Ядерная проблема

Ядерная
проблема
• «Cogito ergo sum». Рене Декарт (1596–1650)
Человек – это система, которая исследует мир. Органы чувств человека Система обнаружения происшествий.
Человеческий разум – это логическая система, которая анализирует
информацию о событиях.
MichaJ Gryzinski
СЛУЧАЙ АТОМА
Homo-sapiens
Варшава 2002
Ядерная проблема
Авторское право © 2001 г. Homo sapiens. Все права защищены. Отпечатано в Польше.
Все права защищены. Весь и каждый элемент книги в виде текста,
схем, иллюстраций, графиков и т.д. является проприетарным.
Любые способы перепечатки, воспроизведения без письменного
согласия автора запрещены.
Homo sapiens - tcl.815-36-3004-644 Warsaw, ul. Аксентовича 3/16
Типография Efckt - тел.619-60-5803-X02 Warszawa uI.LubcIska 30/32
ISBN 83-905124-8-3 Научная литература
(EPS 2712-1)
Рисунки и иллюстрации:
Анна Грызиньска,
Верстка: Михал А.Грызихский.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Атом является основным, разумным строительным блоком микроскопического
мира. В зависимости от обстоятельств он вступает в то или иное «сродство», порождая
невероятное богатство окружающего нас мира. Она определяет структуру ДНК и лежит в
основе жизни. Расшифровка его структуры. Это начало пути к расшифровке
функционирования живых организмов. Принято считать, что этап расшифровки
структуры атома уже позади. Не в прямом эфире, правда в другом. Я наткнулся на эту
истину на первом этапе своей многолетней работы, анализируя огромные знания,
закодированные в результатах экспериментов по атомной физике и молекулярной химии.
Оказалось, что уже на 11-м начальном этапе атомного бадкм были допущены
кардинальные ошибки, которые привели к первому полностью ложному образу атома. В
результате, наше нынешнее понимание процессов в микромасштабе далеко от
реальности.
Мечта автора - \ "вопрос атома" нашел свой путь к "соломенной крыше". На следующих
страницах этой книги, в нескольких разделах, относительно легких по форме, но строгих
по содержанию, я попытаюсь донести до читателей суть собранных мною аргументов,
свидетельствующих о необходимости пересмотра >резких взглядов на понимание
микроскопического мира. Это моя идея. Это должно быть сделано таким образом, чтобы
как можно более широкая группа могла активно наблюдать за этими спорами. Кого-то
может подтолкнуть к более глубокому исследованию в этой увлекательной и совершенно
логичной игре. и дать людям науки альтернативное видение того, как решить проблему.
Я призываю молодежь интересоваться этой темой. Подумать только, что разгадывание
кроссворда не менее интересно, чем совместное экспериментирование в визуальной игре
игры. По общему признанию, здесь не moz.na выиграть миллион. Не машина, а
удовлетворение от понимания того, как бегать в неуловимой глазу материи или
клетронах. Какую связь может сделать структура атома с красивым кристаллом или
структура человеческого гена, это не больше, чем восхищение скоростью автомобиля.
Хотя книга в основном основана на результатах уже опубликованных работ, в ней
также представлены результаты статей, не допущенных к публикации ортодоксальными
рецензентами – научными рецензентами. цензоры» (Censors) к тому, чтобы фактически
кульминировать [клише каждого. действительно нового мышления, а также самого
последнего. Нигде до настоящего времени результаты Бадари не были представлены.
Первые три главы книги представляют собой научно-популярные лекции,
позволяющие читателям даже со средним образованием понять суть микроскопической
реальности. Четвертая и пятая главы представляют собой профессиональные аргументы
в пользу новой модели атома и корпускулярной природы света. Заключительные главы
предназначены для чтения для всех.
За то, что так много благодарил столь немногих... Картина атома, представленная в этой
книге, создавалась в течение многих лет. Потому что картина, которая предстала бы
передо мной! Полное противоречие существующих взглядов на понимание
микроскопического мира. Мне выпала честь работать в условиях постоянной связи с
православными последователями общепризнанной теории. На самом деле, было бы
невозможно выжить во враждебной среде в течение стольких лет без таких людей, как сэр
Дэвид Бейтс, краеугольный камень ирландской физики. Кто с открытым козырьком potra
fil stanqc на моей стороне. или без многих других людей, в которых я находил более или
менее открытую поддержку.
Немаловажное значение для меня имело наличие сочувствия в публикациях,
автором которых был Юджин Радд из Небраски. Для меня было большим
Спираль ДНК
является основным элементом
гиидного организма организма
Недопроектированный
строительный элемент
спирали ДНК
ATOM
8
PrzcdmoH No1
удовлетворением^ разделить почти идентичную точку зрения на роль классической
динамики в атомной физике с Птаром Груичем из Белграда.
К группе людей, в которых я нашел большую или меньшую поддержку^,
относятся ныне покойные^ выдающиеся русские физики: Николай Федоренкс из
бывшего Ленинграда и Лев Арцимович из Москвы - последний часто ссылался на
то, что он был правнуком польской ветви польской ветви 1863 года. Очень ценным
для меня было благосклонное отношение злобного редактора «Physics Letters»
Рудольфа Винеке из Нимичче - именно благодаря ему^ широта моих работ,
опровергающих существующие^ взгляды на строение атома, смогла увидеть свет.
Среди людей, с которыми мне довелось встретиться на моем научном пути, был
разносторонний теоретик, многолетний директор Гарвардского центра
астрофизики Алекс Далгарно, ученый, к которому я отношусь с большим
уважением за его открытость к взглядам, выходящим ^ за рамки ортодоксальной
схемы.
Список людей, которые сопровождали меня по собственному выбору на
этой ухабистой дороге, начинается с имени Йозефа Кунеца, в течение многих лет^
связанного с Университетом Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе, которому
была оказана немалая заслуга за то, что он в какой-то степени поблагодарил меня
за мои взгляды на строение атома. Нелёгкий. это была вещь^ продержаться долгое
время рядом со мной в Польше, когда karicrq naukowq блокировал^ нетерпимое
квантовое лобби. Особенно мне помогла настойчивая помощь Мариана
Ковальского, который работал со мной дольше всех^ и чье участие в различных
этапах моей борьбы было самым большим^. Мне доставляло большое
удовольствие некоторое время работать с Мариушем Влазло или с молодым
физиком Анной^ Окопирискк, первой европейской завоевательницей^
восьмитысячелетнего Лхоцка в Гималаях. А когда речь заходит о горах, нельзя не
упомянуть альпиниста Сташека Кулириски, который с такк. Храбрость Сарна^,
когда он атаковал вершины гор, защищал меня, неверных, сжигая на «квантовом
костре». Отулик, создавший для меня благоприятные условия работы, был группой
кои эго в 1 коллеге, с которым я много лет проводил эксперименты в области
управляемой термой^ синтетики. В их состав входили j^: Лех Якубовски, Эльжбета
Складник, Ежи Новиковский, Ежи Лангнер, Анджей Ежикевич, Эугениуш
Гурский, Яцек Станиславский, Анджей Городериски и две дамы из секретариата:
Алисия Гаврошска и Анна Саламориска - непревзойденный тандем Зеры.
Особая благодарность Янеку Пётровскому, племяннику моего покойного
коллеги Анджея Ау. Это стало возможным благодаря энтузиазму и конкретной
помощи Янека, который занимается печатанием книг. Мое видение атома могло бы
дойти до более широкой группы людей, как в Польше, так и за рубежом. Говоря о
написании этой книги^, нельзя не упомянуть Жанну Лоренц, мою племянницу,
которая много раз кропотливо переписывала текст, подлежащий исправлению. А
еще есть Збис Тухольский, который в течение сорока лет ни разу не покидал ни
одной из моих жизней, а также его жена, ныне покойная^ наделенная
необыкновенным голосом и незаурядным^ умом замечательной Анны Герман,
которая смогла приехать ко мне и мы могли обсуждать не только скрипы музыки,
но и тонкости физики.
Напоследок несколько слов о моих первых «учениках», слушающих
атомарную модель свободного падения 1 соавторов этого издания. Это были мои
дети: Михал-младший, взявший на себя задачу сделать компьютерный набор
книги^ Ханя, графика которой определила ее характер, далекий^ от стереотипа.
Warszawa, grudzieri 20, Anno Domini 2001
Michal Gryzihski
■Я
Всем Там, кто поддерживал меня на ухабистом пути к научной истине.
Иллюстрация к прекрасному стихотворению св. Р. Добровольского «Может
быть...»,
к которому мелодию сочинила и замечательно спела Анна Герман.
Фортепианную нотацию из записей Представительного художественного ансамбля Войска Польского,
с которыми часто выступала замечательная Аня, исполнит рік В. Шулиа, дирижер и композитор.
10
Улонин Нутуры или человеческий интеллект?
Абсурдна ли природа, как утверждали Бор, Борн и Гейзенберг?
Или она совершенно иогична, как это видели Ньютон, Максвелл и Лоренц?
Все ситечки, стремящиеся^ к пониманию микроскопического Мира и, таким образом^с,
стремящиеся^ к построению логической системы интерпретации физики, могут иметь
смысл только в том случае, если этот Мир функционирует на логических принципах.
В начале ХХ века физики признали, что мы достигли пределов познания, где понятия^ повседневной жизни
потеряли смысл.
Мы покажем, что^ нет никакой разницы между микро- и макромирами.
СОДЕРЖАНИЕ
А. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА ХХ ВЕКА НА ЛОЖНОМ 1 МАСЛЕ
(квантовая механика - теория, которая создана и не должна быть создана)
13
Б.
27
НА ТИ, KWANTACH1 АТОМ В НЬЮТОНОВСКОЙ ДУЦИИ
(Мы сворачиваем с ложного пути^, так как теоретическая физика существует уже почти сто лет)
В. КАК ВЫГЛЯДИТ АТОМ? КАК ОБРАЗУЮТСЯ АТОМЫ E \CZ \ SIF, W CZ \ STEKS ? .............................
65
(коротко и просто для всех о путях электронов, пересекающих SIQ на атомных ядрах)
Г.
НЕКОТОРЫЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ СООБРАЖЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ АТОМА
(лекция для всех, кто знаком с понятием ^производной и интеграла)
................................ 95
Д. 1 ЧТО ДАЛЬШЕ? ДОЛИНА. J ТАКЖЕ В ДЛ ЧИ НЬЮТОНА \ .................................................................. 127
(о спектроскопии и части^стике водорода, об атомном ядре и о фотоне,
по теории относительности^ и по
космологии)
Е.
И
АВТОБИОГРАФИЧЕСКИЕ СЛУЧАИ ТЕО
(Инквизиция в современной Йизице - и не только в Йижице)
Ж. ФИНАЛ SEO WO
(Реабилитация Ньютона; Bohr vervify: Mechanik^ quantum bury)
155
.................................................................. 185
Эпилог. Тревога за планету Земля!Статья 193
(ситуация на глобусе глаз Жизыка)
12
«Смотрите, король не носит его! – сказал маленький ребенок. И. Х. Андерсен (1805-1875).
Π^«'<Σρ:><*·<Σιί)·>Σ|ί|τ|ί)|·
и«2
i=2
i=l
i"l
»»1
Я
Квантовая механика - величайшая мистификация в истории науки.
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА ХХ ВЕКА
ПО ЛОЖНОМУ СЛЕДУ
(квантовая механика - теория, которая была создана и не должна была быть создана)
§1. Методология поведения в познавательном процессе микромира
(от вопроса как, до вопроса почему - от фактов, через региды, к законам)
Статья 2. Предмет полемики: Философские основания физики микромира
(Пайка - это детерминизм, а индетерминизм - это религия)
§3. Ходатайство о пересмотре судебного решения 70-летней давности
(STRAWA ATO MU: ключевые факты и ключевые аргументы)
§4. Уполномоченный по ходатайству о возобновлении дела
(Трудно примириться с мыслью, что теоретическая физика могла идти по неправильному пути в течение
трех четвертей века.)
§5. Документация по делу
(Перечень работ ключевого значения IV исследование правды о строительстве при опущении)
Мол это; Работа физика, занимающегося конструированием mater ii, обманчиво похожа на работу детектива, пытающегося использовать отпечатки
пальцев. или другие следы, оставленные преступником. uxtalic, который является попель nil. Однако в случае косвенных судебных разбирательств
имеет место ошибка. Широкий сегодня указывает на то, что его нет. что такая ошибка была допущена в начале ХХ века при исследованиях атома
HUD.
Fundamental rôwnunia sq blçdne. Они требуют кардинальных изменений... Мне предсказывают, что самое резкое изменение в bcdq — это переход
от богианских орбит к квантовой механике. " - писал в 1977 году.А.М. Дирак, один из основоположников квантовой механики. Лауреат Нобелевской премии
1933 года в книге «Подсветка.. Направления в физике».
16
1. Коретическая физика двадцатого фитиля на ложном тропе*
§1. МЕТОДОЛОГИЯ ПОСТОПОРО ВАМА В.В. ПОЗНАВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС
Как в случае с работой уголовного розыска, известной нам по богатой литературе,
так и работа атомщиков в двух разделах. А так, тут и там нужно сначала собрать
достаточно информации по данному вопросу. Если уже известно какое-то
количество фактов, что я, конечно, могу. Несмотря на то, что ценность
доказательств очень разная, можно принять решение. анализ связей между ними^ с
тем, чтобы прийти к истине.
Зарегистрированное явление:
Меняете си? циклично положение Слорицы на
небе.
Как и почему. В каждом уголовном деле есть своя поэтичность в раскрытии
преступления. В физике исходным пунктом познавательного процесса также
является открытие, и смысл открытия содержится в значении открытия. В
формулировке физика-экспериментатора он ответит на вопрос:
Как работает Zjawiako?
Во-вторых, физик-теоретик пытается Во вновь открывшемся явлении искать
причинно-следственные связи и давать ответ на вопрос:
Почему это явление происходит именно так, а не иначе?
Информация о том, как происходит явление, предоставляется нам органами чувств,
а наш ум – это место, где оно рождается. Ответ на вопрос – почему это явление
происходит именно так, а не иначе?
Ответьте на вопрос, почему?: причиной
наблюдаемых изменений является вращение
Земли.
Математика против физики. Информация о физическом явлении обычно принимает
форму набора чисел, которые физик-экспериментатор получает в ходе проведения
измерений. Для того, чтобы провести количественный и логический анализ этого
материала, ему нужна математика. Математика сама по себе является совершенно
абстрактной областью науки, которая может быть использована в математике.
развиваются в полной изоляции от реальных объектов. Таким образом, математик,
помимо того, что представляет Лизби, изобретает, например, понятие клипов:
dcfiniujqc jq как место геометрических точек, для которых сумма расстояний от двух
неподвижных точек. который он называл фокусами, размером с Сталк. Физик может
обнаружить, что результаты его наблюдений доставляют ему немало хлопот. с
помощью уравнения, описывающего клипы?. Наличие в вашем распоряжении
такого рода математических зависимостей должно облегчить задачу поиска ответа
на основной вопрос познавательного процесса: почему наблюдаемое явление
протекает именно так, а не иначе. Именно с помощью математического аппарата он
может в хаотичном наборе фактов обнаружить взаимные связи и представить их в
виде причинно-следственных связей. Такие интерпретации, выраженные
средствами математического формализма и проверенные в различных ситуациях,
являются основой для практического применения теории.
Но, оперируя соотношениями, построенными математиком, следует
помнить, что
Математическая формула может быть использована как элемент физики только в том случае,
если переменные в этих формулах однозначно отнесены к измеримому эксперименту H* величин.
Реконструируем хронологию наблюдаемых
изменений положения Slorica с помощью
матрицы
funkeji
sinr.
это
косвенное
доказательство вращения Земли.
Например, математическое понятие эллипса стало понятием эллипса. фрагмент
физики только тогда, когда Кеплер поместил лорицу в один из ее фокусов, а конец
ведущего луча трассирует эллипс? Он был связан с Planetq Orbiting Slorice.
§1. Metodología postçponania и когнитивный процесс mikrotaiata
Математик может строить свои мысли независимо от материальной реальности, но он также может создавать их на
основе наблюдений физиков. Так, например, он может обобщать реальность реальности, постигать трехмерность
пространства и оперировать абстрактным понятием многомерного пространства, оторванного от физической реальности. В
математических формулах переменные, определяющие^ время и положение в пространстве, могут встречаться на равных
основаниях. Время и пространство – это два качественно разных понятия, определяемых двумя качественно разными
процессами измерения. Более того, día физика-экспериментатора существует только в том пространстве, в котором он
проводит измерение, и существует только время, в течение которого часы, по которым он его исмеряет. Поэтому, независимо
от того, какие теоретики будут < и изобретать общие и временные соотношения, следует иметь в виду, что
Теоретические решения в области физики могут быть проверены
Только по газу местных часов и трехмерной, локальной системе отсчета, которой пользуется физик-экспериментатор, проводящий измерения.
Правила и законы. Во всем процессе построения здания нашего физического знания можно выделить три качественно
различные ктапы. А именно:
[ 1-й этап формулировки rcguls, показывающий закономерности в наблюдаемых фактах - здесь можно привести, например,
правила Бальмера и Лаймана, определяющие положения pr^zks линейного спектра.
И?. стадия постулирования законов, определяющих^ более или менее точно причинно-следственные связи между
наблюдаемыми фактами - классическим примером <могут быть уравнения Нкутона и сила тяготения, описывающие^
движение планет вокруг Слорика, или закон Гука wiqzqcc величина деформации пружины от величины приложенной силы.
3. этап верификации законов и правил расшифровки строения сложных объектов, построенных по этим законам - ведь
планета Нептун была открыта на основе ранее открытого закона всемирного тяготения и законов динамики Ньютона, а
Резерфорд открыл jqdro на основе уже известного закона Кулона.
Физическая теория и эксперимент. Пытаясь^с реконструировать логику функционирования природы с помощью^
математических отношений, мы не должны забывать, что первым исходным пунктом для понимания физической теории является только
эксплицитное. Имея в своем распоряжении^c качественно различные экспериментальные факты, мы можем
Сформировать основу более широкой системы теоретической физики. Фрагмент теории, уже построенный для объяснения
фактов, является руководством для проведения экспериментов для проверки исходных предпосылок теории, а также
руководством для экспериментов, позволяющим обобщить порождаемые гипотезы^. Процесс познания ► представляет собой
постоянное противостояние obsenvaeji и нарождающейся теоретической Ij >rntalizntn. Для того, чтобы этот процесс постоянного
противостояния функционировал должным образом, необходимо, чтобы строитель теории обладал глубоким пониманием
эксперимента и, наоборот, глубоким пониманием экспериментатором теоретической схемы интерпретации^. Если это условие
не выполняется, может быть создано теоретическое описание, неадекватное действительности. Помня о решающей роли
эксперимента в проверке физической теории США<, мы уделим много места экспериментальным аспектам вопроса. Особо^
обращалось внимание на то, что всякое новое теоретическое понятие должно иметь однозначно определенный аналог в
эксперименте.
§2.1 СПОРА:
ОСНОВЫ ФИЗИКИ МИКРОСВВИАТА F1LOZOITCZNE
Причинность и детерминизм. Фундаментом классической физики, или, скорее,
предпосылкой, определяющей концепцию классической физики, является принцип
причинности. Не вдаваясь в подробности, скажу, что в этом есть смысл. Сводится
к краткому утверждению:
Каждый природный организм имеет свои однозначно определенные причины.
Именно на основе причинно-следственных связей классическая физика пытается
Дать ответ на вопрос, почему наблюдаемые явления протекают именно так, и никак
иначе. Таким образом, понимание явлений, происходящих в рамках классической
физики, означает отслеживание причин наблюдаемых хронологических wydarz.cn
рассматриваемых как перемещения материи в пространстве. Так, например, когда
Ньютон сформулировал уравнения движения и открыл закон всемирного
тяготения, вы могли бы сказать: «Знаем ли мы, почему планки движутся?» Так оно
и есть.
18
1. Физика ХХ века на ложных тропах
Причинно-следственная связь между
наблюдаемыми изменениями
скорости планеты и невидимым гравитационным участком, подтвержденная
многочисленными наблюдениями, выявила фундаментальные свойства материи:
инерэй, движение, взаимодействие. Уравнение Ньютона определило исчисление
истории? Конечно, ньютоновский детерминизм – это математическая абстракция.
Точно так же, как понятие точечного планка является математической
абстракцией. И мышей он будет иметь в виду. что определяет историю?
Планктическое измерение положения и скорости всегда будет подвержено
некоторой погрешности, а в нетривиальной Вселенной мы никогда не сможем
учесть все взаимодействия планеты и даже в рамках абстрактной математической
модели не сможем сформулировать определенное описание ее поведения. По этой
причине
Когда мы говорим о детерминизме классической физики, мы всегда имеем в виду ограниченный детерминизм,
Иными словами, относящиеся к к некой идеальной изолированной ситуации, в
которой мы будем Они пытались описать в рамках приблизительных причинноследственных связей.
Теория и телосложение. Отражая функционирование природы в рамках
математического формализма, можно, конечно, воспользоваться следующими
методами. При всем своем арсенале достижений нет пределов. Мы можем
просеивать; Использовать, как n-мерность пространства, так и мнимое понятие
времени. Мы можем свободно растягивать и сжимать, искривлять и искажать
пространство и время. Должно быть выполнено только одно основное условие:
конечный результат этих рассуждений, чтобы остаться в области научной
фантастики, должен быть сведен к лабораторной системе отсчета, состоящей из
сита, конкретных объектов, вспыхнувших в трехмерном пространстве, и
конкретных часов.
Лабораторная эталонная система является единственной системой h · которые могут быть использованы для сопоставления теоретических
рассуждений с реальностью реальности.
Конечно, когда мы говорим о теории и лабораторных справочниках, мы имеем в
виду противопоставление логических соображений реальному эксперименту.
Здесь следует четко заявить, что мысленный эксперимент, за который часто
берется Дискуссанты в теоретических спорах могут быть проверкой
непротиворечивых математических соображений, но не могут быть
доказательством постулатов физики.
«Там, где нет вещи, нет времени,
а также только там, где есть СГ вещей, там есть
пространство».
Максиму Блаженного Августина можно рассматривать как определение физического пространства и
физического времени, двух независимых концепций, построенных на основе экзистенциального опыта
человека.
20
I. Теоретическая физика ХХ века по ложному следу
Квантовая механика – разрыв с принципами причинности. Физики в начале ХХ
века не могли объяснить некоторые явления на основе причинно-следственных
связей, например, возникновение причинно-следственных заболеваний.
Пр^зкёв для оскорбления лучей света, проходящих^ccgo через две близко
расположенные друг к другу щели (знаменитый опыт Юнга) решил, что в
микромире принцип причинности не применяется^. Следовательно,
фундаментальный^ принцип классической физики был нарушен, как^ принцип
сохранения энергии, и путь был открыт? к неконтролируемой свободе в
интерпретации наблюдаемых явлений. Так, wicc bazuftcq. По принципу
механической причинности? На смену классической механике пришла
квантовая механика. Более того, я не смог^ справиться с объяснением процесса
излучения на уровне отдельного атома на основе теории излучения Максвелла,
которая также отрицала этот принцип. причинность, электродинамика?
кванты^. В результате возникла парадоксальная ситуация, которая прекрасно
отражена в высказывании Р. Фейнмана:
С точки зрения здорового развития, теория квантовой электродинамики описывает природу
абсурдным
ВОТ АЛШ!
Какой пост Агат Показать
дальше
Дальнейшая часть этой
книги
(М.Г.)
образом —
и прекрасно согласуется с опытом.
Так что я надеюсь. что вы примете Природу такой, какая она есть, абсурдно. "
Ричард. Фейнман
(Лауреат Нобелевской премии по физике
1965 года)
Не попасть в^ си? в обсуждении? С философской точки зрения, помимо того,
что абсурдная теория дает результаты, согласующиеся с экспериментом, мы
подчеркнем самое важное для нас: в рамках квантовой макмеханики, о
движении электрона в мире. после определенной орбиты и атома как объекта,
имеющего определенную структуру? О пространственном вообще говорить
нельзя. В квантовой механике атом выступает как математическая абстракция
на матрице, из которой могут быть созданы различные правила, позволяющие^
воспроизводить результаты наблюдений.
Классическая физика - причинность, является принципом функционирования
природы. Предположение о том, что отсутствие концепции для решения^
головоломки не является доказательством того, что головоломка не имеет
решения^. Поэтому мы не должны отказываться от попыток найти логическое
решение^ этой головоломки, как это <( Природа построила. В конце концов
«Все попытки понять Мир, а жена zntierzajqee построить логическую интерпретационную
схему наблюдаемых явлений только тогда, когда этот Мир функционирует на иологических
принципах».
Точка зрения автора (М.Г.)
История много раз показывала, что ряд «необъяснимых» явлений находил свое
логическое объяснение в Корике, например, кажущаяся абсурдной с точки
зрения средневекового знания концепция шарообразной Земли, или
трактовавшаяся как абсурдная парижской^ Академией? Сообщается, что
учения представляют собой «камни, падающие^ с неба». Нет никаких причин
не пытаться понять микромир в рамках тех же понятий, которые мы описываем
макромир. Тот факт, что мы То, что до сих пор ROG не преуспела, не является
аргументом для того, чтобы не предпринимать таких попыток. Взять за основу
^c? Мы должны вернуться к вышеупомянутому утверждению, к тому, что,
казалось бы, имеет место. материи строения атома и на основе
§3. VVзаявление о пересмотре судебного решения 70-летней давности
детерминированно сформулированных законов попытаться решить проблему
атома. воссоздать структуры? пространственного^ атома и в дальнейшей
перспективе описать процесс светового излучения, а также построить
пространственную модель световых частиц - фотон.
21
§3. VVзаявление о пересмотре судебного решения 70-летней давности
22
МОШЕК ЗА ПЕРЕСМОТР ПРИГОВОРА 70-ЛЕТНЕЙ ДАВНОСТИ
В 1920-е годы я не мог^ дать ответ на вопрос «почему» и порвал с принципом
причинности и, следовательно, не отказался от поисков ответов на
фундаментальный вопрос атомарного. — Как движется лектрон в Атомике?
Не находя^ логического пути для такого добровольного замыкания в клетке
невозможного, им необходимо еще раз взглянуть на основы наших знаний в
>скопическом мире и предпринять шаги к тому, чтобы разыскать доселе
надменного^d элкрона.
Изображения этектонного микроскопа (СТМ),
демонстрирующие
возможности
современных технологий. Сегодня мы можем
не
только
обсенваться
отдельными
атомами, но и манипутовать ими. Показаны
четыре фазы расположения атомов железа
на поверхности разреза.
Здесь. На уровне одного атома мир начинает быть доступным человеческому
познанию.
Здесь. Мы начинаем сталкиваться с вопросами о том, как ?
Здесь. S tara ту sie найти ответ на вопросы почему?
Мы уже знаем, как квадратные атомы расположены в кристаллическом
состоянии, но мы не знаем, почему sq расположен именно так.
) электронов, универсальной составляющей материи, мы практически не
знаем.
На следующих страницах этой книги^ даны ответы на некоторые вопросы о
том, как ? А почему ?попробуем найти ответ.
(увеличено примерно в миллион раз фотографии сделаны и· лаборатории IBM)
На sqd wok'anda впервые
20
СЛУЧАЙ АТОМА
ФАКТЫ ОП, НАЧАЛО КОТОРЫХ БТЕР ДЕЛО
идентификация ЭЛЕКТРОНА - Джозеф Джон Томсон открыл атом JABRA Эрнест Резерфорд открыл ЧАСТИЦЫ SW1ATLA: ФОТОНЫ - Макс Планк, Альберт Эйнштейн
открытие «ВОЛНОВЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИИ» - Луи де Бройль
ПОСТАНОВЛЕНИЕ ПЕРВОГО ПРОЦЕССУАЛЬНОГО ЕСУ:
Нутура функционирует на нелогичных принципах,
А атом — это объект, который не может быть описан в обычных обстоятельствах повседневной
жизни< поэтому необходимо вызвать к жизни новую теорию^, называемую квантовой механикой.
Основные сторонники вышеуказанного решения:
Нильс Бор, Макс Борн, Вернер Гейзенберг, Эрнест Шрёдингер.
Votum separatum против приговора был установлен:
Луи де Бройль - с некоторыми колебаниями,
Альберт Эйнштейн - без решающего участия ситу* в деле. Генри Энтони
Лоренц - он определенно сказал, что это ерунда,
Джозеф Джон Томсон также знал о своих достижениях.
ПОДАЧА ХОДАТАЙСТВА О ПЕРЕСМОТРЕ СУДЕБНОГО РЕШЕНИЯ
Заявитель:Михал Грызийский,
Дата 1 первого обращения:
Physical Review Letters, Vol.XIV. С. 1059. 1965 год.
Обоснование запроса:
Обнаружить ошибки, допущенные в формулировке первого предложения, и показать H' на основе
старых и новых, ранее неизвестных фактов, простоту, изящество и железную логику микромира.
Т.е. разные теории и дивы разные модели атома. Что же на самом деле?
21
Модель свободного падения
Квантовая модель
Х.Г.,
Модель свободного падения — это физическое изображение атома, основанное на ньютоновской
динамике. J^dro в окружении облаков^ функции \|/ - абстрактное математическое описание атома
квантовой механики.
25
1. Теоретический лизис ХХ века по ложному следу
§4. КОММЕНТАРИЙ К ХОДАТАЙСТВУ О ВОЗОБНОВЛЕНИИ ДЕЛА
Уже в начале ^тативной фазы моего изучения логики функционирования
природы я заметил пробелы в доказательствах, касающихся строения атома.
После более пристального рассмотрения старых аргументов и в свете появления
новых, ранее неизвестных фактов, необходимость проведения повторного
расследования по этому, казалось бы, закрытому делу стала для меня почти
очевидной. На самом деле, подозрения были подтверждены сигом. После
многих лет, проведенных с карандашом в руке и глазами, прикованными к
экрану компьютера, возникла картина атома, которая значительно отличалась от
той, что представлена в школьных учебниках. или tcz, о котором говорят в
ВУЗах - конкретный образ, bgdqcy простая экстраполяция повседневности.
Неудивительно, что уже довольно долгое время раздаются голоса критики
философской системы квантовой механики. Сегодня, несмотря на жесткую
цензуру ортодоксальных теорий, все чаще говорят о тупике, в котором оказалась
физика ядра. Но, несмотря на это, говорят о недостатках системы, она до сих пор
Никто не думает о возможности совершить фундаментальную ошибку много лет назад,
которая пропустила теорию атома в неверном направлении. Эта возможность
отвергается почти подсознательно, так как вытекающие из этого последствия
сегодня трудно даже представить. Конечно, многие учебники физики
пришлось бы переписать. Кроме того, ему пришлось бы разрушить нынешнее
здание власти. Таким образом^d пересмотр приговора, вынесенного в середине
века ТКМС по вопросу об атоме, встречает огромное сопротивление. Это
затрудняет работу
Большая часть физикического сообщества уже давно привыкла к неотъемлемым
основам господствующей теории.
По его мнению, нелогичность tc трактуется не как выражение ущербности
наших знаний об атоме, а как отсутствие логики в функционировании самой природы.
Сопротивление любым пересмотрам теории особенно велико среди тех, кто участвовал в
процессе построения имиджа, основанного на ложных предпосылках, и поэтому занимает
высокое положение в существующей структуре власти. К сожалению, наука
коммерциализировалась как не что иное, как другие области человеческой деятельности,
фактически блокируя любые усилия, направленные на пересмотр существующего статус-кво.
Лично я не сомневаюсь, что истина об атоме отличается от той, которую провозглашает
ортодоксальная теория, называемая квантовой механикой. Для того, чтобы отвлечься от
заблуждения статус-кво, я предлагаю открыть второй процесс, будучи твердо убежден, что в
наших нынешних рассуждениях мы должны <вернуться в двадцатый век,
T u we are (квантовая
когда создавалась новая ткория, называемая квантом Мак-Ханикка. Здесь я
механика)
хотел бы напомнить. Квантовая механика умалчивает о том, что среди физиков,
отвергнувших тотальную квантово-волновую философию, были такие гиганты
человеческой мысли, как: Дж.Дж.Томсон, заложивший основы всей физики
атома, или Генри Энтони Лоренц, сформулировавший один из основных
законов клетромагнетизма, - и эти два гиганта. В Огдейле было бы трудно
говорить о какой-либо теории атома. Оба были убеждены, что физика,
Здесь мы должны
претендующая на звание научной науки, не может быть освобождена от
быть
неопределенного понятия функции и что отсутствие элементарной логики
(детерминированное
недопустимо. Все указывает на то, что у этих остроумных физиков был raejg, и
описание атома)
я намереваюсь, используя причинно-следственный формализм классической
динамики, показать, что у них действительно было raeje.
Какие законы управляют микрокосмом, что наш мир выглядит ^вот так? Оказывается, они
очень просты и так что о строении атома могут рассуждать
не только специалисты, но и обычные хлебоеды.
27
И. И.;Теоретическая логика XX-egu vvicku по ложному следу
24
Поскольку в обыденном сознании сложился образ микромира,
сформированный 70 годами преподавания с позиции квантовой механики, и эта
картина принципиально согласуется с той, которая будет представлена на
следующих страницах этой книги, будет уместно процитировать работы,
играющие ключевую^ роль^ в моем подходе к делу. Таким образом, с самого
начала читатель сможет увидеть глобальную философию подхода к проблеме и
с большим пониманием проследить за развитием ситуации §5.
В потоке информации, которую сегодня предоставляет нам научная литература,
мы не можем разглядеть работы ключевой важности – как те, которые
создавались десятилетиями^ годами, которые являются вехами на пути к
научной истине, так и те, которые создаются в настоящее время. В
нижеследующем резюме приведены работы, которые нельзя упускать из виду
при обсуждении сущности функционирования микромира. Цитируемые работы
сопровождаются jcdno-предложением, характеристикой по пунктам.
Основные работы, которые ведут
современные
атомные исследования
БМИКМИ, ...
ФИЛОСОФСКИЙ ЖУРНАЛ«
Менделеев Д.В. Основы химии, 1869
Великое многообразие макроскопического мира сводится к ограниченному набору регуляторных
строительных блоков - атомов с циклически повторяющимися химическими свойствами с
возрастающей массой.
Thomson J. J. Phil. Mag. 4. 292 (1897)
Открытие электрона - универсальной составляющей материи.
Планк М., Ann.Phys.l, 69 (1900)
Первый сигнал о вихревой наюре микромира и первый шаг к раскрытию корпускулярной природы
мира.
ИИ ДЖОКОВ. pF & CIRXC&
Эйнштейн А., Ann.Phys.l7. 132-148 (1905)
Идентификация фотона и демонстрация корпускулярной природы мира.
(nn· «*:«■
V«
l.ttt
*1
Thomson J.J., Phil.Mag. 11. 769-714 (1906)
Инициировать новую исследовательскую мелодию, такую как физика атомных столкновений основной источник информации о найуре микромира - и продемонстрировать, что на атомном
уровне поведение электрона согласуется с ньютоновской динамикой и законом Кулона.
Подобно тому, как открытие М. Копчмика
проложило путь к исследованию космоса,
открытие И. Дж
.
Резерфорд Э. Phil.Mag.21.669-688 (1911)
Демонстрация, на основе эффекта атомных столкновений, что весь ладтнек додульни атома
и прувие всей его массы сосредоточен в точке jqdra.
Бор Н. Фил.Маг.26. 1-25, 476-502. 857-875 (1913)
Покрытие было связано между испусканием фотона и движением atum clt clronti и
неудачной попыткой построить динамическую модель атома.
Mosley H.G.J., Phil.Mag.26. 1024-1034 (1917), 27, 703-713 ( 1917)
Демонстрация того, что электроны в атоме sq сгруппированы и образуют регуламные
повторения и подоболочки.
Де Бройль Л.. Comptes Rendus 177, 548-550. (1923)
Открытие волнового электронного виасной.
Уленбек Г.Э. и Гаудсмит С.А., Die Naturwissenshaften
гироскопического электронного виасноука.
Штерн О. и Герлах В., Zcitschr.Phys.9, 349-355 (1922)
Открытие спинового электронного магнетизма.
13,
953-954
(1925) Открытие
28
§5. Рассмотрение дела
inski Μ., Phys.Rev.Lett.36A, 180-181 (1965)
Открытие того, что электроны в атоме poriiszajq si$ вдоль радиуса до jqdra - формулировка
идеи модели свободного падения.
Основные работы автора и область
применения электронной
инженерии малкрии
zmski Μ., J.Chcm.Phys.62. 2610-2619. 2620-2628. 2629-2636 (1975) Многопольные характеристики
внешнего поля атома.
idski Μ.. J.Theor.Phys.261, 967-980(1987)
Формулировка гипотезы транслятивной прецессии электрона, решающего головоломку?
корпускулярно-волновой дуализм и квантование энергетических уровней.
inski Μ.. J.Chcm.Phys.Lctt.217, 481-485 (1994)
Распространение понятия свободного окучивания на молекулярные системы и динамическую
теорию химической ассоциации эго
iriski Μ., Истинные и ложные достижения современной физики, Homo-sapiens, Варшава (1996).
Сборник ключевых работ автора, показывающих применимость классической динамики iv
применительно к атомным процессам, дополненный оригинальными соображениями,
показывающими ошибки квантовой механики и негативные механизмы процедуры публикации,
позволяющей фундаментально функционировать теории bhfdd.
nski Μ.. » В Вини.! 4tiv .pl· - yr\ zinski, 15 марта 1999
Идентификация траекторий командного перемещения электронов в атомарном гелии.
•nski Μ.. Новое лицо атома, Варшава 1996, Wyd.Homo-sapiens
Популярно об основных проблемах атомной физики, и в частности о новой модели
атома. Основан на красочной графике. Календарь Majqca Formte на 1996 год, минииздание.
z nski Μ., Задачи 4, 22 (1977)
О том, как на основе столкновений атомов можно сделать вывод о строении атома.
Профессиональный аргумент)· в
пользу детерминистской теории
атома.
Статьи, популярные у ученых
НОВЫЙ
OBUCZF.
АТОМ
1996
ziriski Μ.. Культура, 25 мая 1980 г.
P/erw.vry открыто выступает с критикой догматической схемы квантовой механики.
/¡nski Μ., Техническое обозрение 16. 28 (1984)
Критический взгляд на.. Квантовая механика.
*ltdu ru k4rtkj<h Kalendjrw
•iriski Μ., Технический обзор 16 (1996)
Критический взгляд на.. Достигнута " механика k wan f owe ten !at позже.
Популярно о детерминистской теории атома.
А.А. Меандры физики, Wyd.MON, Варшава 1988
Это единственное, что существует на польском языке. Критический по отношению к
квантовой механике и леологии теории относительности^, будет использован. В ней
также содержатся собственные мысли автора о возможности потоотделения описания
элементарной четверки.
царь С.. Иллюстрированная краткая история времени. Эд. Zysk i S-ka, Poznań 1996 (перевод с
английского) Иллюстрированная версия короткометражки «Его тори и время». Научнопопулярная книга, написанная ведущим представителем современной физики. Мировой
бестселлер, который распространился по всему миру »C с многомиллионным тиражом.
Прекрасный^кны пример создания мифов о совершенстве современной физики и ее
безграничных возможностях.
•gan J., The End of Science, Wyd. Pröszyriski i S-ka, Warsaw 1999 (перевод с англ.) Проблемы
современной науки, в частности физики. с точки зрения редактора американского
научно-популярного журнала.. Сайентифик Америкэн». Этот один из величайших
популяризаторов физики имел возможность провести практические интервью со всеми
американскими физическими факультетами. Путь информационных технологий
удивительно честен и представляет противоречия и абсурды современной физики, а
также закулисье современной науки.
Мейкер Э., История теорий эфира и электричества, Харпер и Брот, Нью-Йорк 1960 г. Пит^кны
лекция об основах нашего физического знания в историческом плане, проводимая с точки
зрения причинно-следственного восприятия окружающей нас действительности.
