Парадоксы движения и корпускулярно-волновой дуализм

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Парадоксы движения и корпускулярно-волновой дуализм

1. Движение классическое

Вот уже два с половиной тысячелетия парадоксы Зенона не дают покоя ни философам, ни математикам. Если математики, полагая выводы Зенона абсурдными, всегда стремились опровергнуть парадоксы, то философы хотели понять, каким образом парадоксы вообще возникают.

Выяснилось, что логика как Зенона, так и его опровергателей безупречна. Но если логика безупречна, то причину парадоксов следует искать в самом движении, вернее в том, как мы его описываем. А ведь незнание движения, по словам Аристотеля (Aristoteles. Physica, Г,1), необходимо влечет за собой незнание природы. Похоже, что нам никогда не избавиться от саркастической усмешки Зенона, говорящего нам сквозь века: «То, что движется, не движется ни в том месте, где оно есть, ни в том, где его нет» (Diogenes Laertius. Vitae philosophorum, IX,72).

Апории Зенона Элейского - хороший тест на проверку самостоятельности мышления. Как правило, математики и физики назывют Зенона «софистом», но «…апории Зенона -- это тот самый гносеологический кошмар, который зрит в самый корень и ставит под сомнение любую формализацию и любые термины. Они требуют мышления, не отягощенного догмами, т.е. самостоятельного мышления. Они показывают разницу между знаниями и разумом, начитанностью и умом.» (Руслан Хазарзар. Апории Зенона).

В апориях «дихотомия» и «Ахиллес» Зенон придерживается аксиомы непрерывности пространства и времени в смысле их актуальной абстрактной (недоступной увеличению) бесконечности. Без допущения этой аксиомы обе апории разрушаются.

В апориях «стрела» и «стадий» Зенон придерживается аксиомы дискретности пространства и времени. Апории рушатся, если из гипотезы движения убрать аксиомы дискретности.

Попытки опровергателей Зенона представить дело так, будто апории «стрела» и «стадий» не имеют смысла и поставить их в укор философу, не выдерживают никакой критики. Напротив, заслуга Зенона в том и состоит, что он поставил вопрос, который на протяжении двух с половиной тысячелетий пытаются бездарно похоронить опровергатели всех мастей видимостью своих псевдоответов.

Гёдель своей теоремой о том, что в любой непротиворечивой теории недостаточное количество аксиом, а полный набор аксиом приводит к противоречивой теории, внес существенный вклад если и не в разрешение, то в разъяснение сути парадоксов Зенона. По Гёделю полная теория движения должна включать в себя противоречивые гипотезы дискретного и непрерывного пространства и времени.

Теперь мы можем утверждать, что суть парадоксов Зенона не в изъянах его логики, а в противоречивости самого движения. Мы очень мало знаем о самом движении. Наука считает движением нахождение в разные моменты времени в разных местах. Понятие о движении у нас менее критично, чем у элеатов, мы называем движением то, что элеаты никогда бы не назвали.

В нашем понимании движется одно и то же тело. Галилей трактовал движение как совокупность «продвинутостей», то есть таким же, каким его описал Зенон в апории «стрела». И наука дальше такого понимания движения не шла. По крайней мере до появления на свет квантовой механики.

2. Движение квантовое

В дискретной модели движения объект даже не прыгает из точки в точку, а исчезает из одной точки пространства и появляется в другой. В противном случае мы приходим к гипотезе непрерывности пространства и времени. Это даже не один и тот же объект, а два разных объекта.

Современная квантовая физика отошла от модельного представления физических процессов. Считается например, что корпускулярно-волновой дуализм невозможно представить в виде какой-нибудь модели. Физик В.А. Фок (1898--1974) дал такую трактовку корпускулярно-волнового дуализма: “Можно сказать, что для атомного объекта существует потенциальная возможность проявлять себя, в зависимости от внешних условий, либо как волна, либо как частица, либо промежуточным образом. Именно в этой потенциальной возможности различных проявлений свойств, присущих микрообъекту, и состоит дуализм волна-частица. Всякое иное, более буквальное, понимание этого дуализма в виде какой-нибудь модели неправильно.”

Полная геометризация физики [1] делает однако возможным построение механических моделей электрона и элементарных частиц из строительных блоков (квантов) одномерного пространства (струны длиной м) двумерного пространства (сферы площадью м²) и трехмерного пространства (кубики объемом м³ ).

Фотон, например, можно представить как струну, составленную из квантов одномерного пространства. Радиус фотонов гамма-излучения, возникающих при радиоактивных распадах ядер и при взаимодействиях элементарных частиц двумерного пространства равен примерно 2м, а радиус фотонов ультрафиолетовых световых лучей равен 2м. Кванты пространства удерживаются от разлета квантами энергии связи Дж.

Рис.1 Три траектории из многих, создающие вклад в вероятность перемещения квантовой частицы из точки О в точку А и B.

Как и все на свете, фотон представляет собой упорядоченную каким-то образом систему N числа образующих его частиц, имеющих некоторый общий центр симметрии. Фотон перемещается из точки О в точки А и B скачками. Общепризнанной является формулировка квантовой теории через интегралы по траекториям, свободная от использования классических понятий.

