Квантовая механика.

Перейдем теперь к обсуждению квантовой механики, у нее дела обстоят значительно лучше, чем у ТО, но тоже не очень блестяще. Чтобы лучше понять главную болезнь квантовой механики, требуется вначале обратить внимание на следующее принципиально важное обстоятельство.

Любая теория должна рассматриваться и оцениваться только в свое окончательном виде, как она есть, независимо от того, какие исторические причины, стимулы и пути привели к формулировке этой теории. Ибо эти причины, стимулы и пути могут быть весьма различными и даже не имеющими никакого отношения к созданной теории. Поэтому, если навесить на нее груз всех этих побочных исторических обстоятельств, то она может потерять остойчивость, и вместо пользы получится вред. Например, говорят, что падение яблока в саду было причиной появления закона тяготения Ньютона, а купание в ванне – причиной формулировки закона гидростатики Архимеда. И было бы забавно, если бы на этом основании тяготение связали бы с проблемами сада, а потерю веса – с проблемами бани. Но именно такая забавная ситуация сложилась в современной квантовой механике.

В целом квантовая механика, оперирующая понятиями случайности и вероятности, представляет собой типичную статистическую теорию поведения большого множества микрочастиц. В рамках возможностей статистического подхода она вполне справляется с возложенными на нее обязанностями. Однако ее сильно стесняют многочисленные исторические наслоения, теория относительности Эйнштейна и отсутствие полного набора необходимых принципов (начал). Остановимся на всех этих вопросах более подробно.

Квантовая механика явилась великолепным выходом из трудного положения, сложившегося в физике в начале нашего столетия после открытия фотона и электрона, у которых были одновременно обнаружены как волновые, так и корпускулярные свойства. Соответствующие свойства проявляются, например, при прохождении фотона и электрона через щель или ряд щелей. Измерения дифракции и интерференции большого числа частиц хорошо согласуются с волновой теорией, то есть свидетельствуют о наличии волны. Наблюдения той же картины с помощью сцинтилляционного или гейгеровского счетчика, позволяющего фиксировать отдельную частицу, говорят о корпускулярности частиц и случайном, непредсказуемом характере их проникновения сквозь щель или щели. Волновые свойства ассоциируются с понятием непрерывности, континуальности, а корпускулярные – с понятием дискретности, прерывности. Совместить эти два взаимно исключающие друг друга понятия казалось невозможным. Из всего этого сделаны многие глубоко ошибочные выводы.

Прежде всего утвердилась идея дуализма – единства непрерывного и прерывного в микромире. Это означало, что законы микромира в корне отличаются от законов макромира, в котором ничего подобного не наблюдается. Совпадение результатов статистических расчетов с опытами по дифракции и интерференции привело к убеждению о вероятностном характере законов микромира, о том, что эти законы отражают вероятностный характер самой природы на микроскопическом уровне. Отсюда был сделан общий вывод, что микромир – это необыкновенный, удивительный, «странный мир». Исключительно важную роль в глазах квантовой механики приобрел акт измерения, наблюдения, ибо щель показывает одни свойства, а счетчик – другие. Возникло даже мнение, что эти свойства порождаются самим измерительным прибором: «пока мы не измеряем соответствующие свойства электрона, у него этих свойств и нет...».

Согласно ОТ, все эти выводы не соответствуют действительности, и в микромире ничего «странного» нет. На самом деле объективизм, детерминизм и необходимость одинаково присущи всем количественным уровням мироздания. Микромир не знает ни случайности, ни вероятности, поэтому в микромире действуют те же общие законы, что и в макромире. Никакой проблемы дуализма не существует, поскольку всякая микрочастица есть только частица и ничего более. При этом микрочастица не элементарна, она состоит из большого множества квантов – элементарных на уровне микромира порций различных простых веществ. Кванты метрического вещества сообщают частице свойство протяженности, кванты ротационного вещества – вращательное свойство, кванты вилольного вещества – вилольное (вибрационное, колебательное), вермического – тепловое, электрического – электрическое и т.д. Благодаря наличию квантов метрического вещества частица обретает размеры и конфигурацию, массу и скорость, кванты вилольного вещества заставляют частицу колебаться и т.п.