Литература
u/.complement^ca
КОРОТКАЯ
ИЛСТОРИЯ
ВРЕМЯ
Космологическая научная фантастика
по-настоящему.
26
Физики кричат siq: иногда они доказывают, что сивиатло - это фата, а иногда что это ракета!
SWIATtO – это:
что-то под стать волнам на воде,
Оболочка
который может разрушить атом
1'
В чем смысл
волново-корпускулярная
отношение: X-v = c ?
Х.Г.
На основе вопроса: что такое мир^ на самом деле?, возникает корпускулярно-волновая дилемма,
способствовавшая отходу от строгих принципов классической физики.
2. О СВЕТЕ, КВАНТАХ И АТОМЕ В ДУХЕ
НЬЮТОНА
(микромир, увиденный через призму макроскопического мира)
§1. ИСТОРИКО-ФИЛОСОФСКИЕ И LO ВОПРОСЫ
(истоки физики вообще, зачатки физики микромира и начало смуты)
§2. КОЛЛИЗИИ - ИСТОЧНИК ЗНАНИЙ О МИКРОМИРЕ
(Как зацепить JQDRO атома, как увидеть электрон, движущийся атомом Siq Vv)
§3. ВОЛНОВАЯ ВОДА В ИССЛЕДОВАНИЯХ О ПРИРОДЕ МИКРОМИРА (I/ow теория света - начало ложного
следа)
§4. АБРА - КАДАБРА - КВАНТЫ
(квантовая механика — оккультная теория микромира)
§5. ДИФРАКЦИОННАЯ ДИНАМИКА. И ОДИН ИЗ НИХ НЬЮТОН МЯУКНУЛ ПРАВИЛЬНО!
(Трещина — это эос больше, чем линия на бумаге, а четверка — это существо, полное жизни)
§6. ВЕРНЕМСЯ К СТРОГИМ ПРАВИЛАМ F1ZYK1 CLASSIC! (к сожалению, теорию строения атома
приходится начинать с нуля)
Вступление физики ХХ века в ложную зацепку. Это было следствием ошибочной теории света Гюйгенса. В конце концов •bala jq co-op ckspcrvmcnt
показывает. Так называемые интерференционные prqs возникают точечно. и ничто не является эффектом суммирования амплитуд Иргана. Вы тоже
можете поспорить?: если бы не blqd Гюйгенса. Не было бы квантовой механики. Что порвало с принципом причинности и открыло путь? Отражая закон
cgunity в нормальном трёхмерном пространстве, iseudo-наука творчества тормозила работы по расчленению строения атома почти для всего тела.
32
2. О sxxietle. kwanlach и atomic vx в духе Ncwton
§1. ИСТОРИКО-ФИЛОСОФСКАЯ ПОДОПЛЕКА ДЕЛА
Физика фитиля младенца. Процесс сознательного познания окружающего мира восходит к античным временам, два
великих маткамата: Пифагор (572-497 гг. до н.э.) и Евклид (460-370 гг. до н.э.) сформировали основы интерпретативной
системы физики, а Демокрит (460-370 гг. до н.э.) и Аристокл (3X4-332 гг. до н.э.)
Пифагор
начали размышлять о причинных факторах, управляющих природой.
a2+b2=c2
Однако в течение многих веков исследование природы было
иррационализмом, источником ^ которого являются необъяснимые причинные
силы многих, часто l<^k, явлений. Поэтому оправдание фактов, трудных для
понимания, искали в религиозных догмах, а приводимые аргументы носили в
значительной степени спекулятивный и метафизический характер. И так,
например. Особая сверхъестественная роль отводилась некоторым лизбам,
таким как Лиезба 7, или определенным геометрическим фигурам, таким как круг
или сфера. Именно этот аспект доминирует в argumentaeia Коперника (14731543). Кто видит в «божественной гармонии сфер»? существование
гелиоцентрической системы. или в аргументации Кеплера, сравнивающей
размеры планетарных орбит с размерами концентрических платовских тел.
Однако в средние века наука была подчинена религиозным догмам, о чем
свидетельствует смерть Джордано Бруно (1548-1600) за то, что он настаивал на
своем учении. С иконоборческой концепцией бесконечной вселенной,
Эвклид
сожженной на костре в 1600-х годах, следует помнить, что от религиозных
a+ß+Y-180°
мистиков часто также исходили очень точные и далекие от мистических
прозрений. Здесь мы можем процитировать мысль, сформулированную
блаженным Августином (354-430):
«Там, где нет вещи, нет времени.
Так же, как просто тарн, где квадратные вещи, есть пространство. "
Эта идея, исходящая от христианского философа,
определением физического пространства-времени!
Декарт
является
точным
Зачатки рационалистического описания мира. Хотя Средневековье внесло
определенный вклад в понимание окружающего мира, только Декарт (15961650)
и
Ньютон
(1643-1727)
открыли
эпохи?
Действительно?
рационалистическое мышление. Имея первый из них, введя понятие системы
координат, он создал основу для количественного описания явлений, а второй,
введя понятие производной и интеграла, создал основу для причинноследственного описания явлений.
Введение системы коэффициентов и принципов дифференциальноинтегрального исчисления положило начало бурному развитию естествознания.
Именно тогда успех в детерминистическом описании огромного масштаба
наблюдаемых явлений привел к убеждению в неограниченной силе
человеческого разума - убеждению, которое прямо характеризуется
высказыванием великого математика XIX века Лапласа (1749-1827): "Дайте мне
условия начала для уравнений соответствия, и я опишу мир". Действительно, развитие
знаний в последующие десятилетия было настолько велико, что к концу XIX
века, казалось, все фундаментальные явления были объяснены. Именно в этот
момент Кавендиш ворчал, что «физикам ничего не остается, кроме как повысить
точность вычислений», но вскоре стало очевидно, что этот триумф был очень
преждевременным.
Каждый
водитель
автомобиля
анализирует
скорость^скорость
и
расстояния«? В функции времени он
осуществляет
автоматическое
интегрирование, jczcli на основе скорости, с
тем, как qqjcchal вычисляет пройденные
дороги,
tub
roznit/konaniv.
Если/.eli
подставляем показания дороги в функцию rcstrzeri и время. Начиная с Ньютона, исходным пунктом для материнских
времени заданной скорости^скорости. Вместе концепций описания^ физических явлений было понятие^ пространства и
с Джакком он проехал по отдельным участкам
понятие цу. предстают^ce как два качественно различных проявления материального существования ИАТА.
Ирасы.
Пространство, заполненное материей, и время, определяющее эволюцию материи, есть периментабия Юкки, которая является отправной
точкой для любых рассуждений о ней.
Базисом^ для формулировки количественного описания эволюции материи t
33
является система отсчета, построенная на основе материальных объектов, признаваемых ндардами. Эти
стандартные, реальные объекты, четыре из которых образуют систему пересекающихся^ пересекающихся^
плоскостей и пять^ty движущихся^ по -kniQ-й траектории, являются лабораторной системой отсчета. Как показывает
опыт, система, необходимая и достаточная^ для описания происходящих явлений^.
§1. Историко-философская (lo sprauy)
И
Лабораторная эталонная система является единственной системой. в котором теоретические предположения Ниоги должны были быть
сопоставлены с CKSPcrimcntal
KaA.jmi. Создайте четырехэтажный, точечный материальный объект (1.2, 3.4) dcfiniujqcc fizyeznq пространство. Конечно, это первый случай, когда
США когда piqty (5), движущаяся по траектории fcankniQta, представляет собой физическое время.
И нам служит отображение с помощью^ понятия^с и математических операций наблюдаемых явлений, существующих
только в сфере воображения, произвольно определяемых
А также пространственная система координат^ и произвольно определенные часы. VVIproperties
Система координат^ и абстрактные часы могут быть смоделированы любым способом. Таким образом, мы можем
приспособить математическую конструкцию системы Lspolto^ds и абстрактных часов к специфике рассматриваемой
задачи. Две основные системы координат^. прямые^tические и сферические, составляющие основу измерений^ для
большинства^ выполненных CKSwatchs. () число координат^, используемое в теоретических рассуждениях, довольно
обширно, но при описании хронологии событий почти правилом как в теории, так и в эксперименте оперировать
понятием^ однородного времени, измеряемого равномерно идущими часами. Адекватность системы измерений и
теоретической системы отсчета при таком подходе было легко контролировать. Именно так классики физики, такие как
Ньютон, Максвелл и Лоренц, подходили к проблеме пространства и времени.
34
2. О свитле, квантах и атомарном и атомарном духе Ньютон
Введение в ХХ веке физических теорий математической формальной и/или
использования< (/-мерное "пространствоq" и связь математического
пространства и математического времени. физическими величинами
Sq^скорость света и гравитация. Она размыла границу^ между аксиомами
математики и постулатами изыки, сделав невозможным контроль^ защиту
наблюдаемых физических свойств и математических коннотаций, которые их
представляют^c.
Atoni - новое качество в fizvcc. Девятнадцатый и двадцатый века принесли
открытие качественно новых явлений. Например, естественная радиация, открытая Бккерелем (1852-1908), в
которую наша соотечественница Кюри Сколодовская (1867-1934) внесла важный вклад,
или рентгеновские лучи, открытые Рокнтгеном (1845-1923). Именно тогда равновесие
достигло ^ конца делимости материи, так что понятие атома, введенное Демокритом^,
приобрело реальный смысл. Оказалось, что все богатство форм нашего мира
представляет собой композицию сравнительно небольшого ряда «разумных» элементов,
атомов, которые, согласно строго определенным принципам, образуют более крупные
комплексы, называемые молекулами. Химики, изучающие образование таких
комплексов, заметили определенные свидетельства существования различий и
подсмесей в дозе семейства элементов. 1. Менделеев (1834-1907), рассматривая эти
различия и сходства через призму ци^теплоты элемента, расшифровывал общие
принципы? их возникновение^. Сегодня он принимает форму массива имен noszqccj?
Таблица Менделеева. Таблица Д.И. Менделеева показала, что атомы имеют свои
внутренние^внутренние структуры^, построенные на основе ещё более простых
элементов материи. Ими оказались: отрицательно заряженный электрон,
Атом в 19 веке
идентифицированный в 1897 г. Дж.Дж.Томсоном (1856-1940) и открытый в 1913 г.
Э.Резерфордом (1871-1937), значительно тоньше электрона и имеющий положительный заряд, jqdro.
§2. КОЛЛИЗИИ - ИСТОЧНИК ЗНАНИЙ О MIKROSWIEC1E
Новое качество опытов ХХ века, когда они начали^ изучать строение основных
кирпичиков материи, таких, как квадратный атом или элементарная четверть,
состояло в том, что изучать их было нечем, так как именно атом определял
пределы миниатюрных устройств. В макроскопических экспериментах, когда вы
наблюдаете огромные скопления атомов. Фотоны или лектроны - это
исследовательский инструмент^ - ведь луч света, отраженный от поверхности
книги^ или рассеянный при прохождении через тонкую пленку^, является
источником информации об наблюдаемых объектах. как в астрономических
исследованиях, так и в оптическом микроскопе. Поток высокоскоростных
лектронов, движущихся в веществе, является основным источником информации
о строении микроорганизмов, таких как бактерии или вирусы, наблюдаемых в
электронной микроскопии. Но как наблюдать ПОВЕДЕНИЕ SÍQ одного электрона
или фотона?
Измерение на пределе делимости вещества. В 1920-е годы проблема
наблюдения одиночного электрона была ключевой темой философских
дискуссий среди физиков. Именно вокруг него развернулась решающая битва за
отход от принципов детерминизма в описании микромира. Да, утверждают, вы
можете наблюдать рассеяние фотона или электрона на другом фотоне, электроне
или атоме, но это все равно, что изучать предметы из стекла молотком. И это в
ситуации, когда размер нашего молотка намного больше^, чем размер
стеклянного бездельника. На основе таких рассуждений в двадцатых годах прошлого
века Э. Гейзенбергом был сформулирован
так называемый принцип
неопределенности. Это формально правильное правило гласит, что вы не можете
следить за полетом электрона, не вмешиваясь в этот полет.'f^ si? Базиск для того,
чтобы опровергнуть тезис о том, что ir в пределах ^bie атома ir вообще не может
управляться представлением ^ локализованного электрона, движущегося по
определенной орбите со строго определенным pr^dkosciq.
Действительно, у нас нет возможности отследить ни одного клктрона, движущегося > атом. И это правда. В случае с
атомом измерение, сделанное на его эйэктроне, приводит к разрушению этого атома, имеем ли мы ситуацию?
аналогично^ предметам из стекла и тяжелому молотку^. Но, несмотря на внешний вид «молотка», «молоток» □ не
абсурден. Если в нашем распоряжении имеется большое количество одинаковых глиняных предметов, и мы используем
§2. Коллизия - источник Микройвича
35
молоток разумным образом, то мы можем извлечь много свойств разбиваемых предметов - или квадратных размеров - из
фрагментарной информации, которую мы хотим использовать с каждым образцом. Является ли sq ardc, какая форма majq
и т.д. Получается, что в микромире метод «молотка» является методом исследования. Такачественные различия в
макроскопическом и микроскопическом экспериментах поставили на повестку дня проблему полного изменения
методики измерений и методологии интерпретации. Построенный в искусстве макроскопических экспериментов, где
датчик измерительного прибора не оказывал практического воздействия на исследуемый объект, кории фитиля XlX не
соответствовали интерпретации микроскопических экспериментов ХХ века, где датчик в основном смотрел на
исследуемый объект. Нужно было смириться с тем, что
В атомном мире у нас нет возможности определять отдельные компоненты, а икроскопические
измерения могут определить только характер исследования материалов.
Самым успешным физиком, который увидел этот аспект материи и эффективно применил его к микрокосму «молотка
mctodQ», был Дж.Дж.Томсон. Основываясь на явлении лизиса, суть которого заключается в расщеплении атома на
положительно и отрицательно заряженные камни, Томсон показал, что электрон является универсальной
составляющей материи. Таким образом, был заложен фундамент такого огромного раздела современной физики, как
физика атомных столкновений - основной источник информации о строении имов и молекул. К сожалению, ограничения,
вытекающие из интерпретации определения Гейзенберга, привели к тому, что в течение многих десятилетий X века информация об атомных
Я был, наверное, единственным исключением. который последовательно
следовал, установленному Дж.Дж.Томсоном. Решение оказалось правильным. Именно на основе коллизионных
экспериментов, интерпретируемых на основе строгих правил динамики сиен, было достигнуто <? Определение того,
как движутся электроны в атомах, о ,m b^ будет рассмотрено в следующей главе^. Перед этим, однако, несколько слов
о методе познания микромира. JAKQ — это физика атомных коллайдеров.
столкновениях использовалась на практике.
Стреляем вслепую. Представим, что площадь поверхности 5 покрывается дымовой завесой. Пусть общая вверенность
целей в нем равна l. Тогда вероятность попасть в любой из них за один раз, и сколько мы стреляем вслепую, b<; Она
выражалась в соотношении общего количества объективов к охватываемой поверхности. Если стрельба из укрытий^ этой
области, :оры - пользуясь терминологией атомных столкновений - будет ^ называться щитом, то мы будем осуществлять
совершенно хаотично, то из соотношения попаданий к части промахнувшихся выстрелов можно заключить, что занавес^
цели (или мишеней) прикрыта. В любом случае. Если из 100 выстрелов получается 5 попаданий, то наиболее вероятная
площадь поражения составляет 5% от всей площади мишени. Мы не можем, однако, исключить возможность того, что
вверенность цели значительно больше^ или значительно меньше этой величины. Этот элемент неопределенности
является индетерминистским аспектом нашего макроскопического эксперимента. Такого рода индетерминизм всегда
сопровождает столкновенионные атомные эксперименты. Кроме философского аспекта, он не имеет никакой
практической основы, так как, повторяя эксперимент с обжигом любое количество раз, пар способен произвольно
уменьшать blqd при определении целевой области.
2. О свете, квантах и атоме в ньютоновском ducliu
Ведя огонь, как мы делали до сих пор, мы ничего не сказали о методе
проверки точности стрельбы. Давайте представим, что мы стреляем
шариками, которые отскакивают^ siQ при попадании в цель. В такой
ситуации количество прицепных будет соответствовать количеству шаров.
которые изменили направление своего полета. Возникает вопрос: можем ли
мы наблюдать^c результаты стрельбы и о других свойствах мишени?
Представим, что, определив направление полета отскочивших от мишени
шаров, мы обнаружим, что все они движутся в направлении, прямо
противоположном направлению выстрела. Этот факт говорит о том, что они
сталкиваются с плоскостью^, перпендикулярной^ направлению выстрела.
Рис.2. Идея эксперимента, составляющего^
основу наших знаний о микромире. Струмикри
снарядов
с
известными
свойствами
бомбардирует
щиты«;
неизвестной
внутренней
структуры^.
На
основании
измерений количества пуль, проходящих
через мишени? и разбросанные по разным
KQT, мы можем сделать вывод о внутренней
структуре этого щита. Дополнительную
информацию можно получить, измерив
изменения энергии бомбовых^ снарядов.
Если наблюдения показывают, что все отклоненные шары движутся^
под kqt 0 в направлении выстрела, то наш вывод относительно мишени не
должен быть изменен в последнюю очередь. Зная^c, что мяч отскакивает от
плоской стенки так, что k^t падения равен siq kqt отскока, сформулируем это
следующим образомQpujqco: в облаке имеется плоскость, наклоненная под
kqt fd в сторону удара.
Если бы шары выходили под несколько разных kqts, мы имели бы
право предположить. что существуют различия в пространственно
ориентированных фрагментах плоскостей - и поэтому измеряемый объект
имеет форму многогранника. В общем, подсчитывая количество шаров,
отскочивших под определенными kqts (другими словами, проведя^c
эксперимент по рассеянию), мы могли определить форму даже очень сложной
мишени.
Рис.3. Испражнение шаров, отскочивших от
самолета и от шара при хаотичной стрельбе. Как
видно из этих распределений, мы можем
заключить, что шиллинг невидимого бездельника
— это беспорядок.
ЧТО
-
□
c
ZJ
u.
o
Q.
Коллизии - основной источник информации о микроскопическом комплексе.
Микроскопическая катастрофа: столкновение judr атома wçгеля с j^dr атома тантала(12C +TaJ) при энергии 4,2 ГэВ/с на
нуклон. (Объединенный институт ядерных исследований – Дубно).
39
2. О Sw Idle, Quatlach и Atomic в духе Ньютона
Э. Резерфорд стреляет и вслепую в атом. То, что мы сказали выше о способе
слепой стрельбы по занавесу, можно применить и к такому объекту, как
невидимый невооруженным глазом атом. Роль шара в этом случае может
выполнять лектрон, субстиальный обикт. который природа предоставила нам
в наше распоряжение, или гораздо более тонкий протон, или протон, или
протон, как в случае с Э. Резерфордом. Но для того, чтобы иметь возможность
сделать вывод о форме или других особенностях невидимой цели, необходимо
знать закон действия ракет, бомбящих скрытую ККЛ с ее поверхности. В
упомянутой выше стрельбе шариками вывод был основан на предположении,
что шлепок под огнем имеет жесткий^ эффект. kqt падения равен k^t
отражения. В случае с атомом ситуация несколько иная. Атом не имеет
определенных поверхностных определений. Он нечеткий и бомбардирует его
"шариками" электронов или протонов канк-дон. В зависимости от энергии,
проникают глубже или мельче. Аналогией размытия поверхности атома может
служить гибкая поверхность воздушного шара с воздухом, который может
вообще погрузиться, если он слишком сильный.
Жесткий отскок мяча Кулоновское рассеяние поля
Рис.4. В левой части рисунка показан принцип столкновения с жесткой поверхностью сферы. При этом отражающая поверхность однозначно
определяется радиусом сферы R. В этот момент снаряд быстро меняет направление своего полета. В правой части рисунка показаны отражения
от сферических объектов симулятивного объекта, не имеющего четкой границы. В случае нечеткой сухи — диффузия. Граница снаряда изменяет
направление его полета и глубина пробития зависит от массы снаряда. его скорости и от места его первоначального направления полета по
отношению к центру бомбардировки Чкстки. Расстояние tq. обозначенный на рисунке символом D, мы называем коллизию paramétrent.
Статистика рассеянных частиц зависит от закона, описывающего
взаимодействие снарядов с бомбируемым объектом. Если закон действия нам
неизвестен, мы делаем то или иное предположение об этом законе, и,
сопоставляя результаты расчетов с результатами наблюдения, пытаемся
выявить неизвестный нам закон. Каждое из наших предположений сразу же
отразится на статистике рассеянных частиц.
Так оно и есть. Бомбардируя атомы золота в тонкой металлической
фольге частицами, испускаемыми радиоактивными веществами, Э. Резерфорд
сделал фундаментальное открытие о строении атома. Сравните наблюдаемое
угловое распределение рассеянных частиц с распределением, рассчитанным в
предположении. что атом бомбится и взаимодействует по закону Кулона.
Показал. Что весь атом tnasa находится в тяжелой положительно заряженной
точке (ближней точке) JQDRZC.
40
§2. Коллизии - из семейства знаний Io mtkrostüct
Распределенные части^стки - а
Детекто
р
Золотая фольга
Рис.5. Результаты измерений (точки) и результаты расчетов
(сплошная линия) частиц, рассеянных на атомах золота.
Соответствие расчетов, выполненных на основе уравнения
движения Ньютона для кулоновской силы, результатам
измерений и доказательство правильности предположения,
сделанного Резерфордом о лемме строения атоина. Этот культат показывает настройку метода исследования микромира, такого как столкновение
атомов.
Радиальная модель атойна - модель свободного падения. Результаты работы Резерфорда раскрыли тайну атома. Но
ключевой вопрос о расположении и движении электронов в атоме оставался
Положительный заряд
Заряд
невыясненным. Нужно было ответить на вопрос: есть ли в нашем распоряжении^c такие
микроскопические «шарики». Подобно элктронам или протонам, и, бомбардируя^ ими
атом, мы можем сказать кое-что об атомах в атоме. Оказывается^, что можно. Первый шаг
в этом направлении сделал Джей Джей. Томсон раньше Э. Рурхрфорда сделал >свое
открытие. Томсон, наблюдая явления, сопровождающие прохождение быстрых p^s,
заряженных в газах, первое правило^ ингибирования этих частиц и образования
свободных носителей электричества, пришел к заключению.
и получается важная
информация об энергии этих электронов в атоме. Полученная таким образом
информация, дополненная информацией, полученной в результате спектроскопических
исследований, позволила предположить строение атома. Как только было доказано, что
положительный заряд атома сосредоточен в точечном ядре, можно было сказать, что
электроны в атоме движутся, как планеты вокруг соринки. Это означало, что в случае
простейшего атома, которым является атом водорода с одним электроном, клктрон
представляет собой клипсит Из эксперимента encrgiQ связи элктрона^ можно было
определить размер этой орбиты. V/rs/er, правильный ответ на вопрос о нтимосизме
Число электронов в атоме >♦· равно половине его массового числа,
эллиптической орбиты должен был быть дан более полувека, так как ответ Бора на этот вопрос
оказался ^ прощальным ответом на bl^dnq. Способ,
с помощью которого я пришел к
правильному решению^ загадки, описан в §1 главы 4. Здесь скажу лишь, что электрон в
атоме водорода движется радиально к j^dra по траектории свободного падения, и
основанием для этого вывода послужило сопоставление расчетов с результатами опытов
по столкновению с атомарным водородом.
Статическая модель
атома (Thomson l<S9X).
Динамическая модель
атома (Бор, 1913).
Модель свободного
падения
(М.Г. 1965)
2. (> свет, кванты и атом в духе Нкутона
36
Wiqzka
атомы
водорода
Протонов
Атомы
водорода
Протон
В^зка
Магнитное поле
Рис.6. Результаты измерений и расчетов вероятности захвата электронов протоном, столкнувшимся с решетом; с атомом водорода. Тем не менее,
были произведены расчеты для электрона, движущегося^ через сито; на круговой орбите, а другой для электрона, движущегося по круговой орбите?
радиально по траектории свободного падения. Результаты расчетов показали, что процесс захвата электронов в значительной степени связан с
формой орбиты. Согласованность расчетов траектории свободного падения с результатами измерений является неопровержимым доказательством
того, что электрон в атоме движется в одно и то же время. Согласно принципам классической физики, траектория строго определена - и это
траектория свободного падения.
Открытие Бором ошибки ^d открыло путь к расшифровке порядка атомов
виолончель-электронов. Как и в случае с атомом водорода, основой^ для
выводов о внутреннем строении виклоэлектронных атомов послужили
представления, основанные на методе атомных столкновений. Сравнивая
результаты расчетов, сделанных для разных моделей атома, с результатами
измерений, я смог получить результаты расчетов. Исправить определенный
CCCH? wspdliui для всех атомов. Вопреки тому, что считалось s^ ранее, было
обнаружено, что лектроны всех атомов движутся^si^ радиально do^dra
(рисунок ниже является иллюстрацией моего docickari по этому вопросу).
Рис.7. Измерен и рассчитано для двух разных моделей атома гелия нергетический спектр электронов, выбитых протонами с энергией 200 кэВ.
2. (> свет, кванты и атом в духе Нкутона
Сравните результаты расчетов с измерениями, наглядно указывающими на это. что лектроны в атомном гелии движутся^ si? радиальное
движение к.jqdra.
§2. Zdcrzenia - источник знаний о микромире
Атом, видимый издалека. Измерения энергий и kqt-распределений элктронов,
выбитых из 7 атомов частицами, заряженными высокой энергией, являются
источниками информации о скоростях. с помощью каких электронов
перемещаются WCN^ внутри атома и насколько глубоко ^вбок они застревают
в потенциальной полости положительно заряженной JQDRA. Как мы уже
говорили, такие измерения привели к открытию, что электроны в атоме
движутся радиально. Но для того, чтобы выбить электрон из атома, он должен
быть непосредственно поражен зарядом^ частицы. Совершенно иного рода
информацию о строении атома можно получить из измерений изменения
картины полета заряженных частиц на больших расстояниях от атома. При этом
пронзающая^ка четвёрка видит не отдельные лектроны, а «видит» глобальное
поле атома, отражающее расположение всех электронов атома и их
коллективное поведение. Поскольку информация, приносимая одним
электроном, представляет собой «среднее значение в один бит информации
вдоль его траектории, для того, чтобы узнать что-то об этом атоме, нам нужно
иметь информацию от многих таких одиночных миссий. Такая информация
бомбардируется путем бомбардировки набора атомов роем заряженных атомов,
выпущенных из ускорителя. Настаивают их чаще всего в виде так называемого
элки-поперечного сечения на диспергаторах. Он сообщает, на каком расстоянии
от атома отклонение зондирующих вращений становится меньше, чем kqt,
заданная апертура используемого измерительного прибора. Результаты таких
измерений для атома аргона, проведенных в 1930-х годах, приведены на
рисунке 8.
Р^с.8. Результаты измерений рассеяния электронов на алломах аргона. Результаты, полученные в 1930-х годах, удивили физиков – им показалось
странным, что Энкргии рассеяния электронов в какой-то момент начинают уменьшаться. Действительно, глядя на атом как на бильярдный шар, не
было ничего, что могло бы объяснить такое явление. И не мог, потому что атом не имеет четкой границы, как бильярдный шар. Пределы атома кв.
нечеткий, да еще и колеблющийся во времени, как компрессор и разрядник. Балон. Оказалось, что на основании т.е. измерений такой, как показано
на этом участке. Можно определить, как быстро исчезает клиническое поле атома на его прифкрии и насколько велика частота колебаний этого
поля, если таковая имеется. Анализ задачи, проведенный на основе уравнения Ньютона и формул, описывающих клктрическое поле, полученное
из z.bia заряженных частиц, позволил powiaz.ac связанные с ним соотношения с распределением электронов в атоме. Об этом говорит выразитель
степени А. Как сгруппировать внешние электроны атома. А для преломления кривизны сечения речь идет о колебаниях электрического поля атома.
44
2. О свиэле, квантах и атомах в духе Ньютуна
Теоретический анализ ткго типа cksperymcnt показал, что
Атом представляет собой упорядоченную пространственную структуру движущихся электронов.
А так, в случае с инертными газами, наружными покрытиями? Атом состоит
из шести электронов, расположенных по углам призмы. При радиальном
движении электронов мания имеет дело с призмой, размер которой
периодически сжимается до zcra. В случае оболочек элктрона с разным
числом электронов ситуация выглядит следующим образом: similar<(, см.
рисунок ниже.
Повторение p
Рис.9. Элктроны в сгруппированных атомах sq формирование симметричных оболочек элктронов. Выше показана природа расположения
электронов в 6, 10 и 14 электронных оболочках многоэлктронных атомов. Этап в процессе расшифровки электронной структуры атома.
Да, так эксперименты по физике атомных коллайдеров позволили примерно
определить, как \q электроны распределены H· Атом.
§3. ВОЛНОВАЯ ВОДА В ИССЛЕДОВАНИЯХ ПРИРОДЫ МИКРОМИРА
Ньютон против Гюйгенса. Более поздний исследователь, наблюдавший на
освещенном экране, изображения напоминают^cc фотографии волн,
распространяющихся^ друг от друга. после поверхности воды был Ньютон. Это
можно наблюдать, когда поток света проходит через изогнутые поверхности
стекла, как в случае со знаменитыми ньютоновскими кольцами, показанными
на рисунке 10, или на границе тени, очерченной краями непрозрачных
матрикалей, как показано на рисунке 11.
Рис 10. Однородный пучок света после прохождения через изогнутую поверхность стекла показывает неоднородность буттитов. Это образ, который
впервые увидел Ньютон. Отталкиваясь от предположения, что за световым потоком wqskq скрывается свет. Небольшая часть мирового в
пространстве по прямым линиям части^ст. Неужели он искал нового в мире?
Причины формирования световых изображений с перио- дирующей
структурой во внутренних световых колебаниях ЦЗКСТК. Доказательство
колебательной природы легких частиц - фотонов - было предоставлено
тремя годами позже Планком и Эйнштейном. Мы сделаем все, что в наших
силах. пролить свет на механику создания полосатых изображений.
Картинка на фотопластинке
§3. Волна в:|tck в природе микромира
Отверстие
Рис.1l. Типичная картина изгиба света вблизи
края^ света. Сегодня. Когда мы говорим об
осцилляторном созревании клинтромагнитного
поля фотона и зеленом образовании материи,
b^dqccj
конгломера
положительных
и
оценочных электрических зарядов, задача
выявления
динамики,
стоящей
за
волнообразными приносами, значительно
облегчается. Ничего, пока мы ничего не можем
сказать об электрическом поле в контурах
поверхности, а также на краю засеянного тела.
Однако можно предположить, что в этих
странах мы имеем дело с электрическим
разделением. Так происходит в поверхностном
слое ионизированного газа. И все. в
Международном
суде
ООН
нарушили
равновесие». 4/с электрических зарядов, мы
должны быть»; искать причины дифракционноИзображение на фотопластинке инлер-ференнских полосатых изображений.
Фотопластинка
И
Он был снисходителен, чтобы дать Нкутону причинно-следственное описание
появления полосатых картин. Состояние знаний об эвтенах в то время не
позволяло этого сделать. Не было ни не^ ни электрического поля, ни
магнитного поля. ■ • Не немец, ничто не разочарует Нквтона, как мы
постараемся показать чуть ниже, ■ Общая интуиция. Та интуиция подсказала
ему, что периодическая структура галлонов, образующихся на освещенном
экране, не должна сомневаться в своем происхождении в периодических
колебаниях вибраций - материи световых частиц. Эта мысль Нкутона была
поставлена под сомнение Гюйгенсом (1629-1695), который интерпретировал
пастограмму бронзы На Экранике в духе Таля, обскрированного на водной
глади. Не ■?. Хотя о механизме взаимодействия света с веществом ничего не
известно, где бы была найдена причина возмущения движения света, теория
Гюйгнса является чисто бербальнской. intcrprctacjq наблюдаемого явления.
Тем не менее, это
Interpretaeja, завоевал широкое признание, став Неоспоримая парадигма.
О, нет! Это просто зебра!
Я вижу сказки о
материи!!
Рис.12 Открытие тайн природы имеет в себе что-то 7
Выглядывая сквозь отверстия? в заборе - увидев
маленький, по-человечески похожий на другие.
фрагмент ПРИРОДЫ, уже известный нам по другим
явлениям. Легко ли это интерпретировать? Полученная
информация. То же самое относится и к полосатым
изображениям,
наблюдаемым
на
некоторых
изображениях с осветлениями и клктронами.
40
2. О свете, квантах и атомах в духе Нового Тона
Это глупая искусственная парадигма, потому что как это возможно, чтобы
вибрации среды не распространялись? Боковое отклонение (k^t отклонения в
типичном дифракционном опыте составляет лишь ничтожную долю наклона)
- и по сей день, несмотря на осторожные доказательства обратного^ этого,
является основой всех рассуждений о суперпертюре.
Таким образом, и по сей день остается актуальным вопрос: движется ли
этот свет с огромной скоростью< частицами, как того хотел Ньютон, или это
распространяющееся возмущение в эфире, как хотел Гюйгенс? Или это что-то,
что мы, существа, не можем и никогда не сможем понять, поскольку они
объявили о начале квантовой механики? Потому что спор о существах? Свет
сыграл ключевую роль? В направлении физики ХХ века мы рассмотрим
проблему света чуть внимательнее.
ЯЯ
0,02 - 0,05 мм
дифракционная
решетка
(«Машина» для
измерения энергии
света
фотонных снарядов)
Много света
И
Сетка
дифракция
Я
Я
И
!0
Радиусы
отклонения
А. - грех©wielko.se X
по имени nodhigoscia
tali svittlna
2. О свете, квантах и атомах в духе Нового Тона
Как физики видят цвета света. У всех без исключения^ когда-либо была такая
возможность? Полюбуйтесь очарованием солнца - солнечным светом,
рассекающим дождь. Педантичные физики, изучающие^ явление
преломляющего света, заметили, что отклонение преломляющего луча^ света
не имеет места. В поверхностном слое призмы происходит изменение С его
колоритом и субъективным впечатлением цвета они ассоциировались с daj^cyin
sit; Измерьте k^tein преломления. С тех пор даже дальтоник мог различать цвета
и проводить исследования света. Но эти физики также заметили, что свет
рассеивается, когда проходит через стеклянную пластину с параллельными
царапинами на ее поверхности. Такая поцарапанная пластина является
дифракционной решеткой. И вот оказалось, что между отклонениями радиуса
окраски окружности и расстояния^ между трещинами на дифракционной
решетке существует тесная зависимость и цветов. Освещение может быть
выражено в единицах измерения дороги (например, в сантиметрах). На данный
момент сделан, казалось бы, незначительный шаг, но он имеет далеко идущие
последствия. Величина расстояния, которая была получена из геометрических
соотношений между kqt отклонения луча определенного цвета и расстоянием
между трещинами на дифракционной решетке, называлась длиной^ световой
волны. Название подразумевало, что луч света mknqca был ситом,
раздвигающим складки; в пространстве для размножения сит; В воздухе витают
голосовые волны. Между тем, имея в виду^c то, что
Всякое волновое движение является колебательным движением, но не всякое колебание
является фальцом
и что свет перемещает сито независимо от цвета; всегда с одинаковой
скоростью 300 000 километров в секунду, цвет Свет выражается через частоту
колебаний. А вот о том, что свет – это стальная волна, казалось бы, решето;
Неопровержимый аргумент с целой кучей фотографий, похожих на ту, что вы
найдете здесь. Рисунки 10, 11 и 14.
С точки зрения формы Incgo, использование сит; Определение длины
волны света, а не частоты света, не имело никакого значения, так как длина и
частота сит были взаимосвязаны: длина и частота сита были просто скоростью
света. Тем не менее, мы не исключаем возможности того, что периодичность в
черепе может быть связана с внутренними вибрациями отдельного объекта при
его движении. в пространстве, пользуясь понятием волны, должен^дзарный
сделать так, чтобы явление относилось к распространению колебания в
циитглымной среде. Когда материя вышла на свет? Вибрации.
§3. Волна w^tek в изучении природы микро
«Рентгеновский»
объект
Зерка
ло
Симметрия Оа
Полупрозрачное
зеркало
Экра
н
Z'ódto swiatta - láser
Зерка
ло
.jstro полупрозрачный ¡
Рис.13. Инкрфкрометр Маха-Цкндкра. Луч света
в полузанавешенном зеркале достигает экрана
двумя разными путями: ¿ и ¿o. В зависимости от
разницы путей экран появляется двумя разными
способами.
или
экран
будет
освещен
равномерно. Если существует ¿ радиус ¿?
Получетырехмерный объект представляет собой
систему пней, которые будут деформированы.
луг, как показано ниже.
Р>с.л4. Интерферометрическое изображение
взрывающегося^ облака ионизированного
газа. Знаете правила трансграничной
отправки? Вызванное присутствием частиц
газа на пути светового пучка, мы можем
расшифровать информацию, закодированную
на фото выше, об изменениях плотности в
эксперименте.
Рис.15. Информация о плотности газа,
полученная из заменителей
интерферограммы, приведена выше.
49
2. Свет, кунтах и атом в духе Ньютона
§4. АБРА - КАДАБРА - КВАНТЫ
Кинетическая энергия фотона:
Ei, = h v
h - константа, определяющая
понятие фотона.
Энергия Kinect из семерки:
£* = f m v2
m - константа, определяющая
количество членов.
Фотоны - вибрирующие сгустки материи. В 1900 году Макс Планк, выступая на
собрании Немецкого физического общества, представил математическую
формулу, которая с большой точностью описывала интенсивность цвета света,
излучаемого сильно нагревающимися предметами. В формуле tcj цвет света был
представлен частотой, которая была получена из измерений, выполненных с
помощью дифракционной решетки. Для того, чтобы результаты, полученные на
основе формулы Планка, были однозначными и соответствовали результатам
измерений, необходимо было подобрать значение числового коэффициента,
встречающегося в формуле на частоте. Этот коэффициент появляется в
контексте Всюду, где упоминается о светящемся свете (хотя не что иное, как
тарн), есть одна из четырех четвертей, наряду с массой электрона - m,
электрическим зарядом электрона - e и скоростью света - c, основными
константами природы. Этот коэффициент, обозначаемый буквой q - h,
называется постоянной Планка. Произведением постоянной Планка и частоты
является энергия, чрезвычайно малая скорость энергии. I tq malq porej?
определяется частотой Планка, которую считают энергией. светового снаряда фотона. И поэтому световая энергия излучается из свежего тела в строго
определенные моменты энергии – она капает, как вода из открытого крана, и из
нее непрерывно ничего не вытекает. Эйнштейн пришел к такому же выводу, что
свет – это сгустки колеблющейся материи, когда анализировал мотылька?
электронов от поверхностного освещения металла. Корпускулярная природа
фотонов была неопровержимо доказана Комптоном, показавшим, что
столкновение фотона с электронным происходит по тем же принципам, что и
столкновение двух бильярдных шаров. И Ньютон был прав.
Свет – это вибрирующая материя. Фотоны - это точно расположенные
объекты в пространстве, кинетическая энергия которых (энергия движения)
равна величине постоянной Планка и частоты - в случае обычных частиц,
электронов или протонов кинетическая энергия выражается произведением
массы четверки на квадрат скорости.
Корпускулярно-волновая дилемма. Казалось бы, в свете вышеизложенных
фактов не должно быть никаких сомнений в том, что свет представляет собой
рой частиц. И все же! Сформулированная Гюйгнсом и находящаяся в явном
противоречии с понятием фотона, волновая интерпретация света функционирует
сегодня наравне с корпускулярной теорией! Волновой формализм в основе?
interpretaeji prqzked images, что за s? Наблюдаю на мыльном покрытии барика,
когда свет проходит через щетинки wqsk или виден на границе тени, а также тс,
которые видны на границе мыла барика. Он фотографирует с помощью
специально сконструированного прибора , называемого интерферометром.
Именно такие по-человечески похожие изображения поверхности ряби воды, см.
