Êàðàâäèí Ïàâåë Àëåêñàíäðîâè÷

(Àäðåñ ïî÷òû pkaravdin@yandex.ru)

ÊÀÊ ÓÑÒÐÎÅÍ ÍÀØ ÌÈИ

ÊÀÊ ÓÑÒÐÎÅÍ ÍÀØ ÌÈИ

Ïîä íàøèì Ìèðîì, Âñåëåííîé ÿ ïîíèìàþ âñ¸ ñóùåñòâóþùåå íåçàâèñèìî îò íàøèõ íàáëþäàòåëüíûõ è ïîçíàâàòåëüíûõ ñïîñîáíîñòåé. Ïðåäïîëîæèì, ÷òî ýòîò Ìèð îäèí. Òîãäà îí îáÿçàòåëüíî áóäåò áåñêîíå÷íûì. Åñëè äîïóñòèòü, ÷òî ãäå-òî åñòü åãî êðàé, ãðàíèöà, òî âîçíèêàåò âîïðîñ. À ÷òî òàì, çà ãðàíèöåé? Âîçìîæíî, äðóãîé Ìèð. Íî ýòî ïðîòèâîðå÷èò íàøåé èñõîäíîé ïîñûëêå.

Ìû ïîçíà¸ì, íàáëþäàåì íàø Ìèð âñëåäñòâèå ìíîãî÷èñëåííûõ êîíòðàñòîâ. Îòñþäà ïðåäïîëàãàåì, ÷òî âåñü Ìèð íåîäíîðîäåí. Îí äîëæåí ñîñòîÿòü èç ÍÈ×ÒÎ è ÍÅ×ÒÎ. Íè÷òî – ýòî ïóñòîå ïðîñòðàíñòâî – âìåñòèëèùå ìàòåðèàëüíûõ ïðåäìåòîâ. Íå÷òî – ýòî äèñêðåòíàÿ ìàòåðèÿ.  Ìèðå ÷óäîâèùíî ìíîãî, íî ïîñòîÿííîå êîëè÷åñòâî îäèíàêîâûõ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö (êèðïè÷èêîâ), èç êîòîðûõ ïîñòðîåíà âñÿ åãî àðõèòåêòóðà. Íî ëþáîå ïîñòîÿííîå ÷èñëî âñåãäà êîíå÷íî. Ìåæäó òåì ìíîãî ðàçíûõ ãèïîòåç ïðèõîäÿò ê ëîæíûì âûâîäàì âñëåäñòâèå ïðåäïîëîæåíèÿ, ÷òî â áåñêîíå÷íîì Ìèðå – áåñêîíå÷íîå êîëè÷åñòâî ìàòåðèè.

Êàê óñòðîåíà åäèíñòâåííî ýëåìåíòàðíàÿ è íàèìåíüøàÿ ÷àñòèöà ìàòåðèè ìû íå çíàåì. Íî êàêèì-òî îáðàçîì ýòè ÷àñòèöû ìîãóò ñîåäèíÿòüñÿ è ðàçúåäèíÿòüñÿ. Îñòàâèì ýòó ïðîáëåìó äëÿ áóäóùèõ ïîêîëåíèé.

 Ìèðå, â êîòîðîì íåò íè êðàÿ, íè âûäåëåííîãî öåíòðà, íå ìîæåò áûòü íèêàêîé àáñîëþòíîé èëè ïðåäåëüíîé ñêîðîñòè. Âñå ñêîðîñòè îòíîñèòåëüíû è ìîãóò áûòü ëþáîé âåëè÷èíû. È ëþáîå òåëî âñåãäà íàõîäèòñÿ â ïðîòèâîðå÷èâîì ñîñòîÿíèè, îíî è ïîêîèòñÿ, è äâèæåòñÿ îòíîñèòåëüíî äðóãèõ òåë.

