Эфир и квантовая механика

Квантовая механика — механика микромира, определяющая законы движения микрочастиц в локальных внешних полях — в атомах, молекулах, кристаллах; Она позволяет описывать структуру атомов и их спектры, устанавливать природу химических связей и др.

С открытием Планком кванта действия h началось бурное развитие квантовой механики. Физики-теоретики квантовой механики разделились на две группы: сторонников А. Эйнштейна и сторонников Макса Борна (копенгагенскую шюолу). Возникновение этих групп свидетельствовало о том, что уже на начальном этапе развития квантовой механики существовал глубокий кризис в понимании физики микромира.

Представление Луи де Бройля о квантовой частице, как о волне, обобщил Э. Шредингер. Он выдвинул предположение о том, что квантовая частица представляет собой волновой пакет, локализованный в малой области пространства. Такой же точки зрения придерживался и Эйнштейн, который считал, что по своей сути физика должна быть причинной. Он не мог смириться с вероятностной трактовкой волновой функции, предложенной М. Борном, согласно которой свободная квантовая частица может быть обнаружена в любой точке простран-

Ь ства с вероятностью близкой к нулю. Впоследствии Поль Дирак (физик копенгагенской школы), осмысливая противоречия созданной им же » квантовой электродинамики, пришел к заключению о несовершенстве квантовой механики. В своей книге «Пути физики» он пишет: «Ho я не ' исключаю возможности, что, в конце концов, может-оказаться правиль- t, ной точка зрения Эйнштейна, потому что современный этап развития , квантовой механики нельзя рассматривать как окончательный. В этой f теории существует немало нерешенных проблем... Мне кажется весьма ) вероятным, что в будущем появится улучшенная квантовая механика, в которой будет содержаться возврат к причинности и которая оправда- ' ет точку зрения Эйнштейна» [28, с.

^ К.Э. Циолковский придерживался мнения, что законы микромира . должны строиться на базе классических представлений, выработанных человечеством за тысячелетия умственной деятельности. В беседе ; с АЛ. Чижевским он сказал: “Только та картина мира будет отвечать

S              действительности и отображать ее, где не будет парадоксов и где властвует строжайшая причинность, преемственность и вытекающие из причин следствия. Я не верю в то, что макромир и микромир — раз- ные миры... Законы, определяющие макромир, определяют и микромир с соответствующими поправками, коэффициентами и т.д.” [36, с. 693].

Многие положения современной квантовой теории являются дискуссионными. Считается, что она хорошо описывает поведение квантовых частиц (объектов). Ho описать — это не значит объяснить. Например, электрон является неделимой частицей. Никакими экспериментами не обнаружено пол-электрона или какая-либо его часть. Так вот этот неделимый электрон может сразу (одновременно) пройти через два и более отверстий. О таком “странном” поведении квантовых частиц Р. Фейнман писал: “Ho мне кажется, я смело могу сказать, что кванто- , вой механики никто не понимает” [48]. Ho если квантовую механику никто не понимает, то правильно ли она отражает физическую реальность микромира?

Прошло более 100 лет с того времени (1900), когда немецкий физик , Макс Планк дал теоретическое обоснование спектральным закономерностям излучения черного тела. До Планка классическая теория считала излучение непрерывным, а Релей и Джинс для такого излучения получили формулу.

ги = (2жу2/с2)-кГ,              (7.3.1) где: гуп — спектральная плотность энергетической светимости черного тела (излучательная способность);

V — частота излучения;

T—температура стенок черного тела;

к — постоянная Больцмана, к = 1,380622(59) ¦ 10-16 Эрг • град _1; с — скорость света.

Расчеты по формуле Релея- Джинса хорошо совпадали с опытными данными в области низких частот, а в области больших частот они приводили к бесконечно большой энергии излучения (рис.

Vmix = (CZb)-T,              (7.3.2)

где b — постоянная Вина (Ь = 2,89782 ¦ 10-3 м • град).

