По ту сторону дуализма...

  ПО ТУ СТОРОНУ ДУАЛИЗМА КОРПУСКУЛ И ВОЛН

   Согласитесь, нужно совершить изрядное насилие над здравым смыслом, чтобы как-то примирить в своём сознании взгляд на микрообъект как на корпускулу и одновременно как на волну. И эти два начала микрообъекта принято считать равноправными, не сводимыми друг к другу. Принцип дополнительности здесь является всё же слабым утешением.
   По представлениям классической физики, движение частиц и распространение волн – разные физические процессы. Однако опыты по вырыванию светом электронов из металлов (фотоэффект), изучение рассеяния света на электронах (Комптон-эффект) и результаты ряда других экспериментов убедительно показали, что свет – объект, имеющий, согласно классической теории, волновую природу и обнаруживающий сходство с потоком частиц – фотонов, обладающих энергией и импульсом. С другой стороны, пучок электронов, падающих на кристалл, дает дифракционную картину, которую можно объяснить лишь на основе волновых представлений. Позже было установлено, что это явление свойственно вообще всем микрочастицам. Считается, что такой дуализм корпускулярных и волновых свойств не может быть понят в рамках классической физики.
   С созданием квантовой физики в ней утвердилась парадоксальная ситуация: с одной стороны, налицо ограниченность классических понятий, с другой – необходимость их использования. Что касается дуализма, то с помощью идеи дополнительности, выдвинутой Бором, удалось отчасти преодолеть узость старых представлений, а также установить определенную связь между взаимоисключающими понятиями. Принцип дополнительности выступает здесь не только как физический, но и как философский, логико-методологический. Однако до сих пор принцип остается камнем преткновения, у дополнительности есть сторонники, но были и есть противники. Положение совершенно аналогичное положению с толкованием пси-функции в волновом уравнении Шредингера. Пси-функция – что это, реальный волновой процесс или только вероятность нахождения частицы в той или иной точке?
   Возможно ли решить проблему дуализма, увидеть, что действительно стоит за подобным странным симбиозом? Полагаю, возможно. Открытия отцов-основоположников квантовой механики и изыскания физиков-теоретиков последних лет дают эту уверенность. Другой важный момент – наглядность, образность физических представлений. Возможно ли создать наглядные, образные модели физических микрообъектов и процессов? Ведь совершенно справедливо высказывание Луи де Бройля о том, что в физике можно понять до конца только то, что можно представить образно. Похожие суждения встречаются у других крупных ученых прошлого, в частности, у Максвелла.
   Ключи к решению проблемы дуализма находятся, как мне кажется, в несложном утверждении: микрочастица не объект с формой, массой и зарядом или без него, микрочастица – это процесс, своеобразное движение в материальной среде. Подобное утверждение, конечно, не новость. С тех пор как в физическую картину мира вошел эфир, среда, заполняющая все пространство космоса, периодически возникали попытки толковать атомы как локальные движения в эфире, движения главным образом вихревого характера. Идея оказалась удивительно живучей. И сегодня обсуждаются гипотезы, в которых элементарные частицы рассматриваются как некие вихри, пусть уже не в эфире. А то, что элементарные частицы следует рассматривать как возбуждения вакуума, – сейчас признанная многими научная истина.
   В середине 20 века прозвучали слова Поля Дирака: «Проблема точного описания вакуума, по моему мнению, является основной проблемой, стоящей в настоящее время перед физиками. В самом деле, если вы не можете правильно описать вакуум, то как можно рассчитывать на правильное описание чего-то более сложного». Именно вакуум, его строение, свойства, характеристики и особенности дают ключ к пониманию материального мира как целостного организма, живого, развивающегося, динамичного. Абсолютной пустоты нет и быть не может, это понимали еще древние греки. Пустота есть небытие, а небытие даже нельзя себе представить! Единство мира, стало быть, в единственности материальной среды. Можно назвать её как угодно: физический вакуум, эфир, субквантовая среда, праматерия, единое поле и прочее, дело не в этом. Дело и чудо в том, как подобная единая среда рождает всё многообразие мира, известное нам.
   Любой человек, более или менее знакомый с азами философии и логики, должен согласиться, что в первичной единой среде может произойти что-либо, если эта среда способна в локальном объеме, говоря знакомым языком, «поляризоваться», то есть принимать два противоположных состояния. Взаимопереход из одного состояния в другое по колебательному закону – есть движение, динамика. И это уже событие! Физический вакуум, по моему мнению, – материальная среда с колоссальной плотностью. Плотность эта способна изменяться (поляризоваться) как в сторону уменьшения (отри-цательная плотность, расширение), так и в сторону увеличения (положительная плотность, сжатие). Вакуум может иметь только два состояния, переходящие из одного в другое по колебательному принципу: состояния с положительной и с отрицательной плотностью, что соответствует в колебательном процессе фазам сжатия и расширения. Микрочастица, по существу, есть стоячая сферическая продольная волна колебаний плотности, радиальный осциллятор колебаний плотности. Такой трёхмерный осциллятор постоянно возбуждает вокруг себя сферические продольные волны той же природы. Осциллятор - не что иное, как трёхмерная струна в трёхмерном пространстве, способная при определенных условиях перемещаться как целое. Изложенная модель осциллятора плотности была найдена автором этой работы в конце 1983 года. Подобный объект удалось найти через критическое переосмысление представлений о кривизне пространства-времени в общей теории относительности Эйнштейна. И это, как оказалось впоследствии, отнюдь не умозрительный объект.
