О природе корпускулярно-волнового дуализма

О ПРИРОДЕ КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОГО  ДУАЛИЗМА

1. О КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОМ ДУАЛИЗМЕ       

 Корпускулярно-волновой дуализм света означает, что свет одновременно обладает свойствами непрерывных электромагнитных волн и свойствами дискретных фотонов. Этот фундаментальный вывод был сделан физиками в XX века и вытекал из предшествующих представлений о свете.        

 Ньютон считал, что свет - поток корпускул, т. е. поток прямолинейно летящих частиц вещества. Такая теория хорошо объясняла прямолинейное распространение света. Но возникали затруднения при объяснении законов отражения и преломления, а явления дифракции и интерференции совершенно не могли быть объяснены корпускулярной теорией. Поэтому возникла волновая теория света. Эта теория объясняла дифракцию и интерференцию, но возникали трудности с объяснением прямолинейного света.      

 Только в XIX веке  Ж. Френель, используя открытия других физиков, сумел объединить уже выведенные принципы в одну теорию, согласно которой свет - поперечная механическая волна. В дальнейшем Максвелл открыл, что свет - один из видов электромагнитного излучения. Но в начале XX века, благодаря открытиям Эйнштейна представления о свете опять изменились. Свет стал пониматься как поток фотонов. Но определенные свойства света прекрасно объяснялись и волновой теорией.      

 Свет обладает как корпускулярными, так и волновыми свойствами.         При этом существуют следующие закономерности: чем короче длина волны, тем ярче проявляются корпускулярные свойства, чем больше длина волны, тем ярче проявляются волновые свойства. Позднее  французский физик Л. де Бройль высказал идею, что корпускулярно-волновой дуализм имеет универсальную природу, т.е. присущ всем частицам вещества. Позже эта гипотеза подтвердилась экспериментально.       

 Корпускулярно-волновым  дуализмом обладает и электрон. Многие концепции современной физики, такие как теория электромагнетизма, электродинамика, квантовая механика и др., основываются на представлении об электроне как носителе отрицательного электрического заряда. Однако представления   о природе этого явления фактически отсутствуют.         

 В [1] и [2] высказывалась гипотеза о том, что каждому протону в атоме соответствует свой собственный электрон и что природа отрицательного и положительного зарядов различается, в первую очередь, тем, что плотность распределения массы у протона  возрастает от периферии к центру, а у электрона - от центра к периферии, т.е. электрон похож на мыльный  пузырь, вся масса электрона может быть размазана по поверхности этого пузыря. Эта гипотеза в неявном виде присутствует в современных представлениях о сущности элементарных частиц, в соответствии с которыми элементарные частицы обладают пространственной протяженностью и своеобразной внутренней структурой.        

 Образ пространственно-структурной и в то же время элементарной по своим свойствам частицы стал фактически общепринятым после экспериментального обнаружения американским физиком-экспериментатором Р.Хофштадтером пространственной «размазки» электрического заряда и магнитного момента протона.     

 Считается, что свободная, невзаимодействующая микрочастица-это всего лишь математическая абстракция. Реальные физические частицы всегда взаимодействуют с вакуумными полями, испуская и поглощая виртуальные частицы.      

 Вследствие этого вокруг каждой частицы образуется «облако» виртуальных частиц. И чем меньше масса испускаемых частиц, тем больше размеры образуемого ими облака. Продолжительность отдельных актов виртуальной диссоциации частицы (ее циклов «мигания») очень мала, но благодаря многократным их повторениям возникает постоянная, усредненная структура - «размазка» электрического заряда, магнитного момента, массы, которая становится все более плотной к центру частицы. В этом смысле говорят, что элементарная частица состоит из плотного центрального ядра - керна и рыхлой периферической оболочки.   

