СУТЬ КВАНТОВЙ МЕХАНИКИ
Анализ статьи П. Каравдина «Понимание сути квантовой механики»
А. Чепик, 2021-02-28
ПОНИМАНИЕ СУТИ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ
Михаил Заречный в книге «Квантово-мистическая картина мира» пишет: «…за последние 5–10 лет квантовая физика сделала решающие шаги, позволяющие соединить квантовую и мистическую картины мира, научное и религиозное мировоззрения. И не только соединить, но и показать искрящийся взаимопониманием и взаимопроникновением танец современных физических представлений и древних мистических знаний. А также дать реальную мировоззренческую и практическую опору любому стремящемуся реализовать свои возможности человеку».
Более 200 лет физики мирятся с квантово-механическим кентавром. Свет – это волны эфира или поток корпускул, если по логике, а если по науке, то астрофизик Поль Девис пишет: «Наше воображение бессильно представить нечто такое, что может быть одновременно волной и частицей, но само по себе существование дуализма волна-частица (так называемого корпускулярно-волнового дуализма) не вызывает сомнения» [1, 30].
Но иногда встречаются упрямцы, которые пытаются этого кентавра обуздать. Вот «Техника-молодежи» №1 за 1983 г. публиковала большой материал «Возвращение к дискуссии», в котором А.Тяпкин и Л.Сапогин обсуждали эту проблему. Я пытался принять участие в дискуссии, но главный редактор журнала В.Д.Захарченко вскоре был снят с работы, якобы за публикацию какой-то фантастики с именами наших космонавтов. Наша АН крепко держит науку за хвост и не допускает дискуссий. Мне отвечали из журнала, что редакция решила не поднимать больше острых вопросов. Вот почему я и думаю, что Захарченко был снят с работы именно за попытку дискуссии по проблеме, решения которой не знает АН.
Оттуда рисунок и текст под ним. «Эксперимент с полупрозрачным зеркалом. Цифрами 1, 2, 3 обозначены соответственно падающий, отраженный и прошедший пучки. Частица всегда оказывается либо во втором, либо в третьем пучке. «В этом явлении, - по признанию Р.Фейнмана, - таится самая суть квантовой механики. Но на самом деле в нем прячется всего одна-единственная тайна. Мы не можем раскрыть ее в том смысле, что не можем «объяснить», как она работает… Все это выглядит весьма таинственно. И тем таинственней, чем больше об этом думаешь… Никто еще не нашел разгадки этой головоломки… я убежден, что никто не понимает квантовой механики».
Вот как Лев Сапогин пишет дальше: «…я рассмотрю предельно простой эксперимент с одиночными частицами с позиций современной квантовой теории. Это позволит глубже понять происходящее и понадобится нам в дальнейшем. Пусть одиночные фотоны попадают на полупрозрачное зеркало, поставленное под углом 45° к падающему потолку. Полупрозрачное зеркало обладает таким свойством, что половина падающего света отражается, а вторая половина проходит сквозь зеркало. На пути отраженного и прошедшего лучей поместим счетчики фотонов.
С позиций волн все обстоит просто: падающая волна частично отразится, а частично пройдет. Если же рассматривать все с позиции частиц, то частицы (если они неделимые) будут либо отражаться, либо проходить. Когда в отраженном пучке сработает счетчик, то, естественно, в прошедшем пучке никакой частицы не будет.
А.Ч.-1. В описанном эксперименте с одиночными фотонами никакой интерференции наблюдаться не будет, потому что фотоны идут в разном направлении к разным счетчикам.