Для обнаружения нужных свойств частицу просто требуется поставить в соответствующие условия. Например, при прохождении через щель или щели частица получает возможность одновременно проявить свои метрические и вилольные свойства, показывать картины дифракции и интерференции. И это вполне естественно, ибо частица движется поступательно и одновременно колеблется. Если подставить сцинтилляционный или гейгеровский счетчик, то частица обнаружит свои корпускулярные свойства, при этом колебательные останутся незамеченными в силу специфики счетчика, не способного фиксировать колебания. Тепловые свойства частицы проявляются в тепловом приборе, электрические – электрическом и т.д.

Следовательно, дифракция и интерференция вовсе не свидетельствуют о волновой природе частицы. Волна – это искусственное, синтетическое, примысленное понятие, возникшее на основе наблюдения одновременного действия совершенно независимых друг по отношению к другу метрического и вилольного веществ. Поэтому ни о какой волновой непрерывности, континуальности в микромире не может быть и речи. Точно так же бессмысленно приписывать частице некую длину волны, искать у нее соответствующий этой длине размер. Частица обладает скоростью движения и частотой колебаний, а длина волны – это частное от деления одной на другую, расчетная характеристика, не обеспеченная веществом волновой формы, - в природе такой формы не существует.

Измерительный прибор совсем не играет той роли, какую ему приписывают, то есть не от прибора зависит появление (рождение) у частицы тех или иных свойств. Каждая частица является реальной носительницей всех свойств, которыми обладают составляющие ее вещества. Чтобы обнаружить эти свойства – одно или несколько сразу, - надо воспользоваться соответствующей измерительной техникой. К сожалению, нет и, пожалуй, не может быть универсальных принципов и приборов, которые позволяли бы зафиксировать одновременно все свойства частицы. Поэтому приходится изобретать различные частные, специфические методы измерений, пригодные для отдельных степеней свободы, примером может служить истинно простое хрональное явление.

Сказанное хорошо объясняет и все остальные экзотические свойства микрочастиц. Элементарны не частицы, а кванты простого вещества, поэтому данную совокупность квантов, образующих частицу, можно по желанию расщепить на самые различные составляющие; данная частица не состоит из тех частиц, на которые распадается, и ни одну из них нельзя считать более элементарной, чем данная и все остальные [6, с.78; 8, с.230]. При достаточно больших энергиях данная частица может порождать за счет вещества парена, сообщая ему энергию, множество себе подобных и т.д. парен в принципе способен рождать не только незаконные (лишние) частицы, но и более сложные объекты, надо научиться должным образом подводить к нему энергию, - до этого писатели-фантасты еще не додумались, ибо объективная реальность много богаче человеческой фантазии.

Еще более серьезные недостатки квантовая механика приобрела в наследство от теории относительности, к ним относятся знаменитая формула (20), приведшая к ложному выводу о существовании в природе нейтрино Паули, эйнштейновская зависимость массы тела от его скорости, имеющая много курьезных последствий, и т.д. Рассмотрим эти недостатки более подробно.

Принято считать, что законы странного микромира отличаются от законов макромира. Поэтому представляется вполне естественным, что при бэта-распаде атомов изменение энергии ядра отдачи и вылетающей из него бэта-частицы – электрона или позитрона – подсчитывается по формуле (20) Эйнштейна, хотя бэта-частица имеет фактическую скорость w, отличную от скорости света С. В макромире в таких случаях применили бы уравнение первого начала (1), которое для кинетического явления приобретает вид

dU = w²dm (21)

Из этого уравнения в частном случае при w = С получается эйнштейновская формула (20).