Ãëàâíûì èñòî÷íèêîì ïîçíàíèÿ ÿâëÿåòñÿ ñâåò, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ ñàìûì «òåìíûì» ìåñòîì ôèçèêè. Ïîïðîáóåì íåìíîãî îñâåòèòü ýòó ïðîáëåìó. Áûëà ôèçèêà Àðèñòîòåëÿ, â êîòîðîé íå áûëî ïóñòîòû, à áûë ýôèð, òîðìîçÿùèé äâèæåíèå. È ñòàðøèé ñîâðåìåííèê Íüþòîíà Õðèñòèàí Ãþéãåíñ ïðåäïîëîæèë, ÷òî âîëíû ýôèðà ñîçäàþò îïòè÷åñêèå ÿâëåíèÿ. Íî Íüþòîí âäðóã ñîîáðàçèë, ÷òî åñëè ïëàíåòû êðóòÿòñÿ âîêðóã Ñîëíöà è íå ïàäàþò íà íåãî, òî ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ýôèðà íåò, ïðîñòðàíñòâî ïóñòî, à ìàòåðèÿ äèñêðåòíà. Íî åñëè íåò ýôèðà, òî íåò è âîëíîâîé òåîðèè. Ñâåò ìîæåò áûòü òîëüêî ïîòîêîì êàêèõ-òî îñîáûõ ÷àñòèö (êîðïóñêóë). Òàê âîçíèêëà êëàññè÷åñêàÿ ôèçèêà Íüþòîíà ñ êîðïóñêóëÿðíîé òåîðèåé ñâåòà. Íî óæ òàê ìèëà áûëà âîëíîâàÿ òåîðèÿ, ÷òî òðóäíî áûëî îò íåå îòêàçàòüñÿ.

Âîò êàê îïèñûâàåò ñîâðåìåííûé ôèçèê èñòîðèþ îòêàçà îò êîðïóñêóëÿðíîé òåîðèè: «Ðàññìàòðèâàÿ âîëíû íà ïîâåðõíîñòè âîäû îò äâóõ áðîøåííûõ êàìíåé, ìîæíî çàìåòèòü, êàê, íàêëàäûâàÿñü äðóã íà äðóãà, âîëíû ìîãóò èíòåðôåðèðîâàòü, òî åñòü âçàèìîãàñèòü ëèáî âçàèìîóñèëèâàòü äðóã äðóãà. Îñíîâûâàÿñü íà ýòîì, àíãëèéñêèé ôèçèê è âðà÷ Òîìàñ Þíã ïðîäåëàë â 1801 ãîäó îïûòû ñ ëó÷îì ñâåòà, êîòîðûé ïðîõîäèë ÷åðåç äâà îòâåðñòèÿ â íåïðîçðà÷íîì ýêðàíå, îáðàçóÿ, òàêèì îáðàçîì, äâà íåçàâèñèìûõ èñòî÷íèêà ñâåòà, àíàëîãè÷íûõ äâóì áðîøåííûì â âîäó êàìíÿì.  ðåçóëüòàòå îí íàáëþäàë èíòåðôåðåíöèîííóþ êàðòèíó, ñîñòîÿùóþ èç ÷åðåäóþùèõñÿ òåìíûõ è áåëûõ ïîëîñ. Òåìíûå ïîëîñû ñîîòâåòñòâîâàëè çîíàì, ãäå ñâåòîâûå âîëíû îò äâóõ ùåëåé ãàñÿò äðóã äðóãà. Ñâåòëûå ïîëîñû âîçíèêàëè òàì, ãäå ñâåòîâûå âîëíû âçàèìîóñèëèâàëèñü. Òàêèì îáðàçîì, áûëà äîêàçàíà âîëíîâàÿ ïðèðîäà ñâåòà».

