Волновые свойства частиц нарушают принципотносительности
«Этотпостулат был, по-видимому, впервые высказан А.Пуанкаре в 1895.»
Физическаяэнциклопедия. ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ПРИНЦИП.
В то времяеще не было известно, что все микрообъекты одновременно обладают икорпускулярными и волновыми свойствами.
«Однакоесли на пути летящих в трубе электронов поставить одну или две щели, то послепрохождения их через эти щели на светящемся экране наблюдается чередованиетемных и светлых полос. Получающаяся картина аналогична дифракционной картине,образующейся после прохождения через щели плоской световой волны. Значит,электроны, встречая на своем пути экраны с щелями, способны дифрагировать, т.е.ведут себя подобно волнам.»
Основыфизики. Л.А.Грибов, Н.И.Прокофьев. 1995. С.367.
«Явлениеже дифракции доказывает, что в прохождении каждого электрона участвуют обаотверстия — и первое и второе.»
Курсфизики. И.В.Савельев. 1989. Т.3. С.55.
Волнаодновременно проходит через оба отверстия. Для полевых (волновых) представленийбольше подходит термин «элементарные волны», нежели«элементарные частицы». Для примера, волна электрона, движущаяся соскоростью 1 м/с, будет иметь характеристики: длину волны 0.727 мм (l= h/mv), частоту 1374 Гц (f = v/l).
«Корпускулярно-волновойдуализм — важнейшее универсальное свойство природы, заключающееся в том, чтовсем микрообъектам присущи одновременно и корпускулярные и волновые характеристики.»
Физическаяэнциклопедия. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ.
Корпускулярно-волновойдуализм — это признание экспериментального факта, что корпускулярные и полевые(волновые) представления равноправны: с одной стороны — поле и волны, с другой- частицы. Например, свет — это электромагнитные волны с одной стороны, ичастицы — с другой.
Полевые(волновые) представления:
«Электромагнитнымиволнами называются возмущения электромагнитного поля, распространяющиеся впространстве.»
Справочникпо физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.343.
«Волны,изменения состояния среды (возмущения), распространяющиеся в этой среде ...»
Физическийэнциклопедический словарь. ВОЛНЫ.
«К волнамможно отнести любые последовательные пространственно-временные изменения поля,...»
Физическаяэнциклопедия. ВОЛНЫ.
«Такойвакуум нельзя рассматривать как просто пустое место. Физический вакуум являетсяособым состоянием поля с важными физическими свойствами, которые проявляются вреальных процессах. Например, если полю, находящемуся в вакуумном состоянии,сообщить достаточную энергию, то произойдет его возбуждение — рождение частицы,...»
Энциклопедияэлементарной физики. ВАКУУМ.
«В такомподходе частицы выступают как возбужденные состояния системы (поля).»
Физическаяэнциклопедия. КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ.
Приприменении принципа относительности к полевым (волновым) представлениямрелятивистская теория встречается с трудностями. Т.е. применять принципотносительности позволяют только корпускулярные представления, полевые (волновые)представления приводят к противоречиям, даже когда релятивистские эффектыотсутствуют. Например, элементарные частицы (имеющие массу покоя) с короткойдлиной волны отражаются от препятствия, а для наблюдателя, почти покоящегосяотносительно частиц, длина волны становится во много раз больше размеровпрепятствия, и волна, не замечая препятствия, огибает его, не отражаясь.Избежать парадоксальных ситуаций с дифракцией, интерференцией частиц можнотолько в том случае, если длину волны определять не по скорости движенияотносительно наблюдателя, а по отношению к полевому пространству, т.е. огибаниеволной препятствия не зависит от того, покоится наблюдатель относительнопрепятствия или волны. Парадоксы с волновыми свойствами частиц возникают припопытке применить принцип относительности к длинам волн (l = h/mv); изменение длины, не совпадая с лоренцевым сокращением,нарушает принцип относительности, т.е. по длине волны можно определить скоростьдвижения частиц относительно полевого пространства v = h/ml (частицы материи представляют возбужденные состояния поля). Надозаметить, что гипотеза Лоренца о сокращении тел, несмотря на современныетехнические возможности, не получила ни одного экспериментальногоподтверждения, изменение же длины волны в зависимости от скорости движениянаблюдается экспериментально.