Нам должно быть совершенно ясно, что формула (20) справедлива только для частицы, летящей со скоростью света. Поэтому использование формулы (20) при бэта-распаде дает завышенное значение энергии, поскольку измеренная скорость бэта-частицы w обычно меньше скорости света С. так возникает кажущийся избыток энергии. Кроме того, из-за разного хода времени на ядре отдачи и бэта-частице нарушаются законы сохранения импульса и спина – формула (11). При этом на легкой высокоскоростной частице время значительно быстрее, чем на тяжелом и медленном ядре. В результате частица фактически обладает существенно меньшими импульсом и спином, чем ей положено по закону сохранения этих величин. Так дополнительно появляется кажущийся избыток импульса и спина. В 1930 г. Паули предположил, что эти избыточные энергию, импульс и спин уносит некая трудно уловимая частица, названная по предложению Ферми нейтрино (маленький нейтрончик). По Паули, нейтрино, как и фотон, обладает скоростью света и, следовательно, не имеет массы покоя. Этой гипотезой в физику была выпущена грандиозная «утка», ловлей которой сейчас интенсивно заняты во многих странах. Начали поговаривать о нейтринной физике, нейтринной астрономии, нейтринных лабораториях, нейтринных институтах и т.п.

Тем временем из ОТ следует, что нейтрино Паули в природе не существует, ибо оно располагает лишь нулевыми энергией, импульсом и спином [6, с.388; 8, с.241]. В рождении нейтрино Паули повинны две вычислительные ошибки: первая (непростительная) связана с применением формулы (20), а вторая (простительная) – с незнанием ранее факта нарушения законов сохранения импульса и спина. Известные экспериментальные данные подтверждают – и не могут не подтвердить! – выводы ОТ. Опыты улавливания солнечных нейтрино, предпринятые в США Рэймондом Дэвисом, привели к отрицательным результатам [8, с.288]. Что касается реакторов и ускорителей, то наблюдаемые в них нейтральные частицы, каковых в природе должно существовать великое множество, к нейтрино Паули никакого отношения не имеют. Детальные исследования этих частиц показывают, что они обладают массой покоя, не равной нулю, следовательно, по Эйнштейну, они не могут иметь скорость света. Это значит, что опытные данные находятся в явном противоречии с теми свойствами, которыми Паули наградил нейтрино. Теперь остается сделать только последний, но самый трудный шаг – признаться в допущенных ошибках.

Не менее поучительны для квантовой механики и убийственны для теории относительности принципиально важные заблуждения, обусловленные применением эйнштейновской зависимости массы от скорости тела. Физическая суть этой проблемы заключается в том, что изменения хода времени, пагубно отразившись на величинах действующих силы и импульса, неизбежно сказываются также и на числовом выражении массы, если ее, как и принято на практике, определять через силу или импульс силы без учета хронального эффекта. Это изменение массы является не истинным, а кажущимся, условным, ошибочным, и не имеет никакого отношения к теории Эйнштейна, вместе с тем оно по недоразумению рассматривается как подтверждение этой теории. Кажущееся, воображаемое изменение массы связано только с неудачным методом введения и экспериментального определения этой величины и вызвано вторжением постороннего хронального явления в метрическое. Так будет всегда, если массу определять с помощью уравнений (8) или (9) второго закона Ньютона, и при этом не учитывать влияния хронального эффекта. В результате масса перестает быть подходящим заменителем истинного экстенсора для простого метрического явления, так как начинает не слушаться второго начала ОТ.

Из предыдущего должно быть ясно, что для правильного определения массы через силу или импульс силы надо пользоваться малыми скоростями, когда еще действует требование (13). В этих условиях масса будет хорошо описывать метрическое явление, поскольку окажется пропорциональной истинному метриору – количеству активного пространства, а также объему W, то есть

W = km

где k – размерный коэффициент пропорциональности, в частности она не будет испытывать недозволенных кажущихся изменений со скоростью, а станет покорно следовать второму началу ОТ.