Ïðîøëî åùå íåñêîëüêî ëåò è Ïàðèæñêàÿ ÀÍ áëàãîñêëîííî ïðèíÿëà îáúÿñíåíèå Ôðåíåëåì äèôðàêöèè è èíòåðôåðåíöèè ñâåòà ñ ïîìîùüþ âîëíîâîé òåîðèè. Íî õîòÿ è ïîíèìàëè ìíîãèå ôèçèêè, ÷òî ñîâìåùåíèå âîëíîâîé òåîðèè èç ôèçèêè Àðèñòîòåëÿ ñ ôèçèêîé Íüþòîíà ïðîòèâîðå÷èò ëîãèêå, íî ñäåëàòü íè÷åãî íå ìîãëè. Ôàêòû – óïðÿìàÿ âåùü. Òåì áîëåå, ÷òî èçâåñòíûé ôèëîñîô òîãî âðåìåíè Ãåãåëü âñêîðå ïðèäóìàë «âûñøóþ» ëîãèêó, íàçûâàåìóþ ñåé÷àñ äèàëåêòè÷åñêîé. Åñëè îáû÷íóþ ëîãèêó ìîæíî îïèñàòü òðèàäîé «òåçèñ-àíòèòåçèñ-àíàëèç», òî ëîãèêó Ãåãåëÿ îïèñûâàþò «òåçèñ-àíòèòåçèñ-ñèíòåç». Ïîòîì ïîÿâèëîñü åùå íåñêîëüêî óìîçðèòåëüíûõ ëîãèê. È êàêàÿ èç ëîãèê âåðíà íåèçâåñòíî. Ýòî ïðèâåëî ê òîìó, ÷òî èòîãè ýêñïåðèìåíòîâ ðàçíûå ëþäè ñòàëè îáúÿñíÿòü ïî ðàçíîìó.

È âåñü ÕΙÕ âåê ôèçèêà ðàçâèâàëàñü íà îñíîâå âîëíîâîé òåîðèè ñâåòà. È òîëüêî â íà÷àëå ÕÕ âåêà ïðèøëîñü âåðíóòüñÿ ê äèñêðåòíîñòè èçëó÷åíèÿ è óçàêîíèòü, íàêîíåö, äâîéñòâåííûé õàðàêòåð èçëó÷åíèÿ ñâåòà, à çàòåì è âñåé ìàòåðèè.

Ïðåäîñòàâèì ñëîâî ëàóðåàòó Íîáåëåâñêîé ïðåìèè, ôèçèêó-òåîðåòèêó Ð. Ôåéíìàíó ïî åãî êíèãå «Õàðàêòåð ôèçè÷åñêèõ çàêîíîâ» (Ì. 1987, ñòð.116 è äàëåå).

«Íà÷íåì ñ èñòîðèè èçó÷åíèÿ ñâåòà. Ñíà÷àëà ïðåäïîëàãàëîñü, ÷òî ñâåò î÷åíü ïîõîæ íà äîæäü èç ÷àñòèö, èëè êîðïóñêóë, ëåòÿùèõ êàê ïóëè, âûïóùåííûå èç ðóæüÿ. Îäíàêî ïîñëåäóþùèå èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî òàêîå ïðåäñòàâëåíèå íåâåðíî è íà ñàìîì äåëå ñâåò âåäåò ñåáÿ êàê âîëíû, íàïðèìåð êàê ìîðñêèå âîëíû. Çàòåì óæå â ÕÕ âåêå, ïîñëå äîïîëíèòåëüíûõ èññëåäîâàíèé, âíîâü ñòàëî êàçàòüñÿ, ÷òî âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ ñâåò âåäåò ñåáÿ êàê ïîòîê ÷àñòèö. Íàáëþäàÿ ôîòîýëåêòðè÷åñêèé ýôôåêò, ìîæíî ïîäñ÷èòàòü ÷èñëî ýòèõ êîðïóñêóë, òåïåðü èõ íàçûâàþò ôîòîíàìè. Êîãäà ýëåêòðîíû áûëè òîëüêî ÷òî îòêðûòû, êàçàëîñü, ÷òî îíè âåäóò ñåáÿ òî÷íî òàê æå, êàê ÷àñòèöû (èëè ïóëè). Ïðîùå ïðîñòîãî. Íî äàëüíåéøèå îïûòû, íàïðèìåð ñ ýëåêòðîííîé äèôðàêöèåé, ïîêàçàëè, ÷òî îíè âåäóò ñåáÿ êàê âîëíû. È ÷åì äàëüøå øëî âðåìÿ, òåì áîëåå è áîëåå íåÿñíûì ñòàíîâèëîñü, êàê æå îíè âåäóò ñåáÿ - êàê êîðïóñêóëû èëè êàê âîëíû. Âñå íàðàñòàþùàÿ ïóòàíèöà áûëà ðàçðåøåíà â 1925-1926 ãã. îòêðûòèåì òî÷íûõ óðàâíåíèé êâàíòîâîé ìåõàíèêè».