«Дифракцияволн… — огибание волной препятствия, ...»
Физическийэнциклопедический словарь. ДИФРАКЦИЯ ВОЛН.
«…дифракция микрочастиц ничем не отличается от закономерностей дифракциирентгеновских лучей и дифракции волн других диапазонов.»
Физическийэнциклопедический словарь. ДИФРАКЦИЯ МИКРОЧАСТИЦ.
Чтоэкспериментально наблюдается, например, в электронных микроскопах.
«Вакуум вквантовой теории — основное состояние квантованных полей, ...»
Физическаяэнциклопедия. ВАКУУМ.
«… всистематическом изложении КТП можно отправляться и от полевых, и откорпускулярных представлений.»
Физическаяэнциклопедия. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОЛЯ.
Такимобразом, из-за двойственности корпускулярно-волнового дуализма для одних теорийнужны представления о физическом вакууме (полевом пространстве), для других — нет. Например, ОТО, в отличие от СТО, отправляется от полевых представлений,наделяя пространство физическими свойствами, как одну из форм материи, так как«искривление» пустого (нематериального) пространства являлось быпроявлением идеализма.
«Свободноеот вещества пространство обладает рядом геометрических и физических свойств.»
Основыфизики. Б.М.Яворский, А.А.Пинский. 2000. Т.1. С.93.
Пространство,обладающее физическими свойствами, является материальным, представляяфизический вакуум (все, что обладает физическими свойствами, материально).
«Нулевыеколебания — флуктуации квантовой системы (обычно квантового поля) в основном(вакуумном) состоянии.… Это важно при учете гравитации, универсальновзаимодействующей с любой формой энергии, в том числе и с вакуумной,… эффектКазимира делает нулевые колебания наблюдаемыми.»
Физическаяэнциклопедия. НУЛЕВЫЕ КОЛЕБАНИЯ.
«Резюмируя,можно сказать, что общая теория относительности наделяет пространствофизическими свойствами; таким образом, в этом смысле эфир существует. Согласнообщей теории относительности пространство немыслимо без эфира; действительно, втаком пространстве не только было бы невозможно распространение света, но и немогли бы существовать масштабы и часы и не было бы никакихпространственно-временных расстояний в физическом смысле слова.»
А.Эйнштейн.Собрание научных трудов. М.: Наука. 1965. Т.1. С.689.
«…каждая же теория близкодействия предполагает наличие непрерывных полей, аследовательно, существование «эфира».»
А.Эйнштейн.Собрание научных трудов. М.: Наука. 1966. Т.2. С.154.
Согласнотеории Эйнштейна, в пространстве, не обладающем физическими свойствами,невозможно распространение света, т.е. электромагнитные волны могутраспространяться только в материальном полевом пространстве — физическомвакууме. Материальность физического вакуума подтверждена экспериментально,например, эффект Казимира. Также из теории следует, что могут изменятьсядиэлектрическая и магнитная проницаемости физического вакуума, например, вблизимассы они увеличиваются, так как скорость распространения электромагнитных волнуменьшается e0m0= 1/c2. Скорость распространенияэлектромагнитных волн зависит только от диэлектрической и магнитнойпроницаемостей среды, изменение которых означает изменение скоростираспространения электрической и магнитной напряженностей поля. Т.е. скоростьраспространения электромагнитных волн зависит от свойств диэлектрика, егодиэлектрической и магнитной проницаемостей.
«…скорость распространения электромагнитных волн — величина конечная. Онаопределяется электрическими и магнитными свойствами среды, в которойраспространяется электромагнитная волна… скорость распространенияэлектромагнитной волны в вакууме: c = (em)-1/2...»
Физика.В.Ф.Дмитриева. 2001. С.259.
«Вчастности, статическое гравитационное поле играет роль среды с электрической имагнитной проницаемостями ...»
Физическаяэнциклопедия. ЭЛЕКТРОДИНАМИКА.