 Такова «синтаксическая» суть современных представлений о природе элементарных частиц. И эти представления содержат в себе явный семантический смысл. В положительно заряженных частицах плотность электрического разряда, плотность массы, магнитного момента возрастает от периферии к центру. Тогда у отрицательно заряженных частиц этот вектор, в силу зеркальной симметрии, должен быть направлен в противоположную сторону, как бы характеризую противоположную волновую функцию частицы, которая по своей форме будет напоминать «мыльный пузырь», в котором процессы образования «облака» виртуальных частиц происходят вовнутрь. Таким образом, семантика этой гипотезы заключается в том, что противоположно заряженные частицы обладают и противоположными пространственно-временными формами, порождающими соответствующие противоположные заряды и магнитные моменты. Эти противоположно заряженные частицы характеризуются, в отличие от нейтральных частиц, энергетической активностью , где E - полная (собственная) энергия элементарной частицы. Следовательно, электрический заряд может характеризовать знак направления вектора энергетической активности частицы.  Учитывая квантовый характер физических величин микромира, можно сказать, что  энергетическая активность в элементарных частицах также должна быть квантованной и непосредственно связана с квантами электромагнитного поля.      

 Периодичность энергетической активности проявляется на всех уровнях иерархии материи и находит свое отражение в Едином Периодическом законе эволюции материи, в эволюции любого двойственного отношения. Эта периодичность вскрывает волновую природу двойственных отношений, характеризуя единство «частицы» и «волны» и порождая тем самым корпускулярно-волновой дуализм Единого Периодического закона, как в физике материи, так и в физике духа.       

 Естественно, что такие структуры могут и должны обладать корпускулярно-волновым дуализмом. Но, к сожалению, корпускулярно-волновой дуализм трактуется только в вероятностном смысле. Так,   из противоречия между гипотезой о вращении электрона вокруг протона по стационарным орбитам и экспериментом, согласно которым можно говорить только о вероятностных орбитах электрона, вытекает вывод об электронном облаке, которое образуют вероятностные орбиты. И физики уже давно смирились с этими фактами, не пытаясь проникнуть в их физическую природу.      

 А природа возникновения этого феномена может быть очень простой. С этой целью обратимся сначала к некоторым известным научно обоснованным гипотезам и фактам. В первую очередь можно отметить два аспекта этой  таинственной проблемы. 

Первый аспект.  Связан с  рисунком 1, на котором приведена фотография из журнала «Нэшил джиогрэфик» (Д.Мелхиседек, «Древняя Тайна Цветка Жизни», том 1,стр.71), на которой показано то, что недавно было обнаружено учеными. Галактики  окружены энергетическими сферами. На фотографии вида и энергетическая сфера крошечной галактики с двумя спиралевидными рукавами, заключенная вместе с группой отдельно стоящих звезд в энергетическую сферу.  Вне этой сферы есть другая огромная  энергетическая сфера (решетка из шестиугольников).                                      

 Рис. 1       

 По мере продвижения из макромира в наш мир, мы можем независимым образом убеждаться, что подобные энергетические сферы существуют и здесь. Подобные энергетические сферы существуют и вокруг человека. Они формируют его энергетический каркас. Если рассмотреть подобный  объект вблизи,  то  мы имеем возможность получить более детальный узор                               

 рис. 2    

  Эти энергетические каркасы можно сравнить с сознанием соответствующих материальных объектов. И это не преувеличение. Во-первых, потому, что это самые внешние оболочки материальных объектов. Их основное предназначение защита материальных объектов от несанкционированных энергетическим корпусом возмущений. Другими словами, в соответствии с концепцией иерархических систем, основы  которой изложены в [1] и [2], энергетический каркас является сенсорной оболочкой любой материальной системы. Следовательно, любые возмущения сенсорной оболочки, выходящие за порог  ее чувствительности, могут вызывать возмущения всей материальной системы, которая будет исполнять соответствующие управляющие сигналы, поступившие из сенсорной оболочки.       

 Второй аспект.  Связан  с гипотезой М.А. Маркова, в соответствии с которой могут существовать фридмоны - супермельчайшие частицы с размерами примерно   см, представляющие ничтожную долю известных ныне элементарных частиц, и вместе с тем содержащие в себе миры, подобные нашей галактике.       

