Читать книгу Философия и теория «Единого поля Вселенной» - Михаил Стефанович Галисламов - Страница 11

Гюйгенс, Максвелл и Лоренц не рассматривали прерывистых волновых колебаний. Распространение света ранее описывались в рамках волновой теории. В 1905 г. Эйнштейн нашел решение фотоэффекту, предположив, что излучение, распространение и поглощение света – дискретны. Он же ввел в физику понятие о кванте электромагнитного поля и придал ему значение распределенной в вакууме самостоятельной субстанции, обладающей собственной массой и импульсом. Эти порции (кванты) получили название фотонов. Ввод понятия «кванта энергии» излучения и вычисление численного значения, подвело под формулу как бы теоретическую основу. Формула Планка была найдена эмпирическим путем. Так начался новый период развития теоретической физики. Идеи существования квантов постепенно овладевала учеными. Вопросы, поставленные перед новой теорией, находили решения. Потребовалось немного времени, чтобы основные положения квантовой гипотезы превратились в догму. Заданный в ложном направлении вектор развития науки, привел к постепенному упадку всего естествознания. Попытаемся проследить этапы этого неблагоприятного развития.

Гипотеза дискретности энергии волн, играющая центральную роль в решении, не была обоснована и рассматривалась Планком как «удачно угаданный закон» [103]. Проверка теории опытом показала, что достигается совпадение теоретических и экспериментальных данных. Уравнение, которое верно отражало опытные данные, было справедливым при допущении, что в процессах излучения энергия может быть отдана или поглощена не непрерывно, а лишь в известных неделимых порциях – в «квантах». Рационального объяснения, почему должно быть именно так, у Планка и его сторонников не было. Современников Планка волновал смысл «кванта энергии». В естествознание внедрили представление об энергии, противоречащее непрерывности нарастания изменений. Физическая наука отступила от вековых философских традиций. Многие ученые противились и не желали соглашаться с тем, что излучаемая и поглощаемая осцилляторами энергия всегда кратна h. Относительно квантовой теории лорд Рэлей в письме к Нернсту писал: «Конечно, мне нечего сказать против выводов, вытекающих из квантовой гипотезы, которая в руках способных людей привела к некоторым интересным результатам. Но мне трудно представить, что такая картина в действительности имеет место» [104].

В газах и жидкостях звуковые волны – продольны, частицы колеблются вдоль распространения волны. В твердых телах могут существовать поперечные и продольные волны. Возможность существования электромагнитного поля в форме электромагнитных волн, как самостоятельного вида материи, при отсутствии зарядов и токов, – следствие из уравнений Максвелла [3, с. 245]. Главную роль в опровержении механистической концепции световых волн, как колебаний эфирной среды, заполняющей все пространство, сыграла плоскость колебаний световых волн. Электромагнитные волны поперечны. Колебания векторов Е и В происходят перпендикулярно волновому вектору распространения волны. Электромагнитная волна обладает поляризацией. В 1845 г. М. Фарадей обнаружил поворот плоскости поляризации световых колебаний при прохождении света через вещество, находящееся в магнитном поле [105]. В каждой точке пространства в фиксированный момент времени свойства электромагнитной волны различны в разных направлениях плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны, что было воспринято как связь между светом и электричеством. Магнитное поле действует на движущиеся заряды; магнитное поле создают движущиеся заряды [20, с. 209].

В качестве первичного принципа в основе квантовой механики и квантовой теории поля лежит квантово-волновой дуализм. Согласно квантовому постулату, каждому атомному процессу свойственна прерывность (Бор называет «индивидуальность»). Чуждый классической теории постулат заключает в себе отказ от причинности и непрерывности процессов в микромире. Создалась своеобразная ситуация, т. к. интерпретация эмпирического материала основывалась на применении классических понятий. Во время празднования юбилея Алессандро Вольты в Италии, 16 сентября 1927 г. выступил Бор в г. Комо с лекцией о состоянии теории квантов. К общим принципам, лежащим в основе описания атомных явлений, физик предложил поправки. В статье 1928 г. «Квантовый постулат и новейшее развитие атомной теории» Бор снова их продублировал, позже они получили название принципа «дополнительности».