«…первоначально величины eи mназывались диэлектрической и магнитнойпроницаемостями вакуума.»
Общий курсфизики. Электричество. Д.В.Сивухин. 1996. Т.3. Ч.2. С.35.
Надозаметить, что, исходя из теории Эйнштейна, для электромагнитных постоянных e0и m0правильнее оставить их первоначальное название — диэлектрическая и магнитнаяпроницаемости вакуума, так как в разных областях «искривленного»пространства они имеют различные значения, т.е. на самом деле не являютсяпостоянными.
«… длявакуума: D = eE,где e — электрическая проницаемость вакуума ...»
Физическаяэнциклопедия. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ.
«… e, m — проницаемости вакуума, ...»
Физическаяэнциклопедия. ИМПЕДАНС.
Т.е. e0и m0 — этоэлектрическая и магнитная проницаемости полевой материи, находящейся ввакуумном (невозбужденном) состоянии. Их изменение также влияет на соотношениемежду массой и энергией M = e0m0W (W = Mc2).
Свободное отвещества пространство — это полевая материя, находящаяся в вакуумном состоянии.Отсюда, когда говорят, что «пространство» обладает рядом физическихсвойств, логичнее называть его «полевым пространством», чтобы непутать с математическим пространством. В тех областях полевого пространства,где такие его физические свойства как диэлектрическая и магнитная проницаемостиимеют одинаковые значения, соответственно, одинакова и скорость распространенияэлектромагнитных волн — света. Физический вакуум представляет скалярное поле,так как нет зависимости от поворота системы координат. Если же в полевомпространстве возникает напряженность, например, в виде потоков индукции — электрической, магнитной или гравитационной, такая область пространствапредставляет векторное поле, так как напряженность поля имеет направление впространстве. Напряженность поля может распространяться в пространстве,например, в виде электромагнитной волны, представляя ток электрическогосмещения поля.
«Согласноволновой теории, развитой на основе аналогии оптических и акустических явлений,свет представляет собой упругую волну, распространяющуюся в особой среде — эфире. Эфир заполняет все мировое пространство, пронизывает все тела и обладаетмеханическими свойствами — упругостью и плотностью.»
Курсфизики. Т.И.Трофимова. 1998. С.317.
«…«эфиром электромагнитным» (теория Максвелла) ...»
Курсфизики. Т.И.Трофимова. 1998. С.319.
Максвелловскаямодель электромагнитного эфира является классической — на ее основе созданытеория электромагнитного поля и электродинамика (радиоволны распространяются вмаксвелловском эфире). В его диэлектрическом эфире, состоящем из связанныхзарядов (атомов электричества), могут течь токи электрического смещения поля,распространяться поперечные волны. Максвелл отождествлял электромагнитное полес эфиром, представляя электромагнитную волну как возмущение электромагнитногополя. Надо заметить, что попытка идеализировать эфир — теория абсолютнонеподвижного эфира (теория Лоренца) не получила экспериментальногоподтверждения (опыты Майкельсона — Морли).
«… или«неподвижным эфиром» (теория Лоренца).»
Курсфизики. Т.И.Трофимова. 1998. С.319.
Данная теориянаделяет эфир нематериальными свойствами, так как любая материя всегда вдвижении. Существование среды можно обнаружить, например, по распространениюволн или флуктуациям. Когда же среда наделяется нематериальными свойствами, апотом делаются безуспешные попытки их экспериментально обнаружить, то на этомосновании нельзя делать вывод, что среда отсутствует, так как это всего лишьдоказывает, что любая материя не может иметь нематериальных свойств. ОпытыМайкельсона — Морли доказали ошибочность идеалистической теории абсолютнонеподвижного эфира. Т.е., наделяя пространство физическими свойствами, надоисходить из материалистических представлений — нет материи без движения и,соответственно, нет материальной среды, которая неподвижна.
«…физическом вакууме как специфическом виде материи.»
Физическаяэнциклопедия. МАТЕРИЯ И ДВИЖЕНИЕ.
Существуютдва вида материи — вещественная и полевая. Физический вакуум не относится квещественной материи, т.е. является полевым видом материи.