Легко видеть, что если свести прошедший и отраженный пучки вместе и направить их на экран, то получится... все зависит от того, как мы рассуждаем. С позиций волн будет наблюдаться интерференционная картина, а с позиций частиц она не получится. Чтобы не обманывать читателя, сразу же успокоим его: интерференционная картина действительно наблюдается экспериментально даже для одиночных фотонов, и, значит, наши рассуждения, мягко говоря, неверны. Чтобы читатель не мучился вопросом, как все это может быть, лучше всего запретить ему думать об этом. Что и делается в физике с помощью принципа дополнительности. Он позволяет задавать природе только такие вопросы, на которые можно получить экспериментальные ответы. Действительно, когда мы ищем частицу, то отказываемся от наблюдения интерференционной картины, и наоборот. Вот если бы мы могли знать из эксперимента, прошла или отразилась частица, и одновременно наблюдать интерференционную картину, тогда бы мы знали, «как ведет себя частица на самом деле».
А.Ч.-2. Если свести прошедший и отраженный пучки вместе и направить их на экран, то полосы на экране могут быть даже в описанном эксперименте с одиночными фотонами, поскольку полосы – это наблюдение разной освещенности поверхности экрана, а освещенность конкретного места экрана зависит от фазы сигнала (фотона), попавшего в это место. Да, фотон имеет фазу, поскольку он имеет частоту (частоту своего вращения)! Это не эффект интерференции. Напомню, что интерференция – это наблюдение на экране эффекта «стоячей волны» в сумме двух потоков когерентных фотонов (сигналов), с когда в каких-то местах экрана в любой момент времени сумма двух сигналов обнуляется, создавая неосвещенное место (в этих местах фазы обоих сигналов противоположны).
У меня возникли два вопроса к Льву Георгиевичу:
1.Зачем нужно полупрозрачное зеркало? Ведь обычное оконное стекло часть света пропускает, а часть отражает. То есть, из этого явления можно сделать вывод, что свет состоит из частиц, имеющих «пропуск», и других, не имеющих. Может, я плохо понимаю суть явления, но для волн нужна среда. Если среды нет, то и волн нет.
А.Ч.-3. Вы правильно понимаете суть вопроса о существовании среды. Этот эксперимент направлен на решение вопроса, есть ли среда. Деление потока полупрозрачным зеркалом (стеклом) нужно для проверки одновременности прихода отдельных сигналов на два разных счетчика. Деление волны приведет к одновременной регистрации сигналов (после вычитания из времени регистрации сигнала его среднего времени в пути и учета задержки сигнала в стекле зеркала). А одиночные фотоны будут приходить разновременно, поскольку испускались разновременно. Совпадение абсолютного большинства «приведенных» моментов времени в полученных последовательностях на двух счетчиках скажет о степени вероятности модели наличия светоносной среды и распространении световых волн в ней. Отсутствие совпадений – о вероятности модели пустого пространства и распространении фотонов.
2.Кто доказал, что частицы света неделимые?
А.Ч.-4. Вы в своей модели назвали фотоном «восьмерку, состоящую из двух вращающихся колец». Следовательно, одно кольцо – уже не фотон, тем более, что энергия одного кольца должна быть вполовину меньше энергии двух колец. Поэтому вы сами доказали, что фотон делиться не может.
ПАК. Мы же не можем увидеть, что там происходит. Но восьмерка решает много проблем. Например, пролетая просторы Вселенной, она неизбежно сталкивается с гравитонами и замедляет свое вращение (краснеет) без расширения Вселенной. Кроме того уменьшается и ее линейная скорость. О чем пишет Марио Льоцци в «Истории физики» на стр. 209 (по памяти, не хочу лезть за книгой).
В статье «Гравитоны, корпускулы и всемирное тяготение» («Т-М» №1 – 2019 г.) я писал: «Видимо, корпускула не шарик, а имеет продолговатую форму, летит и вращается. Если она попадает на стекло «плашмя», то отражается, а если торцом, то проходит в стекло».
В моем ньютоновском понимании Мир состоит из бесконечного пустого пространства и чудовищно большого, но постоянного числа атомов Демокрита, которые я назвал гравитонами, чтобы не путать их с атомами химических элементов. Из гравитонов строится вся архитектура Мира.