рисунок на предыдущей странице, навязали Гюйгенсу идею волновой природы
света. Однако уже Ньютон показал, что некоторые из вышеназванных явлений
могут быть описаны в рамках корпускулярной теории света, а современная
экспериментальная техника показала, что образы, создаваемые точечно в
представлении, внедренном Гюйгенсом в волновую природу света, глубоко
укоренились в сознании выдающегося большинства физиков.
Когда подобные изображения были получены в результате аналогичных
экспериментов с электронами, что, если бы никто не сомневался в том, что они
являются частицами, и де Бройль показал, что эти образы могут быть объяснены
с помощью волновых формул? Брэгговские физики нашли себя в Брэгге. в
тупике. Электрон, как и фотон, не может быть одновременно и четыре и волна.
4.3
§4. Абра - кадабра - куанти
Так родилась корпускулярно-волновая дилемма, которая и по сей день
расстраивает физиков. Зная это, все те, кто учился в средней школе с
математико-физическим профилем1, слушая^c уроки о существовании
«корпускулярно-волновой дуальности», пытались понять термины scns tcgo,
быстро приходили к сугубо философскому выводу
Я знаю, нет, не знаю.
ко, хо, в самом деле, чем можно объяснить диктатора монеты, который^
призывает на помощь отчаявшихся учителей, когда я хочу объяснить^, что
Clcktron - это c.r. Что можно сказать о том, что монета, <падающая на стол,
показывает одну свою сторону, а затем другую? И волновая корпускулярная
дилемма не возникла бы, если бы на них не слишком сильно влияли волновые
изображения на экране, и вместо того, чтобы управлять световыми волнами или
волнами материи, они оперировали понятием частоты^ вибраций. ■f, в формуле
Брэгга была бы не длина волны, а частота, что с точки зрения fcnn ничего бы не
изменило, но сняло бы^ противоречие tta-cz^stka, которое было основой отказа
от строгих понятий ^c фазической физики.
X = 2d sinÖ
Формула волны Брэгга
2 <7 грех0
корпускулярная четверка формулы Брэгга
/sadek в отступлении. Квантовая механика. Но корпускулярное волновое
излучение было не единственной причиной разочарования физиков в начале
ХХ века. Другая причина заключается в том, что энергия покидает нагретое
тело строго сдерживаемыми пореджами или, по терминологии Ласири,
квантами (лат. antum to poreja). Stqd потребовал^lo siQ, чтобы определить,
что энергия квантована. Часто задаются вопросом, почему энергия
гранулирована, когда во всех макроскопических областях она всегда
непрерывна.
Удивительным фактом, который, возможно, удивил физиков, было открытие
Бора, которого Лоуи^zlo pr^zki наблюдал в спектре расщепленного света с
движением эктрона в атоме. Он показал, что линейные прониенизации атома,
описываемые J-формулой Бальмера^, могут быть связаны с движением
электрона между^ эрбитами с хорошо определёнными cncrgi.
Рис.16. Тот факт, что энергия, "вытекающая^ca"
из атома, имеет вид фотонов со строго
определенной
энергией,
был
воспринят
физиками с большим удивлением - и не в
состоянии
сформулировать
равные,
описывающие^ образование сил. «Световые
капли» решили, что проблема по своей сути
необъяснима,
и
дали
волю
своему
воображению – так родилась квантовая
механика.
51
2. О Великом, Кванте и Атоме в духе Ньютуна
Существование орбит стало основанием для вывода о том, что на уровне
атомного мира энкригия как таковая гранулярна и правила ньютоновской
физики не могут быть применены к описанию атомных явлений, где энергия
может принимать произвольные значения. Разочарование физиков достигло
своего апогея, когда было заявлено, что согласно теории Максвелла, электрон
kr^z^cy вокруг jqdr должен излучаться и падать в корику ни за что. Вопреки
теории, он был кр^жильным и не упал на Джитдро. К этому моменту, несмотря
на то, что теория Максвелла была сформулирована на основе макроскопических
экспериментов и никто не показал, что она может быть использована и для
описания явлений микромира (в том числе и для описания образования
фотонных сикул), было принято неожиданное решение:
Вместо того, чтобы поставить под сомнение С-stosowalno.se на атомном уровне теории
Максвелла, применимость ньютоновской динамики была поставлена под сомнение - другими
словами, они были повешены, чтобы обвинить их!
Уравнение волнообразной волны
колеблющейся струны:
d>
/
\
—r = (g(-*)-*)v
dx'
Wvdawalo sic. что предложение Шредингера (1887-1961) обсуждать атом
на основе волнового уравнения, используемого для описания вибрирующей^ccj
струны или вибрирующей диафрагмы барабана, позволит нам найти выход из
ситуации. К сожалению, физики не смогли прийти к единому мнению о том, что
именно должно вибрировать. 1 Здесь на сцену выходит Макс Борн (1882-1970).
Квантовое уравнение Ммчаника:
,2
Ди
2м
Рис.17. Подобно тому, как уравнение Ньютона, описывающее
движение частиц, является основой^ классической физики.
Так волновое уравнение описывает колебания в сплошной
среде. Например, вибрация струны контрабаса или
диафрагмы BTJHN. рассматривается как основание?
Проблема в том, что физики до сих пор не могут прийти к
единому мнению об описании атома. который в Atomic должен
вибрировать.
Он
произвольно утверждал, что в атоме ничего не вибрирует. А волновая функция
в волновом уравнении не относится к материальной среде, а отражает
математическую вероятность положения электрона в атомарной. Несмотря на
то, что сам Шредингер не хотел принимать эту^ интерпретацию волновой
функции уравнения Шрддингера.
Горн является одним из фундаментальных принципов физики, так как принцип сохранения
энергии сформулирован командой! Правила Шрддингера для манипулирования явлениями а.
1 На этой основе начал формулироваться математический формализм,
полностью оторванный от физической реальности, называемый incchanikq
квантов^.
Ошибка Бора вскрылась много лет спустя. Оглянуться^ назад^ на ситуацию^ в
физике в ХХ веке, когда она сформировалась? Идею механики следует обратить
внимание на факт, который был выявлен после создания нового курса физики.
Этот факт является ошибкой, допущенной Бором и обоснованной
Зоммерфельдом в его рассуждениях о движении эктрона в основном состоянии.
Формально у Бора было два варианта: круговое движение и луч движения.
Спектроскопические измерения, очевидно, показали ■ 2 движения после
радиуса. Несмотря на это, Бор выбрал круговой вариант, и выбрал его, сохранив
аннигиляцию радиально движущегося отрицательно заряженного декрона
положительно заряженным jqdr. И это был роковой шаг. Ошибочное решение,
принятое Qtc для атома водорода, полностью заблокировало любой прогресс как
в построении осмысленной модели многоэлектронного атома, так и в
рассмотрении модселя водной связи. А если вы захотите это сделать? несколько
лет спустя, когда Гаудсмит и Уленбек (1928) открыли. То, что Elcktron обладает
свойствами намагниченного BQKA Страх уничтожения теряет смысл своего
существования. Из-за собственного магнитного поля Elcktron не может достичь
JQDRA. Но увы. Несмотря на это, избегание^ аннигиляции было устранено, и
никто не возвращался к вопросу о форме rbity электрона. Ошибочный шаг Бора
был открыт только в 1965 году в области физики атомных столкновений, о чем
я писал в Physical c icw Lctters в 1965 году. Можно предположить, что если бы
Бор взял за основу^ дальнейшие рассуждения о радиальных траекториях?
свободного падения, судьба теоретической физики была бы такой. совсем
другое. Исходя из траектории? Ряд проблем атомной физики мог бы быть
удовлетворительно решен, и в этой ситуации, возможно, не было бы решено
отступать от элементарных принципов логики.
Стрела +P
с
-Э
Свободное падение «голого» электроника
·
+p
Свободное падение Clcktron с вращением
Квантовая механика Ikees - видимость и реальность. Сегодня, несмотря на
приведенные строгие доказательства этого. Элктрон в атоме движется по
отношению к ньютоновским принципам динамики по траектории свободного
прилагательного, и если мы говорим об атомном, то мы представляем его
раздробленную картину, основанную на ошибочной модели Бора – как это видно
> иллюстрированной версии мирового бестселлера, которым является научнопопулярная книга Стивена Хокинга «Краткая история времени» (рис. 19).
Рис
18.
Снимки
часто
показывают
в
научнопопулярных изданиях. или
даже в учебниках Акакадемии,
которые должны объяснять
eos. И ничего не объясняя,
поместил в BLQD. Слева.
построен вопреки правилам
классической
динамики.
Предполагается,
что
это
классическая модель атома, и
предполагается,
что
это
«правильное»
квантовое
изображение атома. справа.
Рэйзерн лжеученый blc. БЛК.
Чепуха. Чепуха. А. przccicz.
Она существует уже много лет, построена по принципам классической динамики. правильная модель мультиэйктронного атома (Phys.Rev.Lett.36A, 1.80.
1965, J.Chcm.Phys.62, 2610. 1975, Phys.Lctt.1972) - не информирована. Или спрятать голову в песок?
2. О свете, квтанлаче и атоме в духе Нового Тона
46
<Итак, по принципу игнорирования фактов до сих пор существует^ теория,
§4. Абра
- кадабра
кванты
которую никто никогда не понимал
и до
сих -пор
не понимает, включая
нобелевских лауреатов по физике. Утверждается ли это <? В то же время эта
теория прекрасно согласуется со всеми измерениями и прекрасно описывает все
известные явления микромира, что она позволила построить атомный реактор,
«Изер» и многие другие чудеса техники. Авторитеты провозглашают^, что это
идеальное описание микроскопической реальности и не вызывает аллергии.
Насколько широко распространен взгляд^d на совершенство, сформулированный
в противоречии со здравым смыслом квантовой теории, цитируя формулировки,
которые встречаются повсюду<? в академических <учебниках или в научнопопулярной литературе. 1 Так, например, запускает ли он решето? том
«Квантовая механика» в монументальном издании курса физики Фейнмана:
Моментум
а
Величайшая^ величайшая теория физики двадцатого века, которая положила начало рождению
квантовой механики...
И такую формулировку можно найти в уже цитированном
бестселлере «Краткая история времени»: « В настоящее время нанципаторы описывают
Вселенную, используя две основные частные теории — общую теорию явления^ и квантовую
механику. И то, и другое является огромным интеллектуальным достижением^ первой половины
нынешнего столетия»
Можно ли w4tpliw0.sc то, что было сказано широко признанными
авторитетами, такими как Ричард Фейнман или Стивен Хокинг? Казалось бы,
нет. И все же!
1 Вот, уже у вентера^пика, на ум приходит решето? Наивный вопрос: как
это возможно, что абсурдная теория, описанная Ричардом Фейнманом j4, может
быть хорошо описана предфункционирующей функцией^cq Натурта? Мне
понадобилось несколько десятилетий, чтобы найти свой собственный способ
ответить на этот наивный вопрос. Сегодня, с полной^ ответственностью, могт?
OWÍtÓ: mijajq
Пробдн ич:г<т Те, кто
Он утверждает, что квантовая теория и · А также тот факт, что огромный прогресс^p »»·
метод обусловлен экспериментальной физикой, а не квантовой механикой, так как техника из
Заслуги
квантовой механики в развитии атомной техники – это миф! Этот миф был создан
для того, чтобы одолжить^c кванты упаковке экспериментальных открытий. Во
многих случаях это было открыто. Ложный?. И так, например. Невероятно^, что
квантовая механика позволила построить атомный реактор. Тот, у кого была
возможность? Читайте немного, 0 исследований по строительству реактора
знают, что расчет реакторов - это экспериментально измеренное значение
сечений на различных типах реакций JQD и классических диффузионно-1
ограничений теплопереноса. Вот, в принципе, и все. Нет ни тарна, ни одного
технического параметра, рассчитанного на основе 0 квантовой механики - а
конструкция реактора - это, все-таки, полностью технический проект. За двадцать
пять^ лет проведения экспериментов tcrmojqdr я ни разу не пользовался помощью
квантовой теории!
Дежинии не занималась причинно-следственным объяснением наблюдаемых явлений.
W1ELKIBLUFF
КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА
Другим примером кажущихся успехов квантовой механики является
физика атомных столкновений, где классическая теория атомных zderz.cn,
сформулированная МНИК, показала искусственность квантового формализма
зависимостей, созданного Борном. Здесь надо сказать, что квантовая теория
привела к фундаментально б?dnc описанию так называемого явления Рамзаура
или сил Ван-Дкр-Ваальса, о котором я писал в таких журналах, как «Physical
Review Letters» или «Journal of Chemical Physics», и что «квантовые» ткористы не
хотят принимать^ и что даются студентам wei^z <? Ложная информация.
Примеров умышленного игнорирования неудобных фактов можно привести
множество.
53
Вавилонская башня. Доказательством того, что квантовая механика является совершенно искусственным творением, не
отражающим физическую реальность, свидетельствует тот факт, что ее формальная структура не имеет строго
определенных правил, что приводит к полной свободе в формулировании квантовых постулатов. В результате задачи
физики часто переводятся изолированно друг от друга. И физики, работающие в одной области физики, не могут^ SÍQ
согласиться / физики, работающие в другой, даже не слишком отдаленной области физики.
Для того, чтобы читатель ознакомился с масштабами Вавилонской башни квантовой механики, дадим на минутку^
Дж.Хоргану, автору книги «Конец науки», который за долгие годы популяризации физики^ на страницах «Сайентифик
Америкэн» имел возможность побеседовать практически со всеми наиболее признанными авторитетами в области физики.
Он пишет: «Будущее физики открылось мне в 1992 году. когда я присутствовал на симпозиуме в Колумбийском университете, где философы и
физики обсуждали значение квантовой механики. Симпозиум показал, что спустя более 60 лет после открытия квантовой механики ее смысл,
грубо говоря, оставался неуловимым.
Если бы вы были на
лекциях, вы могли бы услышать отголоски «той самой битовой штуки» Уилера,
гипотезы пилотной волны Бома, многомировой модели, которой мы с Вайнбергом отдавали предпочтение. Однако общее впечатление осталось.
с
Каждый из докладчиков пришел к личному пониманию квантовой механики, одетый в
H· маниакальный jgzyk;
SIG казалось, что нет никого, кто понимал бы другого, а тем более соглашался бы с кем-то еще. Эти аргументы напомнили мне высказывание
Бора о квантовой механике: «Если вы думаете, что понимаете jq, то это именно то, что вы знаете. что ты не знаешь ее преуменьшения.
Это кажущееся расстройство, конечно, могло быть результатом моего невежества. Однако, когда я поделился своим впечатлением о
дисгармонии с одним из участников. Это убедило меня в том, что мой прием будет! Правильно. «Это батаган», — сказал он о конференции (и
косвенно обо всем вопросе интерпретации квантовой механики).
Артлета сидит,
Аджораны сил,
$ignera сиди
з ... Пальцы
оближешь!
Рис 19. Квантовая механика — теория,
построенная на гипотезе о том, что весь мир
атома подчинен волновому уравнению. Что
толку описывать вибрацию струн скрипки или
вибрацию
диафрагмы
обыкновенного
барабана? Физики до сих пор не могут^
обозначить термин «атом». Что на самом деле
дергает Тарн. В результате квантовая теория
обладает чем-то вроде волшебства: она
изобретает^c важнейшие вычисления и ничего
не говорит о том, как протекают явления.
Нет сомнения в том, что теоретическая физика в начале XX века попала в
ловушку^, из которой она до сих пор не может выбраться^. Но нелегко показать,
что вся теория неверна^дно. Ну, потому что как атаковать теорию с позиции . ■pki, jezeti
отсутствие логики является фундаментом этой теории. Тем не менее, мы пытаемся это
сделать. Исходным пунктом для этого начинания^ будет^ объяснение сущности
корпускульной дилеммы волны, лежащей в основе всего дела.
48
§4. Абра - кадабра - кванты
Внешность запутанная. Ньютон не позволял себя
обманывать видимостью!
Квантовая механика, отказавшись от поиска причин изгиба света краев, на многие десятилетия
затормозила прогресс в изучении его строения.
55
56
§5. Дифракция Dvnumika. И все же Ньютон был прав^ !
§5. ДИФРАКЦИОННАЯ ДИНАМИКА. И ВСЕ ЖЕ НЬЮТОН БЫЛ ПРАВ!
Де Бройль, формула которого породила знаменитое понятие^ волн материи, был
непреклонен в том, что элктрон — это не волна, а удачно расположенный
объект, движущийся ^ В пространстве по вполне определенной траектории, с
которой связано волновое поле. Упарчич искал это поле, но, к сожалению, ему
не удалось идентифицировать это поле или показать, как такое поле может
привести к созданию фотографических изображений на пленке. Далее мы
попробуем показать, как колебательное поле микроскопического объекта,
такого как электрон или фотон, может быть видно в виде полосатых
изображений на экране.
h
ему
Формула де Бройля
Где tkvvil blqd ? Физики ищут причины появления полосатых изображений на
экране, как будто забыли очевидную истину, что волна – это колебание, но не
всякое колебание является волной. И именно здесь мы увидели возможность решения
корпускулярно-волновой дилеммы. Современная экспериментальная техника
не оставляет сомнений в ^сомнении в том, что образы, получаемые как в случае
света, так и в случае электронов, образуются^ из отдельных точек, и что ни о
каком суммировании амплитуд волн не может быть и речи.
Rjs.20. Фотопленка, наблюдаемая на выставках с большим увеличением. Как < измерить? Увеличение времени экспозиции возникает из-за
кажущихся хаотичными «расположенных точек». волновое изображение. Отдельные точки - это место. в которые попали частицы света - фотоны.
Почему физики, загипнотизированные, сформулировали^ триста лет назад волновую идею Гюйгенса^ не хотели,. Вопреки всем фактам, взяв за
основу ^? его исследования блестящей идеи Ньютона о корпускулярной природе света? Почему вместо того, чтобы искать причины рассеяния
фотонов в области щели, как это сделал бы Ньютон, ограничились самим? к формальной акробатике. Что такое квантовая электродинамика Q?
Трудно понять, почему современные физики игнорируют^ этот факт и
основывают^z^ sic на волновой интерпретации Гюйгенса, к которой сам
Ллюйгенс относился скептически. Почему бы не поискать^ причины полосатых
изображений рамок там, где их искал бы Ньютон? И так тарн, где световой луч
меняет свое направление – то есть при пересечении поверхности стекла, или в
области зазора. И все же разрыв — это нечто большее^, чем линия на бумаге,
определяющая^ca правила математической неразберихи. Щель есть
нарушенное равновесие электрических тадунков в однородной материи, а
следовательно, и источник электромагнитного поля, и это поле должно
оказывать какое-то влияние на полет фотона, имеющего^ собственное
электромагнитное поле. Попробуем показать, что именно взаимодействие между^
распределенными в пространстве электрическими зарядами и колебательной электрической
силой траектории фотона отвечает за формирование ясиастических изображений на экране.
И для этого не нужно много математики. Более того, суть^ дела может быть
объяснена словами.
57
2. О swictlc, quanta и atomic в духе Ncwton
Рассеяние на малом кктв под действием колебательной силы. Дифракционные
изображения искривления света по краям^, наблюдаемые Ньютоном или
наблюдаемые сегодня современной лазерной техникой, включают kqts в круг
малых ДОЛЕЙ градуса. Это незначительное изменение направления светового
луча в дифракционных экспериментах значительно облегчает теоретический
анализ проблемы. При этом изменение направления определяется средним значением
перпендикулярной составляющей силы взаимодействия между рассеивающей составляющей
Дисперсия kqcic определяется суммарным
приращением p^du (vel^'d) в направлении, перпендикулярном первоначальному
направлению движения. Tq компоненты p^du, отражающие среднее
взаимодействие четверки с центром рассеяния, физики вычисляют clcmcntary
способом. Единственное, что имеет для нас значение, это то, что изменение
направления p^dzqcej four H· в случае переменного электрического поля. значение этого поля
»«· момент прохождения отвлекающего центра, см. рисунок 21.
(фотоном) и рассеивающей мощной.
Рис.21. Изображение пульсирующего поля, идущего в разные моменты времени. Odcinck drogí*. При котором поле четверки периодически
возвращается к своему первоначальному значению, значительный отрезок L, пройденный за один период колебания поля четверти b^, назовем,
ссылаясь на волновое движение, псевдофальком.
Если на траектории тех же четырех имеется второй центр рассеяния, то
результирующее изменение направления полета будет в 5^ приближено к обычной сумме изменений направления полета от первого центра и
tg 0 = — = tg Oo sin ДО ,
to – максимальное отклонение pqt, а
разность фаз kqta Дф равна:
"
ДВ
—'
Дф = ф ф = 2я — .
и
</синБ
Дф(9) = ——
- и gdzic X —.
v
Эта сумма, если трек четверки равноудален от обоих центров, как показано на
рисунке 21, однозначно определяется разностью Q значения квадрата в момент прохождения первого
центра и второго центра. Эта разница зависит от времени полета помита; между ccntrs: /I2 = d! v и от
частоты^ колебаний поля v. Так, wi^c kqt ugi^cia d b^d определяется соотношением q:
от второго центра.
tgd ~sin(2n— )
Если аргумент синуса равен ^ нечетному viclox fn, то отклонение будет ^ нулю. В этом случае
четверка будет бегать по полю обоих центров, практически не замечая их. В общем случае, однако, если мы
возьмем b^, нам придется иметь дело с меньшим или большим ^kszq изменением направления
движения.
Рассмотрим ситуацию, когда дорожка из четырех проходит точно посередине между^ ccnts и
пересекает prostq Iqczqcq обоих центров под 8-м, как это показано на рисунке 23. В этом случае время
полета, определяемое прохождением первого центра и второго центра, будет ^Q изменяться с kqt 6.
Да, так^ на этот раз, изменит ли четверка направление своего полета или нет, будет ^ зависеть от
значения kqta 0.
СИ
§5. Динамика дифракции. A jcdnak Newton mini racj£ !
,< d
d
1
1
И
1«
грех 0
\·
1
<
1
Л /'■>
•
r
/
· X. *
'
*
..........................................
L"
Периодическое издание$6 в
космосе
Псевдоволна бегущей четверки
X=u/v
\
sin 9 - Эффективная
дистанция
глазами czqstkQ
d
Р\с.22. Периодическое распределение клектических зарядов в пространстве (на Icwo) и осциллирующее электрическое поле bicgnqc четыре
(посередине) и эффективное ©расстояние^c между зарядами, наблюдаемое в течение бегущей четверти? (справа). Длина волны бегущей частицы
становится sii? Во много раз эффективность расстояния у нас c/ye с темпо-пространственным резонансомcm. В таком случае четверка не замечает
клектического поля нар и проходит между ними без отклонений, <. Аналогичная ситуация б^у нас был кикды такой четвертый? в пространственной
решетке кристалла. 7. Внутри кристалла могут находиться только частицы tNnknqc только TC. Какие из них движутся»? в направлении, определяемом
правилом Брэгга.
В приложении. wi^c из tcgo это kicrunek. Когда Кцїу отвлекает >не добавляют. Или направление, когда эти kqty
si$ вычитают, струмтери czqstck будет^ проходить по сети, не отвлекаясь, не замечая этого. bqdz также b^dzic от niq
diffuse dajqc на экране cieri. В случае сходимости. Клиновидный поток частиц, протекающий точно посередине между^
линейными электрическими зарядами, как показано ниже, однородный поток быстрого потока модулируется
прохождением полосатых изображений на экране, как мы получаем, пропуская свет или электроны через щели wqskic.
/s n0
O~Ap--sinC
!. )
Сходящийся фотонбв поток
Просмотр трансляции на экране
Rvs.23. Показать, как эффект пространственно-темпорезонансного резонанса приводит к возникновению <? Pcriodic изменения в g< потока,
проходящего через середину клектической рикции. В общем случае волновое изображение на экране окружено пространственной структурой объекта
потоком частиц (фотонов), но суть формирования волновых образов всегда такова.
59
2. О swictlc, quanta и atomic в духе New Tone
Электрическое изображение края^d. Отправной точкой для всех
рассуждений о дифракции света на краю должно быть физическое
определение не^cia края^. Сегодня, когда мы думаем, что константа — это
набор положительных и отрицательных электрических зарядов^; В
состоянии динамического равновесия дело кажется очевидным.
Поверхность твердого тела – это область, где происходит наслоение
положительных и отрицательных электрических зарядов, рисунок 25.
Механическое
изображение
Рис 24. Тот факт, что фотоны проходят^
вблизи края< своего полета, может быть
объяснен только одним способом в рамках^
классических щелчков: вблизи края должно
существовать локальное электрическое поле.
Источником поля является расслоение
электрических
зарядов
по
контуру
поверхности.
Электрическое
изображение
+++++
+++edge^dz
Шезелин
+- -+
++
++
++
+- -+
++
+- ->
edge^dz
Шезелин
Явление поверхностного
разделения электрических зарядов хорошо известно физикам; электрические
разряды в газе. Вы хорошо знаете^, что на поверхности ионизированного облака
газа образуется так называемый двойной слой, eos, похожий на конденсатор, где
на двух пластинах он скапливается"; положительные и отрицательные
электрические заряды. Взяв за основу^ распределение пространственных зарядов
в двойном слое, наблюдаемое в плазменных экспериментах, можно создать
электрическое изображение щели, как показано на рисунке 26.
Рис.25. Качественная картина распределения
зарядов clcktric на границе поверхности
стального циала. Количественная картина <,
очевидно, зависела от используемого оправы,
толщины каркаса и, в данном случае, зазора от
щетины щетины. Конечно, с уменьшением
осадка»; ПУ между^между краями расслоения
исчезнет. Для того, чтобы достичь нулевого
значения в однородном малькриале в
пределе, мы, очевидно, имеем однородное
распределение электрических зарядов.
Рис.26. Переход от rcal распределения заряда
в краевой области^ к приближенному расчету
modcel. Ребро ребра^ — это линейный
электрический заряд одного знака, а соседняя
область
—
полоса
заряда
elccl
противоположного знака. Конечно, потеря
clcktric зарядов одного знака равна сумме
clcktric зарядов противоположного знака.
krawQd¿ Шезелин
P =/W)
p 0, если I-> 0
§5. Диждинамика дифракции. И все же Ньютон inial racfc !
С3
Щель в виде фотонофазного монохроматора. Физикам, проводящим
эксперименты со светом, хорошо известен тот факт, что щель wqsk можно
рассматривать как источник так называемого когерентного света. Иными
словами, электрическое поле фотонов в момент выхода из щетины имеет такое
же значение. Этот хорошо задокументированный экспериментальный факт,
лежащий в основе волновой теории? интерпретации дифракционных
изображений, в рамках этой теории нет объяснения. В любом случае, поскольку
волновой теории не существует, она объясняет, как преломляется свет? на
разрыве. Без всякой ссылки на физику процесса постулируется, что каждая точка
трещины является источником сферического падения. Оба эти предположения
появляются в контексте Deus ex machine, будет непременным условием для любого
формального рассмотрения дифракции света.
Теперь давайте посмотрим на оба этих предположения через призму этого.
То, что мы сказали выше о колебательном поле фотона и разделении
электрических зарядов в области щели. В этом свете очевиден сам факт
рассеяния. К уравнению движения фотонов. Нужно просто приложить силы?
электромагнитное взаимодействие фотона с электрическими зарядами щели.
Если щель достаточно w'^ska, но не слишком wqsk, конечно, потому что тогда
поверхностное разделение электрических зарядов исчезает, то в области щели
возникает очень сильное электрическое поле, которое будет рассеивать фотоны,
проходящие через niii. Эта дисперсия определяется величиной q :
Электрический
фотон и· момент прохождения разрыва. По линии прямолинейности b?dq
Передвигаться? Далее только те фотоны, электрическое поле которых в области
булощели, близкое к нулю - у аргонических физиков мы будем говорить, когда
фаза kqt поля Ф была близка к нулю. В отдельном, wqish большинстве фотонов,
движущихся^ Поступательные колебания электрического поля во всех фотонах
b?di( имели так^ одинаковую^ фазу?, заданное значение фазы kqta О = 0 в области
щели. Имеют ли место вибрации поля в wi^zee? С so^ sam^ faz.4 мы говорим, что
Направление полета после
прохождения разрыва
Г?.....................
D/7
большой
Муж
ской
Ap=O фут
Слабое
воздействие
Сильное
воздействие
Рис.27. Зазор как идентификатор фазы.
Сквозь трещины? Только эти фотоны
проходят без отклонения. электрическое поле
которого в момент прохождения Щецина было
близко к нулю.
wi^zka когерентна.
А каким будет окончательное изображение луча на экране после
прохождения через щель, будет зависеть, с одной стороны, от размеров и
геометрии полей рассеяния^ в области щели, а с другой стороны, от внешнего
вида^ поля фотона.
61
2. О свете, квантах и атоме в духе Ньютона
Никстети, состояние знаний сегодня таково, что мы не можем сказать ничего
конкретного ни об электрическом поле в области краев, ни об электрическом поле
электрона. Все соображения до сих пор были лишены всякого динамизма и
сводились^ к различию. для формального анализа геометрических соотношений
между изображениями на экране и расположением щелей. или край диафрагмы.
Результатом этих рассуждений являются математические формулы, выведенные
Гюйгнсом, Френелем или Фраунхофером. Они были получены на основе
совершенно ложного на сегодняшний день, в свете результатов, показанных на
рисунке 20. предположения о сложении амплитуд колеблющейся среды в
плоскости экрана. Теперь на примере эксперимента Юнга покажем, что
периодическая модуляция света на экране не имеет отношения к форме волны, а
является результатом взаимодействия фотонов в зоне шезлонга. И вы должны
знать, что опыт Янга в сгибании? Огни на двух щелях JCST до сих пор являются
не более чем венцом волновой теории света. Но это основа всей квантовой
механики.
Эксперимент Юнга - факты и интерпретация. Выше мы показали, как в
корпускулярной теории мы получаем волновые изображения на кра. А теперь
несколько слов об этом. где была фальшь в волнообразности интерпретации
эксперимента Юнга.
Wi^zka áwiatfa
Rvs.28. Геометрия опытов Юнга. Единственная
информация,
полученная
в
результате
эксперимента, состоит в том, что положение
prí)¿s на экране, которое вместе с участками
расстояния между^между щелями , может быть
отнесено к разности между kqia фазивы Aó
между^ положением prqzka на экране и
расстоянием до обеих щелей.
Начнем с определения понятия шезелин в волновой теории и в корпускулярной
теории. Значение этих понятий в обоих подходах. показано на рисунке 29.
Rvs.29.
В
волновой
теории
щетина
—
это понятие^
чисто форма
Иннима,
лишенная
всякой
физики.
В
Волновая теория Гюйгнса
Корпускулярная
теория
корпускулярной теории щетина — это место открытия электрических зарядов. чье электрическое
поле меняет направление рядом с фотонами.
dwie szezeliny
rozdzielone ladunki elektryczne
62
§5. Динамика Дьиракки. И все же Ньютон был прав!
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ФАКТ:
Разница путей A¿ между^ пркзеком на экране и каждой из щелей.
1N IE RPR ETAC J A FA LOW A:
В плоскости экрана сумма амплитуда, выходящая из зазоров, колебания
среды,
КОРПУСКУЛЯРНАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ:
В серые промежутки добавляются в просеивание поперечный импульс
spocliodzqcc от электрических зарядов по краям.
Да. Таким образом, один и тот же экспериментальный факт формально имеет
две равные интерпретации. Но только формально, так как волновая
интерпретация игнорирует полная тишина, механизм изгиба свет в области
щели, а также не говорят, что Ничего о том, как эта волна света может идти
\v4sk4 jet^ ничего не распространяется^c si? в сторону. Теория корпускулума не
только раскрывает БКханизм сгибания. Но это позволяет объяснить ряд
нюансов, перед которыми волна Леона беспомощна – как, например, в
отношении обсуждаемого 4>утверждения Юнга,
ОДИНАРНЫЙ ЗАЗОР
ДВА СЛОТА
Р\с.3О. 11a pic^ полос cicmnc видны из широких полос положительных зарядов в окрестностях каждой щели. О происхождении этих полос
волновая теория ничего не говорит. Тонкая модуляция исходит от полосы w^ski отрицательных зарядов от края^ щели.
Волновая теория об этом ничего не говорит. Как и в получившихся картинах,
экстерьер^ §1? свойства материалов, из которых изготовлено препятствие, и
такие соотношения могут наблюдаться, или о мышах о связи между градиентом
интенсивности тени и формой электрического поля, или электромагнитным
полем фотона. () пространственное распределение однофотонных полей в
рамках волновой теории дифракции и интерференции вообще бессмысленно.
63
2. О свете, квантах и устьицах в Ньютонах
§6. ВЕРНЕМСЯ
ПРАВИЛАМ!
К
СТРОГИМ
КЛАССИЧЕСКИМ
F1LANGUAGE
В заключение этого краткого обзора текущей ситуации в теоретической физике
приведу некоторую информацию^dkuj^ о квантовой механике и о причинноследственном подразделе явлений микромира, которые я представляю.
Eundamenty tcorii zwáncj: квантовая механика. На практике каждый учебник
квантовой механики начинается с утверждения, что результаты эксперимента с
электронами, проходящими^ через две близко расположенные щели, в рамках
классической динамики^, оперирующей понятием траектории частицы^, не
могут быть описаны. Так начинается академический учебник квантовой
механики Л. Ландау и Л. Лифшица, на котором воспитано уже несколько
поколений русских и нерусских физиков, и так начинается квантовая механика
во всемирно известных фейнмановских лекциях по физике. В обоих случаях
вывод идентичен. Так как результаты эксперимента с электронами < не
совпадают с результатами эксперимента Юнга со светом, и поскольку этот свет
согласуется с общепринятым представлением об электромагнитных волнах, то
источники полосатых изображений на экране следует искать на основе
волнового уравнения физики углеродных сред, частным случаем которого
является уравнение Шредингера.
Но так как волновое уравнение, хорошо описывающее распространение
волн в воздухе, воде или металле, находится в прямом противоречии с
понятием частицы^, то ни у кого не было сомнений в электронах. Что касается
этого. что это проще простого. Это <логическое противоречие было воспринято
как доказательство того, что
Электрофры по самой своей природе не имеют своего местоположения в пространстве, и
понятие траектории электрона должно быть исключено из всех микроскопических
соображений.
Соображения о строении атома были включены в рассмотрение сложностей,
представляющих^ глобальное киматическое состояние электронов, таких, как
энергия атома или момент püd, и, таким образом, к величинам, которые в
ньютоновской динамике определяют^ эзофистические^ условия для уравнений
движения и s^ являются лишь исходным пунктом для вычисления траекторий.
Но не всегда можно уйти от понятия траектории при ее рассмотрении.
Крайним примером этого является s<i столкновение, где макроскопически
определенная траектория электрона или фотона имеет три четко определенные
точки расположения: начальную точку части^ (акилератор), область
взаимодействия (тареза) и детектор — каковым является, например,
фотопленка в эксперименте с двумя шезлинами. Поскольку волновое уравнение
по определению не относится к czqstck, оно
Квадрат волновой функции трактуется как вероятность нахождения рассматриваемой
частицы H в заданном месте пространства (liorn).
Такое введение deus ex machina, трактовка волнового уравнения нарушала
основные законы классической физики: закон сохранения энергии, закон
сохранения pçdu или момент pçdu. Относясь к свободным состояниям, т.е. к
описанию рассеяния и столкновений всех видов, она внесла ряд сложностей и
парадоксов, с которыми физики до сих пор не могут справиться, а
вычислительные процедуры в конкретных случаях основаны на фантазии
§6. Вернемся к строгому рейулу классической физики!
вычислений, что показано в главе 4.
Принцип Гейзенберга - "Свобода Тома в его доме" в физике. To dac jakqs
fílozofíczn^ podbud? По правилам классической логики, вероятностной
интерпретации? Функция PSI, Илейшнеберг поднял дела? Эксперименты по
проверке положений и скоростей микроскопических объектов. Поскольку по
отношению к микрообъекту, представляющему собой электрон, связанный в
атомном поле jqdra, понятия невозмущающего измерения не существует, так
как электрон является наименьшим объектом, созданным природой, возникла
дилемма, можно ли вообще точно измерить положения и движения атомного
клктрона. Гейзенберг считал, что это невозможно, и берет это за основу?
неконтролируемое рассеяние электронов, искривляющих На ребре он
сформулировал знаменитую ^ursflí/f формы неопределенности majqcq:
А · Топор > А
где Ap , — blqd в измерении p?du, Ax — blqd в измерении положения частицы,
а h — постоянная Планка. В ней говорилось о пределе возможности
равномерного измерения на одном и том же объекте, его положении и p?d.
Однако для того, чтобы быть »*· согласующимся с вероятностной интерпретацией функции
phai, необходимо предположить, что невозможно не измерение, а микроскопическая частица как
таковая не обладает однородным положением и скоростью^ Солнца. Таким образом, шаг
за шагом, была создана система законов, основанная на веских аргументах.
Принцип eo/nénity Гейзенберга очертил границы día использования законов tJasic dyna.
Таким образом, это по правилам? Неопределённость Гейзенберга была
санкционирована полной свободой в формулировке постулатов, которые
позволили бы квантовой теории согласовываться с экспериментом. А
территория, обведенная правилами? Любое предположение является хорошим,
если результат расчета CRI согласуется с результатами измерений. Нет,
поэтому неудивительно, что на первый план вышли многомерное искривленное
пространство и искривленное время. И все это под прикрытием сложного
математического аппарата, не имеющего ничего общего с физической
реальностью.
С
таким
далеко
идущим
отсутствием
строгости
сформулированных физических принципов и с абстрактным формализмом,
доступным только для суперспециалистов в избранных областях математики.
Можно было бы предаваться псевдотеоретическим рассуждениям о n-мерных
струнах или задаваться вопросами о том, как выглядела Вселенная в
миллиардные доли секунды после Большого взрыва. Будут ли эти теории
правдоподобны? Научно-фантастический роман Жюля Верна «Путешествие на
Луну» или «Черная туча» Фреда Хоя. Последние были взяты из остальной
логики экстраполяции текущего состояния знаний.
Стремится вернуться к причинно-следственному описанию микромира. Как мы
обсуждали в начале этого параграфа, ключевым аргументом, используемым
сторонниками квантовой макчаники для оправдания исключения из
рассмотрения понятия траектории четверки (клктрона, фотона), является
эксперимент Юнга. Представленное в предыдущем параграфе доказательство
того, что завтраки Юнга могут быть объяснены на основе точечной звездочки, движущейся
по определенной траектории, является ниспровержением главного аргумента в пользу отказа
от ньютоновской динамики в пользу многообразия Шрюдингера.
Именно в интерпретации эксперимента Юнга неклассическая динамика,
основанная на представлении о местонахождении движущегося на другом
ключтроне, потерпела неудачу. следуя определенной траектории, и это было
64
§6. Вернемся к строгому рейулу классической физики!
результатом ошибочных предположений, сделанных в рамках этой динамики.
Я не могу дать ответ на вопрос, почему электрон движется? После выбранных
орбит установлено существование орбит как таковых.
65
66
2. О свете, куантах и атоме в духе Ньютона
И все было бы хорошо, если бы по отношению к элктронам^ присущим атому
частицу^ или кристаллическую решетку твердого тела. Уравнение Шредингера
трактовалось как уравнение классической динамики, относящееся^ce sis к
устойчивости механической системы, подверженной периодическим
разрушающим силам^. В этом контексте уравнение Шредингера является
обобщенным эмпирическим правилом. для элктронов, захваченных^ в
заданный потенциальный резонатор, определить условия существования
стационарных состояний - состояний, в которых электрон, движущийся P°
замкнутой траектории, не теряет своей способности к излучению. И с другой
стороны, уравнение Шредингера — это уравнение, определяющее начальные условия для
уравнений движения Ньютона. Уравнение Шредингера прямо ничего не говорит об
изменяющемся во времени^ положении электрона и его траектории - это
движение и траектория могут^ удовлетворять только некоторым глобально
детерминированным условиям.
