Свет, фотони, швидкість світла, ефір, і інші «банальності»

Свет, фотони, швидкість світла, ефір, і інші «банальности»

Николай Носков Методология сучасної фізики, виникла на «дріжджах» теорії відносності, призвела до небаченому шатанию умів так і до появи її основі безлічі наукових теорій, схожих понад фантазії середньовічних схоластов.

Так, наприклад, професор Вейник, горезвісний тим, що постраждала за критику теорії відносності (він її висміяв), пише в «Термодинаміці» — підручнику для студентів [1]: «…важливий недолік квантової механіки — відсутність керівних ідей, які дозволили б будувати висновки про структурі частки. Через війну така банальна елементарна частка, як фотон, серед виняткових (цьому, очевидно, сприяло те, що світло тривалий час вважався хвилею, і навіть формула Є = mc2 Ейнштейна). Насправді фотон в принципі не відрізняється від електрона та інших елементарних частинок (це можна судити з фотографій…). Досить було дати раду структурі електрона чи фотона, щоб скласти повне уявлення про все мікросвіті про управляючих ними законах. Відповідно до загальної теорії (Вейника — М.М.), елементарна частка — це ансамбль микрозарядов. До останнього належать: маса (субстанционы), простір (метроны), час (хрононы), електрон, термон, стала Планка тощо. Кількість різних елементарних частинок нескінченно велико».

Таким чином, ми бачимо простір — час, хвиля — частка, принцип невизначеності, еквівалент маси — енергії та інші «сутності» продовжують породжувати нових чудовиськ як термонов, метронов, хрононов і субстанционов. Що ж до фотографії, то якби Вейнику показали знімок нічного шосе, він чітко як і установила «банальність» автомашини, залишає слід фар на фотознімку. «Сон розуму породжує чудовиськ» (Гойя).

«Причину всіх природних явищ осягають з допомогою міркувань механічного характеру, інакше доводиться відмовитися від жодної надії коли — або й щось зрозуміти у фізиці». (Гюйгенс «Трактат про світлі» [2]). Цю ж сама думка в різні варіанти висловлювали найвідоміші дослідники і мислителі різних часів: Аристотель, Галілей, Ньютон, Гук, Декарт, Даламбер, Френель, Фарадей, Гельмгольц і ще. Так, Максвелл в «Трактаті про електриці і магнетизмі» [3] написав: «Нині ми можемо зрозуміти поширення (взаємодії - М.М.) у часі інакше, чимось, як політ матеріальної субстанції через простір, або як стан руху або напруги в середовищі, вже яка у просторі… Справді, хіба що енергія не передавалася від однієї тіла до іншого у часі, має бути середовище чи речовина, у якій перебуває енергія, коли вона залишила одне тіло, але ще досягла іншого… Отже, всі ці теорії (хвильові, взаємодії і електромагнетизму — М.М.) ведуть до поняття середовища, у якій має місце поширення, і коли ми приймемо це середовище як гіпотезу, гадаю, вона повинна переважно зайняти видатне місце у наші дослідження, і треба спробувати побудувати мисленне уявлення його дії докладно; те й було моєї постійної метою теперішньому трактате».

Но спробуємо тепер уявити по Вейнику виникнення фотона: летів, летів «збуджений» електрон орбітою, аж раптом від цього відривається якась «банальна сутність», яка, які мають те що жодних підстав й підстав, незалежно від швидкості і циклічною частоти електрона, набуває свою частоту коливань (після підрахунку кількості енергії, що має забрати?), а масу — вже яка вийде! Слідство не породжене причинами, а фізичні міркування не підкріплені логікою і законами механіки. Які тут «подумки уявлення» Максвелла?!

Итак, Максвелл стверджує, що енергію на відстань можна перенести лише двома шляхами: або разом із речовиною (масою), або хвилями через проміжну середу. Існування нібито особливого виду матерії - електромагнітного поля — результат проникнення фізику ненаукового мислення. Це навіть теплород, яким доволі вдало описувалася енергія коливання атомів і молекул речовини і, одночасно, теплове (електромагнітне) випромінювання. Це просто-таки спроба завуалювати своє незнання і безсилля перед загадкою природы.

