Свет, фотоны, скорость света, эфир и другие ВлбанальностиВ»

Николай Носков

Методология современной физики, возникшая на ВлдрожжахВ» теории относительности, привела к невиданному шатанию умов и к появлению на ее основе множества научных теорий, похожих больше на фантазии средневековых схоластов.

Так, например, профессор Вейник, печально известный тем, что пострадал за критику теории относительности (он просто ее высмеял), пишет в ВлТермодинамикеВ» тАУ учебнике для студентов [1]: Вл..важный недостаток квантовой механики тАУ это отсутствие руководящих идей, которые бы позволили судить о структуре частицы. В результате такая банальная элементарная частица, как фотон, попала в разряд исключительных (этому, по-видимому, способствовало то, что свет длительное время считался волной, а также формула Е = mc² Эйнштейна). На самом деле фотон в принципе не отличается от электрона и других элементарных частиц (об этом можно судить по фотографиям..). Достаточно было разобраться в структуре электрона или фотона, чтобы составить полное представление обо всем микромире и об управляющих ими законах. Согласно общей теории (Вейника тАУ Н.Н.), элементарная частица тАУ это ансамбль микрозарядов. К последним относятся: масса (субстанционы), пространство (метроны), время (хрононы), электрон, термон, постоянная Планка и т.д. Число различных элементарных частиц бесконечно великоВ».

Таким образом, мы видим как пространство тАУ время, волна тАУ частица, принцип неопределенности, эквивалент массы тАУ энергии и другие ВлсущностиВ» продолжают порождать все новых чудовищ в виде термонов, метронов, хрононов и субстанционов. Что же касается фотографии, то если бы Вейнику показали снимок ночного шоссе, он точно так же определил бы ВлбанальностьВ» автомашины, оставляющей след фар на фотоснимке. ВлСон разума порождает чудовищВ» (Гойя).

ВлПричину всех естественных явлений постигают при помощи соображений механического характера, в противном случае приходится отказаться от всякой надежды когда тАУ либо и что-нибудь понять в физикеВ». (Гюйгенс ВлТрактат о светеВ» [2]). Эту же мысль в разных вариантах высказывали известнейшие исследователи и мыслители разных времен: Аристотель, Галилей, Ньютон, Гук, Декарт, Даламбер, Френель, Фарадей, Гельмгольц и многие другие. Так, Максвелл в ВлТрактате об электричестве и магнетизмеВ» [3] написал: ВлВ настоящее время мы не можем понять распространение (взаимодействия тАУ Н.Н.) во времени иначе, чем-либо, как полет материальной субстанции через пространство, либо как состояние движения или напряжения в среде, уже существующей в пространстве.. Действительно, как бы энергия не передавалась от одного тела к другому во времени, должна существовать среда или вещество, в которой находится энергия, после того как она покинула одно тело, но еще не достигла другого.. Следовательно, все эти теории (волновые, взаимодействия и электромагнетизма тАУ Н.Н.) ведут к понятию среды, в которой имеет место распространение, и если мы примем эту среду как гипотезу, я думаю, она должна занять выдающееся место в наших исследованиях, и следует попытаться построить мысленное представление ее действия во всех подробностях; это и являлось моей постоянной целью в настоящем трактатеВ».

Но попытаемся теперь представить по Вейнику возникновение фотона: летел, летел ВлвозбужденныйВ» электрон по орбите, и вдруг от него отрывается некая Влбанальная сущностьВ», которая, не имея на то никаких причин и оснований, независимо от скорости и циклической частоты электрона, приобретает свою частоту колебаний (после подсчета количества энергии, которую он должен забрать?), а массу тАУ уж какая получится! Следствие здесь не порождено причинами, а физические соображения не подкреплены логикой и законами механики. Какие уж тут Влмысленные представленияВ» Максвелла?!

Итак, Максвелл утверждает, что энергию на расстояние можно перенести лишь двумя способами: либо вместе с веществом (массой), либо волнами через промежуточную среду. Существование якобы особого вида материи тАУ электромагнитного поля тАУ результат проникновения в физику ненаучного мышления. Это даже не теплород, которым достаточно успешно описывалась энергия колебания атомов и молекул вещества и, одновременно, тепловое (электромагнитное) излучение. Это просто попытка завуалировать свое незнание и бессилие перед загадкой природы.