Модель свободного падения. Но не начинайте^c дискуссию о том, почему атом
устроен именно так. и никак иначе, мы можем, не пользуясь^c уравнением
Шредингера, дать ответ на вопрос о том, как оно строится для определения
константных^c значений для уравнений движения по явной траектории. И вот,
сопоставление многих расчетов со многими экспериментами подтвердило. В
области атома движение электронов подчинено закону Кулона и подчиняется
законам ньютоновской динамики. А движение элктронов в атоме обнаружено^,
что СИС в базовом состоянии является радиальным движением к JQDRA.
Ура!
Ура!
Р.ВС.31. Модель атома водорода глазами
художника.
§6. Вернемся к строгим правилам классической телесности!
67
Открытие того, что электроны в атоме движутся^ радиально к j^dra, помогло
ответить на шокирующую^CQ загадку физиков и химиков о том, почему
кратковременные магнитные силы электрона играют такую важную^ роль в
строении атома и в соединении s^ атомов в части^ - другими словами,
объяснить взаимодействия скрытого sic, называемого ~ регулти Паулико (rcgulc
t$, взятый в качестве руководящего атрибута мистического мира квантов). На
самом деле, это просто магнитное взаимодействие. которые допикро с
радиальным движением nabicra соответствующего значения.
Трансляционная prcccsja. Зная^c, как sic перемещает электрон в атоме, можно
поддаться искушению поискать ответ на этот вопрос. Почему орбита основного
состояния имеет такие-то и ничем другие размеры 1 такой-то и не другой
формы. А также ответить на вопрос, почему атом, испускающий фотон, теряет
энергию в строго определенных порциях и почему в некоторых ситуациях он
ведет себя аналогично фотону – как в эксперименте Юнга.
Ключевым моментом в поиске ответа на этот вопрос стала расшифровка
смысла физического падения де Бройлича. Замена гипотезы трансляционной
прецессии гипотезой де Бройля, утверждающей, что перемещения электрона
всегда связаны с его prccesjq, позволила маткриализировать в опыте Юнга
волновое поле электрона, ответственное за различимые состояния атома и
дифракцию pr^s.
Волновое поле поискового электрона де Бройля — это электромагнитное
поле, вращающее магнит. В случае электрона, движущегося вокруг jqdra, сила,
исходящая ^ от этого поля, равна nicwicl, и она существенно не изменяет
траекторию электрона до тех пор, пока j^dra не будет циркулировать несколько
раз. В случае эксперимента Юнга взаимодействие электрического заряда с
симметрично расположенными электрическими зарядами зазора уменьшает sic
· В первом плане происходит взаимодействие с колебательным полем
прецессионного электрона.
Рис.32. Движение электрона в пространстве
глазами художника - по его словам, электрон
ходит не тариком, а вальсом.
Решая уравнения движения электрона с учетом этого поля, получаем
квантование rchu, полученное Бором. Так себе
Существование различимых состояний атома является результатом наличия sktad
колебательного электрического поля электрона, источником которого является
трансляционная прецессия спиновой оси.
68
2. () свет. кванты и атомы в духе Нкутона
Представляет ли постоянная Планка совершенно другой мир? Первой
подсказкой^, приведшей к ответу на вопрос, почему атом строится, а не
бездействие, было открытие квантовых условий, определяемых постоянной
Планка h. Поскольку найти ему место в рамках классической динамики не
представлялось возможным, jq рассматривалась как величина, принадлежащая
футболу иного мира, которая не могла быть связана с понятиями
макроскопического мира, каким мы его знаем. В учебниках квантовой
механики говорится^, что классическая физика есть физика. где h = 0. А
постоянная Планка h есть не что иное, как величина dcfiniuj^ известного в
классической физике гироскопа. Рассказ студентам-физикам о том, что h
является чисто квантовым понятием, не имеющим эквивалента в классической
физике, был одним из важных факторов, увековечивших^ веру в уникальность
квантовой механики. Между тем постоянная Планка отражает тот факт, что
вращательное
движение
является
имманентной<
особенностью
микроскопического мира и при рассмотрении строения атома оно не может
быть реконструировано. Чтобы развеять мифы о взгляде на сталь Планка ,
необходимо понять роль гиромагнитных свойств электрона, несколько слов о
свойствах объекта, называемого гироскопом.
Можно ли сидеть на дркг, поддерживаемом только одним коричем?
Вы можете, и я не волнуюсь!
Правда, при одном условии.
На др^гу должно быть прикреплено массивное, большого радиуса, быстро
вращающееся колесо.
Рис.34. "Очевидец" демонстрации
ироскопических свойств имеет t cri i.
Велосипедное колесо и электрон. Гироскоп – это такая странная штука, в
которой мы легко можем убедиться, взяв обеими руками ось вращающегося
велосипедного колеса, пытаясь изменить ориентацию его оси в какую-то
сторону. И оса, к нашему изумлению. Он движется перпендикулярно тому
направлению, в котором мы хотели его повернуть. Благодаря этому^ самому
действию вращающейся материи мы можем спокойно сидеть на дркг,
§6. Вернемся к точному rcgul киасической физики!
поддерживаемом только одной пробкой, как показано на рисунке 34.
69
§6. Вернемся к точному rcgul киасической физики!
70
С количественной точки зрения явление описывает уравнение Эйлера, которое
гласит, что:
œpr = .^///
где œpr представляет собой скорость k^low^ drqg, вращающегося вокруг точки
опоры, // представляет свойства вращающегося^ колеса, а .// представляет
крутящий момент, закручиваемый на dr^g индивидуумом на нем.
- кинетический момент, величина, определяющая^ca понятие гироскопа.
Это мера ориентационной жесткости вращающегося^ объекта
- Чем больше кинетический момент, тем сложнее изменить ориентацию оси вращающегося тела.
В таком случае спин^ вращательный кинетический момент выражается маскирующимся tn, его
радиусом / и скоростью k^towq вращательного движения Q :
H = m Г Q.
Рис 34. Простейший гироскоп - вращающийся вращающийся.
момент укорочения^cy,
Фактор, заставляющий^ изменять ориентацию вращающегося объекта
(ироскопа).
s
птица, в которой вращается ось
гироскопа
В таком случае, подобно кружащейся кошке, крутящий момент, соединенный спицами,
может определяться формой сил, действующих на ^
- если силы «5Г1 = -.7», перпендикулярные оси и разнесенные на расстоянии льда/,
Тогда момент укорачивания имеет вид:
Рис.35. Изменения ориентации гироскопа
являются проявлением действующих на него
крутящих^ моментов.
§6. Вернемся к точному rcgul киасической физики!
/=<7х/
71
72
2. () Świetlick, kvanîach и atomic в духе Ncwton
Электрон – «черный» ящик с вращающимся веществом. В случае гироскопа,
такого как велосипедное колесо, как кинетический момент //, так и крутящий
момент X могут быть сведены к более простым понятиям. Например, скорость
колеса KQT или пара сил, приложенных к его оси. В случае микрообъектов,
таких как электрон (протон), внутренняя структура которых нам неизвестна, и
поэтому мы не можем определить распределение вращающегося вещества и
определить места действующих сил, как кинетический момент, так и функция
крутящего момента являются понятиями Пике, несводимыми к более простым
понятиям. Мы определяем наличие и величину как момента импульса, так и
крутящего момента, наблюдая изменения в ориентации этих объектов, когда
подобные объекты находятся в их окружении. На основе этого вида
наблюдений и было установлено. с
Электрон и протон RNAJQ одинаковый кинетический момент
и она равна половине постоянной Планка h.
В соответствии с интуицией Декарта, видевшего весь мир как совокупность
вихрей, постоянная Планка раскрывает вихревую природу микроскопического
мира.
Чтобы отобразить моменты, действие происходит на электроне.
Следует ли ввести понятие магнитного момента p, который является
источником магнитного поля, в виде протона?
r
который является источником момента укорочения размера:
./ = pxZ
Эксперимент показал, что магнитный момент как электрона, так и протона
пропорционален постоянной Планка h.
коэффициент
пропорциональности
g,
называемый
коэффициентом. должны быть следующими:
в случае электрона
в случае протона
гиромагнитным
g = - ---- ,
'c 2 mc c
e
^=2'792^·
Из приведенных выше формул следует, что из-за возникающих моментов
сжатия две клементарные частицы, находящиеся рядом друг с другом, с
которыми ск протон и электрон, меняют свою ориентацию. Эти изменения,
описываемые уравнением Эйлера, достаточно сложны и их расчет требует
хорошего знания математики. Для нас, однако, достаточно рассмотреть
некоторые частные простые случаи, играющие важную роль в понимании
существования стационарных состояний, когда взаимодействующие частицы
остаются неподвижными в пространстве или вращаются с постоянной
скоростью вокруг прямой, проходящей через обе части.
§6. Нас интересует строгий регут классической физики!
63
Таким образом, ситуаций < не только четыре, и моменты задиры равны
нулю, и поэтому
обивка деталей может оставаться инвариантно
ориентированной в пространстве. Однажды, kicdy ich osic sq скользил по
Iqcz^ccj jc прямой. Biidz tcz, kicdy s^do nicj перпендикулярно. Этот факт имеет
большое значение для рассмотрения структуры микромира, т.к. важен в
области поиска решений, описывающих стаехонарные состояния множества
четверок. которые ЯВЛЯЮТСЯ протоном и электроном.
Параллельный спин
(спины)
Spins(kr^ty)
антикоррозийный
«2
s-
С2
-с-
Рис.36. Четыре общие ситуации. в котором
две части^, взаимодействующие через
спиновое магнитное поле и обладающие^cc
гироскопическими
свойствами,
могут
оставаться постоянно ориентированными в
пространстве.
И в то же время внимание этих соображений имеет большое значение
для рассмотрения строения ядра^дра атома. Так вот, электростатическое
притяжение^gajqce
взаимодействия
электрона
и
протона
дает
электрону^gajqce равновесия, с соответствующей ориентацией их осей
вращения, под действием отталкивающей^ магнитной силы, благодаря
которой обе части^ будут вращаться возвратно^ по отношению к оси
вращения. вокруг линии fycc их центров со скоростью takq samq k^tow^, см.
рисунок 38.
Действительно, решение уравнений движения для двух клктронов с
антиэквивалентностью orientaeji спинов было получено в качестве решения,
составляющего основу для построения многоклеточные оболочки атомов и
p^stc - но об этом в следующей главе.
Рис.37.
Почему
физики решили, что
И он сказал им, чтобы они были "kr?cid!" Квант^d постоянная Планка (i)
"kr?cidta", как он приписал электрону, равен представляет собой
момент
вращения
половине одного "kr?cid" (один "kr ? cio!" есть кинктика? Поле не
постоянная Планка h). относится к области
классической физики
и
является
уникальным
атрибутом
мистического мира квантов, это вопрос, на
который
трудно
найти
логическое
объяснение.
И сотворил Господь Бог. и Slorice и Earth? и Electron
С демистификацией
постоянной Планка h, теперь
глазом И вытекающие из
волновых свойств электрона и демистификацией?
мы можем взглянуть на строение атома другим
этого последствия для понимания мира химии.
Природа невосприимчива к пропаганде, Elektron tv atomic будет идти своим путем, что бы вы ни
писали или не говорили об этом.
64
ПРОБЛЕмВ
NO 12 (369) ДЕКАБРЬ 1976 Г.
MiesifJCinik Towa'Zyilv.n Powsicchhej Knowledge
Redoguje Komi let
АЛИЦИЯ ФЕЙХМА
Rodaklor nacrelf.y. prjnwodiMCzqra kpmitetu rcdokcyjnúgo
Μ. ALEXANDRA BAGNOW5KA secretorx redakcp
l ESI AW BAJ-R
КОНРАД ФИАтковски
АНДЖЕЙ ГОЖИМ
МАЦЕЙ ИтОВлЕЦКИ
БОГУСЛАВ ЛЕСЬНОДОРСКИЙ
ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВ БОГДАН МИС
КАЗИМЕЖ ОСТРОВСКИЙ
АННА ТАБАЧИНЬСКА
MIECZYStAW ZAWADKA
ЕЖИ ЗЕЛЕНЬСКИ
АДАМ ЗУБЛК
llustrac-a na kldce (Antfrxe- ja
Piwoñslr ego) ссылаются на
арийкулу Михала Gryxiñikífcqo >a
otomowe — xrödlo '\nikroiw ecie',
стр. 7
Как быстро рухнет сегодня империя квантовой механики от господствующих в мире^ средств массовой
информации!
3. КАК выглядит АТОМ?
КАК АТОМЫ СОЕДИНЯЮТ Sil·; на ЧАСТИ^ ?
(короткий и простой для всех, где электроны движутся по четко определенным
траекториям)
§1. ПРОТОН И ЭЛЕКВАРОН
(два вихря космического эфира - прото-начало всего)
§2. АТОМ ВРЕДОРЛ
(электрон на траектории свободного падения)
§3. ВРАЩЕНИЕ (KR£T) ЭЛЕКТРОНА - ИСТОЧНИК SYMETRI1 В ПРИРОДЕ
(пересечения электронных путей под контролем спинового магнитного поля)
§4. ЭЛЕКТРОННЫЙ СКЕЛЕТ ТЕЛА S1ALEGO
(от JQDRA I до JQDRA, а также от и вокруг JQDRA -подобных электронов wiqzq атомных JQDRA)
Статья 5. U; - ИОНИЗИРОВАННАЯ ЧАСТЬ^ВОДОРОДНАЯ ТРУБКА
(простейший объект молекулярного мира расшифрован!)
§6. АТОМ ХЕЛУ. ЭЛЕКТРОНЫ L^SI ПОПАРНО
(спиновое магнитное взаимодействие - фактор, управляющий микроскопическим миром)
§7. ВЛИЯНИЕ МФО. МЕЖДУ ATOMAIMI - VAN DER WAALS FORCES
(о том, как атомы слипаются, образуя молекулы и кристаллы)
§«. ЭЛЕКТРОНЫ ПРОВОДИМОСТИ. ГДЕ?
(изоляторы, проводники и полупроводники - электроны в "карманах" потенциала)
Круговая модель атома называется blqd, kldry направил обсуждение построения 'алома на slcpy tor. Внести свою лепту в огромную микру в
пренебрежение работами по динамической теории атома. Скорее всего, это wiclcc. При знании правильного решения, которое представлено
моделью свободного падения, появления квантовой механики в мире было бы недостаточно
3. Как выглядит атом? Как атом становится частицей?
76
§1. ПРОТОН 1 ЭЛЕКТРОН
Знание того, что принес нам ХХ век, позволит сформулировать тезис: мир,
опосредованно доступный нашим чувствам, представляет собой иное
сочетание двух разных, но в то же время похожих, «водоворотных»
космических эфиров.
Этими двумя взаимно притягивающими
турбулентностями являются протон и электрон. Таким тандемом космической
материи является атом водорода. Но для того, чтобы^ говорить о том, как
устроен такой тандем, мы должны сначала определить значение
употребленных выше слов: протон, электрон. Ведь мы должны знать, о чем
говорим!
Протон и электрон — это объекты, которые взаимодействуют по закону
Кулона. Хотя электрон и протон были открыты довольно давно - электрон был идентифицирован в 1897 году
Дж.Дж.Томсоном, а протон в 1918 году Э.Резерфордом - к сожалению, до сих пор мы почти ничего не знаем о
внутреннем строении этих двух универсальных компонентов материи. Во всех рассуждениях они предстают в виде
математических точек, которым мы приписываем различные свойства, определяемые математическими функциями,
позволяющими предсказывать поведение этих объектов при различных обстоятельствах. Основной величиной протона
и электрона, выведенной из широкого круга наблюдений, является взаимодействие - отталкивание H* в случае частиц одного вида и
притяжение в случае разных частей. Для того, чтобы иметь возможность говорить о взаимодействии количественным
образом, физики ввели понятие электрического заряда – чем больше заряд частицы, тем сильнее взаимодействие. В
математических формулах электрический заряд обычно обозначается латинским буквой zc со знаком + или -, так
что по знаку илоэзина мы можем узнать, имеем ли мы дело с отталкиванием (в этом случае добавляется илоэзин)
или притяжением (в этом случае илоэзин отрицателен). Такое взаимодействие, выраженное посредством
математической формулы:
r
9.
мы называем шелком Кулона. Кулоновское взаимодействие является
фундаментальной характеристикой, определяющей как электрон, так и
протон.
Эксперименты показали, что способность вещества взаимодействовать
у протона такая же, как и у электрона. Было решено, что электрический заряд
протона будет обозначаться символом cm +e, а электрический заряд электрона
— символом -e.
Протон и электрон – это объекты, которые движутся по законам Ньютона.
Пружина
–
предмет,
являющийся
Наличие взаимодействия имеет свои последствия, и этими последствиями являются
синонимом силы. В микроскопическом свете
источник
силы
может
быть
косвенно наблюдаемые изменения скорости взаимодействующих компонентов. Изменение
непрямым. Его странность может быть скорости относительно единицы времени называется ускорением. Мы обычно
определена лишь косвенно, на основе
обозначаем их буквой a, от английского слова acceleration, точно так же, как
наблюдаемых изменений скорости.
введенный символ имеет свои корни в английском слове force. Эта
номенклатура восходит к Ньютону, который был англичанином и первым
выразил связь между взаимодействием и ускорением в виде математического
уравнения
Теги. Z -ма
где коэффициент m называется masq, который определяет восприимчивость
данного объекта к изменениям скорости. Это мера количества материи –
материала, из которого построен этот объект.
§1. Протон и элктрон
Таким образом, физики, включая закон Кулона и закон Ньютона, свели
протяженный объект, такой как элктрон или протон, к абстрактной
математической точке. Таким образом, оперируя ^c понятием электрона, сведенного к
точечной массе и точечному электрическому заряду, мы должны иметь в виду большое
невежество этого объекта, как если бы мы хотели выразить кал^ знание^ о соринке с
, где –
гравитационная постоянная. И действительно, вскоре стало ясно, что точка
масс и точечный электрический заряд не могут быть объяснены многими
явлениями 1 Необходимо расширить понятие^ элктрона, придав точке
электрона некоторые дополнительные свойства.
помощью двух чисел: какова масса slorica m. и гравитационный заряд, выраженный si?
Протон и элктрон – это объекты, обладающие свойствами гироскопа! Не
вдаваясь в то, как физики к этому пришли, скажем лишь, что и электрону, и
пролону надо было приписать свойства быка Мак-Ханичного. Другими
словами, и протон, и элктрон являются вращающейся материей - чем-то вроде
водоворота, воздушного торнадо или просто велосипедного колеса. Однако
для того, чтобы можно было говорить о вращении, необходимо прежде всего ввести понятие
оси вращения, определяющей ориентацию вращающегося вещества в пространстве. В этом
cclu до точки rcprczcntation положение вращающегося объекта, электрона или
протона. Был добавлен единичный вектор под названием versorent. Для того,
чтобы знать, имеем ли мы дело с маленьким быком или с сильным быком – а
значит, и для того, чтобы узнать, легко или сложно нам будет сориентировать
вращающийся объект, необходимо было добавить в верзор какую-то
информацию. В случае с таким быком, как велосипедное колесо, такой
приблизительной информацией является величина илоэзина:
Опре
делен
где
ие.//nt — масса обода с шинами и всеми аксессуарами, r — радиус колеса, v —
скорость, с которой движутся точки на колесе. Величина //, представляющая
собой инерцию вращающегося объекта, физики называют кинетическим
моментом, а сам вращающийся объект — гироскопом. Проведя множество
экспериментов, она была найдена. ЗК
Реальный физический
объект...
... и его точечного
представителя.
Электрон и протон — это два почти одинаковых
гироскопа.
так как zc имеют одинаковый кинетический момент - равный половине
постоянной Планка h.
Хотя мы до сих пор не знаем, какова внутренняя структура электрона
или протона, мы знаем их массу и величину постоянной Планка h, а также
знаем, что предельная скорость, с которой может двигаться материя, есть
скорость света c, мы можем сделать вывод о скорости такого
микроскопического гироскопа. Из определения кинетического момента H
можно будет сказать, что такое:
Диаметр гироскопического
электрона
Гироскопический диаметр
протона
Ô =2r = ----------- -2.4310 10 См
НТЭ С
МК
h
-13
0 = 2r = ------------ -1.3210 см .
p
Полученные таким образом линии показывают, что электрон, а тем более
протон, являются малыми объектами, но, конечно, не размерными
математическими точками.
Электрон – это вращающийся объект.
Есть коврик. Но это не математический
момент.
3. Как 'Glqdu 3fom' ? Как образуются атомы Iqczq si£ « czqxteczki ?
78
Протон и элктрон – это объекты, обладающие свойствами большой стрелки! Еще один странный объект, который мы
знаем из школьных уроков физики, — это компас, душой которого является
магнитная стрелка, обернутая в середину гравитации^. Две такие намагниченные
иглы, в зависимости от ориентации, будут притягивать^ или отталкивать, но
b<^dq тоже хотел вращать^ - так, чтобы ржаво-ободковые бигуны были как можно
ближе к сикби. Это сила взаимодействия, а также момент сокращения^cajqcy sq
функция обратного расстояния и их взаимной ориентации.
Электрон (протон) миниатюра< фон пркд.
Как показали измерения, сила dqzqca для изменения расстояния между^
иглами уменьшается с четвертым pot^gq расстояния, а момент коротких^cajqcy
при попытке изменить их ориентацию уменьшается с третьим potQgq
расстоянием. Измерения, проведенные на магнитах, позволили расшифровать вид
математических формул, описывающих как силы, так и моменты, действующие
между ними< моменты короткого^cajqce. Эти формулы уже не так просты, как
формулы Кулона, и мы не будем приводить их здесь. Необходимо только знать,
что в частном случае, когда две иглы sq ориентированы параллельно и sq
перпендикулярны отрезку Iqczqqy, выражение их на silQ имеет вид:
г
где – величина стрелочных данных, где ЗНАК ПЛЮС обозначает параллельную
ориентацию стрелок, а знак минус – антипараллельную ориентацию.
Магнифические
взаимодействия двух
электронов (протонов).
А еще есть сила Лоренца. Наверное среди читателей sq lacy, что знает.
Заряженный прокол возле магнита изменяет кончик его полета. Такого же
эффекта можно добиться, заменив стержень Q магнита катушки на протекающий
в нем prqd. Это явление было и остается широко используемым в электроннолучевой трубке телевизора или мониторе, взаимодействующем с компьютером,
где движение свежей точки на кране, поступающей от падающих электронов,
контролируется ситом? С помощью катушек с PRQD. Это явление берет свое
начало в экспериментах Ампера, который первым заметил, что проводники с prqd
могут притягивать bqdz и отталкивать. Фарадей, интерпретируя этот тип
экспериментов, ввел понятие магнитного поля. который сопровождает
движущиеся
электрические заряды и отражает их присутствие в
рассматриваемом пространстве. Он показал, что сила взаимодействия между^
магнитом и электрическим зарядом зависит от относительной скорости^ двух
объектов, а голландский учёный Г.А. Лоренц дал математическую формулу для
описания tq ила;. Так. wi^c на движущийся клктрон^ в электрическом поле jqdra
действуют две силы: сила Кулона и сила Лоренца.
В частном случае, когда ось электрона ориентирована перпендикулярно
вектору скорости^velocity, а атом jqdro лежит в его экваториальной плоскости, то
формула для ила; Лоренц имеет вид:
где – магнитный момент электрона, а Ze – электрический заряд jqdra. Поскольку
сила Лоренца уменьшается с расстоянием гораздо быстрее, чем сила Кулона, её
влияние на движение электрона ограничено. на короткие расстояния от JQDRA.
Сила Лоренца.
Сравнивая две силы, мы приходим к выводу, что магнитное поле оказывает
существенное влияние на движение электрона в поле jqdra. Если вы найдете их на расстоянии 10 минут^ !" см.
§1. Протон и электрон
79
Электрон (протон) не ходит, а тарик - и тарический вальс! С того момента^, когда
мы присвоили электрону ось, возникла проблема - Как ведет себя электрон, когда
он свободно перемещается в пространстве? Физики 1930-х годов предположили^,
что ось электрона остается жёстко ориентированной в пространстве при
перемещениях в пространстве. И это было blqd ! Блкд далеко идущих^ следствий,
поскольку он тем самым закрывает^ путь^ к преодолению волновой
корпускулярной дилеммы, возникшей в связи с открытием де Бройля, говорит^cc
о волновых свойствах электрона. И эта дилемма была решена^ предположением,
что Перемещения электрона сопровождаются прецессионным движением его спиновой оси со
скоростью kqt что
своей энергии
кинетическая E, деленная на улов? h:
-)
1
где Ä = — fl .
Фл
Угол ct - отклонения из-за
ускорения proccscm.
Записывая ^ вышеуказанное соотношение в несколько иной форме, мы получаем
ролевую игру^c^ ключевой роли в свечении атома rcgulç. ktôr^ назовем трансляционное правило прецессии:
ПРАВИЛО ПРЕЦЕССИИ ПЕРЕХОДА
Ay mv Av
где Ay – kqt, на h
которую ось электрона вращается по пути Ar. Этот.
Электрон,
обладающий магнитными свойствами стрелки,
движется "taricz^c цилиндра", а не "ходит", что отражается в JCGO. Изменяя
ритм вращения, чередуя клеточное поле. Сила^, исходящая от
этого мимического поля, как правило, значительно меньше, чем
кулоновская сила d/ialajqc на электроне в поле ядра. Но именно эта
малая сила отвечает за то, что в определенных ситуациях мы
наблюдаем полосатые изображения на кранике, а в случае
электрона kr^z^ вокруг j^dra за то, что только в некоторых особых
ситуациях движение электрона может быть стрейхонарным - то
есть размер и форма электрона орбиты все равно будут прежними.
Иными словами, именно малая переменная в электрическом поле
прецессиру^cc электрона, которая может быть отождествлена с волновым
полем электрона, которое де Бройль искал в течение многих лет, стоит за
тайным квантованием энергии, открытым Планком.
Длина волны де Бройля — это
расстояние, на котором электрон
совершает один полный оборот!
Numbers defin iuface czqstkç elementarnq. Соблюдайте это.
Как мы уже говорили выше, и электрон, и протон являются объектами,
движущимися по законам классического движения, сформулированным
Ньютоном и Юлькра, и законам Кулона и Лоренца. Но, конечно, не каждый
обикт, удовлетворяющий этому криту, является электроном (протоном).
Чтобы идентифицировать объект, нужно дать значения коэффициентов,
представляющих его^ в математических тормулах, описывающих^ его
свойства. S4 их масса m, электрический заряд e, магнитный момент u и
китический момент h. В таком случае, как электрон или протон, такой
величины для измерения не существовало. Сегодня мы знаем их с большой
точностью. Выражается в системе единиц, грамм, сантиметр, секунда. Дина.
соответственно являются:
Масса М
-Э
ЭЛЕКТРОН
ПРОТОН
где
Электрический
заряд
1836·/«
+Э
м = 9,1 HO'2" g *
e = 4,8O1O"10
дин ·-см ,
h = 6,63· ИО'27
динамы ,
p = 1,18-10 19
дина"-см1 .
КРЧТ
Магнитный момент
Ф/З
2.79-р/ 1836 г.
80
3. Как выглядит атом? Как атомы Iqcz^ si$ " cz^steczki ?
§2. АТОМ ВОДОРОДА
Формально говоря, атом – это доля пролонов и электронов, связанных друг с
другом электронными силами – силами, которые мы обсуждали в предыдущем
абзаце. Один протон и один электрон - это простейший из атомов - атом
водорода. Выяснение того, как выглядит этот самый маленький элкциально
нейтральный крик, является ключом к описанию микроскопической
структуры макроскопического мира. Как мы уже видели, физиков беспокоит
эта простейшая структура природы; Таким образом, сначала Бор неверно
определил форму орбиты элктрона, а затем с помощью квантового поля
превратил электрон в загадочное облако V-функции, создав совершенно
ложный образ атома. А как на самом деле? ? А истина, действительно, проста
- Бор на самом деле держал ее в руках.
Электрон на траектории свободного падения. Электрон и протон, связанные
силой электростатического притяжения, образуют электрически нейтральную
цепь. Из-за огромных различий? Массами этих двух частей S.A.T. являются 7й, практически неподвижный протон и электрон, быстро бегущий вокруг него.
Решая уравнение движения Ньютона для малого квадрата расстояния
кулоновской силы, приходим к выводу, что траектория, по которой она
движется? Электрон представляет собой эллипс. Размер и форма воронки
эллипса являются двумя параметрами этого решения неопределенного
значения. Она может быть выражена двумя другими величинами, которые
являются квадратными: энергией электрона 7/ и орбитальным моментом электрона
L. В электрическом поле атома jqdra нет других действующих сил, и 7/, и L
имеют постоянную величину. Их ценность заключается в памяти о тех временах,
когда на электрон действовали какие-то другие силы, приводившие
рассматриваемую систему к такому состоянию. M случай атома H· Размер и форма
электронной орбиты являются конечной точкой эволюции, определяемой процессом
излучения. К сожалению, мак-ханизм излучения нам неизвестен, и с помощью
Траектория
части,
притягиваемой
неподвижным центром мощности smallqc^ с теории мы не можем вычислить ни величину 7/, ни величину ¿. Тем не менее,
расстоянием в квадратный сантиметр, равна el мы можем их измерить. Мы можем сделать это двумя способами: bqdz основан
ipsa.
Введя
в
уравнение
Ньютона
дополнительные силы, мы можем получить на спектроскопии, bqdz также на физике? ядерные коллайдеры. Измерение
cfckt медленной эволюции эллиптической энергетического потенциала ионисеев? Размер большой оси эллипса был
орбиты. При наличии окружных сил орбита прост и никогда не вызывал споров. Осложнения si? появились при
может быть статичной только в особых
ситуациях. Множество стационарных орбит, определении величины угловой тяги/, определяющей формирование
определяемых
силами-компаньонами^cc эллиптической орбиты. Бор, как известно, предположил, что планеты
поступательной оси спина элктрона, есть
движутся в движении. вокруг Солнца, что момент импульса максимален, и
множество,
определяемое
квантовыми
поэтому орбита должна посылать круги. Между тем теоретический анализ
условиями Бора.
результатов столкновений ядерных зарядов (мы уже обсуждали их в главе 2, а
подробное доказательство см. в главе 4, § 1) не оставлял места для сомнений:
момент падения равен моменту падения. Нуль. То есть электрон движется? Ч· jqdra
направление вдоль траектории свободного падения M' jqdra направление.
Спин электрона определяет форму атома. Ответьте на этот вопрос. В чем дело?
Идея электрона, идущего непосредственно к jqdro, восходит к ядру в 1928 году
после открытия Гаудсмита и Уленбека, когда выяснилось, что электрон
обладает свойствами намагниченного bqk. Магнитное поле заставляет
электрон на jqdro пройти мимо него и снова закипеть. до полного замедления
скорости. Вообще говоря, самый высокий электрон после обращения
магнитным полем удаляется. Может быть, в самых разных направлениях.
Однако в частном случае H', когда ось вращения перпендикулярна его скорости^скорости,
электрон после трех ударов jqdra
возвращает h* в исходное положение, и траектория
Этот конкретный случай, показанный на следующей странице,
представляет собой атом водорода в основном состоянии.
замыкается$.
Спин электрона - источник IV синитрии
природы.
Водород – это внушающий благоговение дизайн Природы,
отправная точка для размышлений о том, как устроен мир вокруг
нас.
71
3. Как выглядит атом? Как атом) Iqezq si$ в czqstcki ?
§3. ВРАЩЕНИЕ (KRFeT) ЭЛЕКТРОНА - ИСТОЧНИК СИММЕТРИИ В
ПРИРОДЕ
Kr^t электрона - система, управляющая движением. Как было сказано выше, в
присутствии большого поля сила Лоренца, перпендикулярная его скорости, действует
на движущийся siq в jqdra elcktron. Он изменяет движение таким образом, чтобы оно
находилось на расстоянии <; Ду 10" сантиметр проходит JQDRO. Да, как это делает
Колвик, большая^большая часть^sc траектории электрона задается илом; Кулон,
именно в ключевой точке этой траектории находится сито; магнитный поворотный
кулак; атом своим движением. Таким образом, кажущаяся малой роль, которую играет kr^t
электрона, стала решающим фактором в пространственной структуре атома. Особенно, когда
ось электрона перпендикулярна радиально движущемуся su; траектория электрона
плоская, и элктрон отскакивает< от JQDRA точно под 120" kqt - а это не выгодно с точки
зрения заряда JQDRA! После трех раз вит; c после того, как электрон отражается от
JQDRA, траектория закрывается.
Интуитивно очевидно, что в случае трехплечевой орбиты, как в случае с атомом
водорода, три асимптоты этой орбиты будут определять направления, в которых
расположенная в центре jqdro может управлять своими sqsiads. Stqd уже в шаге от
утверждения, что гексагональная кристаллическая решетка, встречающаяся в
природе, является производной от сита; от электрона krqzqccgo по углам
шестнадцатеричной системы в вершинах, которая расположена; Atomic JQDRA - как
показано на рисунке рядом с ним.
Б
о
Пластина AB3
Шестиугольная ячейка
Электрон на тетраэдрическом орите. Рассмотрен случай плоского движения, когда
элктрон перемещает сито; По сторонам гексагексаакты это одна из возможностей
циклического движения электронов твердой кристаллической решетки. Но
трехлучевая плита — это лишь одна из многих возможностей, которые скрывают
решета; за ничтожное богатство решений, описывающих радиально (почти
радиально) движущийся электрон. Итак, когда ядро не лежит в экваториальной
плоскости электрона по отношению к подчиненному ему электрону, то, вообще
говоря, существуют две асимптоты: асимптота прихода, по которой элктрон
приближается^ к jqdra, и асимптота ухода, по которой он удаляется от нее, sq по
отношению к спиновой оси электрона, находящейся под разными kqt. Смотрите
рисунок 1.
Асимптота прихода
Асимптота
отклонения
Электрон со спином
Джкдр
о
Прибытие
Рис.л. Результаты численных расчетов рассеяния электрона свободно плавающего электрона, падающего на KQT
jqdro, по отношению к расстоянию,
определяемому осью спина электрона в пространстве. В общем, qqc. Асимптота, к которой приближается лектрон? к JQDRA (асимптоте прихода) и
асимптоте. после чего рассеянный Elcktron удаляется от наклона JQDRA (departure asymptote) sq при различных kqt вдоль оси атома, определяемой
осью электронов Kicrun. Только значение kqta 0P (асимптота прихода) сводится к асимптотам лезка на том же конусе. то есть, О,, = О., . Однако, если это
условие выполняется, траектория замкнута^та. Азимутальное значение kqta разложения должно быть целым числом.
Ваш эффектный
заказ!
73
•в
Электронный костяк кристаллической решетки твердого
тела. Идеальная синхронность движения по всему
кристаллу.
3. Как выглядит атом? Как сделать Iqczq si^ в czqsteczkl ?
Знание теории относительности^ ориентации асимптоты вылета по отношению к
асимптоте прихода еще не составляет полной характеристики магнитного
отражения электрона от jqdra. И именно по этой причине, вследствие
нецентрального характера силы Лоренца, отскок от rcguly сопровождается
некоторым изменением момента p^du. Это означает, что подсвязь к jqdr с
моментом zcr p^du elcktron ускользает после отражения от нити с моментом,
отличным от zcra, а это означает, что асимптота отхода больше не лежит на самой
конической поверхности, как это делает асимптота прихода, см. рисунок 2.
Прибытие
KQTэлктрон свободно "падает" на jqdro podq/a по
Рис.2. На рисунке показана специфика рассеяния нецентрическими магнитными силами. Другими словами,
асимптоте, точно проходящей мимо jqdro, и после рассеяния. В общем случае асимптота его движения является prás^ta по отношению к jqdra.
Таким образом, таким образом^c траектория электрона может быть /.amkni^ta,
асимптота прихода и асимптота вылета должны лежать на одном и том же конусе.
Выполнение этого условия jcst возможно только при обеносе zcwn^outer полей.
При этом траектория электрона может замкнуться даже при ненулевом значении
момента p^du.
Получается, ЧТО простейшая траектория закроет^та., существующую с
ненулевым значением момента p^du. Это тетраэдр. И wi^c, кроме треугольника, мы
имеем уже вторую базовую пространственную форму stcreochcmii в спиновых
свойствах электрона. При этом лектрон проходит по четырем радиально
расположенным асимптотам, пересекающимся под углом 109°. Есть ли это в
базовых метриках? пространство, так как Q - пространственно центрированная
кубическая форма поворотных точек орбиты CLCKTRON LEZQ, то в четырех
вершинах стены - см. график напротив.
Да, так^с нет никаких сомнений, мы дошли до истоков сы метри и в природе.
Взаимное расположение атомов в химических соединениях определяет спин электрона, который K·
Ключевая точка траектории, отмечающая атом JQDRO, берет на себя управление^ над его
В
^ztach кристаллической решетки jqdra атомов sq расположено
пересечение путей электронов, определяющих пространственные формы твердого
тела. То, что замкнутая^-я орбита электрона может иметь различные формы,
иногда это может быть треугольник, иногда это может быть тетраэдр, и ЧТО один
и тот же атом в химических соединениях может иметь разные формы, есть явление,
известное химикам, скрывающее название, введенное Л. Паулем ингом: гибриды.
структурой.
Atom і je.go wyciqgrùçte ranüona.
Пространственно-центрированная кубическая сеть, основанная на
простейшей пространственной траектории свободного падения.
75
86
3. Как выглядит атом? Как атомы Iqczsj se в части^ ?
§4. ЭЛЕКТРОННЫЙ СКЕЛЕТ ТВЕРДОГО ТЕЛА.
Тот факт, что строение основного микроскопического элемента мира, которым
является атом водорода, может быть описано на основе уравнений классической
динамики, и тот факт, что электрон в основном состоянии движется относительно
j^dra с нулевым моментом p^du (он принимает прямой взгляд на j<idro), лежит в
основе всех рассуждений об Iq$ атомов на более или менее сложные части^. Атомы
jqdra в короткие промежутки времени из-за значительных различий^ масс могут^
рассматриваться как неподвижные по отношению к электрону, быстро
движущемуся ^ в их поле. В случае двухатомных базовых составляющих задача
двух неподвижных центров может быть хорошо известна из небесной механики.
X
X
Вопрос о двух неподвижных центрах. Двумя основными параметрами,
описывающими^ энергетическое состояние двух неподвижных^ покоящихся^
jqders и электрона, являются: энергия взаимодействия между^j^drs, (.2e/2X)\ и
энергия связи ^ электрона 7/; в поле Кулмбовского этих j^dcr. Может ли
рассматриваемая система находиться в связанном состоянии^, определяется
соотношением этих энергий. Таким образом, связанное состояние будет возможно,
если значение безразмерного параметра tvinoj, определенное следующим
образомQpuj^cy:
&X
2Xe2
b^'будет меньше единицы. Из многих возможных соображений, описывающих
движение электрона в связанном состоянии^, для wnK,| < 1, на первый план в
соображениях^ о природе химической связи^. Орбита, показанная на рисунке 3,
является удлиненной.
Рис.3. Результаты численного интегрирования уравнения движения движущегося электрона^ si<? в неподвижном поле j^der. Дискретный кластер замкнутых
траекторий^ выражается выражением через две строки целых чисел: = I, 2, 3 ... и rjg = 1, 2, 3 ... Чем выше показатель, тем протяженнее траектория.
Восьмеричная пластина, показанная выше, является простейшей из возможных. симметричны относительно обеих траекторий jqder. Он описывает себя
как Показатели:/?. = 1 и = 1. В левой части рисунка показана z-a компонента силы взаимодействия между j^dr и elcktroncm. Среднее значение этой силы
притяжения^ должно быть равно силе отталкивания^ между j^drs, чтобы система могла долго оставаться в динамическом равновесии. l и равновесие
возможно только для одной и единственной орбиты, имеющей^ четко определенную форму.