Закон смещения Вина показывает, что при уменьшении температуры черного тела максимум энергии его излучения смещается в область меньших частот. Существование для каждой температуры T кривой с достаточно выраженным максимумом спектральной плотности энергетической светимости свидетельствует о том, что энергия излучения по его спектру распределена неравномерно: черное тело практически не излучает энергию в области малых и больших частот, а максимум величины rvT(v) обычно лежит в области частот инфракрасного спектра. Вот что писал об этом английский физик Дж. Тиндаль: «Помещая тер-

I мометр в разных цветах спектра, Гершель определил силу нагревания I в каждом из них и нашел, что она идет увеличиваясь от фиолетового I' или наиболее преломленного конца спектра. Ho он на этом не остано- t вился. Поставив свой термометр вне спектра, возле красной полосы, он - нашел, что теплота, падающая на термометр, имела здесь большую на- \ пряженность, чем где либо в видимой части спектра» [26, с. 66].

Немецкий физик Густав Роберт Кирхгоф на основе термодинамических исследований пришел к выводу, что спектральный состав равно- * весного излучения черного тела не зависит от природы материала, из : которого изготовлены стенки этого тела (1864). Этим заинтересовался ; Макс Планк. Применив статистический метод Больцмана, он вывел ис- комое соотношение для расчета спектральной плотности энергетической , светимости (испускательной способности) теплового излучения тел для всего диапазона частот.

Формула Планка имеет вид::

(7.3.3)

где: h — постоянная Планка, h = 6,626176(36) • IO-27 эрг • с.

По Планку квант энергии определяет суммарное количество энергии, выделяемой атомом-осциллятрром в одну секунду (Wvo = hv). Сам Планк постоянную h назвал квантом действия. Так в физику вошли два понятия: квант энергии Av и квант действия А.

В формуле Планка только две переменные величины: частота излучения V и температура Т. Поэтому величина кванта энергии атома- осциллятора также должна определяться значениями v и Т: частота v определяет количество колебаний атома-осциллятора в секунду, а температура T — амплитуду колебаний.

На протяжении многих лет Планк пытался найти физический смысл постоянной h, но не смог. В 1924 году он предложил принять, что энергия одного отдельного колебания источника света равна одному кванту, а в 1943 году говорил о том, что важнейшей проблемой науки является придание физического смысла этой странной константе А. В статье «К истории открытия кванта» о кванте действия он писал, что это «... либо фиктивная величина, и тогда весь вывод закона излучения был в принципе ложным..., либо вывод закона излучения опирался на ¦ некую физическую реальность, и тогда квант действия должен приоб-

рести фундаментальное значение в физике... На протяжении многих лет я делал неоднократные попытки с целью как-либо ввести квант действия h в систему определений классической физики. Ho мне это не далось. По-видимому, надо предоставить возможность построения квантовой физики более молодым силам» [8, с. 442].              .

Ho как часто бывает в науке, предложение Планка о том, чтобы в качестве кванта энергии принять энергию отдельного колебания источника света, осталось незамеченным, и до сих пор природа постоянной Планка также остается также неясной.

Квантовая механика базируется на постоянной Планка. В научной литературе постоянная Планка характеризуется как фундаментальная физическая константа, определяющая широкий круг явлений, для которых существенна дискретность величин с размерностью кванта действия. Называют ее и коэффициентом пропорциональности, масштабом делимости энергии на кванты. Ho по-прежнему постоянная Планка остается таинственным вестником из реального мира.

Так что же такое постоянная Планка, и какой реальный мир она представляет?

С позиции эфирной гипотезы атомы-осцилляторы черного тела (электроны, атомы, молекулы) не излучают кванты энергии, а только вызывают колебания окружающих их эфитонов. Эти колебания распространяются в виде эфирной (электромагнитной) волны в эфирном поле тела и окружающем пространстве. Частота колебаний определяется частотой колебаний атомов-осцилляторов, а амплитуда колебаний — термодинамической температурой тела. Электроны являются источником высокочастотных колебания эфитонов, атомы — источником колебаний средней частоты, а молекулы — низкой частоты. Поэтому черное тело практически не излучает энергию в области очень малых и очень больших частот, а максимальное значение спектральной плотности энергетической светимости тела обычно лежит в области частот инфракрасного спектра, т.е. соответствует частоте внутренних колебаний атомов и молекул.