Над этой загадкой бьются великие умы человечества, начиная с древнегреческих, древнеарабских, древнеиндийских и древнекитайских мыслителей, с Ньютона, Гука, Гюйгенса, кончая современными исследователями, которые, хотя и добились великих достижений в использовании света (лазеры и др.), однако их знания о существе света остались еще очень далеки от истинных.

Взгляды Ньютона [4] на природу света были весьма противоречивы и непоследовательны. Хотя он и явился родоначальником истинно научного мышления, боязнь выдвижения научных гипотез без достаточного запаса экспериментальных и наблюдательных фактов привела его к другой крайности: к скованности мышления и к отсутствию последовательности в выводах. Так, его взгляды относительно взаимодействия тел на расстоянии привели его к мысли о существовании промежуточной среды; но при рассмотрении природы света он отвергает эту среду только из-за того, что Влнет достаточного запаса опытов, коими законы действия этого эфира были бы точно определены и показаныВ».

Конечно, в его время постановка вопроса о свойствах и составе эфира была преждевременна, поскольку отсутствовали даже такие науки, как оптика, электромагнетизм, атомная и молекулярная физики и многие другие. И даже в наше время такие науки как о ядре атома и об элементарных частицах еще Влплавают в туманеВ». Что же говорить об эфире тАУ следующей ступени строения вещества?

Однако наблюдений, фактов, экспериментов и знаний о свойствах эфира становилось все больше, и все великие и сколько-нибудь значимые теории возникли лишь благодаря Влмысленному построению его действияВ». Эйнштейн и Инфельд назвали его ВллесамиВ» для строительства теорий, которые можно убрать в угоду существования общего принципа относительности. Но теперь трудно себе представить, что возникли бы такие науки, как оптика и электромагнитная теория, если бы общий принцип относительности появился раньше их.

ВлВолновая теория победила теорию истечения Ньютона безукоризненно качественной и количественной точностью своих предсказанийВ» (С.Вавилов [5]) и не только этим. Во-первых, независимость скорости света от скорости источника нельзя объяснить теорией истечения. Ньютон как раз считал, что скорость фотонов складывается со скоростью источника. Во-вторых, теория истечения предсказывала увеличение скорости света в более плотной среде, а волновая теория Гюйгенса тАУ уменьшение этой скорости. Прямые эксперименты по замеру скорости в плотной среде, произведенные Физо и Фуко, подтвердили волновую природу света.

Волновая теория света была подтверждена и теоретическими и экспериментальными работами Фарадея, Максвелла, Герца, Лебедева и других исследователей. Максвелл, например, в своем ВлТрактате..В» написал: Вл..светоносная среда при прохождении света через нее служит вместилищем энергии. В волновой теории, развитой Гюйгенсом, Френелем, Юнгом, Грином и др., эта энергия считается частично потенциальной и частично кинетической. Потенциальная энергия считается обусловленной деформацией элементарных объемов среды, и значит, мы должны рассматривать среду как упругую. Кинетическая энергия считается обусловленной колебательным движением среды, поэтому мы должны считать, что среда имеет конечную плотность. В теории электричества и магнетизма, принятой в настоящем трактате, признается существование двух видов энергии тАУ электростатической и электрокинетической, и предполагается, что они локализованы не только.. в телах, но и в каждой части окружающего пространства.. Следовательно, наша теория согласуется с волновой теорией в том, что обе они предполагают существование среды, способной стать вместилищем двух видов энергииВ». При этом и Максвелл и Фарадей как люди широких научных взглядов указали на то, что эфир нужен не только для волновой теории света (электродинамизма), но и для передачи взаимодействий. Этот весьма важный аргумент игнорируется до сих пор современными исследователями как результат необходимости видеть Влновое платье короляВ» тАУ искривление пространства-времени.