   Физиками-теоретиками разработана модель частицы как солитоноподобного возбуждения в среде. Имя ему – бризер (от англ. breathe – дышать, живое существо), или бионом (живая частица). Бризер внешне выглядит как стоячая волна, которую ничто не удерживает на краях, и ведет себя этот объект подобно частице. Бризер может равномерно двигаться, он ускоряется или замедляется вблизи неоднородностей. При столкновении с солитоном или другим бризером тоже ведет себя как частица. С другой стороны, в бризере наглядно проявляется волновая природа солитонов.
   Бризер – теоретическая находка математиков, занимающихся солитонными возбуждениями в средах. Он был получен в «непрерывной» модели Френкеля и Конторовой, где среда представляется в виде кристаллической решетки, а солитоны и антисолитоны выглядят в виде смещений (дислокаций) узлов решетки: сгущения и разрежения соответственно. Бризер есть одно из решений уравнений взаимодействующих солитонов: движущийся солитон и покоящийся антисолитон. В результате образуется стоящее на месте пульсирующее состояние, объект весьма стабильный и энергоемкий. Однако бризер нельзя описать просто как две частицы А и В, связанные пружинкой. «Внутри» него действительно пульсирует стоячая волна сжатий и разрежений среды.
   Что примечательно, через модифицированное уравнение Кортевега де Фриза (основное уравнение, описывающее солитон), через бризерное решение уравнения синус-Гордон возможно прийти к кубическому уравнению Шредингера. И, кроме того, солитоноподобные возбуждения в средах типа бризеров нашли уже себе место в квантовой теории поля в качестве «элементарных» бозонов. Их использование в этой теории приводит к неплохим результатам, а именно количественным данным связанных состояний бозонов в устойчивые системы.
   Модель бризера могла бы послужить исключительной иллюстрацией в единой теории гравитационных и сильных взаимодействий. Здесь исследователи, путем операций с фундаментальными константами, пришли к удивительному предположению. Оказалось, что вселенную и адрон можно рассматривать как подобные системы, то есть системы, которые управляются (внутри) подобными законами, отличающимися лишь масштабным фактором, который переводит радиус вселенной в радиус адрона и гравитационное поле в сильное поле. Грубо говоря, можно представить себе, что посредством сокращения радиуса вселенной с известным коэффициентом можно получить адрон, или посредством растяжения радиуса адрона с тем же известным коэффициентом, но обратной функциональной зависимости, можно получить вселенную.
   Если наша вселенная аналогична адрону, то её можно рассматривать, например, как суперпион и, следовательно, как состоящий из полувселенной материи и из полувселенной антиматерии. И если адроны аналогичны нашей вселенной, то они, так же как и вселенная, могут совершать последовательные циклы расширения и сжатия, но с периодом, примерно равным 10 в минус 23-й степени секунды. По сути, выходит так, что нестатические решения уравнений общей теории относительности Эйнштейна, выведенные Фридманом в 1922 году, оказываются более подходящими для «внутренней» природы микрочастиц, нежели для вселенной.
   В этой связи вновь уместно вспомнить интересную гипотезу Эйнштейна – теорию «мостов» (см. предыдущую статью). Бризер, если угодно, это именно тот волновой пакет, который когда-то упорно отстаивал Шредингер. Бризер – это именно та волна с горбом, которую использовал де Бройль в своей теории двойного решения. Это гармоничный непротиворечивый симбиоз волны и частицы, снимающий труднообъяснимый дуализм в современных представлениях квантовой физики.
   Уже в силу своей колебательной природы, поступательное перемещение радиального осциллятора в пространстве не может быть простым и прямолинейным. Двигаясь в собственном волновом поле и в волновых полях других частиц-осцилляторов, бризер неизбежно возбуждает волну иного рода, а именно поперечную, сдвиговую, характеризуемую спиральностью и ориентацией, – то, что принято называть электромагнитной волной. Чем больше поступательная скорость частицы-осциллятора, тем короче длина возбуждаемой поперечной волны. Волновой процесс одного рода при поступательном движении порождает волну другого рода. С такой точки зрения теряют всякую странность явления фотоэффекта, Комптон-эффект, обнаружение дифракционной картины от падающего на кристалл потока электронов и прочее, так как все эти явления объединены одной материальной средой и общими принципами волновой механики.