Çàìåòèì, ÷òî Ôåéíìàí, êàê è ìíîãèå äðóãèå ôèçèêè, íå çíàåò èñòîðèè, òàê êàê âîëíîâàÿ òåîðèÿ Ãþéãåíñà ïðåäøåñòâîâàëà êîðïóñêóëÿðíîé òåîðèè Íüþòîíà, à íå íàîáîðîò.

Ïðîäîëæèì öèòèðîâàòü òîãî ôèçèêà, êîòîðûé ñ÷èòàåò ÷òî ýêñïåðèìåíò Þíãà â 1801 ãîäó ÿêîáû äîêàçàë âîëíîâóþ ïðèðîäó ñâåòà: «Ïðîâåäåííûé â 1961 ãîäó ýêñïåðèìåíò íåìåöêîãî ôèçèêà Êëàóñà Éîíññîíà, â êîòîðîì îí äîêàçàë, ÷òî çàêîíû èíòåðôåðåíöèè è äèôðàêöèè äåéñòâóþò äëÿ ïó÷êîâ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö òàêæå, êàê äëÿ ñâåòîâûõ âîëí. Ýêñïåðèìåíò Éîíññîíà ïðàêòè÷åñêè ïîâòîðÿë äâóõâåêîâîé äàâíîñòè ýêñïåðèìåíò Òîìàñà Þíãà, òîëüêî âìåñòî ëó÷à ñâåòà áûë èñïîëüçîâàí ïó÷îê ýëåêòðîíîâ».

Íî åñëè áû ýêñïåðèìåíò Êëàóñà Éîíñîíà ïðîèçîøåë íå â 1961 ãîäó, à â 1802, òî èì áûëà áû äîêàçàíà íå âîëíîâàÿ ïðèðîäà ñâåòà, à êîðïóñêóëÿðíàÿ. Íî òåïåðü ïîåçä óæå óøåë, äîêàçàòü íè÷åãî íå âîçìîæíî. Âåðà â äâîéñòâåííîñòü ñâåòà, ÷òî ñâåò è âîëíû ýôèðà è êîðïóñêóëû ñèëüíåå äàæå âåðû â Áîãà. È ýòà âåðà íå ïîçâîëÿåò ó÷¸íûì ìûñëèòü. Äà ïëþñ îïàñåíèÿ çà êàðüåðó. Òåì áîëåå ÷òî äâîéñòâåííîñòü î÷åíü óäîáíà. Îíà ïîçâîëÿåò â íóæíûõ ñëó÷àÿõ ïðèìåíÿòü òîò èëè èíîé àñïåêò ïðîáëåìû (è íàøèì, è âàøèì). Ìàéêåëüñîí ïûòàëñÿ ýêñïåðèìåíòàëüíî îïðåäåëèòü ñêîðîñòü Çåìëè îòíîñèòåëüíî ýôèðà. Ïðèðîäà îòâåòèëà, ÷òî ñêîðîñòü Çåìëè îòíîñèòåëüíî ýôèðà ðàâíà íóëþ. Ýòî ìîãëî îçíà÷àòü òîëüêî, ÷òî ýôèðà íåò. Î íåïîäâèæíîñòè Çåìëè ãîâîðèòü â òî âðåìÿ íå ïðèõîäèëîñü. Íî Ýéíøòåéí îáúÿâèë, ÷òî ñêîðîñòü ñâåòà - îñîáàÿ ñêîðîñòü è íè ñ êàêîé äðóãîé ñêîðîñòüþ íå ñêëàäûâàåòñÿ. Îí ïîøåë åùå äàëüøå è îáúÿâèë, ÷òî ýôèðà íåò. Íî åñëè íåò ýôèðà, òî íå íóæíû íè Ìàéêåëüñîí, íè Ýéíøòåéí.