По мнению Бора, весь способ описания, характерный для классической физики, остается применимым лишь до тех пор, пока все входящие в описание величины размерности действия велики по сравнению с квантом действия Планка. Если это условие не выполняется, как в атомной физике, то вступают в силу закономерности, которые не могут быть включены в рамки причинного описания. Фактически это означает возникновение совершенно новой ситуации в физике в отношении анализа опытных данных. Она заставляет нас заменить классический идеал причинности более общим принципом, называемым обычно «дополнительностью» [72].

В соответствии с квантовой теорией, непрерывность и требование классической теории о соблюдении причинности, при описании содержания опыта, должны считаться дополнительными условиями. По мнению Бора, эти черты символизируют идеализацию возможностей наблюдения. Теоретик обосновывает тезисы тем, что законы распространения света на основе квантового постулата ограничены статистическим рассмотрением. Выполнение требования причинности для процессов, характеризуемых квантом действия, вынуждает теоретика отказаться от пространственно-временного описания. Привлекая на свою сторону молодых и талантливых ученых, Бор, не доказывает, а формулирует ложные постулаты. Его не смущает, что в основе гипотезы устройства атома лежат свойства положительных и отрицательных частиц, которые противоречат законам электродинамики. Чтобы избежать парадокса и согласовать с теорией полученные результаты, физик-теоретик вводит постулаты и дополнения. Смысл принципа дополнительности заключается в том, что теория квантов признает ограниченность классических физических понятий применительно к атомным и субатомным явлениям.

Автор статьи [106] восхищается «эвристическим» принципом Бора, «указавшего наиболее перспективное направление в философии и методологии современной науки». Лицо, позиционирующее себя философом, восторгается теорией, которая отказывается от фундаментальных основ. Ученый находит связь принципа, предложенного Бором, с физическим смыслом «соотношения неопределенностей» В. Гейзенберга. Критиков, которые считают противоречивым и парадоксальным обладание микрообъектом одновременно волновых и корпускулярных свойств, в статье называют не дальновидными. Принцип, сформулированный Н. Бором, как инструмент физики, не содержит в себе потенциала для познания мира. Исследователи теряются, когда опыт не стыкуется с теорией. Когда ученые, не могут объяснить неизвестные явления, они используют этот принцип. Он создает иллюзию успешного решения существующих проблем. Его «протащили» в теорию, и он вошел в обиход, стал применяться не только в физике, но и в других разделах науки.

В рамках квантовой механики, теоретики не нашли научного объяснения дуализму в природе света. Интерференция и дифракция света доказывают, что свет ведет себя как волны. Каждый фотон в отдельности ведет себя как частица (корпускула) и как волна одновременно. Классические представления о движении неприменимы к световым корпускулам. Логическая несовместимость формально в науке не допустима. Надо было решить, как рассматривать этот «дуализм волн и частиц». Был высказан постулат, что световые фотоны обладают корпускулярными и волновыми свойствами. Поэтому полная теория света должна быть не корпускулярной и не волновой, а корпускулярно-волновой. Для описания взаимодействия света и вещества «необходимы корпускулярные представления» [20, с. 32]. Этот дуализм волн и частиц предлагают рассматривать как экспериментальный факт. Слово «необходимо» среди теоретиков вошло в моду и употребляется вместо аргументов и доказательства.

Что такое волновая природа частиц? Построению квантовой волновой механики Шредингера предшествовали работы Луи де Бройля. Готовясь к защите диссертации, в небольшой статье он сформулировал, что электрон может быть волной. Ученым Франции эта идея показалась абсурдной. Де Бройль принадлежал к королевскому роду, его диссертацию не рискнули отвергнуть. Обратились за заключением к Альберту Эйнштейну, которому идея понравилась и показалась справедливой [107, с. 18]. Осенью 1923 года статью де Бройля напечатали в докладах Парижской академии наук. В следующем году де Бройль защитил докторскую диссертацию, а в 1925 г. ее опубликовали. «Революционное» представление о корпускулярно-волновом дуализме Луи де Бройль ввел не только для излучения, но и для вещества. Он утверждал, что взаимодействие электронов с излучением легче всего понять, если считать, что электроны ведут себя и как частицы, и как волны. Движению частицы соответствует некоторый волновой процесс, который характеризуется частотой колебаний. Распространение колебаний происходит с известной скоростью. Она соответствует энергии частицы – корпускулярной величине. Поведение частицы подчиняется волновому уравнению и может иметь только определенные значения энергии, отличающиеся одно от другого конечным приращением. Получается дискретный ряд значений энергии. Гипотезу Луи де Бройля о волновых свойствах частиц вещества ученые признали как установленный факт. Такое решение позволило ответить на нерешенный в то время вопрос: почему электрон, обращаясь в атоме вокруг ядра, могут обладать дискретными уровнями энергии. Принцу Луи-Виктору Пьеру Раймонду де Бройлю в 1929 года была присуждена Нобелевская премия по физике с формулировкой «за открытие волновой природы электронов» [108].

