебаний неких осцилляторов. Так вот, каким бы маленьким ни был осциллятор, он обладает некоторой инерционностью: интенсивность колебаний нарастает во времени, а достигнув максимального значения, затем спадает до нуля. Порции энергии колебаний данных осцилляторов складываются алгебраически до тех пор, пока такие колебания не перекрываются во времени. Но когда они перекрываются, то алгебраическое сложение не происходит. Дело в том, что амплитудная модуляция, связанная с инерционным характером работы осциллятора, вызывает частотную модуляцию. И когда два колебания накладываются друг на друга, то на определенных частотах будут возникать области, где колебания будут подавлять друг друга. Следует учесть, что в том случае, когда время наблюдений значительно меньше, чем время одного периода колебаний, о когерентности говорить бессмысленно: важны лишь знаки напряженности полей каждого из сигналов. Таким образом, никакого стремления к бесконечности мощности суммарных колебаний (ультрафиолетовой катастрофы) наблюдаться не будет.
Что означают слова о неких странных оптических эффектах, наблюдаемых во время взрыва тунгусского метеорита и в районе Бермудского треугольника? В свидетельских показаниях людей, находящихся в некоторой близости от эпицентра взрыва метеорита, отмечено одно невероятное обстоятельство: цвет листвы и травы через небольшое время после взрыва стал сначала желтым, затем оранжевым, красным, черным, а потом все вернулось к изначальным цветам. Например, статья «Тунгусский метеорит – великая тайна», опубликованная на сайте http://ytungus.dopinfo.ru и обобщающая сообщения свидетелей. В Бермудском треугольнике, летчики пропавших самолетов заявили, что не видят солнца (при безоблачном небе). [Лоуренс Куше. Бермудский треугольник: мифы и реальность].
Оба эти странных события можно объяснить тем, что разностная частота колебаний, которая и представляет для нас видимый свет, может измениться на значительную величину (то есть, выйти из видимого диапазона) даже в том случае, когда «высокая» частота основного колебания изменится на микроскопическую величину. То есть, если представить, что в обоих случаях мы имеем дело с явлениями, вызванными изменением плотности эфира, то они будут сопровождаться такими оптическими явлениями. С другой стороны, данные странности, не имеющие объяснения ни в каких стандартных физических теориях, являются доказательством существования электрически заряженного эфира.
События вблизи Тунгуски и в Бермудском треугольнике уникальны и практически неповторяемы, а потому нам следует обратить внимание на любые отклонения от нормы в экспериментах, связанных, например, с образованием электрических полей с высокой напряженностью. И, кроме того, физикам следовало бы обратить внимание на один странный аномальный объект: обыкновенный (в смысле деревянной архитектуры) домик где-то под Сан-Хосе, в котором наблюдаются кроме всего прочего невероятные оптические аномалии: длины объектов, которые в одних точках пространства являются одинаковыми, в других точках становятся сильно отличающимися друг от друга. Данный эффект также может быть объяснен незначительным изменением плотности эфира, вызывающим существенное изменение разностной частоты. Дело в том, что наши методы измерений длины (в том числе и глазами) основаны на частотных эталонах.
4. О чем говорит теорема Белла?
Итак, вне зависимости от того, что по поводу результатов спора Бора с Эйнштейном думают современные физики, нужны были экспериментальные аргументы. Привести их позволила теорема Белла, сформулированная им в 1964 году. Начиная 1972 года такие эксперименты начинают проводить, и 1982-1985 годах Алан Аспе осуществляет наиболее удачные эксперименты с двумя фотонами, испускаемыми атомом в двух противоположных направлениях. С помощью фильтра Штерна-Герлаха (поляризатора) анализируется поляризация фотонов, при этом сравнивается статистика проникновения двух фотонов через поляризующие пленки. Эксперименты оказались в пользу копенгагенской трактовки.
4.1. Предсказания квантовой механики и ЭПРБ — опыт.
Если проследить за эволюцией всех обозначений, связанных с выводом теоремы Белла, представленных в Википедии (ключевые слова: парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена), то мы получим некую функцию S, необходимую для подстановки в неравенство Белла, которое имеет вид
. Вид этой функции, являющей собой некий корреляционный коэффициент связи между поляризациями фотонов, представлен на рис.3.