Значение этой восьмеричной орбиты заключается в том, что когда ее антецедентная размерность равна zd^za нулю, она
Буду
§4. Электронный скелет твердого тела
переходит на двухцентровую^ траекторию на границе? Свободное падение - аналог траектории свободного падения в
атомарном водороде. Таким образом, мы можем просто обратиться к одному измерению. И такая запутанная проблема, когда
clcktron двигает clcktron маятниковое движение от второго JQDRA ко второму JQDRA. Доставляет немало хлопот. Уже,
NaWCT в конце атомной масики jq_dcr. аналитически решать^зак. Это аналитическое решение позволяет системе описать
медленную эволюцию системы, является отправной точкой для понимания и количественной оценки основных свойств
твердого тела. В этой ситуации, пытаясь исследовать секреты химии, стоит разобрать химию. Несколько слов следует
уделить простейшему из возможных вариантов задачи трех тел, которая представлена электроном, движущимся к JQDRA
по прямой.
От jqdra i до j^dra - путь wiq/коваленинового электрона. Итак, если мы рассмотрим роль электрона в динамике^ химической
связи с двумя ядрами и электроном, бегущим между ними, то мы столкнемся с ситуацией, аналогичной той, когда мы
бросаем мяч между двумя массивными блоками с плоскими стенками. Подпрыгивая? От стен шар хочет разойтись^c. Из-за
многих^ различий? Эффект, конечно, ничтожно мал, и прежде чем мы что-то увидим, мяч упадет на землю, потому что он
всегда будет терять какую-то долю кинетической энергии из-за трения с воздухом или рассеиваться в фазе отражения. Если
бы мы имели дело с мячом^ perfectn^, и да^ есть smash^ si? Между ядрами^ электрона эти блоки невероятно медленно, но
начали бы образовывать новую форму. Разводить. Если блоки были защелкнуты пружинами. Тогда процесс их разъединения
будет продолжаться до того момента, пока не возникнет сила, исходящая от отскакивающей силы. Разве мяч не будет
уравновешен силой? возвратная пружина. В случае электрона, движущегося в движущемся электроне Между JQDRA мы
имеем почти полное отождествление ситуации. Кроме того, что роли? Здесь играет роль сила электростатического
взаимодействия между JQDR и CLCKTRON.
Эта большая разница в массах электрона и jqdra позволяет приблизительно, но эффективно решить задачу. Итак,
сначала мы вычисляем, как выглядит движение электрона при поглощении атомных ядер, а затем вычисляем, усредняя за
период этого движения, силы электрона. взаимодействия с каждым из JQDCR. Таким образом, найти силы? Вводим в
уравнения движения для атомных JQDER, и полученные таким образом уравнения дают Q SI? уже аналитически решено.
Очевидно^, что атомные jqdra могут оставаться в блюдце, если среднее значение силы, действующей на каждое из них, равно нулю.
Получается, что эта сила равна нулю только для одного, единственного значения молекулярной параметро ivmoj . Это
единственное значение ivmol при JZ'= 1:
^ = 0,907 .
Да, так
Маятник электрона между^ двумя ядрами, b^dqcy их общее свойство, можно рассматривать как модель ковалентной связи - одной
из самых прочных химических связей.
Биннинг. И для того, чтобы применить наши соображения до сих пор в рамках классической динамики к миру нтикроскопической энергии, необходимо
учесть^ потери энергии, связанные с излучением маятникового электронного сита. Принцип трансляционной прецессии, который мы
обсуждали в § 1, гласит, что электрон не будет тратить энергию на излучение, если ось электрона вернется в исходное
положение на полной орбите.
Применяя правило l<( к маятниковому сиг электрона, получаем из половины
значений на расстоянии между ядрами, на котором элктрон никуда не излучал:
2
Xn = 0,97 А, где n = 1,2,3...
Май 4c расстояние Xn . Можно, исходя из определения молекулярного параметра
moi и его равновесного значения, определить дискретный спектр энергии связи
электронов^ в безызлучательных состояниях 7/'n:
H'
>r = 0.907
=
25,7 (З)2 Эв.
Для основного состояния молекулы водорода wigc día w = I и día JZ = 1 получим:
Х, = 0,97 А ,
88
3. Как выглядит атом? Как atom* l^czq si^* czqstcczki ?
^i = 25,7 эВ ,
Типичная величина химических соединений.
Одномерная модель кристаллической решетки. значения, представленного выше.
Это одномерное решение^ состоит в том, что ZC можно просто обобщить на
неструктурированную ларикуху равномерно расположенных атомных ядер и такую
же ларикуху синхронно движущихся сиг-электронов, увидеть график напротив и
создать простк. Аналитическая база для рассуждений в области физики твердого
тела. Показывая sig, zc, движение электрона задается в первом приближении двумя
ближайшими ядрами. Влияние более удаленных jqдеров некоррумпированного
ларикуха на коллективно движущиеся сигтроны невелико и в первом приближении
сводит сиг лишь к небольшой модификации значения молекулярного параметра
wmoi. Примерный расчет дает:
_ 0.826
2
·
ВМОИ -
Анализ усредненных по времени уравнений движения для атомных j^деров
показывает, что система устойчива, и любая попытка изменить равновесное
расстояние между юдерами безуспешна. И в этом противодействии и заключается
суть прочности твердого тела. Уменьшить расстояние между j^drs — значит
сократить время прохождения^ между электроном niin и увеличить количество
pgdu, передаваемого j^dru в фазе вращения. И наоборот, увеличивая расстояние
между j^drs, уменьшая количество передаваемого пгду и доминируя над силой
электростатического притяжения. Эта обратная сила есть не что иное, как модуль
Юнга, известный в физике твердого тела, который определяет упругие свойства
материала. Да, wige
простые рассуждения на основе классической динамики и закона Кулона
Выявлен механизм упругости - одно из основных свойств твердого циала.
Таким образом, "кроплящая" модель твердого тела, используемая
Константами, приобрела специфический физический смысл - крен шприна
выполняется бегущим j^drami elcktron. Можно показать, что такой элктрон
позволяет количественно оценить и другие свойства твердого тела, такие как:
тепловое расширение, теплоперенос или распространение крана. Существует,
однако, нечто^ осмоление, эта одномерная модель химической связи^. Это всего
лишь долгий путь к пониманию тайн мира химии.
Туда и обратно - odjqdra to jqdra.
Электрон, движущийся в маятниковом движении,
является простейшей моделью химической связи.
79
90
3. Как выглядит атом? Как атомы Iqczq образуют молекулы?
От jqdra и wo koi jqdra - s/lak clektronu wîqzania metalic/ncgo. Таким образом, для
того, чтобы сделать еще один шаг вперед в обсуждении динамической химической
связи, необходимо было рассмотреть возможность связывания двухатомных j^ders
в ситуации, когда kicdy является электроном, начинающимся на некотором kqtcm
в iitcz^ сегменте обоих j^dra. Детальный анализ такого бокового движения показал,
что существуют два конкретных типа замкнутой траектории, которые следует
учитывать в первую очередь. Один из типов траекторий, би-ccnt-траектория, при
которой электрон движется по дуге от одной j^dra к другой jqdra, может быть
прямолинейным движением, которое мы уже обсуждали. Второй тип трайктомии
- круговая траектория, obcjmuj^ca вторая j^dro. как показано на рисунке ниже.
Полярный старт k^t <j>0
Рис.4. Результаты численных вычислений для лектрона, начинающего^ от притягивающего^gaj^ центра. Для конкретного kqt slart существует определенное
значение молекулярного параметра M,"i, при котором орбита может иметь определенную форму, подобную той, что показана выше. При одном и только
одном значении молекулярного параметра суммарная сила, действующая на jqdro, равна нулю и тикладий может оставаться в динамическом элементе
неопределенно долгое время.
То, что происходит вблизи ядра, определяется спиновым магнитным полем
лектрона. В частном случае, если спиновая ось лектрона сориентирована так, что
асимптота траектории вылета и траектория прихода сориентированы относительно
оси детали^ при таком сатном k^t, а их величина соответствует равновесному
значению молекулярного параметра, то мы получим высокоrcalистическую модель
химической связи. Таким образом, можно утверждать, что глобальная форма орбиты
декрона определяется электростатическими силами, но ее конкретная форма зависит от
Численные расчеты
показали, что на основе показанной выше одноцентровой орбитальной окружности
с граничными условиями, налагаемыми спиновым магнетизмом лектрона,
основана пространственно ccntrифицированная кубическая решетка металлов, как
показано на графике ниже.
граничных условий, налагаемых спиновым магнетизмом электрона.
Чтобы обобщить^ результаты сделанных соображений, но не вдаваясь в
подробности^, мы можем s^ сказать, что двуцентровые орбиты представляют собой
жесткие кристаллические структуры алмазного типа, а орбиты jcdno-ccntrowc
представляют собой податливые и упругие структуры, характерные для мета I и
полимсеров.
Зная движение одного электрона, верный кристаллу всего.
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
ПРОСТРАНСТВЕННО-ЦЕНТРИРОВАННАЯ
РЕГУЛЯРНАЯ СЕТЬ
>?··
'ϊ
і
Тип траектории связывания
электронов: ОДНОЦЕНТРОВАЯ
На
основе
ТЕТРАЭДРА
Орбита электрона представляет собой типичный металлический
диаметр.
«2
3. Как «sglqda atom ? Как атом) Iqczij si? в молекулы ?
Статья 5. H2 - СИОНИЗИРОВАННАЯ молекула ВОДОРОДА
H;-H + P
Процесс диссоциации молекулы
водорода.
Параметр idcntifying czqsteczk?. Предыдущие политические рассуждения о
динамике химической связи показали, что именно электростатическое
взаимодействие первого порядка определяет форму траектории электрона wiqzqc,
и что
молекулярный параметр
H'nio|
Он является основным индикатором идентификации диатомы^.
В случае простейшей молекулы, представляющей собой ионизированную
молекулу водорода, состоящую из двух протонов и клктрона, этот параметр может
быть рассчитан на основе экспериментальных данных, представляющих собой
расстояние между протонами (2A^P), энергию диссоциации молекулы и энергию
элктрона в атоме водорода (ДЖХ·) Отталкиваясь от энергетического баланса и
принимая во внимание, что = 2,79 эВ
13,6 эВ и Х = Получить:
Пытаюсь получить хорошее представление о том, как Мы должны помнить о том,
чтобы реконструировать форму траектории Elcktron. что теоретическое значение
молекулярного
параметра
должно
согласовываться
со
значением
экспериментального Q.
Модель атома и модель молекулы. Первые попытки расшифровать структуру
ионизации молекул водорода в рамках классической динамики были предприняты
Бором. К сожалению, начав с неправильной модели атома, его усилия пришлось
провалить. Действительно, модель пластины Бора с элктроном в центральной
плоскости находилась в прямом противоречии со многими наблюдениями. Если мы
посмотрим на эту модель с точки зрения введенного нами молекулярного
параметра, то ее неадекватность реальности очевидна. Значение молекулярного
параметра, вытекающее из условия, что сила притяжения через окружность в
центральной плоскости элктрона равна Клинтростатическая сила отталкивания,
действующая между протонами, равна
Бор 0 .rn
Модель молекулы Н, рассмотренная Бором.
=0,450.
По сути, это значение ro/.na из экспериментального значения: H·^ =0,551.
Заметив ошибку Бора в отношении атома водорода, стало очевидно, что
проблему ионизации молекулы водорода необходимо рассматривать заново. Имея
в виду, что орбитальный момент времени электрона в атоме водорода равен нулю
в светлом пространстве. Оказалось, что орбиты Wiqzqccj в молекуле водорода
нужно искать среди орбит с нулевым значением орбитального момента
погружения. Брать аналоги? Далее поиск ограничивается траекторией, где
«Клекрон» имеет скорость, равную нулю в точке разворота – то есть «Элктрон»
останавливается в какой-то точке. Простейшей траекторией, найденной путем
численного интегрирования уравнения движения, при которой обе ноги остаются в
динамическом равновесии, является показанная здесь траектория. При этом
расчетное значение молекулярного параметра остается согласованным с
экспериментом:
"£=0-552.
Такое соответствие обтикзе, проведенное в рамках ньютоновской динамики, при отсутствии
каких-либо совпадающих параметров, является неопровержимым аргументом в пользу того, что
известное различие соответствует реальной действительности.
Удивительная простота форм мира
готовности.
83
ВX
Молекулярный параметр ВМО|= 2 á i'
wmo,exp· = 0.552
Одна из самых прочных и стабильных химических связей.
94
3. Как уйглкда атом ? Как устроены атомы Цс/цsi? in cz^steczki ?
§6. АТОМ АД1. ЭЛЕКТРОНЫ СПАРИВАЮТСЯ
Тот факт, что электроны стремятся к Iqczq si? Физикам и химикам эта история
известна уже несколько десятилетий. К сожалению, попытки объяснить этот факт в рамках законов
классической физики были исправлены. Недостающий. Предполагалось, что за явлением стоит сила
великолепного влияния электронов, но расчеты не подтвердили эти предположения. так как энергия
магнитного взаимодействия на расстоянии порядка радиуса атома составляет пренебрежимо малую долю
энергии электростатического взаимодействия. Для того, чтобы выйти из
Энергия взаимодействия двух электронов:
затруднительного положения, было решено, что в рамках законов классической
физики явления могут быть объяснены Не может, и в рамках той свободы, которую
e'
давала квантовая механика, предполагалось существование неопределённых
Электростатически
обменных сил. Проблема была формально устранена, ничего не объясняя в принципе,
й
2
так как математическим операциям с силами обмена нельзя было присвоить никакой
-Магнитный
конкретной физической картины.
Магнитное взаимодействие является упускаемым из виду аспектом теории атома.
Загадка Iqczenie si? Электрон в тряпке нашел свое решение в рамках классической
динамики с открытием, что электроны в атоме движутся в атоме. излучается к
расположенному в центре JQDRA. При равномерном движении электронов к jqdra изза того, что магнитная энергия возрастает быстрее, чем электростатическая, среднее
значение магнитной энергии оказывается таким же, как и энергия электрона. Это
было само правительство. средняя электростатическая энергия. Таким образом,
согласно известному принципу физики, трактуя минимальную энергию системы,
можно было также сказать:
электронов и' атомных sq, сгруппированных так, что
так что сумма их магнитной и электростатической энергий имеет минимальное значение.
В свете вышесказанного можно утверждать, что в основе знаменитого принципа
Паули, который говорит о Iqczenie si? электронов в тряпке, происходит магнитное
взаимодействие электронов.
Атом гелия - игла, а не шарик! Мельчайший атомный объект, в котором мы имеем
дело с Ицин решет; Электроны в рагу – это атом гелия. Таким образом, оба его
электрона могут просеиваться; Для того, чтобы сблизиться друг с другом, необходимо
было предположить - в соответствии с выводами, сделанными из экспериментов в
области атомных столкновений, - что они движутся по-другому. Они синхронно
следуют по одинаковой радиальной (околорадиальной) траектории. При
рассмотрении спиновых свойств клетрона необходимо было учитывать, что:
Стрейхонарное движение двух электронов в поле атомной JQDRA возможно только в том случае,
если оно является планарным движением. и их спины квадратны перпендикулярны плоскости
движения.
Войдя в область поиска замкнутых траекторий, клоун мог представлять атом гелия.
Окончательная разгадка увлекательной тайны. Но тут нас ждал сюрприз. Оказалось,
что мы подошли к той области, где понятие точечного лектрона по отношению к его
спиновым свойствам разрушается. И нужно было учитывать гироскопический радиус
электрона, о котором говорилось в первом абзаце старой главы. Учитывая этот факт? и зная из измерений
энергии? Расположение обоих электронов в атоме гелия позволило определить форму и размеры
траекторий симметричного движения путем численного интегрирования движущихся движений.
Электронов. Итак, как выглядит атом гелия в базовом состоянии, смотрите на графике наоборот.
«Магнетизм» (среди электронов).
АТОМ ГЕЛИЯ
^2 См.
Он - Гелий
rHe = 1,18 ·α0 = 0,627 A ß1 = 0,16 e a0
вг = 1.72 e α02
G) = 2,84 ωθ
~Є
Электрический потенциал атома:
q> = yJCV)cos(ö/ + 73 I1 - з($А 7)2)
Гелий – уникальный объект атомного мира, структура которого определяется магнитным взаимодействием двух
противоположно ориентированных электронов.
96
3. Как wvgl;|да атом ? Как устроены атомы Цс/$ si? и cz^steczki ?
Здесь, конечно, можно задать вопрос: действительно ли результаты расчета
отражают реальное движение электронов в гелиевом айоне? Единственная
возможность сформулировать больший ответ на этот вопрос состоит в том, чтобы
сопоставить реальность теоретической модели со свойствами, своего рода нить
cksperyment - ведь наблюдаемые значения долженствования строго одинаковы.
привязка к форме электронных орбит.
Действительно, даже поверхностное противопоставление теоретической
модели наблюдаемым свойствам выгодно для него. Необычайно матовый,
имеющий^ форму иглы, атом гелия является единственным атомом во всей таблице
Менделеева. Это единственный элемент, который очень легко проникает даже
сквозь толщу стеклянного сосуда, не говоря уже о небольших трещинах или щелях
– следовательно, он является основой для разрушения стекла. конструирование
устройств, позволяющих^ обнаруживать утечки в вакуумных системах, с которыми
приходилось сталкиваться каждому физику-экспериментатору. zetknqc. Но,
конечно, этот аргумент нельзя рассматривать как доказательство того, что наша
«игла» действительно является атомом гелия. Но это не единственный аргумент,
доказывающий^, что мы нашли правильное решение. Чуть дальше, когда мы
говорим о силах Ван дер Ваальса и l^ поклонении силе Ван дер Ваальса. Атомы в
более крупные молекулярные комплексы покажут, что это все-таки правильное
решение.
От ликлу до многоэлектронных атомов. Расшифровка клктронной структуры атома
гелия и демонстрация того, что магнетизм является причиной Электроны в Рагу,
открыли путь? расшифровать структуру остальных атомов. Уже нельзя ^
сомневаться в том, что строение многоэлектронных атомов определяется
требованием минимума полной энергии: электростатической и магнитной. Это
требование налагает определенное расположение структуры клетрона и дальнее
распределение электронов в его составе. Исходя из этих предпосылок, можно
заключить, что электронная оболочка p 7 шестиугольников, см. график напротив,
представляет собой структуру тройной оси симелии, состоящую из трех пар
электронов с противоположно пропущенными спинами. Продолжая эту цепочку
рассуждений и принимая во внимание результаты измерений, полученных с
помощью спектроскопии физики атомных коллайдеров, можно было бы
заключить, что физика атомных коллайдеров не является лучшим способом сделать
это. Для создания очертаний внутренней структуры следующего атома
благородного газа, которым является неон, см. рисунок 5.
Внутренние оболочки атома
Рентгеновские проходы
Линия
Ka2
ч4
X\
/Х
»»
•*
Яи
Я■
''
I'
1»
4
'А
* \* \
Повторени
еК
>■
.:·
Советы
P подоболочка
Приблизительное пространственное распределение 10 клктронов, расположенных в промежуточном s^ атойном джи[дра. Самый легкий атом имеет^cy
такую группу? Это атом неона. Впрочем, не знаю, не слишком ли я точен. Как вы двигаетесь^ si? В такой группе этой приблизительной картины
достаточно, чтобы пролить свет на несколько важных загадок микроскопического мира. В частности, уточняется. почему отношение интенсивностей
характеристического излучения Иинии ряда Xposzczcgölnych связано друг с другом. как 1:2.
Магнетизм является источником порядка в микроскопическом сите.
87
6 - повторение
электронов p
Характеристики повторения:
тройная ось симметрии,
зеркальное отражение,
коллективное движение к
j^dra.
Приближенная структура 6-электронной
p-оболочки,
наЦс/$
основе
энергетических
соображений:
98
3. Как wvgl;|да
атом ? Каквыведенная
устроены атомы
si? и cz^steczki
?
минимум суммы электростатической и магнитной энергии.
99
3. Как выглядит атом? Как образуются атомы iqczq si? в Czqsteczki ?
§7. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АТОМОВ^ СИЛЫ ВАН-ДЕР-ВААЛЬСА
Очевидно, что взаимодействие между^атомами должно быть непосредственно
связано с их внутренней ^q структурой и должно в большей или меньшей степени^
отражать положение и движение составляющих их электронов. Если атомы находятся
далеко друг от друга и поэтому^c взаимодействие мало, то его влияние на
происходящее в алломе пренебрежимо мало, а сила взаимодействия определяется
невозмущенным электрическим полем каждого атома (спиновое магнитное поле
элктронов, определяющее строение атома, из-за своей малой дальности^g не влияет
непосредственно на это взаимодействие.
В огромном большинстве опытов^ атом предстает перед нами^ как объект с
очень нечеткими очертаниями. Такая приближенная математическая картина поля
атома, b^dqccgo множества точечных зарядов. Получаем, 9используя математическую
процедуру развития потенций в ряды и принимая во внимание^jqc первых членов
лего-расширения^cia. С больших расстояний на рисунке 6 показано поле атома гелия
с двумя электронами и поле тяжелых^ атомов инертных газов с 6-клеткронами во
внешней оболочке^.
Рис.6. Распределение потенциала, имеющего два электрона атома гелия и имеющего шесть симметрий элктонов атома инертного газа, на больших
расстояниях от атома; В первом случае потенциал атома меньше при третьем расстоянии pot<?gq. А во втором случае 7 четвертых pot^gq расстояний,
взаимодействие которых зависит от взаимной ориентации атомов: атомы mogqsi<? притягивать или отталкивать.
Колебания в фазе притягиваемые
Силы взаимодействия, возникающие в^pujqqмежду атомами, называются
квадратными силами Ван-дер-Ваальса. Попробуем рассмотреть проблему
взаимодействия между^атомами через призму атома гелия, в структуре которого^
нам это удалось. уже расшифровано.
Атомы гелия Iqczq si$. Не вдаваясь в математические рассуждения об
электрических полях, порождаемых множествами электрических зарядов, что
является предметом классической теории поля, мы знаем, что электрическое поле
атома гелия на больших расстояниях есть исчезновение из третьей степени расстояния
--------- ·$■ ----- ------------- *· ----------
переменного поля колеблющегося электрического диполя и исчезновение из четвертого pot^gq
теории
эквивалентности, в случае синхронного движения электронов в двух атомах, а
следовательно, мы имеем дело с резонансом, их взаимодействие определяется
электрическим полем, которое медленнее исчезает на расстоянии, а атомы b^dq siQ
притягиваются. Сближению двух атомов будет противодействовать быстрое
увеличение с уменьшением^ расстояния между^ атомами силой отталкивания
квадрупольного взаимодействия. На определенном расстоянии сила равна, и два
атома соединяются^. Образуется молекула гелия.
расстояния
Колебания в противофазе Обесцвечивание
Колебания диполовин двухэлектронной
оболочки: синхронные и асинхронные.
постоянного
поля
электрического
квадруполя.
7
Согласно
§7. Взаимодействие между атомами - силы Ван-дер-Ваальса
100
Таким же образом образуются три и три атомные^ частицы, как показано ниже.
Резонанс A/W Wi^
'VWWWV
4.512 Б
Вот
И
И
И
.1
И
Рис.7. Показаны различные возможности IQS.
атомы гелия. Как принять участие? определяется
симометрией
электрического
поля
атома,
отражающей
социальное
движение
его
электронов. Дипольные колебания определяют
силы Притяжение представлено черной стрелкой,
а линейное расположение зарядов
Указание
Сил? Отталкивание определяется квадрупольной
осью атома гелия.
Размеры атома гелия являются строго определенными размерами образующих ^
комплексов гелия и их энергий связи. Оказывается, что энергия связи
двухатомного p^ гелия соответствует температуре, при которой наблюдаются
отклонения от закона идеальных газов, в то время как энергия связи ^трехатомной
частицы лежит вблизи температуры сжижения si^ гелия. Электрическое поле
такого трехходового элемента таково, что z.lepiajq. SIQ НА шестиатомные
композиты, которые при соединении^ образуют ^ плоскую ccntrowan^ регулярную
решетку точно таких же размеров, как^ maj^ расплавленные гелиевые ячейки.
Таким образом, см. рисунок 9. Природа, подобно современному строителю,
сначала конструирует компоненты для того, чтобы^ собрать их вместе в более
крупные строительные комплексы.
Рис.8. Показано, как трехатомные сборные
элементы превращаются в центрированную
кубическую
среду,
связанную
силами
электростатического притяжения пространств.
Один из самых впечатляющих результатов
классического кория атома. Строение атома
гелия, расшифрованное на основе основных
законов классической физики, привело к
определению свойств жидкого гелия – строения
его элементарной ячейки и его размеров
(плотность жидкого гелия, полученная из расчета,
равна 0,155 г/см1 при измерении 0,145 г/сн?).
Учитывая^, что в описанных расчетах нет параниетера, который бы искусственно вписывался в эксперимент,
полученное согласие является неопровержимым доказательством того, что структура атома гелия, представленная на
предыдущей странице, действительно соответствует действительности. Здесь можно добавить, что игольчатая структура
атома гелия является ключевым моментом в понимании сверхпроводимости жидкого гелия, когда атомы гелия связаны^
слабыми силами клктростатического взаимодействия мог^си? Iqkit одной очень тонкой струной.
101
3. Как vvyglqda atom ? Как устроены атомы Iqczq si? В Czqsteczki ?
§8. ЭЛЕКТРОНЫ ПРОВОДИМОСТИ. ГДЕ?
Среди множества критериев, отличающих различные категории твердых тел, на
первый план выходит деление на проводники и изоляторы, а на первый план
выходит мудрое деление на материалы, которые могут^ проводить prqd, и
непроводящие материалы. Из различения эго следует, что в твердотельных сикках
мы имеем дело с двумя качественно различными группами электронов. Из
приведенных выше соображений следует, что одна группа состоит из электронов,
а атомные центры определяют^ce строение кристаллической решетки.
Электропроводность может быть определена, мудро bsd^ электроны не постоянно
встроены в sicc и can^ce sis в нити, более или менее свободно перемещаются.
До сих пор, говорит он*(c о кристаллической решетке, мы рассматривали
только электроны wi^zqce. Для того, чтобы попытаться понять, что происходит со
свободным электроном, нашедшим sis в ячейке кристаллической решетки, мы
должны прежде всего знать, как выглядит электрическое поле этой решетки. Они
состоят из^ sis постоянного электрического поля^ce, исходящего от
положительного, неэлектронного компенсированного заряда ядра атома, и
пульсирующего^cc электрического поля^ce, исходящего от коллективов
движущихся^ sis wi^z^ электронов. По отношению к медленно движущемуся сифу его
поведение определяется потенциалом, усредненным после периода движения электронов wiqzqcy.
Зная структуру электрона, что важно, ничто не мешает рассчитать такое среднее
поле для данной решетки.
Свободные электроны в металле. Чтобы не вдаваться в ненужные детали на
данном этапе и объяснить islote; Электропроводность, возьмем за основу
простейшую форму двумерной решетки – прямоугольную решетку по углам,
атомная джидра которой расположена. Пусть электроны wi^z^ce движутсяq. Если
вы не знаете, как показано на рисунке 9, то вы можете быть уверены в том, что
Рис.9. Показано усредненное по времени распределение потенциала, поступающего от электронов, циркулирующих по краям мозаики и находящихся в
мозаике. в его углах положительно заряженных атомных ядер. Площадь, доступная для свободного электрона с энергией и область с бело-серым оттенком.
Из-за того, что. что электрон проводит большую часть своего времени в
центральной части между jqdr, так как его скорость самая низкая. Исходя из
качественных соображений, мы можем поместить электроны постоянно в
середину расстояния между J^Drs.
§8. Электроны проводимости. Где s* ?
102
Предположим теперь, что по какой-то причине каждый второй атом отдал электрон электрону ячейки^ связи, а каждый
другой атом отдал его сикки, образовав, таким образом, электронный набор свободных электронов. В этом случае потенциал
решетки, когда один электрон циркулирует ^z^cy в каждой второй сетке, будет таким, как показано в правой части рисунка
9. Свободные электроны могут, в этом случае, после разлива А-А, свободно си. из одной клетки в другую. Таким образом,
направление электронов будет, согласно звезде^ теории Друде, определенным числом свободных электронов, временем
перелета электрона из одной ячейки в другую и рассеяния на атомном ядре. До сих пор при вычислении этой проводимости
поле клектической решетки опускалось, предполагая^c, что время полета определяется скоростью, соответствующей ^c^
тепловой энергии электрона. И было очень важно, что очень эффективная ткория Дурди ломалась откуда-то еще.
Действительно, время пролета свободного электрона через комбрк{ решетку РАВНА H' первому порядку^ определяется электрическим полем M' в
области ячейки и лишь логарифмически зависит от температуры.
Полупроводников. Если в решетке вообще нет свободных электронов. Тогда мы, очевидно, имеем дело с идеальным
изолятором. Но это не всё. Проводимости не будет и при избытке свободных электронов. Чтобы все ячейки сети были
заняты. Тогда, по странности внешнего электрического поля, так как внутренние электрические поля квадратные с
внутренностями гораздо больше, движения зарядов также не будет. Таким образом, в чужой части формально свободные
электроны мы будем иметь дело с изолятором. Введение фиксированного числа атомов, которые связывают^z^ некоторую
часть свободных электронов и порождают определенное число дырок, сделает возможным движение атомов. Электронов.
Это будет выглядеть как движение положительных клектических зарядов. Если теперь в решетке, лишенной свободных
электронов, есть^ a Иногда атомы, которые отдают один из своих электронов решетке, имеют дело с электронным
полупроводником.
Атом легирующей примеси (высвобождает один
электрон в решетку)
• атом легирующей примеси (wi^ze один электрон
из решетки)
Рис.10. На рисунке показано, как движутся свободные электроны (электроны проводимости)^ si<? in sicci под действием электрического поля E. и на
правом рисунке показано, как движется электронная дырка в наборе свободных электромагнитов.
103
3. Как они будут создавать атом? Как атомы соединяются? В Czqstckki ?
Предположим теперь, что в прямоугольной решетке рассматриваемой sq
комдрки, где в сетке решетки циркулируют не два, а четыре электрона.
Получается, что в этом случае в центре ячейки сети Потенежал полости
пластины, см. рисунок 11. Электрон, попавший в такую полость, будет постоянно
удерживаться в ней и оставаться там до тех пор, пока на него не повлияет
температура или какой-либо другой внешний фактор. например, излучая X, а не из
Такое
От него
Освобожденный.
резонатора электронного потенциала.
развязанное
останется
Dopicro принять
руководство
электрон, может участие
быть,
♦ · 0- - < ♦ ♦
*ООО
•ОО>
'
'·
—f— ... ♦ ·· f < f
*000*
—♦·—*· ♦
♦ «►··· ♦ ♦
Рис.l I. С клектическими зарядами, показанными выше. Когда в каждом углу и по обе стороны квадрата сети находятся электронные заряды одинакового
размера, в центральной области сети образуется масса. НичтоБольшая полость потенциджала. Этот тип ловушки представляет собой < и количество
свободных элктронов, блуждающих по товарам сети.
В случае трехмерного sicci качественная ситуация будет аналогичной: ячейка
с потенциалом внутри ячейки, имеющая максимум в центральной части. В джунглях
из атомов, образующих решетку рногк, образовались карманы потенциала с высочайшими
в которых могли находиться свободные и квазисвободные электроны.
Все это заключается в новом виде работы. на почти безграничном спектре cnergccic
зон и зон проводимости, с какими SI? встречает физика твердого тела.
параметрами,
И в заключение этих качественных соображений несколько общих
замечаний:
- После первого раза причиной наблюдаемой анизотропии присутствия является
анизотропия потея внутри клетки,
- Во-вторых, колебательный характер внутриклеточного поля, создаваемого
электронами, движущимися между атомами, открывает путь для открытия
электрона. для объяснения самых разнообразных туннельных эффектов,
- В-третьих, горожане Переход от комдрки к комдрке определяется не только
полем рассеяния атомных ядер, но и спиновым магнитным полем лектрона, которое
в определенных ситуациях распространяется на ядро. По первому плану
определитесь со значением проводимости (если бы электротрон не обладал
магнитным моментом, то электропроводность в идеальной решетке, образованной
голой JQDRA и покоящимися электронами запутанности, была бы равна нулю).
104
Рагу Купер. Одной из величайших загадок физики, которая до сих пор очаровывает физиков, является проблема
сверхпроводимости. В нормальных условиях проводимости потеря свободных электронов и случайных электронов
определяется тепловыми колебаниями решётки, рассеяние электрона эквивалентно электрическому полю атомного ядра, а
спиновое магнитное поле электрона. Тепловой хаос в решетке понизит SÍQ так, что нергия магнитного взаимодействия двух
электронов проводимости в двух ячейках решетки sqsicdni станет сопоставимой с cncrgi^ электронными термиками электронами b^dq si$ Iqczyc в рагу. Такая пара b^dii SÍQ движется аналогично перемещению^ si$ двух элктронов в атомарном
гелии, за исключением того, что два электрона b^dii таким образом перемещаются из одной jqdra в другую j<(dra, как показано
ниже.
§8. Эктроны проводящего. Где s^ ?
Рис.12. Эскиз, иллюстрирующий магнитные связи
- zon^ пары электронов. Что движется? о подобии
электронов в атомном гелии. Энергия магнитного
взаимодействия такой величины на типичном
расстоянии IO'8 см составляет порядка нескольких
градусов Кельвина. Таким образом, КМП
является типичной температурой возникновения
сверхпроводимости.
В случае такой ярости влияние тепловых колебаний решетки на ее движение
исчезает и мы имеем дело с явлением сверхпроводимости.
Рис 13. Эскиз, иллюстрирующий движение
магнитно-связанных
электронов
в
кристаллических сикках твердого тела.
В конце этой главы , в которой подытоживаются основные результаты многолетних размышлений об электронной структуре материи,
необходимо выразить удивление тем, что все огромное богатство окружающего нас мира может быть выведено из нескольких простых свойств двух
элементарных строительных блоков материи, таких как протон и электрон.
Если физика верна, то с рнатенциологией все просто.
94
4. НЕПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ СООБРАЖЕНИЯ В
ТЕОРИИ АТОМА (лекция для всех, кто знаком с понятием интегралов и
производных)
§1.0 Ситуация в физике в начале 20 века
(начало дороги BL^ДНК)
Уравнение движения
Ньютона
Статья 2. Атом водорода - беспочвенность
квантовых оснований
(электрон на траектории свободного падения)
Закон Кулона
> = q'q град 7
Уравнение движения
Эйлера
§3. Квантовая теория Борна
(усложненный способ записи результатов эксперимента)
§4. Квантовая теория столкновений в ловушке!
(Квантовый формализм не имеет ничего общего с реальностью)
Статья 5. Структура атома - модель свободного падения
(простота и изящество природы)
§6. Модель свободного падения в приложениях
(ой Он физика правильная, тогда математика простая)
§7. Динамика chcmicz.ncgo wiqzania
(электрон, удаляющийся от JQDRA)
Статья 8. Спин электрона - источник порядка в атоме
(гироскопические свойства вещества как фактора, выполняющего в природе естественную роль)
Статья 9. Гелий - магнитная корреляция клектронов
(разъяснена загадка региды Паули)
§10. Трансляционная прецессия электрона и его свойства "fa Iowe"
(материализация волнового поля электрона - реализация идеи де Бройля о "пилотной волне")
§11. Эффект Шторка - квантовая механика в ловушке во второй раз
(Преступник пойман с поличным)
- Концевые волосы: правильный курс!
Эта глава, носимые формы? В данной научной статье рассматриваются несколько вопросов, имеющих ключевое значение для фиксации истины о
принципах функционирования микромира. Показана документально подтвержденная ложь, на которой был построен миф о совершенстве квантовой
механики, и скрытые истины. свидетельствующие о применимости законов классической физики в области атома. Почти все это состояло из к статье "0
сущность атома", представленной в 1997 году в журнале Nature. Увы, публикация этого позора^ получила всеобщее признание tcori ? matcrialu, в журнале,
в котором он был создан. Легенда о непогрешимости квантовой механики. Это оказалось отличной идеей. невозможный. Представленная в 2000 году на
конференции в Новосибирске, она была встречена встречей США. с большим интересом российских физиков.
Фундаментальные законы физики, описывающие строение атома, молекулы и
тела атома.
На предыдущих страницах этой книги^ я постарался в максимально
доступной форме набросать контуры микроскопического мира, который возникает^
по мере его возникновения^. ОТ причинно-следственного, логического анализа
экспериментального материала. Теперь, чтобы придать правдоподобность этой
картине, рассмотрим несколько избранных проблем в области атомной физики и
дадим^ им соответствующее ^ основание? математический^. Мы сделаем это
максимально строго, предполагая, что читатель^ умеренный обладает познаниями в
физике и математике. Это будет переход от средней школы к академической лекции.
В данном случае мы повторим то, что уже было сказано ранее, за исключением того,
что способ изложения будет другим и будет осуществляться с точки зрения
математического доказательства. Те, кто удовлетворен «расследованием», а не
«процессом доказывания», могут только пролистать эту главу, чтобы получить
представление^ о том, как профессионалы обсуждают^ профессионалов.
§1. О ПОЛОЖЕНИИ В ФИЗИКЕ В НАЧАЛЕ ХХ ВЕКА
Характерной чертой^ атомного мира является то, что атомные процессы <
недоступны непосредственному наблюдению, а логические рассуждения
<основанные на макроскопических данных, являются единственным источником
информации о внутреннем строении атома или молекулы. Расшифровать теорию
можно с помощью^ математического формализма информации, скрытой в атомных
экспериментах, и создать микроскопическую картину мира, опосредованно
доступную нашим чувствам.
Перспективный^ поэзктек и внезапный оборот. Первый шаг к расшифровке
внутренней работы атома был сделан на рубеже XIX века Дж.Дж.Томсоном [1].
Опишите<tc правильно, основываясь на законе Ньютона и законе Кулона, тормозные
процессы быстрых p^заряженных частиц, движущихся^ движущихся дальше^ В
газовом проекте он доказал не только то, что электрон является универсальной
составляющей математики, но и то, что ньютоновская динамика и закон Кулона,
сформулированные на основе макроскопических экспериментов и не проверенные » масштаба
микромира, кв. Ч· по отношению к истинному электрону и на атомном уровне. Никко Пёзнич, Э.
Резерфорд |2] на основе тех же законов расшифровал макханизм рассеивания
тяжелых заряженных <частей (часть^ а), проходящих через^ тонкую металлическую
фольгу. С тех пор было известно, что практически вся масса атома сосредоточена в
тяжелой точке j^dr и что ньютоновская динамика и закон Кулона могут также применяться h· по
отношению к ei^zkiet'o компоненту материи, к протону. Следуя по тому же пути, Л.Х. Томас
показал [3], оставаясь^c на основе физики атомных столкновений, что атом есть j^dro
и скопление elcktrons, бегающих вокруг^ его.
К счастью, эти великие исследования были внезапно прекращены, и
классическая динамика была практически полностью исключена из рассмотрения
строения атома. Это была отличная идея. В основном это связано с трудностью
объяснения некоторых экспериментов со светом и электронами. 1 Например,
результаты измерений дают^cc si? обрамленные^ в волновой системе координат
формулы Брэгга и волнистости соотношения де Бройля, они казались Понятие
фотона и понятие p^st. С идеей решения загадки корпускулярно-волнового дуализма группа
физиков: Бор, Гейзенберг, Борн, Паули и Дирак заявили, что мы достигли пределов детерминистского
познания и начали
строить, несмотря на явные возражения таких физиков, как Лоренц,
Планк, де Бройль, Эйнштейн и даже Шредингер, теоретическое описание
микромира, основанное на математическом равновесии физики сплошных сред,
физический смысл которого по отношению к атомным явлениям никогда не был был
строго определен. Таким образом, электрон утратил свою индивидуальность и
существует сегодня только в виде неопределенного облака функций. Хотя возвращение
к понятию локализованного электрона сегодня кажется полным безумием, мы покажем, что это не
только возможный, но и необходимый шаг.