Вот как написал об этом сказочник Андерсен: ВлОни выдали себя за искусных ткачей и сказали, что могут соткать такую чудесную ткань, которая отличается удивительным свойством тАУ становится невидимой для всякого человека, который сидит не на своем месте или непроходимо глуп.. ВлЯ не глуп, тАУ думал сановник. Значит я не на своем месте? Вот тебе раз! Однако нельзя и виду подавать!В»

С.Вавилов написал: ВлВолновая теория торжествовала, казалось, окончательную победу.. Но торжество оказалось очень преждевременным.. Волновая теория оказалась беспомощной перед квантовыми законами действия светаВ». [5]

Мы же теперь зададимся вопросом: неужели этот единственный факт против множества других смог так резко изменить мнение ученых?! Да, присутствует дискретность излучения; да, фотон летит как монолитная частица. Но разве нет аналогичного поведения звука в воздухе? Или наоборот: разве нет поведения электромагнитных волн подобного звуку?

Герц [6] и его последователи прекрасно увидели свойство электромагнитного излучения передавать в окружающее пространство сферические волны, не локализованные в пространстве. (Кстати, они и не квантованы, как утверждают современные светила, поскольку они тАУ результат не перескока электронов с одной орбиты на другую, а ускоренного движения свободных электронов в проводнике). Благодаря такому свойству длинных электромагнитных волн мы смотрим телевизор и слушаем радиоприемник из любой точки сферы вокруг излучателя. Однако, как только частота электромагнитных волн переходит некоторую границу в сторону увеличения, появляется направленность излучения.

То же самое происходит и со звуком. Правда, такие свойства звука были открыты совсем недавно, в связи с получением ультразвука. Оказалось, что ультразвуковые волны имеют острую направленность и могут рассматриваться как частицы, локализованные в пространстве. Вот вам и Влбеспомощность волновой теорииВ»! Оказывается, что каждый раз, когда исследователи сами беспомощны что-либо объяснить, они обвиняют в этом классическую механику.

Как показал Фейнман [7], законы колебаний зависят от частоты, так как от нее зависит характер процессов, протекающих в среде. Однако сам он удовлетворился лишь выводом уравнения колебаний, когда давление и температура в упругой волне меняются адиабатически. Ни один из исследователей, в том числе и Фейнман, не рассмотрели высокие частоты колебаний относительно длины свободного пробега частиц, когда процессы, происходящие при этом, приводят к поглощению тепла. В этом случае совершенно очевидно, что колебание не может распространяться сферической волной из-за распределения направлений движения отдельных частиц. Оно может быть только остро направленным, поскольку частота колебаний меньше ВлчастотыВ» свободного пробега частиц.

Из аналогии со свойствами ультразвука следует вывод о том, что локальность совсем не противоречит волновой теории. Мало того, не окажется ли, что воздух ведет себя при этом как металл, и ультразвук обладает поперечными волнами?

Кроме локальности, фотоны, в отличие от радиоволн, обладают еще одним важным свойством, связанным с их происхождением: строго дозированной энергией. Это свойство фотонов связанное со строением атомов, не должно распространяться на весь спектр электромагнитных волн. И тут, тем более, постоянная Планка как характеристика энергии фотонов не должна рассматриваться в более широком смысле, как это делается на каждом шагу в физике в последнее время. К дискретности времени, пространства и массы постоянная Планка не имеет никакого отношения.

В связи со строгой дозированностью энергии фотонов возникла новая наука тАУ квантовая механика, в которой с самого начала и до сих пор осталось несколько нерешенных вопросов. Первый: почему электроны атома, двигаясь по круговой или эллиптической орбите, не излучают фотонов, хотя испытывают при этом центростремительное ускорение? Второй: каков механизм испускания и поглощения фотонов?

Первый вопрос связан с заблуждением, которое повторяется во всех учебниках и научных трудах по квантовой механике. Так, например, у Семенченко в ВлИзбранных главах теоретической физикиВ» [8] читаем: ВлЭлектроны не могут двигаться вокруг ядра продолжительное время, так как по законам классической электродинамики всякий ускоренно движущийся электрон излучает электромагнитную энергию. Вследствие этого кинетическая энергия электрона уменьшается, и в конце концов он должен упасть на ядроВ». А Кайгородский даже подсчитал в ВлФизике для всехВ» [9] время падения электрона на ядро тАУ сотые доли секунды!

