Почему Природа устроена по квантовым законам (стр. 5 )

Поставим такой эксперимент: в реальных, лабораторных условиях зафиксируем некоторую заряженную частицу, окруженную силовым полем (например, заряженный шар на укрепленном стержне). На некотором расстоянии от силового центра разместим источник тоже заряженных пробных частиц.  От силового центра к источнику пусть изменяется потенциал ц взаимодействия так, как это представлено на рис.2.

Рис.2 Схема взаимодействия пробной частицы М в поле ц силового центра N. rA – точка размещения источника пробных частиц

По мере уменьшения стационарного поля ц силового центра N, при удалении от него, значение потенциала достигнет, в конце концов, уровня усредненного «шума» полей от всех остальных сущностей Вселенной (в точке rmin рис.2).

Если источник пробных частиц будет находиться на расстоянии R от силового центра большем, нежели расстояние, на котором силовое поле центра сравняется с полем «шума» Еstoch, то пробная частица, которая получила от источника питания пробных частиц энергию, сначала движется с импульсом Р в направлении силового центра в стохастических полях Еstoch (конечно, не только электромагнитных, но разной природы). Она не будет чувствовать влияния стационарного поля силового центра вплоть до точки rmin, точнее, она его будет чувствовать, но только как одну составляющую от общего количества составляющих от всех остальных сущностей Вселенной, которые непрерывно изменяют свое влияние в анализируемой точке и создают «шумящее», стохастическое силовое поле около неё. Пробная частица, вылетевшая из источника в точке rA и перемещающаяся в «шумящем» поле среды, приобретает неопределенность в значении своей энергии, и величина такой неопределенности будет равна среднему уровню «шума». Только когда пробная частица появится в точке rmin, только тогда она начнет чувствовать стационарное поле ц силового центра. В парадигме принципа соизмеримости эта величина усредненного «шума» Estoch и есть наименьшей единицей меры энергии взаимодействия силового центра и пробной частицы. Меньшей средняя энергия (не мгновенная, а именно средняя), по крайней мере заряженной частицы, находящейся в стохастическом электромагнитном поле Вселенной, быть не может. Мы экспериментально никак не сможем определить значения меньшей энергии, чем Еstoch в частицы, находящейся в стохастическом поле, т. е. говорить о значении энергии пробной частицы меньшей, нежели уровень Еstoch бессмысленно, если мы попытаемся описать её взаимодействие с силовым центром. На самом деле Еstoch, это уровень значения неопределенности энергии пробной частицы, вступающей во взаимодействие с силовым центром только начиная с точки rmin через поле силового центра, создаваемое потенциалом ц.

Если эту наименьшую энергию (т. е. усредненную энергию «шума» среды) взять за единицу меры, то при определении количества целых единиц меры энергии некоей сущности (пусть пробной частицы, имеющей массу), абсолютное значение её энергии (полученной от источника питания в источнике пробных частиц) надо делить на эту единицу меры. Очевидно, что в разные моменты времени средняя величина этой единицы меры в точке rmin может несколько изменяться – и это сильно зависит от общего времени усреднения при определении значения меры. А какое время усреднения нужно брать для определения значения единицы меры? Если брать очень малое время усреднения, то от одного момента времени к другому более вероятно получить отличающиеся значения единицы меры. Если исходить из предложенной здесь физики определения такой сущности как мера, то за время усреднения логично брать время взаимодействия пробной частицы и силового центра, т. е. время пролета пробной частицы от точки rmin до силового центра N. Это диктуется логикой предложенного понятия меры. Чем больше начальная энергия пробной частицы, тем быстрее пробная частица пролетит расстояние rminN и достигнет силового центра и тем меньшее время усреднения надо брать для определения величины меры её энергии.