Принцип соответствия Бора - деструктивная парадигма. Со времени применения знаменитого принципа соответствия Бора,
108
4. Несколько профессиональные соображения атомной теории
ограничившего применимость классической динамики областью, где значение фазового интеграла значительно больше
постоянной L Планка, динамические соображения, основанные на работах Томсона и Резерфорда, полностью исчезли из
области атомной физики. Тем не менее, несмотря на официальное сомнение в применимости классической динамики к
описанию внутреннего строения атома, здесь и в двух статьях были опубликованы, указывающие^ на то, что налагаемые
ограничения id^, по крайней мере, слишком далеко [4]. Огромный успех бинарной теории атомных столкновений,
проистекающей из концепции определения местоположения точки, движущейся в атоме^ в атоме по строго окольной
траектории, что позволило точно описать как столкновения^ ионисаек, так и возбуждение атомов и частей КШтецк [5-10],
был трудно оспорить тот факт, что знаменитый принцип Бора неверен. Действительно, в области, запрещенной c-правилами
для использования уравнений движения Ньютона и закона Кулона, можно описать эффект Рамзаукры и силу Ван-дер-Валла
[11,12], атомный диамагнизм [13] и сдвиги спектральных линий [14], и многие, многие другие явления [15-19].
Nicstcty факты показываютqcc, zc принцип соответствия ничего не работает, были и S3, упорно игнорируемые. В
научно-популярных изданиях, академических учебниках и научных публикациях трудно найти ссылки на^зуй^ факты,
ставящие под сомнение^ применимость^ принципа соответствия Бора - принципа, обрекавшего на многолетние модельные
рассуждения об атоме, основанные на динамических уравнениях классической физики. Но, игнорируя неудобные факты и
неблагоприятные мнения, мы можем на какое-то время эффективно отстаивать общепризнанное мнение. Но ничто не
поможет разрешить^ действительные проблемы теории.
Принцип соответствия Бора, введенный для оправдания изобретения Бомом вероятностной (псевдовероятностной)
интерпретации волновой функции, на которой Борн построил квантовую теорию^ столкновений, является основным
источником этих трудностей. Наша главная задача состоит в том, чтобы представить строгий аргумент в пользу того, что
ограничительный принцип, введенный на основе чисто словесных аргументов, резко критикуемый де Бройлем [20] и
Эйнштейном [21], который более чем на столетие устранил динамические соображения из атомной физики, является всецело
искусственным^ idc<|. Тем не менее, искусственная^ ide^, которая в общем и целом допускает применимость понятий
макромира к описанию микромира, есть принцип неопределенности Ileiscnbcrga.
Принцип неопределенности Гейзенберга - еще более деструктивная парадигма. Принцип неопределенности Гейзенберга^ca
в форме неравенства
Д/? · А/ > ч ,
^ Основанная на волновом соотношении де Бройля и сформулированная на основе волновой интерпретации опыта Юнга,
санкционировала полный разрыв физики микромира с принципом причинности. Исходя ^ из истинного утверждения, что
чего-то меньшего, чем clcktron, не существует, и поэтому мы не имеем возможности тонко проследить индивидуальную
судьбу elcktron, движущегося^ в атоме, это было поставлено под сомнение »♦· вообще, и· Применительно к microes^stek применимость таких
терминов, как wsp6!rz{'dne и speed^dity.
При этом было подчеркнуто, что дело не в недостатке тонкости в методе измерения,
а в природе ладанника, который не может быть описан^ в терминах местоположения
и скорости^скорости, сущность которой выходит за рамки представлений^
макромира. Таким образом, в результате двойственности неопределенной
корпускулярно-волновой природы, утверждалось, чистки предстают перед нами то
в виде точечных объектов, то однажды. Так как протяженные колебания среды, то
их состояние невозможно охарактеризовать, присвоив им конкретные
координатные^ значения и pqd. Пределы применимости понятия^с макромира
устраняются инерцией Гейснберга. В области, очерченной ничтожество Гейснберга,
каузальное описание явлений теорем, te H· В этой области не действуют такие законы, как закон
сохранения энергии, или p^du.
Между тем, из рассмотренных нами соображений эксперимента Юнга
следует, что принцип неопределенности Гейснберга действует. Производная от того
факта, что движущаяся продувка si^ должна связывать переменное
электромагнитное поле псевдоволновой длины, определяемое постоянной Планка h
и его импульсом p. В таких экспериментах по рассеянию, где это колебательное поле
играет важную роль^, среднее значение после фазы колебаний проявляется
статистической дисперсией в области Диффузные продувки. Однако до тех пор, пока
колебательная составляющая силы действия остается незначительной
изменчивостью фундаментальной силы, дисперсия результатов возникает из-за
неопределенности фазы компонента колебательной силы, а следовательно, и
мирчера, на который распространяется принцип неопределенности Гейзенберга.
является общей вещью Bior<TC, не имеющей смысла.
§2. АТОМ ВОДОРОДА - НЕОБОСНОВАННОСТЬ КВАНТОВЫХ ПРИНЦИПОВ
В свете вышеизложенных замечаний
ключевым вопросом любого рассмотрения строения
атома является, прежде всего, проверка сомнительной применимости ньютоновской динамики и
1 С tCgO tCZ мы
начнем нашу доказательную процедуру по принципам, управляющим микромиром.
закона Кулона к одиночному электрону, движущемуся в
атомном поле jqdra.
Даудду нечего опровергать - классическая физика работает. Чтобы взяться за эту
задачу, необходимо начать с напоминания себе, что в физике единственный способ
уладить^ научный спор состоит в том, чтобы сопоставить точные вычисления с
точными измерениями при правильно проведенном CSPR. Однако в таком случае
концепция должна быть достаточно простой, концептуально ясной и чувствительной
к элементу проверяемой теории. Эксперимент, удовлетворяющий таким
требованиям и позволяющий окончательно разрешить спор о применимости законов
классической динамики к описанию строения атома. это эксперимент, который
Хельбиг и Эверхардт провели давным-давно [22]. Это эксперимент, в котором была
измерена вероятность захвата электрона атомом водорода при прохождении протона
вблизи его джидры.
Численное моделирование столкновения между^ элементарно заряженным
протоном, который является протоном, и атомом водорода в ньютоновской
динамике является тривиальным. Он просто, шаг за шагом, введет интегрирование
язычков уравнений движения для трех продувок, участвующих в столкновении. Два
из них, электрон и протон, соединяются вместе, образуя атом водорода. Они
являются щитом для третьей чистки, как пуля, выпущенная из пушки (Akcclerator).
Сделать мишень из оболочки, которой является атом водорода. для движущегося
электрона siQ в кулоновском атомном поле jydra следует определить величину
энергии связи # и величину момента pqdu L.
§2. Атом водорода - справедливость квантовых принципов
Так, так
110
Поскольку
алгоритм расчета не содержит никаких согласующихся параметров, то в принципе, чтобы проверить теорию, достаточно было бы
сравнить результаты расчета с измерениями в одной точке – при некотором единстве, энергии, в каком-то конкретном
эксперименте.
задача столкновения строго и однозначно определена: определена цель бомбометания и описан объект бомбардировки.
Рис. Вероятность захвата протоном клктрона при
лобовом столкновении с атомами водорода,
измеренная Хельбигом и Эверхардтом и
рассчитанная на основе классической динамики,
для
двух
радикально
различных
форм
электронной орбиты. Наблюдения показывают,
что интересующий нас процесс перехвата^
чувствителен
к
форме
орбиты.
Полное
соответствие расчетов измерениям для орбиты с
нулевым
крутящим
моментом.
Это
неопровержимое доказательство того, что
ньютоновская динамика в области атомов
работает, и что электрон атома в подзатравочном
состоянии движется. траектория свободного
падения.
Сравнение расчетов
ядра
[23]
с
измерениями
в
широком диапазоне
энергий не оставляет места для сомнений:
Электрон — это объект, сохраняющий siq по законам классической динамики, которые и·
Атомарный водород перемещает SIQ по траектории свободного падения.
Несмотря на принцип дополнительности Бора, а также вопреки принципу небытия
Гейзенберга,
Модель атома и с радиально движущимся электроном следует рассматривать как верное
отражение физической реальности.
Рис.2. Вероятность захвата электрона для того же
образца, что и выше, но в диапазоне очень низких
энергий, а значит, и tarn, где, по мнению Бора и
Гейзенберга, мы не имеем права использовать
классическое описание. Блестящий результат
является доказательством того, что и принцип
дополнительности, и принцип ничтожности
неверны.
С
другой
стороны,
во
всей
существующей профессиональной литературе на
эту тему колебательный характер перехвата
приводится как доказательство волнистости
микроскопического мира. Такого рода словесный
аргумент в пользу квантовой макчаники является
правилом, охватывающим всю область атомной
физики. Вот как MIL о совершенстве теории,
которая в корне неверна.
Энергия протона в кэВ
111
4. Несколько профессиональные соображения атомной теории
Чтобы сомнений не было. Подводя итог этому пункту, необходимо повторить с
inch| Power4 Еще раз подчеркну, что представленное описание столкновения
основано на строгих уравнениях ньютоновской динамики со строго
определенными начальными условиями. После того, как атом определен,
вычислительный алгоритм не задает никаких соответствующих параметров^; И
поэтому вывод^ca из соответствия расчета эксперименту носит абсолютный
характер. Методологически это тот же путь, по которому Резерфорд пришел к
понятию точки j^dra.
После определения, определяющего начальные условия задачи столкновения, атом
Таким образом, независимо от того,
вычисляем ли мы ионизацию электронами, протонами, позитронами или
а^частицами, возбуждение или рассеяние, параметры, описывающие атом,
остаются^ неизменными. Учитывая тип снаряда и после указания его энергии, в
процедуре расчета изменится только методика подсчета случаев, определяющих^
корриковое столкновение конкретного типа эксперимента. Таким образом, мы
можем рассчитать не только захват электронов протонами в опыте Хельбига и
Эверхардта, но и массу других процессов сжатия, например, показанных ниже
[24.25].
является инвариантным фрагментом всех вычислений.
Рис.3. I'rzcactive для ионизации^ elcklrons и
protuiiami и активна для перехвата атомарного
водорода. измерено и рассчитано на основе
модели свободного падения атома. Такое гибкое
согласование с измерениями исчисления,
которое основано на неизменной алгоритмике,
полностью исключает аргумент случайного
совпадения.
То
есть.
Отражает
ли
вычислительная процедура и модель атома
сущность бытия? микроскопия.
§3. КВВАНТСКАЯ ТЕОРИЯ БОРН-КОЛЛИЗИЙ
Kwantovta teoría zderzeií to fundamentalnic z.la teoría. При анализе последствий
рассмотренной выше фундаментальной проблемы физики атомных столкновений
на всю полноту познавательного процесса микромира необходимо иметь в виду
этот факт. что в квантовой леологии не существует однозначно определенного
вычислительного алгоритма, в котором начальные условия однозначно определяли
бы результаты вычислений. В результате даже для такого элементарного случая, как
столкновение пролона (электрона) с простейшим атомом, таким как атом водорода, невозможно
И важно
знать, что атом водорода является единственным атомом, для которого существует
точное решение уравнения Шредингера и известны волновые волны, описывающие
атом. Для того, чтобы иметь возможность начать^c любое вычисление в квантовой
механике, sq. необходимые^ дополнительные допущения, анти-цвпуциальные, по
сути, результат Корича.
сформулировать однозначную вычислительную процедуру в рамках квантовой механики.
§3. Квантовая теория Бомы zcolzeri
112
Вводится ad hoc , оставаясь^ce совершенно вне контроля предположения, и
видоизменяется шаг за шагом, пока ^gni^cia не достигнет^ "идеального"
соответствия расчета эксперименту. В результате, даже в таком тривиальном
случае, как ионизация атома водорода электронами, мы имеем столько результатов,
сколько было опубликовано по этому вопросу, см. рис. 4, где приведены примеры
s< и трудоемких вычислений, выполненных по самым различным, часто^
взаимоисключающим^ SÍQ reccpt.
1.4
1.2
0.8
¿□Oo Эксперимент
0.6
Квантовая теория
0.4
0.2
0
ВО
Т.
0
Аппроксимация псевдосостояний (1974)
X
100
X
200
300
400
500
600
Приближение Борна-Оппенгеймера (1954)
Приближение к Борну (1964)
Аппроксимация сильной связи^ (1965)
Приближение Борна (1986)
- Аппроксимация Борн из поправок к бирже^(1966)
Крупный план Очкура (1986)
Энергия электрона в эВ
Рис.4. Сечение ионизации атомарного водорода
электронами.
Результаты
измерений
и
результатов
квантового
исчисления.
Это
Этот простой пример, показывающий^ произвольность вычислительных
сопоставление подчеркивает беспомощность
процедур, от которых зависит конечный результат, является доказательством того, квантовой механики по отношению к одной из
что квантовая теория столкновений не может быть корректной. Действительно, фундаментальных и в то же время элементарных
проблем атомных столкновений. Трудно оспорить
теория должна быть в корне неверной, если начальное состояние системы известно (известна аргумент в пользу того, что квантовая теория
волновая функция, описывающая^ca атом водорода) и существуют принципиальные, а столкновений в корне неверна.
не технические трудности в вычислении состояния после столкновения.
Гигантский блеф! В связи с этим возникает довольно тривиальный вопрос: как
квантовая теория может иметь дело с более сложными случаями, если она
потерпела неудачу в простейшей ситуации, а именно в столкновении
элементарного p^ заряженного p^ с атомом водорода?
Между тем, учебники по квантовой механике, а также научные и научнопопулярные журналы делают заявления, подобные тому, которое появилось в
известном американском журнале «Физика сегодня» в октябре 1991 года. На стр.
113
4. Профессиональные соображения X'icco по 7 теориям атома
36 мы находим следующее утверждение: «Квантовая механика прекрасно работает
во всех
практических приложениях. Не известно ни одного случая конфликта между^ ее предсказанием и
Как это соотносится с ситуацией, описанной выше? Ведь это
откровенная ложь! Нет. Это не ложь, это^ источник гипнотизического увлечения
идеями, сформулированными несколько десятилетий^ назад, фанатичного ж^cz,
веры в догмы, усвоенные в юности.
экспериментом».
114
4. Профессиональные соображения X'icco по 7 теориям атома
В связи с этим возникает вопрос: откуда взялось это увлечение квантовой
теорией^ и такой красивый ее образ? Как возник такой образ идкализма? Почему
подавляющее большинство физиков глубоко убеждены в совершенстве теории,
когда набор квантовых вычислительных правил представляет собой книгу^zk?
Кухарскк с перечнем приготовления^ блюд. И, как мы показали выше, специальные
рецепты^ также терпят неудачу^.
Для того, чтобы ответить на этот вопрос, необходимо осознать, что главным
фактором в создании^ нынешнего^ видения физики является сложная математика.
Но, в конце концов, правильная математика не означает правильную физику. И
действительно. Большое количество физических ошибок скрыто за изощренными
вычислительными
методами,
которые
кишат
соответствующими^
предположениями, контроль над которыми был полностью утрачен. Сегодня
практически никого не волнует, как и какой ценой расчеты будут согласовываться
с результатами измерений. То, что rezidtaty ohticzen sq >r согласны с экспериментом, если
теория не основана на строго запрещенных кишках, является совершенно не относящимся к делу
фактом. Однако
такие незначительные факты, ежедневно приводимые в гигантских
количествах, создают впечатление^, что вся система функционирует правильно.
Для того, чтобы правильно понять существующую^c^ ситуацию в
теоретической физике, необходимо знать, что квантовый формализм опкруй^
произвольно добавленных амплитуд и фазовых сдвигов сродни анализу Фурье, где,
пока берется достаточное количество членов, любая функция может быть записана
как at^ до тех пор, пока она требует точности.
§4. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ СТОЛКНОВЕНИЙ В ЛОВУШКЕ!
Чтобы показать ложность квантовой теории столкновений и показать, как именно
работает процедура фурье-подобной аппроксимации, давайте посмотрим на
квантовую^ "теорию?" явления Рамзауэра. И вы должны знать, что это явление
постоянно присутствует. В качестве венчающего аргумента применимость
классической физики к описанию явлений микромира не является свидетельством.
Фазовый сдвиг - параметр соответствия квантовой теории. Полное сечение на
рассеяниях, как и в опыте Рамзауэра, в квантовой теории столкновений выражается,
в общем случае, следующим рядом: где сдвиг фазы 8/ Выполняет. де-факто роль
параметра сопоставления. Вычисляется ли оно? на основе
специальных
возможностей, созданных для этого. При этом. что сама процедура вычисления
фазовых сдвигов сформулирована однозначно и путем внесения различных
поправок для предвосхищения конечного результата появляются возможности
дополнительных манипуляций - эффект от таких манипуляций составляет целый
spcktrum rchurs, обеспечивающий идеальную подгонку ИИ. Результаты
эксперимента. Но в случае с феноменом Рамсаукры Nature приготовила теоретиков
квантовых ловушек. Измерения сечений рассеяния медленных электронов на
атомах благородных газов, проведенные в различных исследовательских центрах
[28-30], показали наличие ядра до 40%, значительно превышающего^ рамки
статистической погрешности, см. рис. 5.В рамках формализма квантовой механики
не было выхода из тупика и выявления возможных причин возникновения этих
ядер.
§4. Квантовая теория столкновений в Путапце !
115
Теоретики, игнорируя возможность того, что эти различия могут иметь gt^латеральный
физический смысл, сопоставили результаты своих вычислений с измерениями, произвольно
считающимися наиболее тупыми, предполагая, что остальные, несовместимые с их теорией,
просто неверны.
Рис.5 Так называется суммарное сечение по рассеянию медленных электронов на атомах аргона. [28-30] и результаты квантовых вычислений. Из этого
квантового анализа мы узнаем, что частичная волна / = 2 вносит наибольший вклад в процесс рассеяния и что смещение <; Фазы отдельных частичных
волн изменяются^ si^ с энергией, как показано в правом верхнем углу рисунка. Можно ли использовать этот опыт для расширения наших знаний<? Þ
атомная квантовая теория ничего не говорит. Действительно, поскольку в квантовых кориях такое понятие^, как апертура измерительной системы, не
встречается^, ответственность за возникновение^pujqcc различий в измерениях была возложена на плечи экспериментаторов - результаты,
несовместимые с квантовой^ теорией, считались ошибочными!
Так, т.е. ^c результаты кропотливых квантовых вычислений, в которых было
получено соответствие "idealnq" информационному коду и частичным волнам
<возникающим в вычислительном формализме. При этом мы узнаем, какие
парциальные волны дают^ наибольший вклад^ в рассеянное сечение, как изменять^
si$ смещение^cia 8/(2·.') фаз этих волн вместе с cnergi^ рассеянных электронов и
какие экспериментальные результаты плохи, а какие хороши (хороши все те,
которые согласуются с произведенными таким образом расчетами, а плохие — те,
которые не вписываются в эти расчеты^). И никакой информации об испытуемом
атоме!
Апертура системы детектирования -,,зацепила» квантовую теорию. Поскольку
меня не удовлетворило такое описание того, что по сути было простым
экспериментом, как и самого Рамазавра, не удовлетворила КВАНТОВАЯ^ ТЕОРИЯ,
КОТОРОЙ Я лично смог научиться у его ближайшего сотрудника Р. Коллата, я решил
взглянуть на проблему самостоятельно на основе классической динамики [11,12].
Исходя из того факта, что измерения включали рассеяние электронов на очень
малых кктаэх, а малые отклонения рассеянных электронов указывали на то, что
электроны проходят^ атом на сравнительно больших расстояниях, можно было
использовать очень простой метод^ расчета^. Этого было достаточно, чтобы
вычислить изменение p^du движущейся части<; с постоянной скоростью^dness^ в
константе. b^dz также в переменном электрическом поле, маленькое^ с
определенным pot^gq расстоянием, представляют^eym электрическое поле атома.
Opicraj^c si^ о методе развития потенций в ряды, известном из теории поля, можно
было ограничить сито при описании потенциала атома; к основной части этого
развития<; ЦРУ.
116
4. Несколько профессиональные соображения теории атойна
Таким образом, формула для сечения, описывающая диссипацию в электрическом
поле мультиполя r/.? du n, фиксированное или колеблющееся с частотой (0, имело
вид:
2E 2z 2 x
----- - В f ------- )
ниже максимума тг моТ
Q.c~*
(—— эти )
выше максимума
.E
Где разрешающая способность измерительной системы - апертуры, которая не
встречается в квантовой теории, определяет разрешающую способность
измерительной системы? Детектор. В этот момент причиной «расхождения» в
измерениях, поступающих из лабораторий, стала причина «расхождения». Ясный.
Именно растворяющая способность измерительной аппаратуры, определяющая
абсолютную величину так называемого полного сечения, оказалась важнейшим
измерением. bye приводит к явным несоответствиям. Если результаты измерений
масштабировать в соответствии с теоретической формулой, приведенной выше, см.
рисунок 6.
Рис.6 Так, а также на рис.5
суммарное
сечение
по
рассеянию
elcklronou на
атомах
аргона.
Анализ
явления, проведенный в
рамках
классической
динамики,
исходя
из
единства сирона, объясняет
возникновение
^pujuce
различий
результирующихqq. Одно из
различий
между
диффузными
клектонами
Детклора и Сироной другого
дает важную информацию об
экктрикальном поле айома.
Оказывается,
что
на
больших
расстояниях
электрическое
поле
инертного
газа
айона
представляет собой быстро
осциллирующее^
квадрупольное
поле.
Удивительный для физиков начала ХХ века
результат уменьшения скорости рассеянных
лектронов,
всего
активного
сечения
с
уменьшением
скорости
нашел
простое
объяснение. Эффект кажущейся аннигиляции
размер атома оказался равным bye inherentnq
cccha pöl variables [11.12].
Она также объяснила загадку понижения значения сечения рассеяния в области
малых скоростей, что было источником разочарования физиков в 1930-е годы.
Проще говоря, атом рассматривался как стандартный объект, и ему было
присвоено постоянное электрическое поле. Таким образом, зависимость электронного
сечения от фактора асурации, т.е. разрешающей способности, открытая на основе классической
динамики, подтвердила, что классическая динамика на атомном уровне работает, и весь
формализм квантовой теории столкновений изобретен.
Информация об атомарных, и ничего о фазовых сдвигах. Таким образом, если на
основе квантовых вычислений мы узнали, какие амплитуды и фазовые сдвиги
функционировали в данном эксперименте, то анализ, проведенный на основе
классической динамики, дал нам важную информацию об атоме. И вот, мы
117
4. Несколько профессиональные соображения теории атойна
выяснили, что:
-
эффект Рамзаукра отражает колебания электрического поля атома (co*0),
Силы Ван-дер-Ваальса берут свое начало в принципиальном несферическом,
включающем kqt, электрическом поле атома.
§4. Квантовая теория сталкивается в бассейне мочи!
118
Это означает, что электрическое поле атома, в том числе атомов благородных газов, не имеет ничего общего со
сферическим<симметричным полем, о котором говорит квантовая механика и которое по своей сути является
осциллирующим. Определенными на основе коллизионных экспериментов двумя опережающими^ce c/lone расширения^
электрического поля атомов благородных газов на электрические мультиполя и электрические осцилляторы, за
исключением атома гелия^, имеющего только два лектрона, являются динамический квадруполь и стат-октаполь:
2
(1-cos' 9) cosco/
cos' 9
r
cos3tp
Электронное изображение атома на больших расстояниях показано на рисунке 7.
Квадрупольные
колебания
Колебательное квадрупольное
поле
Рис.7. Тригональная симметрия электрического поля атома инертного газа. Поле представляет собой малое^ce с четвертой степенью?g^ расстояние
взаимодействия атомов в газообразных условиях. При низких температурах основное внимание уделяется взаимодействие^, связанное с
квадрупольными колебаниями, что приводит к l^слиянию атомов в кластеры, составляющие^ce первый ctap образования СИ? конденсированная фаза.
Зарыв голову в песок. Тем не менее, детали вышеизложенных соображений были опубликованы много лет назад в научных
журналах, таких как Phys.Rev.Lett. (1975) и J.Chem.Phys. (1975 г.), и были представлены на меж^международных
конференциях мирового масштаба^ VII ICPEAC - Амстердам 1971 г. и VIII ICPEAC - Белград 1973 г., студенты
университетов по-прежнему имеют право на участие. говорит, что
Эффект Рамзаукры по своей сути является квантовым явлением и не может быть объяснен в рамках классической
динамики.
-
Атом по самой своей природе сферически симметричен и полностью лишен ^внутреннего движения (для
непосредственных целей учета проявлений движения квантовая механика вводит так называемые квантовые флуктуации).
-
Поэтому, если отрицаются неудобные факты^c и никто еще не подвергал их сомнению, то неудивительно, что существует ложное
представление об атоме и ложное представление о теории >которая его создала. В
результате мы имеем дело с невероятной^ ситуацией
- через сто лет после открытия электрона наша информация об электронной структуре атома, p^ и твердого тела^
практически отсутствует. Данные в рамках квантовой механики g^ s^ функций элктрона, как и квантовые сечения в физике
атомных столкновений, шиз<i только для сложной записи экспериментальных результатов и не несут <несут никакой
информации о строении атома. А теперь коротко о том, что мы узнали об электрической структуре материи? основан на
классической теории <t^ столкновений с измерениями столкновений.
119
4. [Профессиональные соображения Сиеко по теории атома]
§5. СТРУКТУРА АТОМА - МОДЕЛЬ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ
От физики столкновений до модели атома. Ключевой вывод^ физики
столкновений атомов относительно строения атома состоит в том, что электроны
в атомах движутся в соответствии с принципами классической динамики и что в
атоме господствует радиальная кинетика. Исходя ^ из этих выводов и ставя^c на
построение динамической модели многоэлктонного атома, необходимо иметь в
виду, что каждый атом, как единая единица микроскопического мира, должен обладать
одинаковыми, инвариантными СВОЙСТВАМИ времени, т. е. траектории электронов должны
быть замкнутыми, а движение — периодическим. Периодичность движения
подразумевает, в соответствии с выводами^ физики атомных столкновений, что
электроны в атоме движутся комплексно и их распределение характеризуется
высокой симметрией. Простейшей моделью электронной оболочки, отражающей^
характеристики уже идентифицированного атома, является показанная ниже
конфигурация свободного падения, удовлетворяющая^ критерию минимальной
потенциальной энергии.
Три основные конфигурации свободного падения
2-электронное
повторение
4-электронная оболочка
Рис.8.
Простейшая
форма
комиссионного
движения нескольких электронов в центральном
поле j^dra. Все электроны в этом случае
кинтически и энергетически эквивалентны конфигурация wi^c (она же может быть
прослежена как модель оболочки clcktron).
Действительно, на основе такой простой модели
можно
количественно
оценить
многие
наблюдаемые свойства атомов.
/
И
6-Elcktron Shell
*
Особенностью^
свободнопадающей
конфигурации
является
обнуление
составляющих kitf сил взаимодействия между лектронами. В общем случае это
может быть достигнуто при любой четной электронной линии, разделив jc на две
равные группы и расположив ^ симметрично на двух симметрично расположенных
окружностях относительно ядра.
120
§5. Строение атома - Модель свободного падения
Морозная модель – простой расчет. В случае двух одинаковых групп электронов,
симметрично расположенных в двух одинаковых окружностях^g, уравнение,
описывающее их общее, вообще говоря^c движение, имеет вид:
(-2*-G(r))i'2 .
м
Дт
, 2~ 2 р '
r
Где 2E — заряд JQDRA, а так называемый коэффициент экранирования O(R)
представляет собой электростатическое взаимодействие между^электронами.
Функция i', определяющая^ca коэффициент экранирования o(r), однозначно
определена для данных электронов и может быть легко выведена из простых
гкометрических соображений [31]. При чисто радиальном движении коэффициент
экранирования равен константе wiclkościq. И в двух наиболее интригующих
случаях^ из нас, относящихся к двум основным электронным оболочкам атома, мы
имеем:
= 0,25
Gp = 72 +0,25
для двухэлктронной оболочки S,
для шестикамерного снаряда - с.
Для того, чтобы иметь возможность эффективно оперировать этой
простейшей моделью оболочки атома, необходимо знать, что радиус оболочки /?, и
энергия 7/] электронов в оболочке S4 взаимно связаны^. Для данной оболочки
обозначим j^ символом /, который состоит из H, электронов', имеем, ^c состав:
2
где 2' — liezbq атомов^ данного атома, N — liezbq электронов, составляющих
wcwn^внутренние оболочки, а o — взаимодействие электронов в рассматриваемой
оболочке. Исходя из приведенного выше соотношения, мы можем легко оценить
размеры всех электронных оболочек атома. Так как полная энергия оболочки NT7/T
равна сумме потенциалов ионизации покрытия:
Н. =2.6.10
/=1
И этими относительно^ можно легко пренебречь.
Исходя из того, что конфигурация свободного падения является частным
решением задачи Кеплера, и что энергия Викзанса 77 и период движения 7' sq
связаны с соотношением:
2им
T = n2e\\ ------------- ? ,
\ 2Z/
Мы можем рассчитать период вибрации каждого покрытия. Так как электрическое
поле атома зависит в первом порядке^ от его внешней половины n^, то, вычислив T
для этой оболочки, мы будем ^ выше основной части^ пульсации v электрического
поля атома:
И
Таким образом, на основе высоко идентифицированной модели оболочки
элктрона мы получаем ряд важных сведений об атоме, вполне достаточных для
многих приближенных расчетов. О некоторых из них мы поговорим в следующем
пункте.
121
4. Несколько профессиональные соображения теории атома
Почти вековая загадка. Однако, прежде чем мы перейдем к приложению, хотелось
бы сказать несколько слов о самой модели. что позволило разгадать загадку
kiIkudziesi^cioletninüi. И это касается. Непонятное на первый взгляд влияние
электронов внешних оболочек на коэффициент экранирования во внутренних
оболочках^. Соотношение yes^ было проанализировано путем анализа^c линейного
спектра рентгеновских лучей. Оказалось, что огромное богатство рентгеновских
линий может быть сведено к небольшому числу энергетических уровней,
определяемых несколькими коэффициентами экранирования, отражающими^
группировку электронов в оболочки (K, L. M, N, O) и подоболочки (s, p, d, f).
Результаты этого анализа s^. на рисунке ниже.
4Ф
0 = 20
и'
4D
4П
4С
3D
3П
3С
2П
2С
Ö₽ÖS
Рис.9.
Коэффициент
экранирования
для
различных
покрытий
электрожелеза
в
зависимости от атомного номера JZ. Значения
диаметра по рентгеновским измерениям и
зажатые площади определяют ud/.ial отдельных
электрочугунных оболочек, рассчитанных на
основе
модели
свободного
падения,
предполагающей
простую
соизмеримость
периодов колебаний отдельных оболочек.
18
6₽-ÖS
дюймов 4,5
^»-1-18 = 9
ÖK=2
40
50
60
70
80
Атомный номер -Z
Представленная выше диаграмма была построена на рубеже 1920-х и 1930-х годов
[39]. Это было первое. неоспоримое доказательство оболочечного строения атома.
Загадкой была, бесспорно, очевидная зависимость коэффициента экранирования
внутренних оболочек^ атома от числа электронов во внешних оболочках^. На
грюнде боровской модели атома, где клктроны движутся по круговым орбитам, это
соотношение противоречило всем знаниям о клектричности. Несмотря на то, что
коэффициент экранирования является ключевойq^ характеристикой^ атома, он не
был количественно описан в квантовой механике, которая, как говорят, решила^ все
фундаментальные проблемы строения атома. О том, что отсутствие этого факта
смущает квантовую механику, может свидетельствовать тот факт, что в учебниках
по квантовой механике эта важная характеристика атома вообще не упоминается.
§5. Строение атома - Свободное падение Нюдель
Загадка прояснена. Этот вопрос остается нерешенным в течение многих лет, но он
больше не является загадкой, если мы посмотрим на проблему с точки зрения
атомной модели свободного падения. Проще говоря, при радиальной кинетике
элктроны внешней оболочки будут проводить некоторое время[ внутренние^lrz
внутренней оболочки^, см. рис.
Электронное экранирование внешней оболочки^
RNS.IO. S/.kic показывает^, как элктроны внешних слоев могут влиять на коэффициент экранирования
внутренних^ слоев. Экранирование поля jqdra электронами внешнего слоя. И, следовательно, < слои с
более низкой энергией викзании. Это результат радиального смещения электронов. Я просто элктрони
внешнего слоя^ внешнего слоя в течение некоторого времени остаюсь внутри внутреннего слоя^. В
стрейхонарном состоянии периоды колебаний всех оболочек должны быть идеально синхронизированы
- а это значит. что они должны образовывать последовательность»? Тип 2". Такая последовательность
корректно определяет вклад внешних слоев в экранирование поля jqdra электронами внешних слоев.
Для того, чтобы составить количественное представление о веществе^, необходимо
начать с rclation, определяющего^ синхронность движения электронов во всем
атоме. Вы можете ожидать. что периоды движения последовательных электронных
оболочек (K, L, Μ. N, ...) должны^ удовлетворять следующему ^puj^CQ rclation:
Исходя из этого предположения, легко вывести формулу для определения[c<i
значения коэффициента внешнего экранирования^ для данных оболочки. Она
принимает вид:
и
=V
* * вызов "
'
где Аску — числа^. электронов данной оболочки (каждая оболочка состоит из
подоболочек s. p. d ), и сумма распространяется^ на все внешние оболочки^lr/.ne
(/izew = 1,2, 3, 4. 5 . для оболочек K, L. Μ. N. O соответственно).
Различия в коэффициенте экранирования ран одного покрытия. Но для
разных подпокрытий S, P.D, определяют различия в коэффициентах экранирования
соответствующих покрытий:
асп = Гп-ос - 1,4 .
Op J Ojj ~
~ 4,5
Полученная таким образом оценка полностью согласуется с экспериментом,
122
4. Ниуэ» Профессиональные соображения теории атома
который разрешает число^cqуже сто и несколько загадок внешнего экранирования^
и тем самым подтверждает концепцию радиальной модели атома.
4. Ниуэ» Профессиональные соображения теории атома
§6. МОДЕЛЬ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ В ПРИЛОЖЕНИЯХ
Однако действительные орбиты электронов в многоэлектронных атомах не могут^
быть идеально радиальными. Точно так же, как не может быть идеальной
симметрии в расположении электронов, принадлежащих оболочкам с различным
положением электронов, идеализированная конфигурация свободного падения
оказывается^ отражать свойства атома вообще. Список задач, которые были
решены^ на основе этой простой модели и классической динамики, игнорируя
квантовые запреты, вытекающие из ^ принципа Гейзенберга, невелик. Сейчас мы
приведем два таких примера. Первый, показывающий^ роль<£ модели атома в
теории столкновений, а другой, показывающий роль Q-модели атома в вычислении
атомного диамагнетизма.
Teoría zderzeri a model atomu. Модель атома в классической теории столкновений
является ключевым элементом этой теории. Она определяет условия начала
дифференциальных уравнений, описывающих движение частей^, участвующих в
столкновении. В формализме формулируется так называемая аппроксимация
бинарных коллизий. Там, где столкновение быстрой части^ заряда с атомеином
трактуется как отстойник независимых столкновений с его электронами, модель
атома входит в вычислительный алгоритм, прежде всего через функцию«;
Опишите^ca распределение скоростей электронов в заданном атоме. Форма этой
функции обусловлена формой орбиты clcktron. В случае эллипсического движения
она равномерно описывается эксцентриситетом клитической траектории.
Так был рассчитан энкрегетический спектр электронов, выбитых из атомов
гелия протонами. Вычисление S4 Ачколвиком обременено некоторой
погрешностью, проистекающей^ из математического упрощения задачи, задача
многих полей аппроксимируется суммой; независимых бинарных коллизий,
влияние атомной модели на результаты вычислений очень наглядно (см. рис. 11).
ГЕЛИЙ, БОМБАРДИРУЕМЫЙ
ПРОТОНАМИ
Рис.11. Энкремгетический спектр электронов,
выбитых из атома гелия протонами разных
энергий. Радд. Sautter и Bailey [33] и вычислил
приблизительное бинарное столкновение 132].
Результат не заскучал. с одной стороны. С другой
стороны, это свидетельствует о применимости
динамики Нкутона и закона Кулона для описания
орбитального движения электронов в атоме.
свидетельствовал о радиальной кинетике атома.
И вот, в очередной раз, мы обнаруживаем, что классическая динамика работает, а
модель свободного падения корректно воспроизводит результаты измерений.
125
§6. Модель свободного падения в приложениях
Об эффективности метода расчета, основанного на аппроксимации бинарных коллизий и модели свободного падения,
свидетельствует широкий спектр случаев, см., например, ref.34. В случае неупругих столкновений атомов, имеющих мало
общего с большими переносами энергии, соответствие расчетов измерениям достаточно велико, чтобы его можно было
считать основой для теории^, сформулированной таким образом. для описания явлений в высокотемпературной плазме,
космической плазме или в облаках высокоионизированного газа солнечной короны. Для того, чтобы убедительно показать,
модель свободного падения может иметь более широкое применение, если привести^ результаты расчетов атомного
диамагнетизма, которые мне удалось провести в прошлом.
Атомов, диамагнетизм и модель атома. Относительно простые рассуждения в области классической электродинамики
показывают, что диамагнетизм атома определяется средним квадратом расстояния электронов от ядра атома. Точнее,
средним квадратом проекции ведущего электрона на плоскость^, перпендикулярную линиям решета магнитного поля. В
случае траектории свободного падения. между^между средним значением квадрата расстояния от jqdra и точкой на
траектории, обозначим ее R, . У нас есть следующее приложение:
Обозначив qc через 0, kqt, какова траектория свободного падения с магнитным полем и вычислить сумму?
Виртуальная реальность
^/J-COS:0. ,
Если суммирование^ распространить на все clcktron рассматриваемого атома, то мы получим искомое значение. Если атомы
sq хаотически ориентированы в пространстве, то в среднем связь от kqta 0,, и в приведенной выше формуле нужно просто
поставить cos20, = -J.
В рамках такой тривиальной, но строго сформулированной процедуры даже выпускник средней школы может сразу
же вычислить полезность магнетизма для данного атома. Схема этого типа калькулятора показана на рисунке 12.
И CACI2 **.o
!
!
·· И
И
И
o Эксперимент
* Классическая теория
(модель свободного падения)
И
И
И
И
И
И
Химические соединения
Рис.12. Диамагнетизм атомов sz.la газа и простых
химических соединений: измерен и рассчитан по
строгой
rcgul
классической
электроцентридинамики на основе модели
свободного падения [13].
126
4. Некоторые профессиональные соображения атомной теории
В то время как расчеты, основанные на модели свободного падения,
являются ирритивными, квантовые вычислительные процедуры, как и в случае
столкновений атомов, сложны и выполняются с нарушением основных принципов
физики. Формальное^ соответствие путем введения^c, шаг за шагом, все более и
более сложных предположений о волновой функции, которая делает роль<?
"fitting^c", или, как говорят физики-"ученые", параметр "fitting^c". Так оно и есть.
получает сито; В Корике «идеалнит» соблюдение эксперимента. Как выглядит
такое «идеальное» согласие с экспериментом на практике, показано на рисунке 13.
КВАНТОВЫЕ
ВЫЧИСЛЕНИЯ
Распределение ТомасаФерми
КОМ
ПАК
ТДИС
К
Рис.13. История квантовых вычислений атомного
диамагнетизма аргона. Представленная история
еще раз подтверждает тот факт, что в квантовой
теории нет < однозначно сформулированных
вычислительных принципов. Хотите здесь
прокомментировать? для факта. ZC Волновые
функции аргона Dia Что означают совпадения
"теории" с cksperymcntcm в данном случае не
имеющего отношения^ к волновым функциям,
дающим
согласование..
теорией»
с
экспериментом в другом случае. Например, в
случае с эффектом Рамзауэра. Тривиально
классическое исчисление, оно не выходит за
рамки
обычной
арифметики^.