«Оченьважную роль играет состояние поля с наименьшей энергией, которое называетсявакуумом.»
Физическаяэнциклопедия. ФИЗИКА.
Примитивныепредставления об эфирной материи, как идеальном газе или жидкости, на сегоднясерьезно не рассматриваются, с современной точки зрения физический вакуум (квантовоеполе) является достаточно сложной формой материи, обладающей некоторымисвойствами обычной материальной среды.
«Ссовременной точки зрения вакуум (вакуумное состояние) обладает некоторымисвойствами обычной материальной среды.»
Физическаяэнциклопедия. ЭФИР.
Т.е. вакуум — это материальная среда, обладающая физическими свойствами и представляющаясостояние поля с наименьшей энергией. После возникновения современного, болееширокого понятия поля отпала необходимость в термине «эфир». Агентом,переносящим взаимодействие, стало материальное физическое поле, существующее вкаждой точке пространства, но там, где нет возмущений поля, находящееся внулевом вакуумном состоянии.
«… путьперехода от классического к квантовому описанию электромагнитного поля лежит вклассическом разложении поля на осцилляторы.»
Квантоваямеханика. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. 1972. С.267.
«Вквантовой физике это утверждение принято называть принципом соответствия,согласно которому ее законы при наличии большого числа квантов должныпереходить в законы классической физики.»
Фундаментальныйкурс физики. А.Д.Суханов. 1999. Т.3. С.15.
Согласнопринципу соответствия, при наличии большого числа квантов можно считать, чтоквантовое поле переходит в классический электромагнитный эфир, гдераспространяющиеся электромагнитные возмущения не проявляют квантовых свойств,так как в образовании возмущений участвует большое число квантов поля.
«Поскольку,согласно теории относительности, взаимодействие передается (распространяется) сконечной скоростью, должен существовать физический агент, переносящийвзаимодействие; таким агентом является физическое поле.»
Физическийэнциклопедический словарь. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА.
Согласносовременным теориям, физический вакуум представляет полевую материю, находящуюсяв невозбужденном состоянии, при этом поле покоится — не движется, а изменяется,т.е. движется только возмущение полевой материи. Например, электромагнитныеволны — это распространяющиеся (движущиеся) возмущения поля.
«Поле недвижется, а изменяется. Если же когда и говорят о «движущемся» поле,то это нужно понимать просто как краткий и удобный способ словесного описанияизменяющегося поля в определенных условиях и ничего более.»
Электромагнетизм.И.Е.Иродов. 2000. С.226.
Еслифизический вакуум обладает свойствами материальной среды, то при взаимодействиис вещественной материей он должен частично ей увлекаться. Физический вакуум,представляя полевую форму материи, может оказывать давление на вещественнуюматерию, что наблюдается экспериментально в эффекте Казимира. Соответственно,существует и обратный процесс — действие равно противодействию.
Несмотря наэкспериментальные факты, доказывающие, что двойственность материи,проявляющаяся в корпускулярно-волновом дуализме, — это важнейшее универсальное свойствоприроды и все микрообъекты одновременно обладают и корпускулярными и волновымисвойствами, до сих пор встречаются сторонники идеализма, не желающие признаватьматериальность поля, пытающиеся объяснить дифракцию, интерференцию,когерентность, поляризацию и другие волновые свойства не полевыми, аодносторонними корпускулярными представлениями.
«Корпускулярно-волновойдуализм есть проявление наиболее общей взаимосвязи двух основных форм материи,изучаемых физикой, — вещества и поля.»
Физика.В.Ф.Дмитриева. 2001. С.270.
Т.е.корпускулярно-волновой дуализм — это проявление вещественно-полевойдвойственности материи.
Электродинамикаописывает свойства электрических и магнитных потоков (полей). Соответственно, сточки зрения логики последовательное описание электродинамики движущихся телдолжно начинаться с рассмотрения электродинамики движущихся полевых потоков.Т.е. односторонний подход к описанию электродинамики движущихся тел, безрассмотрения электродинамики полевых процессов в движущихся электрических имагнитных потоках, является непоследовательным и приводит к простомупостулированию, которое не объясняет физической сути явлений. Отсюда могутвозникать противоречия, например, когда распространяют преобразования Лоренцана полевой вид материи.