Над цієї загадкою б’ються великі уми, починаючи із давньогрецьких, древнеарабских, давньоіндійських і давньокитайських мислителів, з Ньютона, Гука, Гюйгенса, закінчуючи сучасними дослідниками, які, хоч і домоглися великих набутків у використанні світла (лазери та інших.), проте їх знання про суть світла залишилися надто далекі від истинных.

Взгляды Ньютона [4] на природу світла були дуже суперечливі і непослідовні. Хоча і з’явився родоначальником істинно наукового мислення, страх висування наукових гіпотез без достатнього запасу експериментальних і спостережних фактів привела його до протилежної крайності: до скутості мислення та на відсутність послідовності є у висновках. Та його погляди щодо взаємодії тіл з відривом привели його до думки про існування проміжної середовища; але за розгляді природи світла вона відкидає це середовище тільки те, що «немає достатнього запасу дослідів, якими закони дії цього ефіру було б точно визначено й показаны».

Конечно, у його час позиція про властивості та професійно-кваліфікаційний склад ефіру була передчасна, оскільки були відсутні навіть ті науки, як оптика, электромагнетизм, атомна і молекулярна фізики та багатьох інших. І у час таких наук як «про ядрі атома про елементарних частинках ще «плавають в тумані». Що ж казати про ефір — наступного рівня будівлі вещества?

Однако спостережень, фактів, експериментів і якості знань про властивості ефіру ставало все більше, і великі і будь-якого значимі теорії виникли тільки завдяки «уявному побудові його дії». Ейнштейн і Інфельд назвали його «лісами» на будівництво теорій, які можна прибрати задля існування загального принципу відносності. Але нині важко собі уявити, що утворилися б таких наук, як оптика і электромагнитная теорія, якби загальний принцип відносності з’явився раніше их.

«Волновая теорія перемогла теорію закінчення Ньютона бездоганно якісної й кількісної точністю своїх пророцтв» (С.Вавилов [5]) але тільки цим. По-перше, незалежність швидкості світла від швидкості джерела не можна пояснити теорією закінчення. Ньютон саме вважав, що швидкість фотонів складається зі швидкістю джерела. По-друге, теорія закінчення пророкувала збільшення швидкості світла більш щільному середовищі, а хвилева теорія Гюйгенса — зменшення цієї швидкості. Прямі експерименти по виміру швидкістю щільному середовищі, вироблені Физо і Фуко, підтвердили хвилясту природу света.

Волновая теорія світла було підтверджено і теоретичними і експериментальними роботами Фарадея, Максвелла, Герца, Лебедєва та інших вчених. Максвелл, наприклад, у своїй «Трактаті…» написав: «…світоносна середовище під час проходження світла неї служить вмістилищем енергії. У хвильової теорії, розвиненою Гюйгенсом, Френелем, Юнгом, Гріном та інших., цю енергію вважається частково потенційної і лише частково кінетичною. Потенційна енергія вважається зумовленої деформацією елементарних обсягів середовища, і отже, ми мають розглядати середу як пружну. Кінетична енергія вважається зумовленої колебательным рухом середовища, тому ми повинні вважати, що навколишнє середовище має кінцеву щільність. Теоретично електрики і магнетизму, ухваленій у теперішньому трактаті, визнається існування два види енергії - електростатичної і электрокинетической, і передбачається, що вони локалізовано як… в тілах, а й у кожній частині навколишнього простору… Отже, наша теорія цілком узгоджується з хвильової теорією у цьому, що обидві вони вважають існування середовища, здатної стати вмістилищем два види енергії». У цьому і Максвелл і Фарадей як широких наукових поглядів засвідчили її те, що ефір потрібен як для хвильової теорії світла (электродинамизма), але й передачі взаємодій. Цей досить важливий аргумент ігнорується досі сучасними дослідниками як наслідок необхідності бачити «нове сукню короля» — викривлення пространства-времени.