Рис.3. S(a, a',b, b'), предсказываемая квантовой механикой для зацепленных пар фотонов. Конфликт с неравенствами Белла возникает
Выбрав ситуацию, при которой квантовая механика предсказывает, что эта величина не удовлетворяет неравенствам Белла (например, это максимально проявляется при углах
и 
, значение 
, мы получаем экспериментальный критерий, позволяющий выбрать между квантовой механикой и некоторой локальной теорией со скрытыми параметрами. Так, например, в наилучшем по качеству (с двухканальными поляризаторами) эксперименту А. Аспе для максимально конфликтного предсказания было полученно значение 
, что хорошо согласуется с предсказаниями квантовой механики, но нарушает неравенства Белла.
4.2. Эфир и движение в нем фотонов.
Итак, можно считать, что А.Аспен в своих эксперимантах доказал наличие нелокальных связей между двумя волновыми функциями двух разлетающихся фотонов. Но как бы ни говорили мне, что два фотона, долетевшие до двух противоположных концов Вселеннй за 13,8 млрд. лет, связаны своими волновыми функциями, а потому мгновенно обмениваются информацией, я в это не могу поверить. Но прежде, чем высказать свое сомнение более конкретно, хотелось бы привести некоторые примеры возникновения иллюзий существования нелокальных связей.
Начну с закона подлости. Надеюсь, что покончив с проблемой получения отдельных кварков, бозонов Хиггса, объяснения темной энергии, люди вплотную займутся этим законом. Простейший эксперимент показал (я не поленился сделать такой эксперимент), что бутерброд падает маслом вниз чаще, чем наоборот, совсем не потому, что такова мистика событий, и даже не потому, что так нам кажется психологически, а просто потому, что для среднего размера ломтей хлеба он с высоты стола делает пол-оборота.
А попробуйте построить идеально одинаковыми бобслейные трассы на противоположных склонах горы. При равном мастерстве траектории движения спортсменов (если мы будем видеть их на одном экране) будут столь симметричны, что у вас может возникнуть иллюзия существования некой нелокальной связи межу ними. А все заключается во всемирном законе тяготения и эквивалентном построении трассы.Какие же нелокальные связи возникают при движении фотонов в электрическом эфире? Для двух частиц, составляющих собой замкнутую систему, все и должно быть, как это следует из теоремы Белла. Но, поскольку предлагается поверить в невозможное, то следует предположить, что система двух частиц незамкнута. И такое реализуемо в эфире, поскольку при его наличии он сам, стенки и узлы прибора тоже участвуют в эксперименте.
Для трех взаимодействующих элементов, по формальным соображениям, все построения Белла нужно пересчитать, и делать вывод о нелокальности квантовой механики преждевременно. Но каким же образом эфир влияет на сами опыты?
Электрический эфир является «условно» изотропным (то есть, он изотропен при повороте на 90 градусов, но не внутри такого угла). В наиболее вероятной его модели, он представляется кристаллической решеткой, состоящей из кубов, в узлах которых расположены частички с положительным зарядом. Возможны два принципиально разных направления: вектор поляризации фотона направлен под прямым углом к стороне квадрата в нашем кубе, либо этот вектор направлен на угловой заряд. Преимущественное направление поляризации электрического эфира повторяется через 90 градусов. Направление электрического вектора фотона в эфире будет соответствовать ориентации ячеек эфира и поворачиваться, если кристаллическая решетка эфира скручивается.
Поляризующая пленка – это некоторая конфигурация электрических зарядов решетки (причем преимущественное направление поляризации имеет период 180 градусов), которые неизбежно по себе сориентируют близлежащий эфир, то есть, скручивают его кристаллическую решетку так же, как гаечный ключ будет скручивать пластичный штырь. Кстати, неплохой аналогией может служить волноводная скрутка. Она, конечно, очень жесткая, но если представить себе ее пластичной, то с какой бы высокой скорость ее ни скручивали, всегда вектор поляризации волны основного типа будет перпендикулярен широкой стенке волновода. Разница в периодах поляризации пленки и эфира обеспечивает поляризационные свойства пленок, иначе эфир бы изменял направление поляризации фотона вслед за направлением поляризации пленки, и явления поляризации бы не наблюдалось.
Попробуем объяснить, что происходит в этой ситуации, с помощью рис.4. Условно обозначим конфигурацию зарядов в поляризационной пленки с помощью прямоугольника и поляризацию ячейки эфира с помощью квадрата, в котором стороны обозначены цифрами 1 и 2. Условность такого представления очевидна: кристаллическая решетка поляризатора вовсе не прямоугольник, и размеры решеток эфира и поляризатора не сопоставимы. Все это лишь механизм.