Если общепринятый метод применять при больших скоростях, то вступает в действие условие (12), коэффициент пропорциональности k оказывается величиной переменной и масса теряет свой статус экстенсора. Физический механизм кажущегося изменения массы со скоростью выглядит следующим образом.

Предположим, что взаимодействуют прежние два тела (см. с.70), из них роль первого может играть, например, какая-либо микрочастица, а роль второго – окружающая среда или другая, например, неподвижная частица. Взаимодействие происходит при разных скоростях первого тела. С увеличением скорости этого тела w₁ ход времени на нем dt₁ возрастает, а ход времени на втором теле dt₂ остается неизменным – это прямо вытекает из второй строчки уравнения состояния (14), ибо коэффициент А₂₁ положителен. В результате рост скорости w₁ и хода времени dt₁ сопровождается падением интенсивности возрастания ускорения, силы и импульса силы первого тела по сравнению со вторым. Это значит, что движущаяся с высокой скоростью частица производит во внешней среде значительно больший разрушительный эффект, чем испытывает сама – формулы (9) – (11).

Следовательно, если о силе и импульсе частицы судить по внешнему эффекту, как это делается сейчас, то получатся величины, превышающие действительные. По ним формулы (8) и (9) дадут завышенное значение массы. Это завышение является кажущимся, фиктивным, оно может достигать весьма ощутимых величин, например, по данным работы [38, с.5], в ординарном ускорителе масса протона может возрастать в 75 и более раз.

Таким образом, наблюдаемое фиктивное увеличение массы со скоростью свидетельствует не об эйнштейновской относительности самого понятия массы, как принято думать, а о неправильном понимании физического механизма изучаемого явления взаимодействия. Массу надо определять не по внешнему эффекту действия частицы, а по тому эффекту, который возникает внутри самой частицы, что, конечно, неизмеримо труднее. Либо надо, как уже отмечалось, ставить опыты при малых скоростях, когда справедливо соотношение (13), - это несравненно проще.

Ошибочное понимание явления взаимодействия приводит ко многим далеко идущим последствиям, которые касаются не только теории, но и практики. Например, неверные теоретические выводы могут толкнуть на не всегда плодотворный путь экспериментальных исследований методом так называемого «большого молотка», когда для получения желаемого эффекта применяется все более мощное, тяжелое и дорогое оборудование: не помогает ускоритель массой 10 т, делают его массой 100 т, не помогает и он – прибегают к ускорителю массой 1000 т и т.д. [6, с.389]. Поясню эту мысль на конкретных примерах.

Предположим, что ставится модный ныне эксперимент на встречных пучках. Тождественные частицы летят навстречу друг другу с одинаковыми скоростями w₁ = w₂. Если скорости не очень велики и действует условие (13), то с их одновременным ростом интенсивность взаимодействия между частицами повышается обычным порядком по законам Ньютона. Но постепенно в работу включается условие (12). При этом третий закон Ньютона и законы сохранения импульса и спина – с учетом изменения хода времени – соблюдаются по-прежнему, ибо dt₁ = dt₂. Однако скорость возрастания силы и импульса начинает постепенно уменьшаться из-за роста величин dt₁ и dt₂. Как следствие рост (вначале быстрый) интенсивности взаимодействия постепенно замедляется, а затем, при чрезмерно большой скорости, может быть, и вовсе прекратится, - все зависит от конкретных условий взаимодействия, определяемых коэффициентом А₁₂, который находится из опыта и, вообще говоря, имеет неодинаковые значения для различных частиц, кроме того, он является величиной переменной, зависящей от массы (скорости) и других экстенсоров. Как видим, в данном случае эффективность метода «большого молотка» с ростом скорости постепенно снижается, и конечный результат этого снижения нам пока неизвестен. Между прочим, изложенные здесь соображения заставляют по-новому взглянуть и на многие уже известные опытные данные.