Вот як написав звідси казкар Андерсен: «Вони видали себе за грамотних ткачів і сказали, що можуть виткати таку чудесну тканину, що відрізняється надзвичайну властивість — стає невидимою будь-кого людини, що сидить не так на своєму місці непроходимо дурний… «Не дурний, — думав сановник. Отже я — не своєму місці? Та таке! Але не можна і виду подавать!».

С.Вавилов написав: «Хвильова теорія тріумфувала, здавалося, перемогу… Але торжество виявилося дуже передчасним… Хвилева теорія виявилася безпорадною перед квантовими законами дії світла». [5].

Мы ж тепер запитаємо себе: невже ліквідував цей єдиний факт проти багатьох інших зміг так різко змінити думка учених?! Так, присутній дискретність випромінювання; так, фотон летить як монолітна частка. Але немає аналогічного поведінки звуку в повітрі? Чи, навпаки: хіба ні поведінки електромагнітних хвиль подібного звуку?

Герц [6] та її послідовники чудово побачили властивість електромагнітного випромінювання передавати в навколишнє простір сферичні хвилі, не локалізовані у просторі. (До речі, які й не квантованы, як кажуть сучасні світила, оскільки вони — результат досягнуто не перескока електронів з одного орбіти в іншу, а прискореного руху вільних електронів в провіднику). Завдяки такому властивості довгих електромагнітних хвиль ми ще дивимося телевізор і слухаємо радіоприймач з точки сфери навколо випромінювача. Проте, щойно частота електромагнітних хвиль переходить деяку кордон на бік збільшення, з’являється спрямованість излучения.

То саме є 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 може розглядатися як частки, локалізовані у просторі. От і «безпорадність хвильової теорії»! Виявляється, кожен раз, коли дослідники самі безпорадні щось пояснити, вони звинувачують у цьому класичну механику.

Как показав Фейнман [7], закони коливань залежить від частоти, тому що від неї залежить характер процесів, які протікають серед. Однак він задовольнився лише висновком рівняння коливань, коли тиск і температура в пружною хвилі змінюються адиабатически. Жоден з дослідників, зокрема і Фейнман, не розглянули високі частоти коливань щодо довжини вільного пробігу частинок, коли процеси, що відбуваються у своїй, призводять до поглинання тепла. У цьому випадку річ цілком очевидна, що коливання неспроможна поширюватися сферичної хвилею через розподілу напрямів руху окремих частинок. Вона може бути лише гостро спрямованим, оскільки частота коливань менше «частоти» вільного пробігу частиц.

Из аналогії зі властивостями ультразвуку напрошується висновок у тому, що локальність не суперечить хвильової теорії. Понад те, бракуватиме чи, що повітря поводиться у своїй як метал, і ультразвук має поперечними волнами?

Кроме локальність, фотони, на відміну радіохвиль, мають ще однією істотною властивістю, пов’язані з їхньою походженням: суворо дозованої енергією. Це властивість фотонів пов’язану з будовою атомів, на повинен поширюватися на всього спектра електромагнітних хвиль. І тоді, тим паче, стала Планка як характеристика енергії фотонів має розглядатися ширшому сенсі, як це робиться щокроку у фізиці останнім часом. До дискретності часу, простору й маси стала Планка немає жодного отношения.

В зв’язку з суворої дозированностью енергії фотонів виникла нова наука — квантова механіка, у якій від початку будівництва і досі кілька невирішених питань. Перший: чому електрони атома, рухаючись у кругової чи еліптичної орбіті, не випромінюють фотонів, хоча відчувають у своїй доцентрове прискорення? Другий: який механізм випущення і поглинання фотонов?

Первый питання пов’язані з помилкою, яке повторюється переважають у всіх підручниках нічого й наукових працях по квантової механіці. Приміром, у Семенченко в «Вибраних розділах теоретичної фізики» [8] читаємо: «Електрони що неспроможні рухатися навколо ядра тривалий час, оскільки за законам класичної електродинаміки всякий прискорено рухомий електрон випромінює електромагнітну енергію. У результаті цього кінетична енергія електрона зменшується, і наприкінці кінців він має впасти на ядро». А Кайгородский навіть підрахував в «Фізиці всім» [9] час падіння електрона на ядро — соті частки секунды!