Äâîéñòâåííîñòü î÷åíü óäîáíà äëÿ íåìûñëÿùèõ ó÷åíûõ. Îíà ïîçâîëÿåò â ëþáîé ìîìåíò ïðèìåíÿòü òó åå ÷àñòü, êîòîðàÿ áîëüøå ïîäõîäèò. Òàê, êîãäà áûëî îáíàðóæåíî, ÷òî ñâåò îò äàë¸êèõ ãàëàêòèê èìååò êðàñíîå ñìåùåíèå, òî â ñîîòâåòñòâèè ñ ýôôåêòîì Äîïëåðà ýòî áûëî âîñïðèíÿòî, êàê ðåàëüíîå äîêàçàòåëüñòâî ðàñøèðåíèÿ Âñåëåííîé ïîñëå áîëüøîãî âçðûâà. Íî åñëè íåò ýôèðà, òî êàêîé Äîïëåð, êàêîå ðàñøèðåíèå?

Íî êàê æå áûòü ñ êîðïóñêóëÿðíî-âîëíîâûì äóàëèçìîì? Ïîëü Äåâèñ ïèøåò: «Íàøå âîîáðàæåíèå áåññèëüíî ïðåäñòàâèòü íå÷òî òàêîå, ÷òî ìîæåò áûòü îäíîâðåìåííî âîëíîé è ÷àñòèöåé, íî ñàìî ïî ñåáå ñóùåñòâîâàíèå äóàëèçìà âîëíà-÷àñòèöà (òàê íàçûâàåìîãî êîðïóñêóëÿðíî-âîëíîâîãî äóàëèçìà) íå âûçûâàåò ñîìíåíèÿ» («Ñóïåðñèëà» Ì.1982, ñ.30). Îí ðåàëüíî ñóùåñòâóåò. Ýòî çàìåòèë åùå Íüþòîí (êîëüöà Íüþòîíà). Åñëè íåò ýôèðà, òî âîëíîâûìè ñâîéñòâàìè äîëæíû îáëàäàòü êîðïóñêóëû. Íî êàê?

Ïðåäñòàâèì ñåáå êîðïóñêóëó â âèäå âîñüìåðêè. Îíà ëåòèò è âðàùàåòñÿ. ×èñëî îáîðîòîâ å¸ â ñåêóíäó ÿâëÿåòñÿ ÷àñòîòîé, à ïóòü ïðîõîäèìûé êîðïóñêóëîé çà îäèí îáîðîò ÿâëÿåòñÿ äëèíîé âîëíû. Ïëîñêîñòü, â êîòîðîé âðàùàåòñÿ êîðïóñêóëà, ÿâëÿåòñÿ ïëîñêîñòüþ ïîëÿðèçàöèè. Òîãäà íàøà êîðïóñêóëà, ïðîõîäÿ ÷åðåç ìàëîå îòâåðñòèå ýêðàíà, îòêëîíÿåòñÿ îò ïðÿìîãî ïóòè (äèôðàêöèÿ) è ïîïàäàåò íà ýêðàí. Åñëè â ýòîò æå ìîìåíò â ýòî æå ìåñòî ïîïàäåò êîðïóñêóëà èç äðóãîãî îòâåðñòèÿ, òî ïðîèçîéäåò èõ âçàèìîäåéñòâèå. Åñëè îíè âñòðåòÿòñÿ â îäíîé ôàçå, òî ñâåò óñèëèòñÿ (ñëîæåíèå). Åñëè æå êîðïóñêóëû âñòðåòÿòñÿ â ïðîòèâîôàçå, òî ñâåò ïîãàñíåò(âû÷èòàíèå) Ýòà êîðïóñêóëà ïîçâîëÿåò òàêæå ïîíÿòü, ïî÷åìó âñåãäà ÷àñòü ñâåòà ïðîõîäèò ÷åðåç ïðîçðà÷íîå òåëî, à äðóãàÿ ÷àñòü îòðàæàåòñÿ.