Представление о двойственной, корпускулярно-волновой природе электромагнитного излучения частицы вещества дает формула де Бройля [34, с. 715]:

λ = h/mv = h/р, (5.7)

где λ – длина волны, связанная с движущейся частицей вещества; h – постоянная Планка; m – масса движущейся частицы; v – ее скорость.

В 1923 году А. Комптон обнаружил, что частота рассеянных рентгеновских лучей отличается от частоты падающих лучей. Предположили, что рассеяние и изменение частоты происходят из-за столкновения кванта света с электроном. Энергии кванта света равняется произведению частоты колебаний на постоянную Планка (Е = hν). От удара энергия светового кванта изменяется, следовательно, должна меняться частота. В таком случае, как объяснить усиление или ослабление световых волн при интерференции? Создавшуюся ситуацию описывает Гейзенберг: «Оба эксперимента – один по интерференции рассеянного света, другой по изменению частоты рассеянного света – настолько противоречат друг другу, что, по-видимому, выход найти невозможно» [61]. Многие ученые были убеждены в том, что эти противоречия связаны с внутренней природой атомной физики.

По теории световые кванты обладают двойственной природой. Энергетически они ведут себя как дискретные частицы, а в электромагнитных явлениях они проявляют свойства непрерывно меняющегося поля, в полном соответствии с законами волновой теории света Максвелла. Поскольку связь между энергией и периодом колебаний определяется только квантом действия (так думает Планк), то принято решение, что эту связь «следует считать фундаментальной, а каждому виду энергии, в том числе энергии движущихся электронов и даже движущихся атомов, следует сопоставить определенную периодическую волну, так называемую волну материи» [79]. Мировоззрение внешне представляется научным и похожим на глубокую философию. Своеобразный синтез создает впечатление, что противоречие удалось обойти, свет обладает свойством и частицы и волны. На самом деле псевдонаука демонстрирует пренебрежение философией. Предубеждение мешает движению в сторону адекватной теории, соответствующей наблюдаемым в природе процессам. Основную квантово-механическую концепцию критикует физик-теоретик Альфред Ланде. В публикуемых книгах и статьях он пытается дать новое обоснование квантовой теории, базирующейся на принципах статистики. По его мнению, в интерпретациях квантовой механики живут разногласия. Немецкий физик спрашивает: ведут ли себя частицы иногда как волны; можно ли волны рассматривать как частицы? По утверждению Ланде, дуализм для современных физиков является своего рода привычкой, которая помогает им одновременно пользоваться такими, явно противоречащими друг другу «теориями», какими являются теории волн и частиц, для объяснения явлений микрокосмоса. Он думает, что материю можно и нужно трактовать исключительно с помощью теории, основывающейся на представлении о частицах («теория частиц»), а свет, напротив, должен рассматриваться только с позиций волновой теории. В этом заключается то, что Ланде называет «единством в квантовой физике». Его кредо: световые волны являются реальными, а волны материи – искусственные построения. Дуализм волна—частица, Ланде называет последним изобретением Н. Бора и В. Гейзенберга, которые так интерпретировали квантовую механику. Воспитатель сторонников квантовой механики М. Борн бесцеремонно атакует ученого, имеющего иную точку зрения: «Нам кажется, что Ланде не отдает себе отчета в исторических корнях возникновения дуалистической интерпретации и не корректно описывает ее физическую сущность. Более того, его борьба против „дуализма“ в современной квантовой теории представляется сражением с ветряными мельницами» [109]. Ланде предложил Борну различать эффекты, связанные с материальными частицами и электромагнитными волнами. Он убежден, что частицы не характеризуются «волноподобной» неопределенностью, вытекающей из дуализма, а эйнштейновские кванты света противоположны световым волнам. Дуализм стали серьезно рассматривать, как считает Ланде, только после экспериментов по дифракции электронов. Ученые не могли иначе объяснить огибание препятствий электромагнитными волнами. Выверенное и точное утверждение Ланде: нужно трактовать материю с помощью теории, основывающейся на представлении о частицах. Он вскрыл ключевую ошибку корпускулярно-волновой теории, но его слова осталась «гласом вопиющего в пустыне». На фокусы теории обратил внимание Шредингер [110]: «Оба фундаментальных понятия – частицы и их взаимодействие – при объединении оказали влияние друг на друга; если, с одной стороны, произошла атомизация взаимодействия, то, с другой стороны, частица стала полеподобным образованием».