На самом деле чем меньше время взаимодействия частиц (а, значит, чем меньшее время усреднения), тем, с одной стороны, должно быть большее отличие в начальных значениях неопределенности энергии пробной частицы, вступающей во взаимодействие с силовым центром в точке rmin при повторении одного и того же эксперимента, ибо усредненная величина стохастических полей (т. е. величина меры) при очень малом времени усреднения имеет шанс, из-за флуктуаций, приобрести весьма отличающиеся значения от одного, в точности повторяющегося эксперимента, к другому. Но, с другой стороны, из-за того, что энергия пробной частицы выражается целыми числами фактически очень малой по абсолютному значению единицы меры, то при большой начальной энергии пробной частицы, её энергия будет выражаться большим количеством единиц меры. При этом, вычислять результаты рассеяния надо будет, работая фактически с очень большими числами, а большие числа, как уже отмечено выше, дают классический, равновероятный во все углы рассеяния результат. Роль абсолютного значения единицы меры, при изучении процесса рассеяния в случае больших энергий пробных частиц, будет слабой.

При очень малых абсолютных значениях энергии пробной частицы, приближающихся к абсолютному нулю и, поэтому, больших временах усреднения (при большом времени взаимодействия низкоэнергетической частицы, время усреднения тоже большое, поэтому неопределенность начального значения единицы меры в этом случае минимальна и варианты отклонения пробной частицы в заданный угол от эксперимента к эксперименту должны быть одинаковыми или очень близкими к таковым) количество целых единиц меры пробной частицы будет очень мало и описывать результаты такого взаимодействия с помощью целых чисел надо будет с помощью малых и даже очень малых чисел. При этом квантованность результатов рассеяния ярко демонстрирует свой подлинный смысл. Если данные по рассеянию, представленные на рис. 1, можно было трактовать как волновой процесс с преимущественными углами отклонения, например,  в углы 67,50 и 47,50 (рис.1А) и не сильно обращать внимание на то, что внутри такого максимума есть точное значение определенных углов отклонения частицы, а кривая – это результат усреднения таких точных отклонений, то при предельно низких энергиях пробной частицы квантованность ярко проявляется в подлинном её смысле - избирательности отклонения пробных частиц в совершенно определенные углы. По нашему мнению, этот результат, т. е. распределение пробных частиц по точным углам внутри волновой кривой невозможно получить из стандартных расчетов методами квантовой механики.

Из рис. 2 можно видеть, что если бы в точке N был зафиксирован электрон с заданным потенциалом ц его поля, то при изменении абсолютного значения величины Еstoch (стохастическое поле, конечно же, непрерывно «дышет», изменяется), точка rmin, где, собственно, только и начинает появляться «присутствие» электрона, тоже будет непрерывно хаотически перемещаться по оси r, обозначая изменяющийся! предельный «размер» электрона по началу его действия на пробную частицу. Ведь если действие некоторой сущности в некотором месте не проявляется никак, то в этом месте такой сущности нет! Так можно понимать физику изменяющегося, т. е. неопределенного «размера» электрона или другой сущности, имеющей постоянный заряд. Но если «размер» даже такой абсолютно идеализированной сущности, как электрон неопределёнен, т. е. может изменяться за время меньшее всякого наперед заданного интервала времени (ведь скорость изменения стохастического поля возле электрона определяется поведением ВСЕХ сущностей Вселенной), то мало смысла говорить об иррациональности отношения «диаметра» электрона (какого диаметра?) к длине «его окружности».

Иначе говоря, если пользоваться не идеализированными геометрическими фигурами, нарисованными мелом на доске исследователем (проведенная по какой-либо поверхности та или иная линия это продукт нашего сознания, а не результатов измерения реально существующих тел, т. е. это геометрическая математическая идеализация, модель нашего представления о Мире, это то же самое, что созерцание, так характерное для древних греков, которые, не имея доступных нам теперь материальных средств исследования Мира, моделировали его (блестяще!) с помощью сознания и мы до сих пор используем те ихние представления о Мире), а работать с реальными объектами Мира, то понятие иррациональности, и, соответственно, отсутствия общей меры у взаимодействующих объектов очень сильно сузится. По крайней мере, его пределы приобретут ясный физический смысл, что позволит осмысленно интерпретировать результаты реальных физических экспериментов, а не искать в них фатума.