дисквалифицировать^
квантовую
механику^
полностью. Чтобы получить .. В идеале
совместимость Ohliczcri с измерениями квантовой
механики составляла половину фитиля.
g
... от fixes^ к replaceQ
КОК
NQ
&
0)
c
О)
C
Ü
E
•О
•<
но
чь
... от коррекции^ к обмену$ + корреляция
Ленца-Йенсена Розктад
И
И
Эксперимент!
\и
Самовыравнивающееся поле
Релятивистская волновая
функция
о
к
Годы
CÜ
о
1920
1940
И960
1980
c
л
0)Нл
—КВОЗНИКНОВЕНИЕ КВАНТОВОЙ
о
ТЕОРИИ
Сравнивать rchultates
тривиальной аритетики со сложными квантовомакчаническими вычислениями, подобными приведенным выше, немного
смущает, потому что это, по сути, высмеивает квантовую механику Q. Поэтому
неудивительно, что статья <показанная на рисунке 12, до того, как она была
опубликована в International Journal of Magnetism and Magnetic Materials в 1987
году), была отвергнута редакцией; Physical Review, по общему признанию, заменил
его неожиданным аргументом: «Расчеты слишком просты, чтобы теория могла
быть истинной. Отвергать
ЎÖ
§7. ДИНАМИКА \VI.\ХИМИЧЕСКАЯ ЗАМА
Электрон, движущийся ^ по кратчайшему пути от одного j^dra к другому ядру,
является логическим продолжением^ концепции модели свободного падения атома
на молекулярные системы [35]. Держите сито; Такая одномерная сущность
определяется тремя факторами: отталкиванием^с^ илом; электростатическое
взаимодействие между^между j^drs, сила притяжения jq_der отрицательно
заряженным электроном между ними^ и кинетическое давление, которое он
оказывает в фазе поворота, отражая^c сито; From j^dra back, bi^dz also okntzaj^c je
na niewiclka odglglą. Простые динамические соображения, выполненные на основе
задачи о двух стационарных ccntrows, ведущих, после усреднения по скорости
переменной, как; < — координата^ быстро движущегося^ элкрона к следующему;
puj^cego equanima, описывающая^ медленную^ эволюцию; Схема:
127
§7. Динамика» жадных
где M - mas4 jqdra, 2" e - его заряд. а X - половина расстояния между^jqdrs. E и K
— эллиптические интегралы первого и второго
Аргумент типа 0
7/ Х
w~
2
»
где 7/ — cnergiq электронной связи^ в потенциальной полости обоих атомных ядер.
Чтобы осуществить эти рассуждения таким образом, дадим^ si$ почти
автоматическим расширением в jcdno-мерный молочный ларикух с коллективно
движущимися^ S19 электронами, как показано на рисунке 14.
M
M
M
—o—'WW—0—Wr—o—Är—o—
Рис.14. Электрон, движущийся ^ по кратчайшему
расстоянию от одного до другого j^dra, как
показано здесь. можно рассматривать как модель
химической связи. Динамика такой молекулярной
2ВОСА -
,,d 2X ~ dt~
+£e
0
.В
С
-Э
-- Ф
a
К-
+ .-%
—е
0
Q
Анализ выражения
к выводу, что
равновесное
значении
-Э
Около
——fcQ
0
системы определяется двумя силами: Fc
кулоновским притяжением и A'g - газовым
давлением электрона, отраженного от ядра.
Эффективная
сила.
которое
более
приблизительно, пропорционально отклонению от
положения равновесия, является источником
низших свойств материи. Sk^dinqd. Любое
изменение
в
начальном
энергетическом
состоянии электрона, например, при повышении
температуры, вызывает уменьшение электрона?
Газокитическое давление, которое от шипов
изменяет расстояние между^ ядрами. Все эти
изменения
можно
точно
вычислить
из
классической задачи о двух неподвижных
центрах. Результаты этих расчетов представлены
в следующем соотношении. Они воспроизводят
свойства воображаемых пружин^, используемых в
примитивной динамической модели сети.
о силе^, действующей на атом j^dra, приводит
система динамически устойчива, а
состояние имеет место при nas^puj^c
молекулярного параметра:
wmoi = 0,856 .
128
4. Ниево профчнальных рассуждений по теории атома
В случае медленных изменений может быть использована теорема
адиабатического инварианта и замкнута^c Может быть использована система
уравнений, описывающая эволюцию^ рассматриваемой системы. Для того чтобы
применить к микромиру чисто механические соображения, основанные на
уравнении Ньютона и законе Кулона, необходимо, исходя из принципа
поступательной точности, определить условия существования установившегося
состояния, когда движущийся с ускорением лектрон не теряет энергию излучению.
Имея в своем распоряжении^c величину молекулярного параметра,
определяющего^ равновесие системы и дискретный spcktrum стационарных
состояний, мы получаем jcden из основных параметров, характеризующих
константы. который является абсолютным^dn^ значением сетевой константы.
Величина, полученная таким образом, правильно отражает реальность флик<нет.
Более того, имея ^c замкнутую^-ю систему уравнений, описывающих^
молекулы цепи, мы можем сразу вычислить и модуль Юнга, и коэффициент
теплового расширения. Сопоставление результатов, полученных таким образом, с
результатами измерений, см. рисунки 15 и 16, не оставляет места для каких-либо
сомнений: в основе динамики кристаллической решетки константы лежит уравнение движения
¡Ньютон и закон Кулона.
•
•c
o
---- V-
E
cс
Кт
Рис.15. Модуль Юнга (£,) и коэффициент
теплового расширения (Cr) в зависимости от
числа aioh 7 .Черная и синяя точки (о результатах
измерений), в то время как черная и синяя линии
- это величины, вычисленные по различным
значениям атомного заряда ядра.
ф
-у
/ Теоретическая оценка
^=1
--------- · -------------------------------e^Тепловое расширение
'0,5
/
Модуль Юнга
0.1
0
40
80
Атомный номер 2
Теори
я
Рис.16.
Соотношение
масштабированных
значений tcori^ модуля Юнга £ и коэффициента
теплового расширения Cr . Таким образом, знание
того, как эти коэффициенты зависят от атомного
заряда Х-ядра, могло бы исключить неизвестную
величину. Масштабировано в соответствии с
результатами Wicdz^c. ¿c£, пропорционален . и Cr
обратно пропорционален 7' можно вычислить^c
произведения
JFJJF,
представляющего
отношение результатов измерений в нулевом
выражении от заряда сердечника. После
избавления от этого изобилия, показывающего^cc
громадный диапазон измерений, сведено к одной
прямой линии по всей таблице Менделеева (!).
£y=3-106·. ^5 [кг/см2]
CT=6 10-6/^? [1/ °K]
5
Mg Mo в Pb
♦фф
1
0.5
Эксперимент, масштабированный по теории
0.1 ------------------. --------------- и0
40
80
Атомный номер 2
129
§8. Спин электрона - Источник порядка в атоме
§«. СПИН ЭЛЕКТРОНА - ИСТОЧНИК ПОРЯДКА В АТОМЕ
Можно было бы удивиться тому, насколько эффективно были решены обширные
атомные и частные^ задачи<^ из ньютоновской динамики и закона взаимодействия
Кулона. Sk^dintid, но нельзя быть настолько наивным, чтобы ожидать, что все
задачи атомной физики могут быть решены^ в рамках понятия точечного электрона
с точечной массой^ и точечно заряженного электрона с точечным зарядом. И
действительно, из уравнения Гаудсмита-Улькнбека мы знаем, что электрон есть
вращающийся^ объект, гироскопические свойства которого определяются
постоянной Планка /?, а магнитное поле вращает^ccj вещество магнитным
моментом p. за концепцией спина.
. Модель свободного падения позволяет решить еще одну головоломку. Великая
роль спина в атомной физике и молекулярной химии хорошо известна. Однако не
удалось объяснить, каким образом ближние магнитные силы, на расстоянии
порядка луча Бора на несколько порядков меньшем, чем кулоновская сила, могут
оказывать существенное влияние на электростатические электроны в атоме и
влиять на образование атома. ez^стейки.
Решение^ загадки было обеспечено моделью свободного падения. При
радиальной кинетике ближнее магнитное поле электрона оказывается ближним
магнитным полем электрона. в виде коммутатора^, направляющего движение на
пересечении основных коммуникационных магистралей региона. Магнитное поле
для решения zero-momen-south^zari определяет граничные условия уравнения
Рюэху и определяет, какая из радиальных траекторий может^ si? настоящие ISO
WAC, а какие нет. Электростатика дальциевой области от j^dra должна быть
согласована с магнетизмом вблизи jqdra. Таким образом, магнитное поле ближнего
действия оказывает существенное влияние на глобальную форму атома. В случае
одного электрона это влияние ограничено электроном. Модифицировать фазу
точения с помощью SIL? Лоренца.
В случае плоской рюэ, когда долит лежит в экваториальной плоскости
электрона, задача имеет аналитическое решение. Электрон sub^hare с большого
расстояния прямо на jqdro движется вдоль кривой, уравнение которой имеет вид:
r.
f — мм
cos(|<p)
И какой из них мы назовем Радиолой. Поразительно^cq, что радиальные
асимптоты, не зависящие от заряда jqdra, пересекаются. точно под KQT 120°(!).
Начиная с .2 и далее, он будет включать в себя только минимальное расстояние от
jqdra, на котором радиальная составляющая знака изменения скорости. Это
расстояние составляет:
rm," = (¿-a)1'3 K' .
Если точка поворота траектории свободного падения не находится в
экваториальной плоскости электрона, то траектория электрона не замыкается.
Численный анализ показал, что траектория может быть обращена вспять.
Отключаясь только при особых условиях, электрон после некоторого числа
отражений от JQDRA может вернуться в исходную точку, но только тогда,
радиальные асимптоты формы траектории из Osiq спина плотного электрона
определяют KQTY. И снова можно заблудиться, потому что оказывается, что sq
хорошо известен в кристаллографии kqty: 90°, 109°, 120" (!). Однако в этот момент
это стало очевидным. Конечно, именно спин электрона определяет направленные свойства
химических wiqzaíi и H· Последовательные, Симетри? кристаллы.
Электрон со спином на траектории
свободного падения
130
4. К профессиональным соображениям из теории атома
Эксперимент Штерна-Герлаха. Przcj^c wi^zk? Атомы серебра (позже состоящие из
других атомов водорода) в области Всемирного Великолепного Поля, было
замечено, что Провод^ был разделен на два частично поляризованных Провода.
Этот результат резко контрастировал с представлениями физиков о строении атома.
Вы можете прочитать об этом сегодня в лекциях Фейнмана по физике. что явления
в рамках классической электродинамики могут быть объяснены? никогда не даст.
Между тем, объяснение удивительно простое. И она имеет свои истоки в
модселе свободного падения. Итак, во-первых, хаотически разделенные атомы
магнитного поля венка^ расположены ^ по порядку^. Атомы ориентируются сами
так что силовые линии магнитного поля перпендикулярны плоскости орбиты диамагнитный эффект тогда самый важный, а мы знаем по опыту, что атомы в
магнитном поле ориентируются в магнитном поле. до максимума диамагнетизма.
На такие атомы действует сила, направленная в направлении градиента поля, или в
противоположную сторону в зависимости от ориентации спина по отношению к
электронной плоскости орбиты. Смотрите рисунок 17, который объясняет
практически все.
АТОМ
ВОДОРОДА
ОТКЛОНЕНИЕ ( -grad/*')
НАЗАД
Хаотически ориентированные атомы
Два частично связанных пучка^ атомов
водорода
Рис.17.
Анализ исторического опыта Stcrn-Gcrlach и его объяснение на основе классической динамики.
Спин электрона и переход фаз: циало твердое — > жидкое. Из-за малого радиуса
действия вращающегося магнитного поля его влияние на движение электрона
ограничено до малых значений угловой тяги, до тех пор, пока отклонение от
радиального движения вызывает, например, температуру не превышает
критического значения. Мы можем ¡4 оценить выход^c
Неравенство:
mArrr0=|A(J2"a)"3 ,
gdzic Al·/· – скорость электрона, которая сообщает энергию тепловых колебаний, а
r0 – расстояние точки поворота траектории свободного падения от JQDRA. Из этого
условия мы получаем следующую зависимость от tempcratur. Таяние:
§8. Порядок спина электрона zrddlu в атомарном
131
Вычисленная из приведенной выше формулы плавления tcmpcrature для первых
нескольких элементов периодической таблицы, когда влиянием внутренних
оболочек элктрондов на радиальное движение валентного электрона можно
пренебречь^c, показана на рисунке ниже.
Рис.18. Температура плавления некоторых
материалов, измеренная и оцененная на основе
модели свободного падения. Доказательством
тому является удивительная согласованность
тривиальной оценки с измерениями. что суть
дела схвачена. Ведущая роль спина в построении
кристаллических твердых тел неоспорима.
§9. HEE - МАГНИТНАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ ЭЛЕКТРОНОВ
Правильный принцип (Паулико) и искусственный формализм (квант). Большим
вкладом в расшифровку источников порядка^dku в микроскопическом мире было
открытие Пауликго о том, что клктроны проявляют^ сильные^ тенденции? to
Iqczenia si? в парах с антипараллельно-ориентированными спинами. Тем не менее,
был сформулирован ряд правил^ о принципах лего Икчень - говорят, что правила
Икченя не совпадают с правилами Икчени. o Regulc Paulicgo. или запреты Паули найти обоснование этим правилам в рамках классической динамики не удалось.
Энергия магнитного взаимодействия на расстоянии радиального порядка Бора
формирует сито; на уровне тысячной доли электронвольта и далеко не достаточна
для того, чтобы таким образом оправдать образование электронвольта; пары в
процессе экранообразования; Электронные оболочки и их роль в WiCLK^? в
химических превращениях. В квантовой механике — да. Как обычно, проблема
была подытожена тем, что мы имеем дело с типично квантовым явлением. И
поэтому нам не нужно просеивать; дать наглядное объяснение^d этому явлению.
Претендуя^ на решение проблемы, не было сделано никаких ссылок на
детерминистские представления об обменных силах, имея^ce какую-либо ссылку
на детерминистские понятия классической физики. На этой концепции был
построен формализм Opcrujqc. что всегда приводило к "idcalncj" квантовой
совместимости TCORIA с экспериментом.
Модель свободного падения решает эту проблему. Непостижимо на основе модели
Бора tendenéía clcktrons l^síné sieve; Пары становятся парой. Смолист на
гранчической модели свободного падения. При синхронном движении, когда два
клктрона приближаются друг к другу одновременно? вблизи JQDRA
экспоненциалы увеличиваются^ca по мере уменьшения всплеска. Дистанционная
энергия магнитного взаимодействия со спинами, ориентированными на
антиэквивалентность, начинает доминировать над энергией^ электростатического
взаимодействия, и именно эта энергия определяет дальнейшее движение двух
электронов. Общий анализ движения рдвнари для двух клктронов со спином, а
значит, когда мы имеем дело с ночными силами, приводит к выводу, что
коллективное движение в кулоновском поле jqdr возможно только в том случае, если спины
ориентированы параллельно антипараллельной трубе.
132
4. Профессиональные делибераторы Micco с атомом tcorii
При антипараллельных спинах коллективное движение возможно только при
нулевом значении момента p^du, когда движение плоское. Лагранжиан этой
комплексной задачи имеет вид:
■>
р.[pxr]
4
2 (2x +
р
пм)'
где r — расстояние q от jqdra, 2x — расстояние между^ электронами, а rm —
магнитный радиус электрона. Для постановки задачи в корицу нальчи укажите
энергию^ всей системы. В случае атома гелия это сумма первого и второго
потенциалов ионизации. Простейшая траектория закроет^та. Найдено на пути
численное уравнение интегратора движения, представляющее стационарное
движение двух электронов. Это квази-клитическая траектория, показанная на
рисунке 19.
Рис.19. Простейшая форма кольктивного движения двух электронов с антипараллельно ориентированными спинами в кулоновском поле атома jqdra. Вот
так они и передвигаются. два электрона в атоме HClu.
Для того, чтобы продемонстрировать, что полученное таким образом решение на
самом деле является изображением атома hclu, необходимо было сопоставить
физические свойства, полученные из этой модели, с наблюдаемыми свойствами.
Так, например, в случае атомного диамагнетизма расчет показывает, что: a,heo' = 2,04
· IO'6 moi/cm\ при измерениях dajq: acxp = (1,94 ± 0,1) · 10"6 моль/см' и (2,02 ± 0,2) 10 6
моль/cmi. В пользу решения можно привести ряд других примеров, но
существенным аргументом является возможность количественного описания
жидкого гелия. Для того, чтобы иметь возможность аналитически рассматривать
эту фазу материи, когда атомы объединяют силы по Ван-дер-Ваальсу, необходимо
найти вид функции, описывающей поле атома. Используя разложение^ поля атома
на ряды и вычислив численные коэффициенты этих рядов, получим:
где
<p'k --^-(</1 •r)cos©/ + -%(l-3(i2 .r)2)
r
r
£?, - 0.16 (efl0)
i g2 -1.72 (efl2) oraz co = 2.84 coQ .
§9. Электронная корреация Hei Magnelian
133
Фактическое изображение атома гелия
Дипольные колебания
Мультипольное представление атома гелия
Рис.20. Реальное изображение атома гелия.
наверху, и приблизительное изображение его,
унижение.
Оказывается, что двух пяти слов расширения^ поля атома в ширину^ достаточно,
чтобы правильно описать существенные свойства газообразной и жидкой фаз
гелия, о которых мы уже кратко опустили в коррике предыдущей главы.
§10. ТРАНСЛЯЦИОННАЯ ПРЕЦЕССИЯ ЭЛЕКТРОНА
И ЕГО «ВОЛНОВЫЕ» СВОЙСТВА
До сих пор в наших обсуждениях мы отрицали любые движения оси вращения
электрона. Очевидно^, что такое искажение реальности не всегда допустимо.
Теперь мы попытаемся взглянуть на проблему с исходных понятий^c материи^i.
Материя в движении. Смены^ и обороты. Два качественно различных атрибута
материи, придающие слову ^физическую^ субстанцию, - это энергия движения,
кинетическая энергия - E(v)y, и энергия взаимодействия, потенциальная энергия //(r). Сумма этих энергий является dia dango системного инварианта. отражая^
неразрушимость материи:
E + // = const = E.
Этот инвариант, основанный на постоянной, природе, а также скорости света c,
может быть выражен альтернативно, приняв вид формулы Эйнштейна:
E=
Но в целом, бионическая энергия движения. – энергия перемещения^c и
энергия вращения, идентифицированные в эксперименте путем измерения
линейной скорости v и скорости kqt co. Для определения движущегося объекта мы
используем^ термин p^du /?, а для определения объекта во вращении мы
используем понятие^ момент h. Существуют ли эти два вида энергии движения, и
если да, то в какой степени, энергия поступательного движения, выраженная^p
произведением pv, и
энергия вращательного движения, выраженная^
произведением Aco, относящееся<лед si^ к одному и тому же объекту sq.,
независимо друг от друга, есть случай^ открытый^.
134
4. Несколько профессиональные соображения атомной теории
Размышляя^ о физическом смысле отношения де Бройля, я пришел к
заключению, что мы имеем дело со связью^ этих двух форм движения. Смещения
электронов неотъемлемо связаны^ от прецессии спиновой оси:
2Эк
dt h '
так как при постоянной скорости ось электрона совершает один полный оборот на
расстоянии, равном длине волны де Бройля
Таким образом^c для даты спина^ мы имеем периодическую зависимость <%:
s(x)= s(.v +—■) .
Прецессия и взаимодействие. Заметить, что соотношение де Бройля уходит своими
корнями в связь^ между^ прогрессом^p движением и вращением, можно обобщить
и выразить в векторной форме: где dx — элемент пути, пройденного электроном,
а k — очерчивает кикрунк в пространстве, вокруг которого вращается спиновой
вектор s. Формально приведенное выше выражение можно рассматривать как
эквивалент соотношения де Бройля. На самом деле, существует важное различие
между^ неопределенным постулатом де Бройля и однозначно определенной
формулой трансляционной прецессии спина. Формула поступательного
предпочтения не только раскрывает физическую^ природу волны де Бройля, но и в
свете того факта, что электрон обладает спиновым магнитным моментом,
материализует «волновое» поле электрона.
Поле fa! Этот электрон является электромагнитным полем вращающегося магнита.
Используя ^c формулу Максвелла-Лоренца для электромагнитного поля,
электрическая составляющая "волнового" поля электрона определяется формулой
s=-4(7)2[i*x*]xd·
где change^ca сидят; Ориентация вектора s задается формулой поступательной
прецессии. В случае свободного электрона вектор А, ориентация которого
определяется всем предыдущим процессом ускорения, неизменно остается
ориентированным в пространстве, а .v(/) является периодической^ функцией
времени, или, условно, периодической^ функцией пути x.
Как видно из вышесказанного, роль «волновой составляющей»
электрического поля электрона в процессе взаимодействия существенно связана с
отношением v!c. В дифракционных экспериментах, где наблюдаются сита;
«волновые эффекты», используются сита; электроны с энергиями rzt; десятки или
даже сотни кэВ. В этом случае^c "волновая" составляющая электрического поля
сопоставима с q-компонентной. Кулоновские поля. Следует, однако^, помнить^,
что в макроскопических полях, т. е. таких, размеры s^ которых значительно больше
длины волны де Бройля X, переменная компонента электрического поля,
претерпевая ^c значение, практически не влияет на движение электрона.
§10. Translational preccsja clcktronu a jcgo "falowc~ properties
Компонент переменной поля clcktron и квантования. В случае связанного электрона
^zancgo в кулоновском поле j^dra скорости электрона gcncralническая вещь ^c S3
мала и переменная составляющая электрического поля также мала. Тем не менее, в
случае связанных состояний^ эта небольшая составляющая имеет существенное
значение. Как нетрудно ЗАМЕТИТЬ, ПРИ наличии переменной составляющей
стационарное движение возможно только в особых ситуациях. В связанном
состоянии даже малая компонента переменного электрического поля, находящаяся
на расстоянии от ядра порядка^du радиуса Бора, a2 меньше кулоновского поля, и
через достаточно долгое время, накапливая небольшие изменения в количестве
энергии и момента p^du, может существенно изменить орбиты электрона.
Пользуясь^ формулами пертурбативного исчисления, выведенными Гауссом,
можно легко показать, что в присутствии пертурбативной силы^, выведенной из^
поступательной прецессии, стационарное движение возможно только в некоторых
особых ситуациях. Эти особые ситуации представляют собой дискретное
множество орбит, определяемых формулой maj^c^ формы квантовой формулы Бора
(I). Таким образом, квантование является чисто динамической задачей, имеющей ^
свое происхождение в колебательных силах, препятствующих кеплеровскому
движению. Мое заключение, которое я написал в 1960-х годах. На самом деле не
совсем новый. Еще в 1940-х гг. Челяев [38] показал, что уравнение для определения
устойчивости мчанских систем в присутствии колебательных пертурбантов сил,
удовлетворяющих^ некоторым критериям, имеет вид уравнения Шредингера.
Оказалось, что это ^,
Уравнение механической устойчивости при наличии возмущений, имеющих свои источники
Поступательная прецессия
спиновой оси тождественна
уравнению Шредингера, а волновая
функция 4* есть не что иное, как kqt спинового вектора - действительная и мнимая ezqsc волновой
функции могут быть отождествлены с двумя компонентами спинового вектора с перпендикуляром
f! вектора k.
Таким образом, уравнение Шредингера описывает эффекты второго
порядка в алломических системах, в которых лектроны движутся^ si^ по орбитам,
определяемым динамикой Ньютона^, кулоновским взаимодействием и спиновым
магнитным полем st^d некоторые умеренные успехи квантовых соображений^
связанных состояний^. С другой стороны, вся квантовая теория коллизии Борна,
основанная на вероятностной интерпретации волновой функции, является полной^
мистификикаejq ^c^ничего общего с реальностью.
§11. ЭФФЕКТ СТАРКА
- КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА В ЛОВУШКЕ УЖЕ В КОТОРЫЙ РАЗ
В книге А. Зоммерфельда [39] «Atombau und Spectrallinien» можно прочитать, что
классическая динамика в описании эффекта Штарка полностью провалилась, так
как квантовые вычисления s^ полностью согласуются с этой концепцией.
Подобные утверждения можно найти почти в каждой книге^зее по квантовой
механике, квантовой теории атома или спектроскопии [40].
Скрытая правда. Имея ^ большой опыт работы с подобными восторженными
заявлениями, я взял на себя труд взглянуть на проблему самостоятельно, чтобы
убедиться в том, что это за опыт на самом деле. Эта идеальная совместимость
просчитана. Уже вначале^ меня удивил тот факт, что в монографии А.
Соммкрфклда, как и в квантовой механике Л. Ландау и Лифшича, или в лекциях
Фейнмана по квантовой механике, теоретическому рассуждению посвящено
широкое пространство^, много доказательств того, что теория полностью
согласуется с экспериментом, и нет экспериментальных данных!
135
136
4. Немного профессиональных рассуждений по теории и этому
Более близкое знакомство с оригинальными работами, как теоретическими,
так и экспериментальными, объясняет этот удивительный факт. Между
предсказаниями теории и экспериментом sq istoine дивергенции! Принципиальное
несоответствие имеет место и в случае основных спектральных рядов, таких как
серия Лаймана. В этом случае несоответствие между^ теорией и экспериментом
неоспоримо.
Ambarasujqca konfrontaeja. Для того, чтобы выявить несоответствие между
предсказаниями теории и экспериментом, давайте сначала вспомним, что случай
занимает первое место в эксперименте. Ле Сюрдо, который первым наблюдал
явление расщепления спектральной линии в электрофическом поле. Измерения,
позволившие расшифровать причины этого явления, были проведены Старком.
Рис.21 Наблюдение Ле Сюрдо распутывания
спектральных линий в клектическом поле. Первый
ключ к открытию заключается в том, что не только
энергия, но и момент p«?du sq в атоме s<t
квантован - то есть движение электрона вокруг
jqdra < может происходить без щелей на
излучении.
Я не знаю, как объяснить явление расщепления линий на основе классической
динамики^ и снова был использован квантовый формализм< Формула, полученная
на основе квантовой механики для сдвига^eie энергетических уровней атома,
помещенного в электрическое поле, имеет следующий вид:
Nonk = £jn(ns - wn) , где
Е, =
.
Таким образом, ^c сдвиг^c энергетических уровней АЭнк определяется главным
квантовым числом n, а квантовыми лежаниями и . Поскольку число наблюдаемых
переходов от nk к любому другому n'k\ уровню было значительно меньше, чем
число переходов, предсказанных приведенным выше отношением tcore, были
сформулированы правила отбора, исключающие ненаходящееся^pujqce
отношение.
Первым признаком того, что с квантовой теорией что-то не так, является тот
факт, что спектр линейностей, вытекающих из теории, зависит от системы
промежуточных систем, в которых было осуществлено интегрирование уравнения
Шредингера. А это значит. что введенные правила выбора не имеют
универсального характера и не представляют собой физику, sq де-факто
подгоняющий параметр.
Однако важно отметить, что среди наблюдаемых спектральных линий есть
такие, которые не предсказываются квантовой формулой!
А так, например, для скрии Лаймана это для перехода в основное состояние
-
Квантовая формула предсказывает наличие следующих строк^pujqq:
■^=¿/0,2); £/0,3,6); £/0,4,8!,I2!!),
§11. Эфкт Старка - Квантовые механизмы в Pulapcc во второй раз
-
Когда эксперимент даст результат
-^- = £"(0,2); £/0,3,6); £/0,4,10!!).
В данном случае есть разница, перед лицом несомненных результатов ckspemental
А. Фрерихса [41] - сфотографированный спектр лишен какого-либо фона, а линии
sq очень резкие и четкие - единодушно свидетельствуют о невыгодности квантовой
теории. Несмотря на то, что можно исключить невстречающиеся линии с помощью
правил выбора, никакая комбинация квантовых чисел не может создать линию LT(10)!!
Неужели
для
того,
чтобы
скрыть
этот
неловкий
факт,
путешественники^езники, пытающиеся сделать идеал совместимости квантовой
теории с опытом в огдле, не упоминают о rchultates А. Фрерихса? А. Зоммерфельд
не мог не знать о них, так как эти результаты были опубликованы в «Annalen der
Physik», когда он был редактором этого журнала, в то время как в издании А.
Фрерихса нет ни слова об уже существующей квантовой теории эффекта Штарка и
о прекрасном ^kity теории и эксперимента.
. Не только энергия, но и момент p^du определяет безрадиационное движение
электрона. Давайте рассмотрим, как выглядит проблема эффекта Штарка с точки
зрения классической динамики. В принципе, эта задача может быть решена
элементарно, исходя из известного метода гауссовых возмущений,
сформулированного два столетия назад для описания долговременных изменений
в движении наших планет. Уравнения, описывающие такие изменения, приведены
sq в §5 нашей ^-й главы, здесь же скажем лишь, что в рассматриваемом случае
медленные
изменения
параметров
эллиптической
орбиты
электрона
обусловливают наличие внешнего^ внешнего электрического поля, определяемого
средним значением нерги взаимодействия с возмущающей полкм. Выражение,
представляющее энергию tq, имеет вид:
= -2·^ a 3 грех I грех T ,
где 2a — длина большой оси эллипса, 3 — его эксцентриситет, & — внешнее^
внешнее электрическое поле, а kqty I и T sq — eulcra kqs, определяющие
ориентацию Q эллипса относительно ^dcm этого поля. Вариационные уравнения
Гаусса показывают, что при таком потенциале, возмущающем как параметры
орбиты, так и ее положение в пространстве, она не подвержена изменениям только
в том случае, если:
sin / = 3 и
Т = 0, K .
Определив наблюдаемое смещение^ энергетических уровней из рассчитанного
cncrgiq пертурбационного потенциала для стационарных положений
эллиптической орбиты в поле возмущений, получим соотношение:
Я2
E"j = E,(n>)2 = E,(n2 -(-)).
h
где L - момент p^du электрона на орбитали с главным квантом n.
137
138
4. Некоторые профессиональные соображения теории Атойна
Получается, что klad^c ¿ = / (/ + 1) h' получаем формулу?
Eal = E,[n2-/(/+ !)],
который точно воспроизводит результаты измерений, см. рисунок 22.
Ля
ЛП
Ли
Рис.22 Экспериментальные результаты и результаты расчетов cners^cia cnergetic уровней атома, вызванных
странностью внешнего электронного поля.
Так, так нам открылся феномен Старка. То, что электротрон может двигаться по
эллиптической орбите вокруг JQDRA, не теряет в своем весе от излучения и
насколько, как энергия, так и момент взрыва определяют правила, называемые
rcguls квантования. Так. Таким образом, квантовается не только энергия, но и
момент потока. Анализ также выявляет существ? пространственное квантование.
Из приведенных выше соображений следует, что во внешнем электрическом поле
атомы ориентированы под строго определенными k^ts по отношению к силовым
линиям поля. по формуле
2, /(/ + 1)
COS / =------------ ; ---- .
n~
Таким образом, можно утверждать, что пространственное квантование является
производной от квантовых условий орбитального движения, которое является
результатом квантового квантования. переводится в соответствии с принципами
классической динамики в ориентирующиеся орбиты относительно возмущающего^
поля.
ИТОГ: СКОРРЕКТИРУЙТЕ КУРС!
Нобелевский лауреат 1965 года Ричард Пейнман писал в одной из своих книг:
«Теория квантовой электродинамики описывает природу как абсурдную с точки зрения здравого
смысла. И если полностью согласен с экспериментом. Поэтому я надеюсь, что вы сможете принять
(Теория квантовой динамики описывает
природу как абсурдную с точки зрения здравого смысла^dku. 1 полностью
согласуется с экспериментом. И поэтому я надеюсь принять природу такой, какая
она абсурдна.)
Принимайте^c до тех пор, пока искренне не выскажете свое мнение? И в
попытках понять его смысл возникает серьезная философская проблема: как можно
построить логическую систему интуиции Природы, если сама Природа полностью
лишена логики? Как понимать слова о том, что абсурдная теория находится в
полном согласии с экспериментом?
Эта философская проблема показывает, что в утверждении Фейнмана
должна быть скрыта ложь. Это действительно так! Эта фраза «и полностью
согласуется с экспериментом» просто не соответствует действительности,
доказательства которой мы уже приводили. что это так. Это означает, что мы
должны немедленно вернуться к детерминистской философии и к строгим законам
классической физики.
Природу такой, какая Она есть – абсурдной».
Литература
Literatu га
А. Thomson J.J." Phil.Mag. 11. 769-714 (1906)
Б. Резерфорд Э., Фил.Маг.2л. 669-688 (1911)
В. Thomas, L.H., Proc.Catnb.Phil.Soc.23, 713-716 (1927)
Г. Wannicr G.W., Phys.Rev.90, 817-825 (1953)
Д. Грызинский М., Phys.Rev.l 15. 374-383 (1959)
Е. Грызинский М., Phys.Rcv.A138. 305-321,322-335, 336-358 ( 1965)
Ж. Вриенс Л., Тематические исследования по физике атомных столкновений, том L, глава 361.
(Северная Голландия) Амстердам (1969)
З. Бейтс, Д.Р. и Кингстон, А.Е., Adv.Atom.Mol.Phys.36l, 269321 (1970)
И. Мейплтон Р. А., Теория зарядового обмена. Wiley Interscience. (1972) Глава. 1
К.
Baies DR., Physics Reports 35, 307-372 (1978)
Л.
Gryzinski Μ., Phys.Rev.Lett.24, 45-46 (1970)
М.
Грызинский М.. J.Chem.Phys.62. 2610-2619. 2620-2628, 2629-2636 ( 1975)
Н.
Грызинский М.. J. of Magnetism and Magn.Mat.7l, 53-62 (1987)
О.
Грызинский М.. Phys. Lelt.56A, 180-181 (1976)
П.
Груич., Томич А. и Вучич С., J.Chem.Phys.79, 1776-1782 (1983)
Р.
Gryzinski Μ. and Kune J., Jour, of Phys.B19, 2479-2504 (1986)
С.
Benson, S.W., J.Chem.Phys.93, 4457-4462 (1989)
Т.
Грозданов Т., Чиружич., Кристи. Классическая динамика в атомной и молекулярной физике. Всемирная наука (1989)
У.
Груич.В., Шимонович Н.С., I.Phys B28. 1159-1171 (1995)
Ф.
De Bromlie, L., La Physique Quantique restera elle indeterminisle ? . ГольеВиллар. Париж (1953)
Х.
Эйнштейн А.. Подольский Б., Розен Н., Phys.Rev.47. 777 (1933)
Ц.
Хельбиг И.Э. и Эверхардт Э., Phys.Rev.A 140,715 (1965)
Ч.
Грызинский М.. Ковальский М. и Влазло М. в Грызинском М. Истинные и ложные достижения
современная физика" Homo-sapiens, Варшава 1996 (52-59)
Ш.
Грызинский М.. Куне Й. и Згожельский М., Ж.Физ.В36. 2292-2302 ( 1973)
Щ.
Грызинский М. и Ковальский М., Phys.Lett.A200. 360-364 ( 1995)
Ы.
Эйле В.Л. и Бракманн Р.Т. Phys.Rev.l 12, 1141 (1959)
Э.
Шах М.Б., Эллиот Д.С. и Гилбоди Х.Б., J.Phys.B 3501 (1987)
Ю.
Ramsauer C" Ann.Phys.12, 529. 837 (1932)
Я.
Брод Б.Р. Phys.Rev.25, 636 (1926)
АА. Майер II.Ф., Ann.Phys.64. 451 (1921)
ББ. Грызинский М., Физика 19, 325-344 (1987)
ВВ. Грызинский М.В., Окопиньская А.В. Proc, VIII ICPEAC, Белград. 635-636 (1973)
ГГ.
Радд М.Е., Саттер К.А. и Бейли К.Л., Phys. Rev.151. 20-27 (1966)
ДД. Gryzinski Μ. and Kune .1., J. of Phys.В19, 2479-2504 (1986)
ЕЕ. Gryzinski Μ., J.Chem.Phys.Lett.217, 481-485 (1994)
ЖЖ. Грызинский М. Физ.Летл.4ИА. 69-70 (1972)
ЗЗ. Gryzinski Μ., J.Theor.Phys.26, 967-980 (1987)
ИИ. Чцтав Н.Г. Достояние передвижения, Наука, Москва (1962)
КК. Зоммерфельд А.. Atombau und spcktrallinicn. Жареный. View.&Sohn, Braunswieg 1951.
Т.l.Глава 6, §2, 3
ЛЛ. Фриш К.Э. Оптические спектры атомов, Гозд.лзд.Физ.Мат, Москва, 1963, Л.Н. §68
ММ. Фрерихс Р. Ann.d.Phys.19, 17 (1934)
139
126
Отсутствие концепции разгадывания кроссворда не означает, что кроссворд плохой.
Все указывает на то, что квантовая механика – не единственная неверная подсказка в современной физике.
5. А ЧТО ДАЛЬШЕ?
ПРОДОЛЖАЙТЕ В ДУХЕ НЬЮТОНА!
(стратегический! дальнейший марш к реконструкции пространственной
структуры микромира)
§1. Спхтроскоскопия - источник информации о строении атома (электрон как спутник наблюдения)
§2. Химия - молекула водорода (H2)
(О/HÏZ Electrons IV Ensemble Dance)
§3. Скептически относится к квантовым кориям атомного jqdr
(Э. Резерфорд, по-видимому, прав: jqdro - это протоны плюс электроны и не более)
§4. Мы пытаемся заглянуть внутрь фотона
(Фотон — это что-то вроде позитронно-электронной сопряженной пары?)
§5. А как же теория относительности?
(wqсомнительные парадигмы - ko я оса на глиняных ногах)
§6. Несколько rcflcksji по тернатной космологии
(Я думаю, что Wieeznose, не большой "бум")
Чтобы продемонстрировать на основе физики атома, что функционирование микромира может быть описано^ в рамках
детерминированных законов и что принципиальные принципы квантовой mcchanica s4 ложны, необходимо пересмотреть практически
все наши представления об упражнении, которое нас окружает, начиная с кории элементарных частей и кончая космическим while.
бум" !
142
5. А что дальше? Продолжайте в духе Ньютона!
В предыдущих главах мы показали, что основные явления атомной физики,
молекулярной химии и твердого тела могут быть объяснены и хорошо описаны на
основе классической динамики, а квантовая макмеханика — это трудная для
понимания «турбулентность» человеческого интеллекта. Понимая, что мы
находимся только в начале долгого пути, оно того стоит; Подумайте о том, что вы
должны сделать в первую очередь.
Представляется, что получение дополнительной информации о построении
многоэлектронных атернов – так, чтобы таблица Менделеева содержала данные,
определяющие пространственную структуру»; Электронные оболочки и формы
электронных орбит — это вопрос номер один. При этом должны быть проведены
работы по получению информации о траекториях крупных электронов, как в
простых жадных соединениях, так и в сложных молекулярных системах, таких как
ДНК. В последнем случае нам придется брать его одновременно, причем он
остается скорее в фазе догадок, чем документальных знаний. резонансные
взаимодействия. Здесь можно ожидать объяснения ряда парадоксов и
удивительных явлений, стоящих на грани научной фантастики. Но это не всё.
Необходимо было подвергнуть тщательной ревизии b^dq и развить представления
о строении ядра атома и клементарных частей на Мак-Чанне. Во-первых. Нам
придется взяться за проблему пространственной структуры двух основных
творений микроскопического мира, которыми являются протон и элктрон, и
попытаться проникнуть в glqb незнакомого потребителя, ПК; гигантская скорость
фотона. Окончательная формулировка законов, управляющих космическим
эфиром, должна стать клише в этом направлении, чтобы мы могли описать не
только квазистехонарные возбужденные состояния, с которыми обнаруживаются
квазистехонарные состояния, новизну, неизмеримые эфемерные квазичасти, но и
неопределенные процессы, описывающие их распад. Задача непростая, но
выполнимая и увлекательная.