Òàêæå ëåãêî îáúÿñíÿåòñÿ è çíàìåíèòîå êðàñíîå ñìåùåíèå, ïðèíèìàåìîå çà ðàñøèðåíèå Âñåëåííîé. ×eì áîëüøèé ïóòü ïðîøëà êîðïóñêóëà, òåì ìåäëåííåé îíà âðàùàåòñÿ îò ìíîãî÷èñëåííûõ êîíòàêòîâ (êðàñíååò) ñ ðàçëè÷íûìè ìàòåðèàëüíûìè ÷àñòèöàìè..

Ïîòîì ïîïàëàñü ìíå êíèæêà, ãäå ÿ ïðî÷èòàë: «Íàïðàâèì ïó÷îê ýëåêòðîíîâ èç ýëåêòðîííîé ïóøêè íà íåïðîíèöàåìîå ïðåïÿòñòâèå, â êîòîðîì èìåþòñÿ äâà îòâåðñòèÿ. Ïîìåñòèì â îòäàëåíèè çà ïðåïÿòñòâèåì ñ÷åò÷èê Ãåéãåðà è çàêðîåì îäíî îòâåðñòèå. Ïóñòü â ýòîì ñëó÷àå ñ÷åò÷èê ðåãèñòðèðóåò åæåñåêóíäíî 2 ýëåêòðîíà. Åñëè îòêðîåì ýòî îòâåðñòèå è çàêðîåì äðóãîå, òî ñíîâà ïîëó÷èì 2 îòñ÷åòà â ñåêóíäó. È, íàêîíåö, îòêðîåì îáà îòâåðñòèÿ. Íà îïûòå ïðè ýòîì èíîãäà íàáëþäàåòñÿ, ÷òî ñ÷åò÷èê âîîáùå ïåðåñòàåò ðåãèñòðèðîâàòü ýëåêòðîíû (2+2=0)!... Åñëè íåìíîãî ïîäâèãàòü ñ÷åò÷èê â âåðòèêàëüíîì íàïðàâëåíèè, ìîæíî íàéòè òî÷êó, â êîòîðîé îí áóäåò äàâàòü 8 îòñ÷åòîâ â ñåêóíäó (2+2=8), ò.å. âäâîå áîëüøå ïðîñòîé ñóììû ñëàãàåìûõ. Íà ïåðâûé âçãëÿä âñåìó ýòîìó òðóäíî ïîâåðèòü, îäíàêî ýòî òàê, è ñòîëü íåîáû÷íûå ÿâëåíèÿ îáóñëîâëåíû âîëíîâîé ïðèðîäîé ýëåêòðîíîâ».

Êîðïóñêóëó â âèäå âîñüìåðêè ÿ «ñêîíñòðóèðîâàë» â 1965-66 ãîäàõ åùå íå çíàÿ î ñòðàííîé àðèôìåòèêå èíòåðôåðåíöèè. Íî ðàçâå òåïåðü íå ïîíÿòíà ýòà àðèôìåòèêà? Âîñüìåðêà ðàçðûâàåòñÿ íà êîëå÷êè. Äâå êîðïóñêóëû ñîñòîÿò èç 4-õ êîëå÷åê. È òîãäà ïðè óñèëåíèè 4+4=8, à ïðè îñëàáëåíèè ñâåòà 4 - 4=0.

Êîíå÷íî, ýòî òîëüêî ãèïîòåçà. Òåîðèåé îíà ìîæåò ñòàòü òîëüêî ïîñëå å¸ îáêàòêè â ó÷¸íûõ êðóãàõ. Íî ýòè êðóãè íå õîòÿò çíàòü íè÷åãî íîâîãî, èì ñïîêîéíåé æèòü ïî ñòàðîìó, õîòÿ ýòî è òðàâìèðóåò äåòñêóþ ïñèõèêó è äàæå äîâîäèò äåòåé äî ñóèöèäà. Äàæå â ÑØÀ ó÷¸íûå ÍÀÑÀ â 2006 ãîäó èçãíàëè ïðåññåêðåòàðÿ çà òî, ÷òî îí íàçâàë Áîëüøîé âçðûâ íå ôàêòîì, à òåîðèåé.

Ïàâåë Êàðàâäèí 11.03.2012

×òîáû íàïèñàòü êîììåíòàðèé - ùåëêíèòå ìûøüþ íà ðèñóíîê íèæå