Из представленного определения единицы меры взаимодействующих физических объектов в реальном Мире (т. е. в материальном мире реальных, взаимодействующих сущностей, не идеализированном, не придуманном) можно понять, что на неопределенность результатов рассеяния влияет не наблюдатель. Результаты рассеяния вероятностны в силу неопределенности единицы меры взаимодействующих сущностей, которая (мера) зависит от состояния на данный момент времени всех сущностей Вселенной, влияющих на данный тип взаимодействия. Конечно же, и наблюдатель тоже вносит неопределенность в состояние, например, пробной частицы, если пытается определить её состояние до или после взаимодействия (ведь пытаясь определить её состояние он влияет на неё), но важно понимать, что в реальном Мире неопределенность результатов взаимодействия существовала всегда, еще до всяких наблюдателей – это к слову об так называемом «антропном принципе» [см. напр. 13] не выдерживающем никакой критики.

5.Заключение

       В основании квантовой механики лежит принцип соизмеримости сохраняющихся величин.

Мы полагаем, что с помощью предложенного принципа, путем решения двух задач физики, нам удалось показать почему Природа устроена по квантовым законам, а именно: Природа устроена по квантовым законам потому, что при обмене взаимодействующих объектов величинами, сохраняющимися абсолютно, эти величины перераспределяются между объектами только так, чтобы они имели общую меру до и после взаимодействия.

Мы показали в чем состоит физика «разрешенных» состояний атомных систем, почему результаты взаимодействия квантовых объектов содержат неопределенность, внесшую смятение в умы философов, а также подлинные физические причины такой неопределенности. Представляется, что дальнейшее расширение понятия меры взаимодействующих объектов на времена перехода электрона внутри атома из одной орбиты на другую позволило бы качественно понять, что и как происходит во время таких переходов.

Литература

1. С. Вайнберг.  Мечты об окончательной теории.  Едиториал УРС С, М., 2004; 256с. (русский перевод книги: S. Weinberg. Dreams of a Final Theory – The Search for the Fundamental Laws of Nature. Vintage, London, 1993)

2. http://www. rodon. org/sl/nsfvtsunichzes. (русский перевод книги: L. Smolin. The trouble with physics: the rise of string theory, the fall of a science, and what comes next. Pengium Book, London, 2007; ISBN 9780713997996)

3. Р. Фенйман, С. Вайнберг. Элементарные частицы и законы физики. «Мир» М., 2000, 138 с. (русский перевод книги:  Elementary particles and the Laws of Physics. R. P.Feynman, S. Weinberg “Lecture notes compiled by R. MacKenzie and P. Daoust” Cambridge University Press.)

4. А. Нивен. Числа рациональные и иррациональные. «Мир», М., 1966,  с.64. 5.https://www. /publication/315787543_Physical_Foundations_of_Discreteness_of_Atomic_States.

6. К. Рамзауэр, Р. Коллат. Успехи физ. наук. 14, №8, 1934, с.957- 981;

7. К. Рамзауэр, Р. Коллат. Успехи физ. наук. 15, №1, 1935, с.128-165.

8.. Математ. сборник. 43(87), №2, 1957, с.257.

9. . Труды по теории чисел. Изд. АН СССР., М., 1959,  978с.

10. , . Квантовая механика. т.2, «Наука», М., 1972,  с.230.

11. Н. Мотт, Г. Месси. Теория атомных столкновений. «Мир»., М., 1969, с.488.

12. . Риторическая теория числа. «Ленанд»., М., 2013, 799с.

13. B. Carter.  The Anthropic Principle and Its Implications for Biological Evolution.  The Constants of Physics.  Ed. W. McCrea and M. J. Rees (London: Royal Society, 1983), p. 137.