 Третий аспект. В книге Г.А. Шнейдермана "За горизонтом осознанного мира" (Киев, "Ника-Центр", 2000г, стр. 127)" приводится следующая информация:

"Размер электрона  измерить нельзя. Грубая оценка  предела радиуса электрона была  получена в предположении, что вся его масса электромагнитного происхождения. Тогда                                                  

          см,

где - классический радиус электрона. Герловин показал, что электрон при проецировании состояния фундаментона в наше подпространство проявляет себя в качестве электрона на значительно большем поперечном сечении, чем это принято в физике. Он оказался почти совпадающим с комптоновской длиной волны электрона, на пару порядков превышающих его классический радиус. Но на этом радиусе частица не может рассматриваться как точечная, т.к. комптоновская длина волны - это величина, характерная для релятивистских квантовых явлений с участием элементарных частиц. Она отражает изменение длины волны при рассеянии электромагнитного излучения на свободном, или слабо связанном электроне (комптоновское рассеяние). Это явление "размывает" собственный размер частицы, как бы увеличивая его, подобно размыву видимого изображения объекта, находящегося не в фокусе оптической линзы.

... В центре нейтрона  имеется положительный заряд,  окруженный  компенсирующими его отрицательными зарядами".       

 Из вышеизложенного вытекает естественный вывод о том, что протон в атоме размещается внутри электрона. Электрон  выполняет функцию энергетического каркаса атома. В этом случае электронная оболочка атомов химических элементов может представлять собой сотовую структуру. Но можно ли единственный электрон, вращающийся вокруг протона представить в форме  внешней оболочки атома, имеющей  сотовую структуру?     

 В это трудно поверить, но если этот энергетический каркас представить вращающимся, то, следовательно, он может обладать и собственным моментом импульса.     

 В этом случае данная  гипотеза может  помочь  понять и смысл основных положений квантовой механики, вытекающих из «соотношения неопределенностей», установленное В.Гейзенбергом:                                                                        

где       p - импульс  частицы, q- ее координаты,          

  -постоянная Планка,          

  - неопределенность в определении импульса,           

- неопределенность в определении  координаты.       

 Но можно ли точно  одновременно измерить импульс  вращающегося "мыльного пузыря" и его координату на поверхности  этого пузыря? Очевидно, что этот  импульс будет "размазан" в  некоторой области. Но какой смысл имеет "соотношение неопределенностей" Гейзенберга?  

2. О ПРИНЦИПАХ  НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ И   ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТИ

2.1. ПРИНЦИП  НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ГЕЙЗЕНБЕРГА    

    В физике микромира известно соотношение неопределенностей Гейзенберга, сущность которого сводится к следующему.  Допустим,  что нам надо  определить состояние движущейся частицы. В соответствии с законами классической механики ситуация была бы тривиально простой: следовало лишь определить координаты частицы и ее импульс (количество движения).     

   Но законы классической механики для микрочастиц применяться не могут: невозможно не только практически, но и вообще с одинаковой точностью установить место и величину движения микрочастицы. Только одно из этих двух свойств можно определить точно.          

 В классической механике  состояние материальной точки  (классической частицы) определяется  заданием значений координат,  импульса, энергии и т.д.   Но информация о микрочастицах может быть получена путем наблюдения их взаимодействия с приборами, представляющими собой макроскопические тела. Поэтому результаты измерений, естественно, выражаются в терминах, разработанных для характеристики макротел а затем таким образом  измеренные значения приписываются микрочастицам.  

           Своеобразие свойств микрочастиц проявляется в том, что не для всех переменных получаются при измерениях определенные значения. Так, например, электрон (и любая другая микрочастица) не может иметь одновременно точные значения координаты х и импульса р. Неопределенности координат и импульса удовлетворяют соотношению В. Гейзенберга (1927):                              

где и - неопределенности значений х и р, являющиеся среднеквадратичными отклонениями.  

 Этот принцип  утверждает, что если частица  локализована в пространстве  со среднеквадратичным отклонением  , то ее импульс может принимать значения, находящиеся в пределах «ширины» . Физический смысл принципа неопределенности состоит в том, что невозможно одновременно определить значения координаты и импульса частицы.    

 В своей книге «Физика атомного ядра» В. Гейзенберг пишет, что никогда нельзя одновременно точно знать оба параметра - координату и  скорость. Никогда нельзя одновременно знать, где находится частица, как быстро и в каком направлении она движется. Если ставится эксперимент, который точно показывает, где частица находится в данный момент, то движение нарушается в такой степени, что частицу после этого невозможно найти. И наоборот, при точном измерении скорости нельзя определить место расположения частицы.