Прошу посмотреть читателя на уравнение классической электродинамики Вебера, состоящее из трех слагаемых. Первое слагаемое тАУ закон Кулона, второе тАУ изменение силы взаимодействия в результате запаздывания потенциала, третье тАУ это то, что относится к нашей теме излучения. Здесь мы видим, что в формулу Вебера входит скалярная величина расстояния между взаимодействующими частицами. Это означает, что при неизменном расстоянии между ядром и электроном и первая и вторая производные равны нулю. Следовательно, в этом случае должны отсутствовать запаздывание потенциала и излучение. А значит, не всякий ускоренно движущийся электрон излучает энергию. Движущийся по круговой орбите электрон не должен излучать! Поражает, как долго осталась незамеченной столь существенная ошибка!

Решение второго вопроса было подсказано Гюйгенсом. Он предположил: ВлСвет возникает благодаря толчкам, которые движущиеся частицы тел наносят частицам эфираВ». До появления соотношения де Бройля для длин волн эта фраза Гюйгенса как бы Влвисела в воздухеВ». Соотношение де Бройля должно было стать фундаментом для исследования причин появления как самого соотношения, а как следствия волн де Бройля тАУ появления фотонов. Однако вывод об индетерменированности квантовой механики, сделанный Борном, Гейзенбергом и Бором, а также отказ от эфира, сделанный Эйнштейном, увел физиков в сторону от этой проблемы.

Видимо, следует предположить, что волны де Бройля тАУ реальный процесс ВлтолчковогоВ» движения частиц, причиной которого является неравномерность запаздывания потенциала, а фотон является отрезком локальных (остронаправленных) волн эфира, имеющих в начале и в конце немного разную частоту колебания (ширину спектральной линии), что связано с замедлением скорости электрона при перескоке его с одной устойчивой орбиты на другую.

Толчковое движение частиц как следствие неравномерности запаздывания потенциала может явиться решением еще одного из вопросов квантовой механики тАУ существования устойчивых дискретных орбит электрона. Устойчивые орбиты являются, видимо, результатом резонанса циклических и толчковых колебаний.

Таким образом, несмотря на множественные заклинания ортодоксальных релятивистов о том, что возвращения к классической физике, к эфиру, к механическим взглядам, к причинности и к волновым представлениям света нет и быть не может, мы должны это сделать, иначе Влпридется отказаться от всякой надежды когда-либо и что-нибудь понять в физикеВ»

А.И. Вейник. Термодинамика. Высшая школа, Минск, 1968, стр. 434.

Х. Гюйгенс. Трактат о свете. Лейден, 1703. Пер. с лат. в сб. под ред. Г.М.Голина и С.Р. Филоновича ВлКлассики Физической наукиВ», Высшая школа, 1989, стр. 131-140.

Дж. К.Максвелл. Трактат об электричестве и магнетизме, т. 1, 2, Оксфорд, 1873. Пер. с англ. Наука, М., 1989.

И. Ньютон. Оптика или трактат об отражениях, преломлениях, изгибаниях и цветах света. Лондон, 1706. Пер. с лат. под ред. Г.С.Ландсберга, Гостехиздат, М., 1981.

С.И. Вавилов. Глаз и солнце. Наука, М., 1976.

Г. Герц. О весьма быстрых электрических колебаниях. Ann. der Ph., b. 31, s. 421..448. Пер. с нем. в сб. под ред. Г.М.Голина и С.Р.Филоновича ВлКлассики Физической наукиВ», Высшая школа, 1989.

Г. Герц. Об электродинамических волнах в воздухе и их отражении. Ann. der Ph., b. 34, s. 609..623. Пер. с нем. в сб. под ред. Г.М.Голина и С.Р.Филоновича ВлКлассики Физической наукиВ», Высшая школа, 1989.

Р. Фейнман, Р.Лейтон, М.Сэндс. Фейнмановские лекции по физике. Пер. с англ., т. 3, 4, Мир, М., 1976, стр. 391..398.

В.К. Семенченко. Избранные главы теоретической физики. Просвещение, М., 1966, стр. 131.

А.И. Китайгородский. Физика для всех, т. 3 (Электроны), Наука, М., 1979.

Вместе с этим смотрят:

"Инкарнация" кватернионов

* Алгебры и их применение

*-Алгебры и их применение

10 способов решения квадратных уравнений

Bilet