Примем, как и предлагалЛлаНк, что квант энергии — это энергия, испускаемая атомом-осциллятором при отдельном его колебании,

В эфирной волне энергия колебаний от одного эфитона к другому передается в виде квантов. Энергия одного колебания эфитона соответствует одному кванту. Передача энергии от эфитона к эфитону происходит за очень малый промежуток времени т = 1/v секунды при их сближении на величину амплитуды колебаний продольной волны.

Глава 7.Эфир, теория относительности и квантовая механика 253

системы сближающихся эфитонов эфирного поля мгновенные электромагнитные силы взаимодействия между ними являются внутренними силами, а их электромагнитные импульсы за время т являются мгно- f венными импульсами. Чем меньше т, тем больше величина мгновенного I' импульса. Каждый мгновенный импульс обеспечивает передачу одного I импульса энергии, размерность которого дж сек.

I              Таким образом, в рамках эфирной гипотезы квант действия План-

I ка — это величина импульса энергии одного колебания эфитона, а вели- I чина этого импульса энергии в среднем равна постоянной Планка h.

I              Почему в среднем? Величина импульса энергии должна зависеть

I как от частоты излучения v, так и от температуры Т, которые опреде- I ляют величины т и амплитуду колебаний эфитонов, соответственно. I Поэтому величина импульса (кванта) энергии, испускаемого атомом- I осциллятором при отдельном его колебании, должна быть равна: i'

I(7-3-4)

I              В этом случае величина Vwvo будет определять количество квантов

f- энергии, излучаемых атомом-осциллятором в секунду (интенсивность ' излучения квантов энергии).

Энергия теплового излучения в основном определяется энергией j механических колебаний эфитонов, интенсивность которых прямо про- - порциональна величине A2V2. В свою очередь амплитуда колебаний А ‘ определяется температурой Т. По закону Стефана-Больцмана энергети- ; ческая светимость черного тела пропорциональна четвертой степени его термодинамической температуры. Тогда амплитуда колебаний А , эфитонов должна быть пропорциональна величине

(7.5)

где о — постоянная Стефана-Больцмана

По величине постоянной Планка можно оценить массу эфитона и плотность вещества элементарной частицы.

. Согласно классической теории, эфитон в процессе колебания должен обладать кинетической энергией, равной:

j(7.3.6)

I где: Ini — масса эфитона,

¦ с — скорость эфирной (электромагнитной) волны.

Отсюда масса эфитона должна быть равна:

(7.3.7)

т.е. масса эфитона примерно в IO20 раз меньше массы электрона.

В свое время Планк получил совершенно непонятную для современной физики предельно малую фундаментальную длину ~ 10 33 см, меньше длины которой ничего не должно быть. Представляется, что масса эфитона и минимальная планковская длина естественным образом связаны между собой. Если фундаментальная длина Планка равна минимально возможному расстоянию между эфитонами (в ячейке объемом ~ 10-5» смз должен находиться один эфитон), то тогда плотность вещества элементарной частицы (электрона, протона, нейтрона) должна составлять р ~1051 г/см3 (для сравнения — плотность ядерного вещества составляет р ~ IO14 г/см3).

Данные оценки относятся к верхнему уровню эфиру, который определяет строение физической материи, природу света, тепла, электричества и магнетизма. Ho существуют и другие его уровни.

С начала 60-х годов прошлого века в теоретической физике возникло новое направление, которое связано с так называемой нелинейной квантовой теорией. В рамках этой теории было подтверждено, что фундаментальным объектом микромира является вакуум (эфир — Н.М.). Более того, оказалось, что в вакууме существует система энергетических уровней, которые могут быть разделены пространственно, а между ними возможны переходы с выделением или поглощением энергии. Причем интенсивность энергии с понижением уровня вакуума (эфира — Н.М.) возрастает (по древним учениям таких уровней может быть до семи). Интенсивность энергии даже верхнего уровня эфйра на порядки превышает ядерную.

Таким образом, в настоящее время современная наука начинает признавать существование эфира и изучать его свойства, используя только вместо названия эфир — вакуум. Создание же квантовой механики на базе теории эфира позволит сделать ее причинной, увязать между собой эфирную и физическую материи и на этой основе разработать теоретические основы использования эфирной энергии в интересах человечества.