Прошу подивитися читача на рівняння класичної електродинаміки Вебера, перебуває із трьох доданків. Перше складова — закон Кулона, друге — зміна сили взаємодії результаті запізнювання потенціалу, третє - те, що належить до нашої темі випромінювання. Тут бачимо, що у формулу Вебера входить скалярная величина відстані між взаємодіючими частинками. Це означає, що з незмінному відстані між ядром і електроном й перша й інша похідні рівні нулю. Отже, у разі повинні відсутні запізніле розуміння потенціалу випромінювання. Отже, не всякий прискорено рухомий електрон випромінює енергію. Рухомий по кругової орбіті електрон ні випромінювати! Вражає, як довго залишилася непоміченою настільки істотна ошибка!

Решение другого питання було підказано Гюйгенсом. Він вважає: «Світло виникає завдяки поштовхам, які рухомі частки тіл завдають частинкам ефіру». До появи співвідношення де Бройля для довжин хвиль цю фразу Гюйгенса хіба що «висіла в повітрі». Співвідношення де Бройля мало стати фундаментом на дослідження причин появи як найбільш співвідношення, бо як слідства хвиль де Бройля — появи фотонів. Проте висновок про индетерменированности квантової механіки, зроблений Борном, Гейзенбергом і Бором, і навіть відмови від ефіру, зроблений Ейнштейном, повів фізиків вбік від цієї проблемы.

Видимо, слід припустити, що хвилі де Бройля — реальний процес «толчкового» руху частинок, причиною якого є нерівномірність запізнювання потенціалу, а фотон є відрізком локальних (остронаправленных) хвиль ефіру, що мають у початок і наприкінці трохи різну частоту коливання (ширину спектральною лінії), що пов’язані з уповільненням швидкості електрона при перескоке його з одного стійкою орбіти на другую.

Толчковое рух частинок як наслідок нерівномірності запізнювання потенціалу може з’явитися рішенням чергового із питань квантової механіки — існування стійких дискретних орбіт електрона. Стійкі орбіти є, певне, результатом резонансу циклічних і толчковых колебаний.

Таким чином, попри множинні заклинання ортодоксальних релятивістів у тому, що повернення до класичній фізиці, до ефіру, до механічним поглядам, до причинності і до хвильовим уявленням світла немає і «бути неспроможна, ми повинні це, інакше «відмовитися від жодної надії коли-небудь і щось зрозуміти в физике».

Список литературы

А.И. Вейник. Термодинаміка. Вищу школу, Мінськ, 1968, стор. 434.

Х. Гюйгенс. Трактат про світлі. Лейден, 1703. Пер. з латів. в рб. під ред. Г. М. Голина і С. Р. Филоновича «Класики Фізичною науки», Вищу школу, 1989, стор. 131−140.

Дж. К.Максвелл. Трактат про електриці і магнетизмі, т. 1, 2, Оксфорд, 1873. Пер. з анг. Наука, М., 1989.

И. Ньютон. Оптика чи трактат про відбиття, переломленнях, изгибаниях й квітах світла. Лондон, 1706. Пер. з латів. під ред. Г. С. Ландсберга, Гостехиздат, М., 1981.

С.И. Вавілов. Око і сонце. Наука, М., 1976.

Г. Герц. Про дуже швидких електричних коливаннях. Ann. der Ph., b. 31, p. s. 421…448. Пер. з ньому. в рб. під ред. Г. М. Голина і С. Р. Филоновича «Класики Фізичною науки», Вища школа, 1989.

Г. Герц. Про електродинамічних хвилях повітря та його відображенні. Ann. der Ph., b. 34, p. s. 609…623. Пер. з ньому. в рб. під ред. Г. М. Голина і С. Р. Филоновича «Класики Фізичною науки», Вища школа, 1989.

Р. Фейнман, Р. Лейтон, М.Сэндс. Фейнмановские лекцій з фізиці. Пер. з анг., т. 3, 4, Світ, М., 1976, стор. 391…398.

В.К. Семенченко. Обрані глави теоретичної фізики. Просвітництво, М., 1966, стор. 131.

А.И. Китайгородский. Фізика всім, т. 3 (Електрони), Наука, М., 1979.