          Март 1999 г.


Рецензии
Начинается статья со здравых утверждений «Согласитесь, нужно совершить изрядное насилие над здравым смыслом, чтобы как-то примирить в своём сознании взгляд на микрообъект как на корпускулу и одновременно как на волну. И эти два начала микрообъекта принято считать равноправными... ...такой дуализм корпускулярных и волновых свойств не может быть понят в рамках классической физики». А затем переход к сомнительному предположению «...Ключи к решению проблемы дуализма: микрочастица не объект с формой, массой и зарядом или без него, микрочастица – это процесс, своеобразное движение в материальной среде». То есть, нет вообще никакой материи, никаких частиц! Есть лишь процессы, движение!
«...то, что элементарные частицы следует рассматривать как возбуждения вакуума, – сейчас признанная многими научная истина»! По-моему, Вы торопитесь присваивать предположению двух-трёх физиков статус истины.
«Физический вакуум, по моему мнению, – материальная среда с колоссальной плотностью» – выражение неудачное. Так как вакуум есть пустота, то правильным будет утверждение «Физического вакуума не существует, а есть, по-моему, материальная среда с колоссальной плотностью». Вы же сами привели слова Дирака о «проблеме точного описания вакуума», а он как раз имел в виду, что физики не могут толком объяснить вакуум – то ли это пустота, то ли среда.
И последнее.
«Осциллятор - не что иное, как трёхмерная струна в трёхмерном пространстве, способная при определенных условиях перемещаться как целое... Подобный объект удалось найти через критическое переосмысление представлений о кривизне пространства-времени в общей теории относительности Эйнштейна».
То есть из абстракции кривизны пространства следует очередная абстракция – трёхмернопространственная струна, которая есть материя, и которая есть движение, потому что (смотри выше!) материи нет.

Борис Владимирович Пустозеров   27.11.2017 21:48     Заявить о нарушении
Борис Владимирович, материя не обязательно есть вещество. Но вещество есть процесс, состоящий в движении материи. Кстати, очень Вам благодарен за то, что познакомили меня с Борисом Гуляевым.

Мавир   27.06.2018 14:32   Заявить о нарушении
Гипотезы Гуляева очень интересны, а ещё у него есть свой взгляд на химическую периодическую систему.
Вещество (с позиции логофизики) – вид взаимосвязи Материи и Пространства: материальная среда в пространстве объекта образует Вещество. Характеризуется качественно и количественно. Количественная характеристика Вещества – это мера, плотность – величина, показывающая среднюю концентрацию материальных частиц в единичном объёме. Качественная характеристика Вещества – это его структура, благодаря которой оно имеет возможность движения в другом веществе – проницаемость, прозрачность, смешиваемость, химизм.

Борис Владимирович Пустозеров   27.06.2018 21:23   Заявить о нарушении
Смешиваемость - неудачно, лучше - способность к диффузии.

Борис Владимирович Пустозеров   27.06.2018 21:26   Заявить о нарушении
Борис Владимирович, как я понимаю Вы разделяете идею Демокрита, о том, что первоосновой материи являются отдельные одинаковые неделимые частицы, которые он называл атомами. При этом Вы наделяете их некими свойствами, которые позволяют им взаимодействовать для создания вещества. В моём представлении это как минимум должны быть свойства, обеспечивающие их взаимное притягивание которое на определённых расстояниях сменяется взаимным отталкиванием. Кроме того они должны иметь определённую форму, которая также может оказывать влияние на их взаимодействие. Впрочем, если силы отталкивания не позволят им сблизиться вплотную, форма не имеет значения. Между частицами должно быть пространство. Не совсем ясно, пустое или заполненное материей в форме поля. Правильно ли я изложил Ваше представление о строении вещества?