Примем за нулевой отсчет взаимную ориентацию ячейки эфира и ячейки поляризующей пленки, как она изображена на рис.4, а). Пусть при этом ячейка эфира ориентирован так же, как это было бы и без поляризующей пленки. Тогда с некоторым допущением можем считать, что ориентация поляризующей пленки не стремится скрутить ячейку эфира, упирающуюся в пленку, и воздействие на последнюю со стороны эфира, последовательность ячеек которого проходит, минуя поляризующую пленку, будет одинаковым справа и слева (относительно нашего рисунка). Сторона 1 ячейки эфира лежит напротив короткой стороны прямоугольника.
Повернем пленку на 22,5 градуса против часовой стрелки. Воздействие зарядов ячейки поляризующей пленки на эфир заставит повернуться в ту же сторону ячейку эфира. Если пренебречь деформацией последней, то конфигурация будет как на рис.4, б), при этом сторона 1 по-прежнему направлена на узкую сторону прямоугольника, однако силы воздействия эфира слева увеличатся, а справа уменьшатся из-за его упругих свойств.
Взаимная ориентация ячеек эфира и пленки будет сохраняться до угла поворота в 45 градусов (рис.4, в)), однако сила слева значительно превысит силу справа. При дальнейшем повороте скрутка эфира мгновенно разрушится, поскольку в эфире стороны 1 и 2 абсолютно равноценны, а силы слева должны бы неоправданно возрастать. Энергетически выгоднее переориентировать ячейку эфира, как это показано на рис.4, г), поскольку в этом случае превышение сил справа над левой силой опять не столь велико.
Увеличение угла поворота до 90 градусов выравнивает силы с обеих сторон, но ориентирует сторону 2 ячейки эфира на узкую стороны прямоугольника.
Если теперь предположить, что изначально электрический вектор фотона был ориентирован на сторону 1, а пропускающей ориентацией ячейки пленки было вертикальное направление (рис. 4, а)), то становится ясным, что запирающее свойство пленки реализуется именно потому, что симметрия эфира при повороте имеет частоту в два раза более высокую, чем у пленки (положение на рис.4, д) запирающее).
Таким образом, любое изменение ориентации поляризационных пленок, мгновенно приводит к скручиванию кристаллической решетки эфира. Даже если скрутка эфира не успела установиться на всю длину, то все равно участки, примыкающие к пленкам окажутся достаточно длинными, чтобы изменить направление электрического вектора фотона. Именно так осуществляется дополнительная корреляция между частицами в эфире. То есть, единственным способом ввести результаты экспериментов в рамках проверки теоремы Белла в состояние разумной реальности является признание наличия электрически заряженного эфира, а, значит, эти результаты свидетельствуют, что такой эфир существует.
Рис.4. Взаимодействие ячеек эфира и поляризующей пленки (из работы, опубликованной на сайте Наука и Техника).
5. Заключение.
Надеюсь, высказанные выше соображения дают достаточно оснований считать, что изложена иная трактовка явлений квантовой механики, а также думать, что электрически заряженный эфир очень неплохо позволяет интерпретировать события в микромире (кстати, из всех предыдущих работ было видно, что с его помощью можно объяснить все виды взаимодействий в физике). Но вот предвижу вопрос: «А как же быть с дифракцией электрона на двух щелях?» Вообще-то я на него уже отвечал в статье, опубликованной на сайте Наука и Техника в разделе, который я шутливо назвал «Дифракция буксира-толкача на двух речных протоках», но кратко повторюсь здесь.
Если изучать мир не только перед столом с листом бумаги, а делать это всегда, то можно заметить, что в ветреную погоду волны воды, выходящие из двух проток, огибающих некий остров, на открытом участке (ниже острова) дают интерференционную картину (кто плавал не даст ввести читателей в заблуждение). Требование когерентности, которое мы придумали, чтобы оправдать наше неумение считать что-либо, когда разность фаз двух колебаний меняется во времени, совсем не волнует природу: волна получается не совсем стоячая, а немного бегущая. Но если вы движетесь относительно быстро, то вы воспримете ее как стоячую.
Самую высокую и крутую волну на Волге создает буксир-толкач с плоским носом. Если пустить его по одной протоке, а отделившаяся в верховьях острова волна самостоятельно пойдет по другой протоке, то в ухвостье острова они сложатся, создав интерференционную картину.
Если электрон движется в среде, в которой он создает волны, то эти волны, поделившись на щелях, за ними на экране создадут интерференционную картину. И опять мы приходим к эфиру, а те волны, которые предположил де Бройль, приобретают ясный физический смысл.
Получено от автора 16 января 2011 г.
для обсуждения на семинаре