«E = -vB/(1 — v2/c2)1/2 »
Курсфизики. А.А.Детлаф, Б.М.Яворский. 2000. С.356.
Т.е.,согласно преобразованиям Лоренца, магнитная индукция B не может двигаться соскоростью света, так как напряженность электрического поля E становитсябесконечно большой. На самом же деле даже при скорости света всегда E = vB.
«Вэлектромагнитной волне… между мгновенными значениями E и B в любой точкесуществует определенная связь, а именно E = vB, ..."»
Электромагнетизм.И.Е.Иродов. 2000. С.294.
Если жераспространять преобразования Лоренца на полевой вид материи, то получается,что свет не может двигаться со скоростью света, так как электромагнитные волныпредставляют движущиеся потоки электрической и магнитной индукции.
Физика — экспериментальная наука, т.е., прежде чем выдавать желаемое за действительное,формулы необходимо экспериментально проверить. Электрические и магнитные потокииндукции поля представляют материальные образования, которые, несмотря на то,что могут покоиться (статические поля), в то же время могут двигаться соскоростью света, поэтому совершенно нелогично распространять на нихпреобразования Лоренца. Только вещественная форма материи не может двигаться соскоростью света, но это никак не относится к полевому виду материи,представляющему потоки индукции поля. Преобразования Лоренца для полевых видовматерии не получили ни одного экспериментального подтверждения. Например,магнитное поле зависит от величины электрического тока, при этом совершенно независит от скорости движения заряженных частиц, образующих этот ток. Даже еслиток создается пучком релятивистских электронов, все равно возникающаянапряженность магнитного поля зависит только от тока и всегда равна H = vD, ане H = vD/(1 — v2/c2)1/2. Напряженностьмагнитного поля вокруг прямого тока движущихся зарядов: H = I/2pr = vP/2pr = vD, где v — скорость зарядов, P — плотностьдвижущихся зарядов (P = q/L), D — плотность движущегося потока электрическойиндукции (D = P/2pr), r — расстояние. Все это можно проверитьэкспериментально, например, измерить напряженность магнитного поля, создаваемуюпучком релятивистских электронов. При необходимости влияние электрического поляможно устранить заземленным экраном. Полевой вид материи, представляющийполевые потоки, в отличие от вещественного, может как покоиться, так идвигаться со скоростью света. Т.е. напряженность поля, хотя и обладает энергией(массой), но, в отличие от вещественной материи, потоки напряженности могутдвигаться со скоростью света. Распространение же преобразований Лоренца нанапряженность поля противоречит не только логике, но и всем известнымэкспериментальным фактам.
«Трудностирелятивистской теории — это трудности теории поля, с которыми встречается какрелятивистская классическая механика, так и релятивистская квантовая механика.»
Физическийэнциклопедический словарь. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА.
Трудности сраспространением преобразований Лоренца на полевой вид материи возникают из-заполного противоречия с экспериментальными фактами как в классической, так и вквантовой механике. Лоренц вывел свои преобразования — релятивистские эффектыеще до появления СТО, исходя только из принципа предельности скорости света,где вещество не может двигаться со скоростью света, при этом считая принципотносительности лишней сущностью.
То, что СТОне касается вопросов рассмотрения физического вакуума (материального полевогопространства), как ОТО, и принцип относительности не распространяется наполевые (волновые) представления, не означает отказ от релятивистскихпринципов, таких, как предельность скорости света и вытекающие отсюдарелятивистские эффекты: рост массы, замедление времени. С другой стороны,например, в микромире, где проявляются волновые свойства материи, не всегдаможно применять принцип относительности.
«Однакоопыт показывает, что на малых расстояниях, в атомных масштабах, это различиеисчезает: у поля выявляются корпускулярные свойства, у частиц — волновые.»
Физическаяэнциклопедия. ПОЛЯ ФИЗИЧЕСКИЕ.
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта www.comail.ru:8081/