Мавир   27.06.2018 23:15   Заявить о нарушении
Во-первых, приношу извинения за ошибку в определении: на самом деле объективно - «…материальная среда в пространстве объекта представляется Веществом».
Вещество – это, с точки зрения субъекта, то есть человека, некое образование из материальной среды в ограниченном пространстве объекта. Одна и та же материальная среда разным субъектам кажется разным веществом (одним кисло, другим сладко).
Инерционные частицы – кванты материи – имеют единичную массу, движутся в пространстве только прямолинейно с предельной скоростью (примерно скорость света) и друг с другом никак не взаимодействуют, так как находятся относительно друг друга в состоянии покоя, ни формы, ни каких-либо свойств у них нет. Поле – это пространство, а не материя. О квантах Материи, Пространства и Движения можно посмотреть здесь http://www.proza.ru/2018/05/26/811 или http://www.proza.ru/2017/12/27/2139 и в других статьях. С уважением,

Борис Владимирович Пустозеров   28.06.2018 21:35   Заявить о нарушении
Уважаемый Борис Владимирович, я ознакомился с Вашими представлениями изложенными в публикациях "Очерки материального мира" и "Логофизика. Заряд неинерциальной системы". Теперь я могу считать, что используя какой-либо термин не буду понят Вами неправильно. Попытаюсь изложить суть наших с Вами расхождений в представлениях об устройстве Вселенной. В Вашем понимании основу сущего составляет три категории: пространство, материя, движение. Все они имеют разную природу, но могут взаимодействовать образуя вещество и поле. В моём понимании основу сущего составляет одна категория: материя (чтобы отличать её от другого названия вещества, я назвал её энергия). Пространство как отдельная категория в моём представлении не существует - пустоты нет. Пространство это только субъективная характеристика материи - абстракция. Материя имеет одну объективную характеристику - изменяемую плотность. Таким образом я связываю связываю три различные категории в одну, наделяя её способностями: заполнять всё пространство и двигаться самой в себе изменяя свою плотность в ограниченном объёме в зависимости от своей-же плотности непосредственно за границами этого объёма. Изменение плотности это процесс и он имеет скорость и длительность. Всё это тоже субъективные характеристики, потому, что для установления границ процесса необходим субъект. Объективно существование Вселенной в моём понимании представляет собой процесс изменения плотности материи во всех возможных ограниченных объёмах безграничного пространства Вселенной на протяжении вечности и включает в себя совокупность всех процессов, когда-либо протекавших, протекающих и тех, которые когда-либо будут протекать. Вместе с тем, поскольку этот Вселенский процесс повсеместен и непрерывен, его невозможно ускорить, замедлить и тем более обратить вспять. Причиной этого является невозможность запомнить состояние плотности материи во всех возможных ограниченных объёмах пространства Вселенной в текущий момент времени - сделать своего рода фотографию всей Вселенной. Для этого потребовалась-бы ещё одна Вселенная. А о записи видеофильма, который можно было-бы перемотать или запустить воспроизведение в обратную сторону и речи быть не может. Однако чем меньше фиксируемый объём, тем выше возможность записать его состояние (или даже последовательность состояний) и проделать те-же действия что и с видеофильмом. Но это я отвлёкся. Время по сути такая-же абстракция как и пространство. Обе эти категории атрибуты процесса изменения плотности материи. Думаю, что не существует минимального промежутка времени и минимального объёма пространства, но существуют минимально доступные для измерения - фиксации изменения плотности материи. Если представить себе высокоскоростной фотоаппарат с неограниченной частотой фиксации кадров и допустить возможность сфотографировать им ИЭЧ, то на снимке мы увидим не тор, а только что-то вроде объёмной запятой. А если представить аналогичную видеокамеру и снять видео, то при замедленном во много миллионов раз воспроизведении увидим как эта запятая движется по спиралеобразной траектории, образующей тор. Так движется наше Солнце вокруг центра галактики. Не хочу утверждать, что Ваше представление не соответствует истине, а моё соответствует. Возможно Вы правы, а я не прав, а возможно мы оба не правы. Но всё, к чему я прикладываю в качестве основы своё видение мира пока укладывается в его рамки. Гравитация и электричество, магнетизм и строение атома. Причина радиоактивности тяжёлых элементов и причина возникновения молний. Даже природу чёрных дыр и квазаров я могу объяснить и всё это без заумных и сложных формул, как говорится "на пальцах".

Мавир   04.07.2018 22:31   Заявить о нарушении
На это произведение написаны 2 рецензии, здесь отображается последняя, остальные - в полном списке.