А.Ч.-5. Я согласен с моделью Вселенной, в которой Мир состоит из бесконечного пустого пространства и чудовищно большого, но постоянного числа атомов Демокрита (гравитонов) в нем. Но я предложу вам чуть-чуть изменить формулировку. Конечно, количество число мельчайших частиц (гравитонов) постоянно, потому что они не создаются и не уничтожаются. Но если число их конечно, то в среднем на каждую конечную область пространства (например, на 1 кубический парсек) придется 0 гравитонов, более того, количество непустых объемов будем конечным, а пустых – бесконечным, что явно не соответствует действительности. Таким образом, предлагаю следующую формулировку модели:
Мир состоит из бесконечного пустого пространства
и бесконечного множества (но постоянного количества) атомов Демокрита (гравитонов) в нём.
Согласитесь, что число не может быть бесконечным, потому что «бесконечность» не соответствует аксиомам числа, поэтому термин «число» здесь неприемлемо. А термин «количество» имеет синонимами термин «величина», которая имеет в своих свойствах возможное значение переменности, и термин «Мощность множества», которая имеет в своих свойствах возможное значение «бесконечность».
ПАК – 2. Пустое пространство никак не влияет на движение материи. И не может быть бесконечного множества (но постоянного количества) атомов Демокрита (гравитонов). Бесконечность означает, что процесс (счета, например) продолжается. Как только мы остановились, появляется конечное число.
И обмен гравитонами создает всемирное тяготение, объединяющий Мир в единый организм.
А.Ч.-6. Будучи в согласии с этой мыслью, предложу вам другую формулировку: «Разность давления потоков гравитонов на все тела создает всемирное тяготение, объединяющее Мир в единую структуру».
ПАК-3. Причем здесь разность потока гравитонов. Я представляю, что сидит атом допустим водорода, прилетает со стороны гравитон. Атом может его принять, то есть, как бы глотает его, пробует на вкус и выплевывает его в ту же сторону, куда он летел. От этого возникает единичный импульс тяготения. Но атомы пульсируют и он может оказаться не готов к пропуску гравитона. Тогда гравитон скромно прицепится к атому. И постепенно водород превращается в другой элемент через изотопию (это на Земле). Но может быть и обратный процесс (на Марсе, сейчас)
Я представляю, что и магнитные силовые линии состоят из гравитонов в виде тончайших нитей, и чтобы оторвать магнит от железа, надо просто порвать эти нити. Из этих же нитей образуются колечки, которые могут свертываться и иметь форму восьмерки. Но никакой мистики нет. Мы просто не можем рассчитать, в каком положении корпускулы света могут встретиться на экране. Было время, астрономы не могли когда-то предвидеть путь планет, пока не знали, что Земля тоже планета. Но Птолемей придумал хитроумный способ расчета их траекторий.
Восьмерки могут распадаться на колечки, которые вращаются в разные стороны и как волны либо усиливаются (складываются), либо гасятся (вычитаются).
А.Ч.-7. Восьмёрки у вас – фотоны, а что есть отдельные колечки, вращающиеся с той же частотой, но имеющие половину энергии?
ПАК-4. Фотоны – это у Альберта, у Ньютона – это корпускулы. Их энергия проявляется только при встрече с другой половиной. Нет встречи, нет энергии.
Эксперименты с двумя щелями ясно показывают, что частица сразу проходит через две щели. Как это можно? Щели всегда разделяет очень тонкая перемычка, вроде ножа. Этот нож и режет частицу на две. Но как доказать это? Попалась мне как-то книжка, где я прочитал: «Направим пучок электронов из электронной пушки на непроницаемое препятствие, в котором имеются два отверстия. Поместим в отдалении за препятствием счетчик Гейгера и закроем одно отверстие. Пусть в этом случае счетчик регистрирует ежесекундно 2 электрона. Если откроем это отверстие и закроем другое, то снова получим 2 отсчета в секунду. И, наконец, откроем оба отверстия. На опыте при этом иногда наблюдается, что счетчик вообще перестает регистрировать электроны (2+2=0)!... Если немного подвигать счетчик в вертикальном направлении, можно найти точку, в которой он будет давать 8 отсчетов в секунду (2+2=8), т.е. вдвое больше простой суммы слагаемых. На первый взгляд всему этому трудно поверить, однако это так, и столь необычные явления обусловлены волновой природой электронов» (Л.Друянов. Законы природы и их познание. М.1982, с.8-9).