Очевидно, что при ударе частицы, разогнанной до высокой скорости, о неподвижную мишень, отмеченного выше снижения эффективности взаимодействия не происходит. При этом возникает огромный внешний эффект, возникающий в мишени, ибо у нее ход времени dt₂ мал. Что касается самой частицы, то она испытывает сравнительно слабые силовое и энергетическое воздействия, растянутые на большой отрезок времени dt₁. Эти и многие другие подобные выводы ОТ могут оказаться полезными при проектировании устройств, предназначенных для практического осуществления различных реакций между микрочастицами.

Влияние теории относительности на квантовую механику не ограничивается двумя рассмотренными ляпсусами, их с каждым днем становится все больше. Например, теорией относительности порождены пресловутые тахионы – воображаемые частицы с мнимой массой (это уже третий вид массы!), которые в условиях сверхсветовых скоростей от трения не замедляют, как того требует седьмое начало ОТ, а наоборот, ускоряют свой бег; сногсшибательные элементарные частицы – фридмоны, в которых заключены целые космические миры; частицы с мифическими «черными дырами» внутри (И.Л. Герловин [38]) и т.д. Кроме того, теория относительности оказывает широкое общее давление на квантовую механику, связанное с формулой (20), зависимостью массы от скорости, предельностью и постоянством скорости света и т.д.

Много хлопот доставляет квантовой механике отсутствие у нее полного набора принципов (начал). Из семи начал ОТ квантовая механика фактически знает только первых два, да и тем она при случае охотно изменяет. Согласно ОТ, в природе сохраняются только энергия и количество вещества. К таковым относятся импульс, спин, барионный и лептонный заряды, изотопный спин, странность, четность, комбинированная четность и т.д. Следовательно, вопреки существующим представлениям, в определенных условиях законы сохранения всех перечисленных категорий должны неизбежно нарушаться. Вспомним пикантную историю с законом сохранения четности: перестав быть законом, он нашел себе преемника в лице закона сохранения комбинированной четности. Утешением служит Нобелевская премия, присуждаемая за открытие и закрытие закона. Боюсь, что ОТ заставит Нобелевский Комитет отказаться от подобной практики, чтобы не обанкротиться. Считаю нужным также добавить, что я не вижу ничего предосудительного в существовании у квантовой механики упомянутых выше законов сохранения -–они весьма удобны, полезны и закономерны, если их рассматривать только в качестве «временных правил», облегчающих дальнейшее продвижение вперед вслепую.

К сожалению, квантовая механика знакома только с четырьмя видами специфических взаимодействий и сил, в то время как ОТ знает их уже семь. В квантовой механике отсутствует также универсальное взаимодействие, без которого Вселенная должна рассыпаться, как карточный домик, ибо специфические силы не способны удерживать разнородные вещества друг подле друга – над этим стоит поразмыслить. И над многим другим – тоже.

Резюме: приходится констатировать, что в ходе своего исторического развития квантовая механика обзавелась широким ассортиментом не соответствующих действительности представлений и интерпретаций, которые могут быть отброшены с пользой для дела, но без всякого ущерба для теории. К ним относятся дуализм частиц, представление о принципиальном различии законов, которым подчиняются микро- и макромиры, решающая роль акта измерения, вероятностный характер природы на микроуровне и т.д. Из всех интерпретаций, имеющихся в квантовой механике, самой ценой, полезной и принципиально важной является статистическая интерпретация волновой функции, данная Максом Борном, за что он вполне заслуженно был удостоен Нобелевской премии. Эта интерпретация блестяще определяет вероятностную суть теории – но отнюдь не природы! – и место квантовой механики в ряду других статистических дисциплин. Особенно серьезные ошибки привнесла в квантовую механику теория относительности, наградившая ее ошибочно применяемой формулой (20), ложной зависимостью массы от скорости, обширной бижутерией типа нейтрино, тахионов, фридмонов и т.п. Коренному пересмотру подлежит также набор используемых квантовой механикой принципов (начал), законов сохранения и т.д.

Дата добавления: 2015-08-21