http://old.subscribe.ru/group/klub-lyubitelej-kosmosa/13806543/

 

Вернуть в физику эфир. И никак иначе!

Такой заголовок статьи подсказала мне переписка с одним профессиональным астрономом. Астроном  -  это не физик. Астроном должен наблюдать и фиксировать небесные явления, а размышлять над тем, почему наблюдения небесных явлений возможны, он не обязан. В доказательство привожу избранные фразы из письма астронома:

«…почти всё наше знание о Вселенной основано на том, что мы регистрируем фотоны от конкретных объектов и поэтому можем их изучать. Фотон - это частица, которая действительно переносится от источника излучения до нашего приёмника. И никак иначе!  Дуализм волна-частица - только некий исторический этап в понимании природы. Эфир не нужен для распространения электромагнитных волн (не всё, что названо когда-то волной, является таковой в действительности)».

Одним словом, фотон проще представлять шариком, летящим в абсолютной пустоте от звезды к телескопу. Ну что ж, астроному, может быть, так действительно проще. Но как быть физику с такими опытными фактами:

1) Один фотон, который мы по привычке называем частицей, может одновременно проходить через две щели в непрозрачном экране (рис.1). Через щель на первой пластинке проходит свет. Если на второй, средней пластинке щели две, то свет, пройдя через две щели, создаст на экране третьей пластинки картину из светлых и тёмных полос. Если одну из щелей среднего экрана закрыть задвижкой, полосы исчезнут. Это интерференция.

 рис.1

 

2)  Пройдя сквозь дырочку в непрозрачном экране, фотон изменяет направление своего движения. Если последовательно, друг за другом пропустить много фотонов, то на мишени за экраном появится ряд колец, напоминающих расходящиеся круговые волны (рис.2). Это дифракция.

 рис.2

3) Световые волны  состоят из поперечных взаимно перпендикулярных колебаний электрических и магнитных полей. На рис.3 слева показана схема поперечной элктромагнитной волны, а справа воображаемый вид волны при взгляде ей навстречу. Поскольку поперечные волны могут возникать только в твердом теле, то приходится допускать не только существование эфира, но и то, что он твёрдый (кристаллический).

 рис.3

 

 

Итак, физику, в отличие от астронома, приходится считаться с тремя перечисленными выше фактами. На самом деле физику ещё труднее, потому что так, как волны, ведут себя не только безмассовые фотоны, но и частицы с массой. Например, электроны и позитроны. Поэтому физику приходится исходить из установки:

Всё, что проявляет волновые свойства, есть  волна (с массой или без).

Именно из такой, подсказанной экспериментами установки, исходили гениальные физики начала 20-го века Ленард, Бор, Шрёдингер, де Бройль и другие

 

Пионером в области описания волнового поведения частиц был австрийский физик-теоретик Шрёдингер. В 1926 году он опубликовал уравнение, описывающее волновое поведение частиц. Знаменательно, что уравнение было не выведено, а постулировано. Для того чтобы вывести какое-либо уравнение в области физики, нужно отчётливо представлять все процессы, приводящие к этому уравнению. Но в то время до отчётливого представления процессов на уровне микрочастиц было ещё очень далеко. К слову, сегодня стало не намного ближе. Шрёдингер просто «угадал» уравнение. Сработала интуиция гения.

Приведём высказывание об интуиции человека, знавшего о ней не понаслышке:

С помощью уравнения Шрёдингера физики много лет производили точные расчёты. Но уравнение оставалось недоказанным до наших дней. Только в начале 21-го столетия было получено его доказательство.

Интересный момент.  Шрёдингер, автор волнового уравнения частиц, сам не знал всей глубины угаданного им уравнения. Только тремя годами позже, в 1929 году, французский физик Луи де Бройль дал вероятностную расшифровку решения уравнения Шрёдингера. Дадим по этому поводу некоторые разъяснения (несколько упрощая ситуацию).

Разумеется, выписывать уравнение мы не будем. Заметим только, что из уравнения Шрёдингера находят волновую функцию частицы  Ф.  Если нас интересует  положение частицы в точке с координатами  х, у, z  в момент времени t,  то волновая функция будет зависеть от этих четырёх величин Ф(х, у, z, t). Вероятностный смысл решения уравнения Шрёдингера состоит в том, что квадрат амплитуды функции Ф определяет вероятность обнаружить частицу в момент t в точке с координатами х, у, z.

Не будем забывать, что на самом деле фотон не частица, а возбуждение эфира, которое происходит при переходе электрона с одного атомного уровня на другой. Подробнее об этом рассказано в статье «Что означает корпускулярно-волновой дуализм  на самом деле». Вот рисунок из этой статьи

Рис. 4

А на рис.5 показано, как из точки возбуждения эфира S квант (т.е. единичная э-м волна) движется вправо со скоростью с.

 Рис.5

 

Уже из этого рисунка понятно, что квант нельзя описать четвёркой чисел (х, у, z, t). Потому что он не точка. Так какой же всё-таки физический смысл у волновой функции
Ф(х, у, z, t)?

В Википедии, например, сказано так:

«Сама волновая функция физического смысла не имеет, но физический смысл приписывается квадрату её модуля , который интерпретируется как плотность вероятности (для дискретных спектров — просто вероятность) обнаружить систему в положении, описываемом координатами в момент времени ».

Но если волновая функция физического смысла не имеет, то как понимать получение голограммы одиночного фотона (рис.6), описанное в статье «Рождение квантовой голографии» (https://www.nkj.ru/news/29180/)

 Рис.6

Информация о методе получения голограммы есть здесь http://www.nanonewsnet.ru/news/2016/poluchena-nevozmozhnaya-gologramma-fotona

Сомнительно, что можно получить голограмму чего-либо, что не имеет физического смысла. Опять эксперимент обогнал теорию. Физикам придётся отказываться от утверждения, что волновая функция – это просто удобный математический инструмент. Похоже, что это что-то реальное. Возможно, получение голограммы фотона прольет новый свет на эту проблему.