Для того чтобы найти полную вероятность амплитуды для данного процесса, нужно просуммировать или проинтегрировать амплитуду в пространстве всех возможных историй системы между начальным и конечным состояниями, включая истории, которые абсурдны по классическим стандартам (например, скорости частиц на траекториях могут превышать скорость света или быть бесконечно большими).

Возможность использования бесконечно больших скоростей позволяет создать наглядную механическую модель излучения, распространения и поглощения света в соответствии с дискретной моделью движения по Зенону.

Сначала в точке О частицы фотона превращаются в энергию за некоторое время t_. Одновременно с этим энергия мгновенно перемещается в точки А и Б. В это же самое время в точках А и Б происходит обратное преобразование энергии в образующие фотон частицы за время t.

Наблюдатель будет видеть, как фотон одновременно исчезает из точки О и появляется в точках А и В за время t. Так как энергия перемещается мгновенно, то сумма частиц в точках О, А и О, В в любой момент времени остается постоянной и равной N. Главный вывод: период мерцаний фотонов t остается постоянным, а расстояние ОА и ОБ может быть любым, от нуля до бесконечности.

Всегда можно подобрать расстояние АБ таким, что Скорость света относительно источника излучения, приемника и среды будет равна c. Возможность изменять расстояние ОА и ОВ обеспечивается бесконечной скоростью передачи энергии.

Рис.2 Схема распространение света мерцающими фотонами

С помощью мерцающих фотонов можно объяснить отрицательный результат эксперимента Майкельсона. Отрицательный результат связан не с сокращением размеров установки в направлении движения, а с тем, расстояние между мерцающими фотонами в направлении движения источника больше, чем расстояние между мерцающими фотонами в противоположном направлении.

ОА = (1)

ОВ = (2)

где - скорость перемещения источника относительно реликтового излучения.

Нетрудно видеть, что излучение фотонов производится в полном соответствии с баллистической теорией распространение света Ритца в выделенной относительно реликтового излучения системе отсчета.

Оказавшись вне излучателя, фотон переизлучается и движется скачками в выделенной системе отсчета со средней скоростью с.

С помощью наглядной модели распространения света нам удалось обосновать, а не просто постулировать принцип постоянства скорости света. Эксперимент Майкельсона служит доказательствам этого постоянства скорости света.

С помощью мерцающих фотонов также доказывается, что в знаменитом эксперименте со свечой, горящей в движущемся вагоне, свет одновременно достигает стенок (задней и передней) вагона, как с точки зрения наблюдателя, находящегося внутри вагона, так и с точки зрения наблюдателя, находящегося на платформе. А это означает конец принципу относительности одновременности событий и парадоксу близнецов. Нет ни того, ни другого.

Доказано, что никаких релятивистских поправок в эффект Доплера вводить не надо. Мерцающие фотоны сами вводят все необходимые поправки.

Никаких сокращений размеров трехмерных объектов в нашем трехмерном пространстве мы никогда не обнаружим. Да они и не нужны, эти сокращения в теории мерцающих фотонов.

Мгновенная передача взаимодействий подтверждена экспериментами с "запутанными" фотонами, а скачкообразное перемещение доказано всем накопленным опытом квантовой механики

3. Движение смешанное

Смешанное движение представляет собой сумму квантованных движений элементарных частиц вещества. Вопрос в том, как элементарные частицы узнают, в каком направлении и с какой скоростью следует двигаться скачками.

Ответ дает специальная теория относительности. Вернее применение ее к элементарным частицам. Незадолго до создания теории относительности Эйнштейном француз Пуанкаре исследовал движение электрона и пришел к выводу, что электрон деформируется в направлении движения. По направлению и величине деформации можно судить о направлении и скорости движения электрона. Так как на деформацию электрона затрачивается энергия, то по величине деформации можно судить и о величине запасенной телом кинетической энергии.

(3)

Физическая сущность кинетической энергии состоит в том, что на деформацию элементарной частицы затрачивается энергия и эта энергия хранится в деформированной частице точно так же, как хранится энергия в сжатой пружине. Масса m забирается от массы элементарной частицы. Не увеличивается масса при увеличении скорости, как еще до недавнего времени полагали физики, а уменьшается. Кажущееся увеличение массы вызвано ростом сопротивляемости движению. Сила, необходимая для создания ускорения покоящейся частице меньше силы, необходимой для создания ускорения движущейся частице:

(4)

Результат расчета такой же, как при расчете с увеличивающейся массой, а физический смысл совершенно иной.

До запуска стрелы Зенона все микрочастицы, а значит и вся стрела движутся вместе с поверхностью земли относительно реликтового излучения с заданной скоростью и в заданном направлении (скорость примерно 400 км/c в направлении границы созвездий Льва и Чаши). В момент запуска стрелы стреле придается дополнительная скорость, которая складывается геометрически со скоростью 400 км/c в каждой микрочастице, вызывая дополнительную ее деформацию. Микрочастицы начинают мерцать в новом направлении и с новым расстоянием между точками мерцаний. Стрела летит в заданном направлении с приобретенной скоростью.

При движении макротела скачками перемещаются только микрочастицы. Никаких волн Де Бройля у 32 - килограммовой гири, как системы микрочастиц нет и быть не может.

квантовый свет фотон электрон

Литература

1. В.И. Костицын. “Теория многомерных пространств”, М.: Комкнига, изд. 2-е, испр. и доп. 2010 г.

Размещено на Allbest.ru