Электромагнитные колебания в вакууме подтверждают электродинамику Максвелла. Быстрые колебания электромагнитного поля признали тождественным колебаниям светового излучения в оптическом диапазоне. Для объяснения взаимодействия света с веществом в теорию притянули частицы (корпускулы). Синергетический эффект от слияния направлен не на объективность знания. Частицы (фотоны) и поле, сущности разной природы, без импровизации и всякой взаимосвязи втиснули в одну теорию, чтобы обе участвовали в электромагнитных колебаниях. Умозаключение продиктовано желанием теоретиков объяснить сопряженные процессы с помощью одной гипотезы, Явления, происходящие в независимых структурах, свели к одной закономерности на том основании, что кому-то из физиков это показалось целесообразным. Задача простая – обрести некоторую достаточность, чтобы избежать от претензий в ущербности гипотезы о природе света. Требование объединить подчиняется такой манере поведения, которая философствует временно и взамен чего-то другого.

Дуальная теория – показательный пример изощренности ученых, желающих методом фальсификации убедить публику не замечать, что «Король-то – голый!». Данный факт относится к подлогу, т. к. истину заменяют фальшивой теорией. Неспособность ученых создать работоспособную гипотезу проистекает из ложного мировоззрения на устройство материи, узаконенного официальной наукой. Мнимый эффект, от создания корпускулярно-волновой теории, достигнут искусственным слиянием двух самостоятельных передачи действий в одной теории. Полного описания экспериментов добиваются по формальному признаку. Возможность их объединения научно не оправдана. Описываемые процессы, не стыкуются со свойствами субстанции и материи. В насильно скрепленных движениях выступают отчетливые противоречия. Согласно корпускулярной теории, скорость света в воде должна быть больше, чем в вакууме, а по волновой теории – меньше [20, с. 29]. Дуальная теория света основана на фундаментальных заблуждениях. К их числу относятся: использование в качестве носителей света гипотетических частиц (фотонов); признание тождества между излучением света и электромагнитными колебаниями среды, создаваемые токовыми частицами. Ученые не знают, какие роли исполняют участники природного явления. При описании закона распространения света, превалировало желание не показать обществу свою беспомощность.

Аналогичный прием был апробирован в решении задачи релятивистской динамики. Тогда придумали частицу фотон, с нулевой массой покоя. Утверждение выглядит наивным, так как масса либо есть, либо ее нет. При переходе фотона из одной физической среды в другую скорость света может либо уменьшаться, либо увеличиваться. Теория не дает описания тому, как в данном случае ведет себя фотон. Допустим, что темноту представляет падение скорости света до нуля. Если импульс силы, действующий на фотон, станет равным нулю, тогда он должен остановиться. По теории, в этот миг его масса исчезает, что равнозначно аннигиляции, которая, очевидно, должна сопровождаться испусканием фотона, т. е. светом. Корпускулярно-волновая гипотеза света содержит в себе противоречия. У отцов-теоретиков квантовой механики не сформировалось представление, позволяющее размежевать поле, материю и субстанцию. Объективное знание, как некоторая сумма истин, в той или иной мере присутствует в научных исследованиях. Его не трудно подминать и проводить через него насилием свое «особенное» понятие. Конъюнктура, сложившаяся в данной области физической науки в данный период времени, неминуемо потерпит поражение. Гегель оценил бы ситуацию так: «… как могло бы ограниченное расшириться до целого, не взорвав тем самым само себя изнутри?» [111]. Любому ложному построению, которое действует разрушительно, со временем находится опровержение.