А.Ч.-8. Итак, через два отверстия у вас может пройти в среднем 4 электрона в секунду, а через одно отверстие - в среднем 2 электрона в секунду. Сделаем третье отверстие – пройдет в среднем 6 электронов в секунду, четвертое – 8 электронов в секунду. Значит, ваш источник может давать еще больше электронов в секунду, и все они могут попасть даже в одно отверстие. Особенно, если подвигать счетчик! Поэтому 8 электронов в секунду через два отверстия – не предел, может быть и 10 и 20 электронов, но реже.
Корпускулу в виде восьмерки я «сконструировал» в 1965-66 годах еще не зная о странной арифметике интерференции. Но разве теперь не понятна эта арифметика? Восьмерка разрывается на колечки. Две корпускулы состоят из 4-х колечек. И тогда при усилении 4+4=8, а при ослаблении света 4 - 4=0.
А.Ч.-9. А в вашем объяснении электрон, который режется на части, он тоже представляет собой «восьмерку»? Чем он тогда отличается от фотона? А откуда у этих частей собственный заряд? А масса у них тоже половина массы электрона, которая до этого измерялась в тысячах экспериментов? Тогда это новая частица! Неужели все-таки в вашей теории разрешается делить заряд электрона? Ведь иначе счетчик Гейгера не сработает, если вторые части электронов не несут заряд. Так это ж будет величайшее открытие, стоящее триллионы долларов ежегодно, потому что можно будет удваивать электроэнергию, пропуская ее через две щели.
Почему электроны и фотоны интерферируют одинаково? Мое понимание гравитации отрицает планетарную модель Резерфорда. Электроны не точки, вращающиеся вокруг ядра, а колечки в виде тончайших нитей. Их переплетение и создаёт прочность тел. Фотоны те же колечки, свернувшиеся в восьмерку.
А.Ч.-10. Значит, излучение фотона атомарным электроном в вашем объяснении является превращением этого «колечка» в «восьмерку» и вылет с орбиты? А как быть с сохранением массы и заряда атома (как известно, атом при излучении фотона не теряет массу, сравнимую с массой электрона, и не теряет нейтральный статус заряда).
ПАК-5. Физика пока не знает многого. Что такое материя, что такое масса, что такое заряд и т.п., но с помощью многого неизвестного пытается объяснить кое-что. К этому многому неизвестному наделала еще массу ложных выводов после Юнга. А теперь пытается сохранить свое лицо. Вчера прочитал беседу «АиФ» с Велиховым. Он говорит: «…я занимаюсь термоядерным синтезом, на сегодня моя задача – помочь в развитии масштабной идеи, чтобы в ближайшие десятилетия основным источником энергии для всего человечества стал термоядерный синтез. Это революция в энергетике! Термоядерный реактор предполагается использовать на наиболее доступном природном топливе – тории…».
Я много лет пишу, что в природе нет термояда и энергия от синтеза легких элементов из-за их малой массы была бы много меньше, чем при распаде тяжелых в сотни раз. И Велихов, наконец, сознался, что будет не синтез, не термояд, а атомный реактор на тяжелом тории.
И не надо мистику и богословие вводить в науку. Всему нужно искать и можно найти естественное, а не сверхъестественное объяснение. Физику нужно выводить из кризиса двойственности.
А.Ч.-11. Полностью с этим согласен. Только при этом надо бы учитывать реальные факты, известные из экспериментов, и не хотелось бы нарушать законы сохранения…
П.Каравдин 28.02.2021