В этом когнитивном чатпе нам понадобится не волновое уравнение Шредингера, но не для мнимого
решения задач, как это делал квантовый макчаника, а для
космического эфира.
описания реальных колебаний
В этой главе, не вдаваясь в подробности, мы попытаемся вникнуть в
вышеупомянутые проблемы, чтобы увидеть контуры пути, ведущего нас к
построению единой теоретической схемы физики, выведенной из нескольких
фундаментальных постулатов, которые уже не сводимы.
§1. СПЕКТРОСКОПИЯ - ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ О СТРОЕНИИ АТОМА
В предыдущих главах мы говорили об этом. как основанные на физике; Ядерные
столкновения позволили получить ряд важных сведений о строении атома.
Теперь, когда мы знаем, что поведение электронов в атоме подчинено
ньютоновской динамике и закону Кулона, мы попытаемся показать, как
расширить наши знания из огромного количества данных спектроскопа; О
строении электронных оболочек аторнов и частиц.
Линейный спектр – визитная карточка атома. Даже беглые спектроскопические
измерения света, излучаемого электростатическими разрядами в газах,
показывают, что изображение линейного спектра однозначно определяется типом
используемого газа. Этот факт доказывает, что в изображении линейного спектра
закодирована информация о порядке, преобладающем внутри атома. Первый шаг к
расшифровке закодированной информации был сделан Бальмером, открывшим
правило^, описывающее некую часть линейного спектра в свете, испускаемом
атомами водорода.
143
§1. Спцктроскоскопия - Zrôdio информация о Budonic Atomu
С помощью найденной подсказки удалось обобщить правило Бальмера и показать,
что положение всех pr^zkô в спектре света, излучаемого водой, может быть
описано с помощью^ простой формулы:
2
iH _11I
A'Юн~
m~ -n
X (нм)
Séria Paschen
n=3
f),~
2
2'
Серия
Бальмера
m всегда больше n, а коэффициент X" — размер^
идентифицирует^c^ атома водорода. Дальнейшие исследования показали, что для
других газов родственный спектр может быть описан аналогичным образом:
71 = 2
где m и n S4 — целые числа, где
Аз = xz
(м + а)2
(М + CX)· -(n + ß)'
где фиксированные параметры ДНК, a и ß вместе с коэффициентом однозначно идентифицируют
тип излучающего атома.
Бора - излучение и движение электронов в атоме. Качественно новый элемент
спектроскопических соображений был введен Бором. Он показал. что в случае
атома водорода правило, описывающее линейный спектр, может быть связано^ с
законом сохранения энергии, а миссию фотона можно представить в виде
результата смещения электрона
X
7
С орбиты с энергией 7/" = —~ на орбиту 77n - —7- ,
в
' n2
где y.i – ионизационный потенциал, определяющий энергию электрона в атоме
водорода. Оказалось, что существует существенная зависимость между
ионизационным потенциалом 7" и границей ряда:
Серия Лайман
71 = 1
Открытие Бальмера имело большое
значение для понимания внутренней структуры
атома. Это позволило Бору связать излучение
света с движением электрона в jqdr и точно
определить размер атома.
Поскольку нергия звена^ 7/ и длина большой оси pôl эллиптической орбиты a, s<i в задаче
Кеплкра взаимосвязаны^ соотношения q: %7=e2Ha, то дискретная энергия тяги 7/"
Бор мог бы присвоить дискретную последовательность, определяющую^ линейные
размеры электронных орбит:
a"-a^n2 ,
Размер:
a" =-^-=0.508 IO'8см ,
2э2
относится к основному состоянию, и поэтому для n = 1 теперь назван в его честь и
известен как^ promieri Бора. Однако в названии «promière» Бора есть определенная
фальшь. Название говорит о том, что clcktron движется по кругу. И все же,
Переход Бора от чисто математического правила Бальмерадо, имеющего определенный смысл
принципа дискретных энергетических уровней, не прояснил вопроса об эксцентриситете
эллиптического орхита электрона – предположение о том, что он имеет форму круга, не было
основано ни на каком экспериментальном яке!
Именно в этом городе был совершен blqd, который упорно^ препятствовал
дальнейшему развитию теории атома. Широко используемое и по сей день
название promieri Бора, связанное^ с шипом, способствовало увековечиванию
неправильных представлений об атомном.
144
5. А что дальше? Еще больше в духе Ncwton!
Квантована не только энергия, но и момент p^du. Те, кто читал в главе 4 об
эксперименте Старка, знают, что в случае атхоина, помещенного в электрическое
поле, спектральные линии делятся, и величина этого деления равна величине
эксцентриситета эллиптической орбиты. То же самое верно и для эффекта Зеемана,
где деление вызвано присутствием большого поля. Измерения расщепления
спектральных линий, проведенные в присутствии внешних^наружных
клектических и магнитных полей, показали, что орбитальный момент квантован и
выражается формулой
L = I (I + 1) ч ,
где 1=0, /, 2, J,... ,n
При этом в основном состоянии, т.е. при n = 1, она равна нулю - другими словами,
eiektron H· Основное состояние перемещается по радиусу к JQDRA.
К сожалению, вывод спектроскопических измерений относительно момента
импульса в основном состоянии был проигнорирован физиками, и ошибочная
модель атома с электроном kr^z^ на круговой орбите вокруг юдера используется до
сих пор (см., например, процитированный выше бестселлер Хокинга). Здесь стоит
обратить внимание на формальный. Акробатика в рассуждениях физиков. Для того,
чтобы соответствовать
спектроскопическим измерениям, было сделано специальное
предположение, что азимутальный квантовый тик n9, определяющий момент pyx атома H» в
спектроскопических расчетах, равен 1-1, где / - механический момент p^du, характерный ДЛЯ эпохи
Таким образом, в основном состоянии, когда / = I, в механической модели
движется по окружности, то в теоретических расчетах, т.к. n9 = / - 1, радиал движется
!
Кепи.
Возбуждаемый спектр элктрона и ядро атома. Опыты Старка показали, что
отклонения от rcgular расположения спектральных линий, описанного в формуле
Бора, являются проявлением наличия внешнего поля, препятствующего
регулярному движению электрона в чистом кулоновском поле, а величина сдвига
линий является мерой величины этого поля. Из этого следует, что наблюдаемое
богатство линий берет свое начало в возмущающем электрическом поле атомного
ядра. Измерения, проведенные на различных атомах, показали, что возбуждённый
эйкторон, находящийся далеко от ядра атома, излучает аналогично эйктотрону,
движущемуся в «голом» юдровом поле. Однако по мере уменьшения размера
орбиты электрона возбуждённые отклонения увеличиваются — линии становятся
всё более сдвинутыми и часто расщепляются. Однако уже на предварительном
этапе спектроскопических исследований было отмечено, что смещения линии sq
схожи в атомах со сходными химическими свойствами. Вы могли бы Ио. Таким
образом, можно предположить, что
Сдвиги спектральных линий отражают электронную структуру атомного ядра.
Так рассуждал А. Зоммерфельд, чей вклад в атом спектроскопии трудно
согласовать – он первым wprowadz.il понятие азимутальной квантовой структуры/
и постоянной тонкой структуры. К сожалению, с одной стороны, ошибочное
определение формы орбиты электрона в основном состоянии – окружности, а с
другой стороны, kwantowo-mcchanicz.na видение атома со сферой симметричного
потенциала, привело к краху рассуждений, основанных на классической динамике.
Теперь попробуем по-новому взглянуть на спектроскопию с точки зрения
классической клектодинамики, бионической в качестве отправной точки знания о
строении атома относят к^зуюк модели свободного падения. Отправной точкой
наших рассуждений будет развитие электрического поля множества точечных
зарядов в последовательности. Это позволит сузить описание поля ядра атома до
других частей этого разложения и исключить несущественные детали задачи.
§1. Спцктроскоскопия - из жезла I о сведениях о строительстве алома
145
Поле электронного ядра на больших расстояниях. В рамках clcktrostatics доказано,
что энергия взаимодействия точечного электрического заряда с множеством
точечных зарядов может быть выражена в нашем случае бесконечным рядом
следующего вида: где .2* – заряд j^dra атома, Никогда определяет положение
r
r2 T r' + ·)'
электронов атомного ядра, а коэффициенты ^"(θ.φ) отражают^ расположение
электронов в ядре. Вектор r Он определяет положение точки относительно начала
сферической системы, имеющей^ ее поэму^тек в j^drm атома. В зависимости от
того, как были расположены основные клктроны вокруг j^dra, коэффициенты
<^(θ.φ) bçd^ имели меньшие или большие значения и могли даже^ вовсе исчезнуть.
В случае голого j^dra все коэффициенты этого ряда bçd^, конечно же, равны нулю.
Для двух, симметрично расположенных, расположенных^ на расстоянии Ре Из
J^DR электронов будем микальными:
g¡ = 0 ,
(f(l -3cos20)) .
В случае ядра, состоящего из шести электронов, расположенных попарно
симметрично вокруг оси ядра, пять членов ряда могут^ образовывать:
#¡=0 , ζ» = 6ç?4-(Л-3КОС?0т.) 4-(Л-3КОС20) ,
152
= 6—3cos '9(. cos '9 cos3<p
Электрон, возбуждаемый на большом расстоянии от ядра атома. Движение
клктрона, возбуждаемого на большом расстоянии от ядра атома. Оно в первую
À
Повторение оси I
очередь определяется некомпенсированным электрическим зарядом JQDRA по
ключевым элементам ядра и мало чем отличается от движения в поле голой JQDRA.
Влияние электрического поля ядра на движение возбуждённого клктрона можно
легко вычислить с помощью вариационных уравнений, выведенных Гауссом,
изучавшим^ движение планет, вращающихся вокруг Солнца. В этих расчетах
среднюю величину потенциала пертурбанта^, полученную из корня того, как
возбужденный лектрон «видит» его, движущегося^ по почти эллиптической
траектории, играет клюзееву роль. Для определения ориентации этой орбиты
относительно ядра можно использовать эйлерову систему сопутствующих
элементов, см. рисунок 2.
Рис.1.
Две
основные
конфигурации
расположения электрических зарядов вокруг
всеречевого jqdra. Они размышляют. Они
располагают электроны
в оболочке 5 и в
оболочке Р.
146
5. А как насчет расстояния? Dalcj также в духе Ньютона!
Рис.2. Эллиптическая орбита в православном корпусе. Его oricntacj? В прямоугольной системе координат xyz определяется тремя kqt: I. Q, F. I — kqt
между плоскостью орбиты и плоскостью x.r лабораторной системы координат, Q — kqt, который (создает линию пересечения этих плоскостей,
называемую линией wqzIów, с осью x-6w, а I' — kqt, образованный линией wqzs с главной осью клипов.
1 Да, в случае двухэлкроновой оболочки .y возмущается среднее значение
потенциала, которое «видно» возбужденному электрону, движущемуся по эллипсу
с большой полуосью, равной a и эксцентричной ?, ориентированной под kqt I к оси
этой оболочки. Смотрите рисунок 2, имеет вид:
0, = 02(l-3cos2I) ,
2
02 s , 7-^ ■ ■ ·
где
Для оболочки /?, с такой структурой, что 0t. = 54°44 (cos20e = -L), член с индексом
2 теряется, и ряд, описывающий потенциал оболочки, начинается^ со слова:
0j = 03 sin2I (cos3i2sinT-sin3QcosF cosl).
где
Здесь стоит отметить^ тот факт, что решающее смещение^ спектральных
линий значения функции 02 > 03 может быть отнесено к конкретному квантовому
уровню n, /. Учитываем $, zc a = na{) и 92 = I - >17/70 + /) и обозначаем ионизационным
потенциалом атома водорода. Получаем:
f
_________________________________ ;, _ /7(1+/>
n5^(/a+n)
'n
где As и A3 — два коэффициента Лизба порядка^du единицы. Так как смещение^
спектральных линий определяется средним значением пертурбантного потенциала,
то, проводя вычисления для основных форм этого потенциала и сравнивая результаты этих
расчетов с измерениями, мы должны многое сказать как о различиях, так и о форме атомного ядра.
Симметрия ядра атома и расщепление спектральных линий. Физики давно
заметили, что наблюдаемое расщепление спектральных линий близко к отношению
элемента к конкретному столбцу в таблице
147
§1. Спектроскопия – источник информации о строении атома
Чтобы объяснить суть дела, заметим, что
в случае
двухэлектронного ядра перестает «видеть» возмущающий потенциал, если I = 54°44'. В случае
с 6-клектронным ядром такие возможности, когда возбужденный электрон не b^
"noticeP пертурбант^ccgo потенциал уже wi^ccj. И вот, если плоскость орбиты
возбужденного электрона лежит во вторичной плоскости ядра, и так^с электрон
"сатклита" пролетает над обоими его полюсами, и тогда I = 4 л , то только при трех
значениях kqta Q, при: Q = 30°, Q = 90°, Н2 = 150°, то среднее значение
возмущающего потенциала^ Фд равно нулю sic. Смотрите рисунок 3. В общем
случае, в случае ядра с l-кратным osiq симметрия таких положений будет ^день n.
электронный
«спутник»
Рис.3.
I'раекторы
возбужденного электрона,
движущегося
в
электрическом поле 8электронного
ядра.
которая состоит из: 6-й
электронной подоболочки
/>
и
двухэлектронной
подоболочки
L - yesq
структуры?
имеет
внешнюю L-оболочку ядра
атома натрия (имеется
также
двухклеточная
оболочка K).
Обратившись
к
конкретной ситуации,
рассмотрим спектр
лития, спектр которого
остается
нерасщепленным
(если не считать его структуру, имеющую совершенно иное происхождение, чем тонкое). Можно ли ожидать, что
двухэлектронное ядро b^dzic будет иметь структуру^, подобную структуре атома гелия, и возбужденный электрон dqzqc,
чтобы свести к минимуму взаимодействие с ядром такого могучего востока? плоскости его полета, так что kqt^между
вектором момента ptjdu L и осью квадруполка ядра 5 составляет 54°44*. Но, как мы уже знаем, ось квадруполя определяет
среднее положение двух клктронов. который фактически колеблется вокруг этой оси, и электрическое поле имеет
колебательный дипольный член. Эффект таков, что zc в направлении, перпендикулярном главной оси Как видно из приведенных 2 примеров.
оболочки, будет ^мал, что является результатом усреднения по колебаниям kqt. квадрупольный Спектральные измерения являются источником
момент, который из-за связи с осциллирующим дипольным полем не может быть обнулен^ до нуля. информации о внутреннем строении атома.
Эти очень тонкие измерения, <отличающиеся
Эта маленькая, ненулевая ЧАСТЬ взаимодействия является источником наблюдаемого сдвига необычайно высокой точностью, являются
спектральных линий в атоме лития (и всех литий-подобных ионах). Теперь давайте посмотрим на лучшей проверкой наших представлений о
другой атом, который является атомом натрия. В случае атома натрия ядро атома представляет собой внутренней части атома. Вооружившись таким
замечательным верификатором methodq, мы
комбинацию 6-электронной оболочки трехосной симметрии p7 и двухэлектронной оболочки 5, см. можем предпринять дальнейшие шаги M·
рисунок 3. Чтобы свести к минимуму взаимодействие с доминирующим потенциалом p-оболочки, направления расшифровки структуры оболочек
орбита возбужденного электрона примет одно из трех положений: Q = 30", 90" и 150°. Однако не все многоэлектронных атомов. Ф.Ивик надеется^.
что не один из тех, кто прочтет эти строки,
три положения из-за чужеродности оболочки 5 равны, так что потенциал возмущения оболочки 5, захочет взяться за увлекательный проект по
атомных
электронов.
и
не
являющейся источником^ сдвига энергетических уровней атома, будет ^ различен в одном из трех поиску
необходимость
в
SQ,
ни
большие
urzqdzenia.
ani
секторов и в двух других. И в этом кроется секрет натриевого дублета. Так как вероятность того, что
большие деньги - нужен только SQ.. серого
возбужденный электрон найдет <? В одном из трех секторов есть y, следовательно, соотношение вещества». поддерживается, в лучшем случае,
интенсивности линии в двойном равен 2:1. В СЛУЧАЕ мультиплексного характера спектров небольшим.. ПК-лем". И страсть к познанию.
симметрия внешних оболочек атома отражает симметрию^ внешних оболочек атома.
Но отслеживание eiectronbw krqzqey в
атоме - это лишь малая часть великой охоты за
krqzqcc в материи, электроны мира cltemia - это
всего лишь поле для проявления человеческого
интеллекта
/
для
интеллектуального
удовлетворения!
148
5. 1 Что дальше? Следующий tci H Дух Ньютона!
§2. ЧЕ. MIA - МОЛЕКУЛА ВОДОРОДА (H2)
Не один, а два электрона. В главах 3 и 4 мы говорили ^c о l^слиянии атомов в
Кто М.. годы. и даже Ч· В более позднем возрасте
он не делал впечатляющих худовли из блоков. молекулы, мы показали, как один бегущий^ электрон по замкнутой траектории^
Лего». Но всемогущий творец предоставил в может удерживать два отталкивающих jqdra на определенном расстоянии.
наше распоряжение нечто неизмеримо лучшее,
чем жесткий крюк-блок. ¡ego" - интеллект Оказалось, что существует^ три основных типа траекторий, допускающих
игентный элемент Iqczqcy. который и есть существование стаехонарного состояния. S<t — это: двухцентровая орбита \тивной
электрон. В основе этой гибкой связи лежит связи, на которой электрон бежит^ прямолинейно, от одной jqdra к другой jqdra, одноцентровая
электростатическое поле дальнего действия и
жестко ориентированное в пространстве орбита металлической связи, имеющая ^ca начало и конец в непосредственной близости s^ от
магнитное поле ближнего действия.
одного j^dra и идущая вперед^ca от s^семнадцатой j^dra, и орбитальная орбита водородной
связи, обходящая^ca обе jitdra. Пытаясь^ пойти дальше в обсуждении соединения
атомов, следует иметь в виду, что все электроны, поэтому H· Атонты, так же как и химические соединения, или кристаллические сети
твердого тела, движутся коллективно. Примеры такого коллективного движения двух клектронов, относящегося к^зуй^
движению электрона в одиночной связи^, показаны на следующем рисунке.
-Э
-Э
\
\\
a
~И
Рис.4 В верхнем ряду^ одним электроном
показаны три субспутника химического кабеля:
двухцентровая
орбита
линейной
связи,
одноцентровая орбита металлической связи и
водородные кабели. В нижней части находятся
три двухэлектронных эквивалента этих викзари.
и
. . .................................................................... . ·■■■'
\J
-e *
J
*
Молекула водорода. Отправной точкой для определения траектории двух
электронов связи может быть нейтральная молекула^ водорода. Здесь ситуация
относительно проста, так как у нас есть два атомных «затвора» jqdra и два
совместно движущихся^ электрона. С формальной точки зрения задача решена
однозначно, и поиск замкнутых траекторий, которые могли бы представлять
реальное движение электронов, не представляет больших трудностей. 1 Да, есть.
Проведя^ численное интегрирование уравнения движения, находим, что
существует равновесная замкнутая траектория^ta вида Nicmal, точно такая же, как
траектория электрона в ионизированном водородном чипе, а численное значение
молекулярного параметра почти точно соответствует экспериментальному
значению. Это согласие позволяет нам утверждать, что мы узнали строение
простейшей молекулы, jakq_ является нейтральной молекулой водорода. Ее
художественный образ показан графикой, спрятанной рядом.
Однако траектории электронов нкутральной и ионизированной частей
водорода st| Аналогично, более тщательный анализ задачи показывает, что
решение, описывающее нейтральную ниту pqsteczk^, не очень устойчиво небольшое изменение начальных условий^ вызывает значительные изменения в
движении электронов. Эта нестабильность отражается в реальности: водород
является одним из самых взрывоопасных газов. Источником этой нестабильности
является чисто электростатический характер связи с электронами, которые все
время остаются на расстоянии.
Танцы в парах являются основной формой движения в мире
химии.
cz^ водород (
135
= 1)
В X молекулярный параметр
wmo|= ——2
2с
в θ*δΡ·
ВМОЛЬ
= 0,592
Круговая
траектория
Молекула водорода. Устойчивая система из двух протонов и двух электронов, удерживаемая в равновесии
только силами электростатического взаимодействия (спиновое магнитное взаимодействие пренебрежимо мало).
150
5. А как насчет расстояния? Dalcj tcz w ducliti New tona !
+_ze §
А + .2e
Установка типа K
Что такое dalcj ? Поскольку водород p^ нестабилен, то необходимо предположить, что
вопросы: как выглядит wi^use стабильных молекул типа N2 или O2? Что ж, получается,
что коллективный «танец» двух электронов в электрическом поле двухатомных jqders
может происходить двумя разными способами. Первый, когда оба электрона все время
находятся на расстоянии, как это имеет место в молекуле^ водорода, и второй, когда оба
электрона следуют за ним. вместе с тем же JQ.DRA, так как он имеет место в атоме гелия.
В последнем случае происходит сильное взаимодействие через спиновое магнитное поле.
Энергия магнитного взаимодействия двух электронов оказывается энергией электронов.
Она была того же порядка, что и энергия электростатического взаимодействия с
кулоновским полем jqdra. Можно предположить, что общее движение двух электронов к
одной и той же jqdra является характеристикой^ так называемой n^ связи.
Отложив^ точную цифру задачи на будущее, стоит сделать здесь образец^
замечания, которое может оказать большую помощь в прослеживании электронов как в
меньших, так и в более крупных химических соединениях^. Я имею в виду технаря?
Исследование столкновений, которое предоставило важную информацию о строении
атома. В случае химических соединений источником особенно ценной информации о
движении электронов являются измерения рассеяния медленных электронов с помощью
wi^z^ b?d^ kqt, подобные тем, которые мы обсуждали в предыдущей главе по случаю
обсуждения эффекта Рамзауэра. Так, например, анализ экспериментальных данных по
рассеянию медленных электронов на молекуле водорода показал, что связь возникает при
вращающемся в противоположных направлениях движущих^cyeh si? Электронов. Этот
вывод был основан на том, что в этом случае в США начинает происходить расширение
электрического поля в последовательность. от квадрупольного члена, а в случае
одновременно движущегося^ Пара соединений ji^ является дипольным элементом.
Метод рассеяния медленных электронов на малые k^ts позволяет обнаружить эти
различия (Для тех, кто хотел бы узнать об этом больше, я отсылаю вас к моей научной
статье, опубликованной в журнале «Проблемы» за май 1976 года, а также к трем моим
мощным статьям, опубликованным в журнале «Физическая химия» в 1975 году литературе профессионалов).
В заключение^ физико-химических соображений обратимся теперь к проблеме, которая
на первый взгляд кажется проблемой. не имеют ничего общего с химией^ - к проблеме
построения атома J^DRA. Мы уже проверили различные физические теории. Обратимся
также к вопросу, касающемуся строения атома J^DRA.
§3. СКЕПТИЦИЗМ ПО ПОВОДУ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ АТОМА J^DRA
J^drowc силы, это верховая езда или легкий путь? ? В основе всех рассуждений о строении
атома jqdra лежит дело. Следующие экспериментальные факты:
- Электрический заряд J^DRA (¿является интегральным кратным ITQ элементарного
заряда E:
Qj = .2'e
gdzic -Z=l,2, 3 ...
- масса jqdra m, в первом приближении кратна Q. масса протона mp
m, = A мДжп
где J = 1, 2, 3 ...
- Между числами<( атомами Z; и числами^массой^/1 существует приблизительная
зависимость:
151
§3. Скептически относится к квантовой теории атомной jqdra
Факты атома представляют собой множество протонов из 1 электрона, где массовое
число A определяет количество протонов, а разница между атомным номером Z и массовым числом
A определяется числами? Такая модель j^dra была предложена Резерфордом Йесезе в 1920
году.
Эта простая идея строения атомного ядра была поставлена под сомнение в 1932
году открытием нейтрона, электрически нейтральной частицы с массой,
лишь
минимально превышающей массу протона. Несмотря на то, что нейтрон в свободном
состоянии не существует, он распадается на нейтрон. С периодом полураспада около 15
минут для положительно заряженного протона и отрицательного электрона с
отрицательным электрическим зарядом, он рассматривался как независимая
элементарная частица, управляющая Si их отдельные права. Я могу обосновать тот факт,
что протоны и незаряженные нейтроны объединены.
Атомные JQDRA, есть новинка категории SI/T,
И вот, в 1930-х годах, постулируя существование
ядерных сил, начали строить квантовую теорию атомной jqdra на основе уравнения
Шредингкра. В результате был создан квантовый формализм, который, подобно
квантовому формализму атомной физики, представляет собой набор слабо
взаимосвязанных учетных рецептов, воспроизводящих наблюдаемые результаты
измерений. В случае ядерных столкновений, как и в случае атомных столкновений,
безраздельно господствует дискредитированная нами квантовая теория столкновений
Борна в области атомной физики. Изложение принципов оснований квантовой механики
которая получила название Jqdrowyc/t forces.
влечет за собой необходимость анализа постулатов, заложенных в основаниях квантовой теории атома
Вопрос, который выходит на первый план: действительно ли простая идея
Резерфорда о том, что атом jqdro является конгломератом протонов и электронов, не
имеет реального существования?
jqdra.
То, что не удалось построить протон и электрон на нейтроне на газе, не является доказательством,
такая конструкция невозможна.
Нейтрон - элементарная четверка или сложный объект ? Пытаюсь получить хорошее
представление о том, как Чтобы ответить на этот ключевой вопрос ядерной физики,
следует вспомнить, что магнитный момент электрона почти в три раза больше, чем
магнитный момент протона и магнитный момент нейтрона. Этот факт должен был
доказать, что нейтрон нельзя рассматривать как состояние протона и электрона. Но
удивительный факт исчезновения магнитного момента электрона теряет свою силу,
если смотреть на систему протон+электрон не с позиции отдельных свойств свободных
частиц, а с позиции двух гироскопов, связанных между собой магнитными силами.
В конце концов, моменты, которые являются крайними, имеют своим источником
магнетизм протона и электрона, которые вызывают цессию. электрон, а измерение
магнитного момента нейтрона дает усредненное во времени значение !
Что мы измеряем H· В эксперименте это всего лишь проекция вектора магнитного момента на
направление вектора прецессии - и он, genera/not thing takqe mote bye arbitrary mats.
Здесь стоит отметить, что кинетическая энергия гироскопического движения
протона и электрона на расстоянии, равном двум электрическим радиусам электрона,
равна 0,89 we2. В этом легко убедиться с помощью соотношения: и, следовательно,
имеет тот же порядок, что и энергия распада ß(').
Apre ufcos()s
Нейтрон = протон + электрон
152
5. А как насчет расстояния? Dalcj также в духе Ньютона!
Более того^ прецессия в системе протон + электрон сопровождается появлением
электрического поля, которого нет ни у протона, ни у электрона отдельно.
3, = X "J X — ] gJzie <0. =
C
r'
r
/М!
Удобно.
Да wi^c
Электрически оба^тный нейтрон имеет периодически низкий, дальний^ матейкце с квадратом
расстояния, электрическое поле.
Электрическое центробежное поле
нкутрона
Можно ожидать, что атомный jqdro будет ^d окружен таким же быстро
изменяющимся электрическим полем. Этот факт подтверждается резонансной
природой рассеяния нейтронов, что хорошо иллюстрируется^ результатами,
показанными на рисунке 4 ниже. Здесь мы имеем дело с резонансом,
возникающим^ из колебательного электрического поля jqdr и "волнового" поля
ncutron, которое является электрическим полем, имеющим своим источником
трансляционную прецессию jcgo^ тяжелого хранилища, как и протон.
Резонансное взаимодействие нейтронов с серой jqdrs
Рис.5.
Эти
реакции
являются
проявлением
существования переменного электрического поля
нкутрона с частотой, связанной с поступательной
прецессией спиновой оси протона, влекущей за собой
вращательное
движение
орбиты
электрона,
являющегося^ компонентом нкутрона. Стоя в ранах
классической динамики, довольно легко вывести
резонансную формулу Брейта-Вигнка4, которая < случае
Брейта-Вигнца. сокрытие резонансного взаимодействия
переменного электрического поля нейтрона и быстро
изменяющегося осцилляторного поля поля CLCcl
JQDRA.
Однако учти^c, что скорость трансляционной прецессии нкутрона обусловлена
соотношением:
Это можно наблюдать на рисунке 4. Пики рассеяния определяют Q Cz^Скорость
колебаний, Co,,, или их гармоний, K (0Y переменного электрического поля JQDRA.
Анализируя кривую^, приведенную на рисунке 4, приходим к выводу, что
фундаментальная частота колебаний электрического поля данной jqdra имеет
величину:
Таким образом, C совпадает со скоростью гироскопической прецессии в системе
протон + электрон.
153
§3. Скептически относится к квантовой теории атомной jqdra
Spin magnctvzm rules hudowq atonian jqdra. Jcdn^ из основной информации о построении атома j^dra, является
экспериментально установленным отношением между^ радиусом j^dra ry и его массой^ числами^/l:
где
r, ■ = rv A13 ,
rF= l.3 IO",3см .
Это соотношение говорит нам о том, что нуклоны (протоны) в атоме jqdrzc ведут себя^ как твердые сферы диаметра . В
частном случае простейшего jqdr, которым является дейтрон, расстояние между^ двумя протонами, определяемое
измерением квадрупольного момента, вдвое меньше и составляет:
/¿L?=7.4-10_,4см .
В поисках сил, ответственных за упаковку протонов в атомном ядре, рассмотрим равновесное состояние между^ двумя
протонами, определяемое силой^ электростатического отталкивания и силк. Магнитное притяжение возникает^ при
настройке антипараллельного вращения. Подставляя^c в известные из измерений формулы значения электрического заряда
и магнитного момента, получим:
2
Л- = 3-2^·
ПП
---- > г =7.2· IO'14 См.
Прото
н
Прото
н
ПП
Таким образом , вычисленное значение точно такое же<и дает измерение
квадрупольного момента! Может ли быть так, что в микромасштабе, охватывающем
широкий диапазон размеров^ совпадением? Нет, не покажитесь siQ.
Соответствие этих двух чисел является трудно оспоримым аргументом в пользу того,
что спиновое магнитное поле протона на короткие расстояния определяет образование атомных ядер.
Оставляя на усмотрение^ то, насколько точно приведенные выше соображения отражают^ действительность, можно с
уверенностью сказать^, что возможности описания ядерных явлений на основе классической <электродинамики далеко не
исчерпаны и что, прежде чем приступить к воплощению в жизнь различных экзотических видов сил, стоит хорошенько
взглянуть на вероятности атомов j^dra с точки зрения классической электродинамики.
§4. ДАВАЙТЕ ЗАГЛЯНЕМ ВНУТРЬ ФОТОНА
В предыдущем параграфе мы приводили примеры неиспользования возможностей^, присущих классической
электродинамике, для описания явлений микромира. Во второй главе мы представили, выводя^ из классической
электродинамики, механизм повторения полосатых изображений в опыте Юнга, заключив^c дискуссию о природе света.
Свет — это очень удачно расположенный »♦· космический объект, который взаимодействует с оболочкой посредством быстро колеблющегося^
Здесь перед нами встает следующая задача: найти ответ на вопрос: как выглядит электромагнитное
поле фотона, и как ответить на вопрос о том, как оно имеет структуру^ объект, который мы назвали фотоном. Имея ^ в
долгосрочной перспективе^ перспективу решения^ этой увлекательной загадки, рассмотрим некоторые схоластические
примеры элементарной электродинамики, основы которой были сформулированы Фарадеем и Лоренцем и которые могут^
пролить некоторый свет на поставленную нами проблему.
электромагнитного поля.
154
5. А что дальше? Далее, тоже в духе Ньютона»
Прохождение части заряженной части магнитного барьера. Уже в старших классах
нас учили, что сила, перпендикулярная вектору четвертого, называемая шелком Лоренца, действует на заряженную силу,
движущуюся в магнитном поле. В однородном магнитном поле под действием силы tcj четверка движется по кругу. Его
радиус Rf, называемый излучением Лармора, обратно пропорционален величине
магнитного поля 77 и величине электрического заряда частицы q. Если на пути
частицы, движущейся P° по прямой, линейной траектории (путям) обнаружена
магнитная стенка, то частица после выхода на траекторию начнет двигаться по дуге
с радиусом RL. Используя циркуль и сделав простой рисунок, легко убедиться в том,
что квадрат, падающий перпендикулярно на грань квадрата, после половины
окружности, если радиус этой окружности меньше толщины стенки d., выйдет из
площади поля. Четверть, отраженная от стены, будет отходить параллельно дорожке.
после чего он вошел в область действия магнитного поля. Если радиус окружности,
по которой движется квадрат в области поля, больше толщины стенки, то четверть
попадет на другую ее сторону. В случае двухкомпонентного магнитного барьера,
состоящего из двух граней с противоположно направленным магнитным полем. После прохождения барьера четыре ветви
будут двигаться точно в том же направлении, что и барьер, хотя обе ветви траектории будут сдвинуты параллельно, см. рисунок
6.
Магнитная стена
Рис.6. Траектория заряженной четверти падает
на две части магнитного поля барьера, в обеих
частях барьера силовые линии магнитного поля
sq перпендикулярны плоскости рисунка. Но
может произойти обратное.
Коррозионное воздействие при прохождении и отскоке от барьера будет оставаться
неизменным, даже если две части барьера не идентичны, при условии выполнения
следующего условия: d\77\ - d2 772, и nawct, если большие поля неоднородны, до
тех пор, пока интеграл Н77(x) dx в области одного поля и в области другого поля b
имеет значение tq samq.
Przechodzenie „solenów” przez barierc elektrostatycznq. Prowadzqc nasze akadcmickie
rozwazania o czqstkach i polach zróbmy teraz, postcpujqc zgodnie z zasadami klasycznej
clektrodynamiki sformulowanej przcz Farady'a, nastcpujacq zamianc- Te obszary
przestrzeni, gdzie bylo jednorodne pole magnetycznc wypelnimy
równomiernie
ladunkami elektrycznymi
odpowiednio o gestosci +p w jednym obszarze i o gcslosci —p w drugim obszarze.
Czqstkc z ladunkiem q zamienimy dluga cewkq z prqdem o osi zorientowanej równolegle
do powicrzchni bariery taki magnetyczny czqstkc z. polem magnetycznym, takim jakie
wytwarza dlugajednorodna ccwka z laciriska zwana solenoidem, bcdziemy nazywac
solenem. I cóz, okazuje sic, ze soleny odbijajq sic bariery elektrostatyczncj tak, jak sic
odbijajq czqstki naladowane od bariery magnetycznej !
§4. Мы пытаемся заглянуть внутрь фотона
155
Rys.7. Podwójna warstwa rozdziclonych ladunków
elektrycznych. w stosunku do padajqcej na niq dlugiej cewki z
prqdcm spclnia rol<¿ takq, jak dwa obszary z przcciwnic
skierowanym polcm magnelycznym odgrywaja w odniesieniu
do poruszajqcej si? czqstki naladowancj.
Bariera
dynamiczna.
Zalózmy teraz. zc prqd
solena jesl periodycznq
funkcjq czasu. Л wi?c w
takt zniian prqdu b?dzie
si?
zmieniac
sila
Lorentza
okrcslajqca
przechodzenie solenów
przcz elektrostatyczna
barter?. Zalózmy ponadto, zc czas przcjscia solana przez barierc jest znacznie krótszy od
okresu oscylacji jego pola magnctycznego. W tcj sytuacji o przcjsciu solena przcz barter?
dccydowac b?dzie wartosc jego pola magnctycznego w momencie dojscia do bariery. \V
przypadku bardzo duzych g?stosci ladunku elektrycznego w baricrzc solen b?dzic mógl
przez niego przeniknqc jedynie w bardzo krótkich interwalach czasu, kiedy jego pole
magnetycznc jest bliskic zera. Zmieniajqc g?stosc ladunków elektrycznych w barierze
mozemy zmieniac stosunek ilosci solenów odbitych do solenów przechodzqcych.
Так, wi?c na gruncic klasycznej elektrodynamiki znalezlismy pewicn
mechanizm, który odwzorowuje odbijanic i przechodzenie fotonów przez powicrzchni?
ciala stalego. W warstwie powierzchniowej cíala stalego zawsze przcciez mamy do
czynienia z wi?kszym lub mnicjszym rozdzialcm ladunków elektrycznych. То, w jakiej
mierze, solen moze odwzorowywac struktur? fotonu jest oczywiscie sprawq otwartq. 1
nie to, w tych rozwazaniach jest najwazniejsze. Najwazniejsze jest to, ze na gruncic
klasycznej elektrodynamiki, wbrew temu, co mozemy przeczytac w podr?cznikach z
kwantowej elektrodynamiki, tkwiq mozliwosci wyjasnienia mechanizmu odbijania si?
swiatla od powierzehni. I to nie tylko odbijania ! O tym ponizej.
Bariera elektrostatyczna jako separator fazowy solenów. Wc wszelkicgo typu
intcrferometrach jak wiemy, kluczowym clementem tego urzqdzenia jest ustawiona pod
kqtem 45° do wiqzki swiatla pólprzepuszczalne zwierciadlo. Zobaczmy, wi?c co si?
b?dzie dzíac, jezeli na drodze wiqzki solenów ustawimy, nachylonq pod kqtem 45°
barter? elektrostatyczna Dobicrajqc odpowicdnio parametry tcj bariery, jej grubosc i
g?stosc ladunku przestrzenncgo. mozemy stworzyc warunki, kiedy soleny w jednym
pólokresie oscylacji pola magnctycznego b?dq odbijac si? od bariery, a w drugim
pólokresie b^d¿t przez tq barter? przechodzic. Taka pólprzepuszczalna bariera, b?dzie si?
zachowywac jak separator fazowy solenów - w jedncj polówce okresu oscylacji pola
magnetyeznego soleny sq odbijanc od bariery w kicrunku prostopadlym do kierunku
padajqcej wiqzki. a w drugim przcz niq przechodzq poruszajqc si? dalej bez zmiany
kicrunku. Takq wyidealizowanq sytuacj?, kiedy obie cz?sci bariery sq wypelnione
ladunkami o takicj samej g?stosci przcdstawia rysunck 7.
156
5. 1 А как насчет Dalcj ? Dalcj также в духе New tons'
Soleny odbite
0<(¡)<n
Rys.8. Proba wyjasnienia mechanizmu dzialania
interfcrometru. Na rysunku przedstawiony jest
pierwszy ctap drogi jakq przcbywajq forony w
interfcrometrze - tutaj wyst^pujq onc pod postaci^
solenów. W zaleznosci od tego, w któnt stron? bylo
skierowanc pole magnetycznc solena w momencie
dotarcia do pölprze- puszczalncj dipolowej bariery
elektrostalycznej przechodzi on na jej drug^ stronQ,
b^dz tez odbija si? od nicj pod^zajqc dalcj w kierunku
prostopadlym do kierunku. z którego przyszcdl.
Soleny padajqce
0<(p<2jr
Soleny przechodz^ce
Selektor fazowy
Prqzki „interferencyjnc” jako rezultat dwukrotnej separaeji fazowej. Jczcli dwa
strumienic rozdzieloncj przez Separator fazowy wi^zki, skierujemy na dwa prostopadlc
ustawionc zwierciadla to po odbiciu wrócq. one z powrotem do separatora, gdzic po raz
wtóry dojdzie do procesu separaeji. W zaleznosci od tego, z jakq fazq. powrotny solen
osiqgnie powierzchni? separatora, albo zmieni kierunck ruchu o 90°, albo przejdzic na
wprost. Kazdy elemcnt wi^zki. na skutek róznicy dróg od powierzchni separatora do
lustra odbijajacego i znowu do powierzchni, zostanie podzielony na pasma, patrz rysunck
9.
Soieny odbite · : ; · :
Soleny przechodz^ce
. » i St iil I
Soleny przechodz^ce
Rys.9. Drugi ctap drogi, jakq przebywa foton (symulujqcy go solen) w interfcrometrze. Przedstawiona symulacja wykazuje, zc pr^zki, jakie obserwujemy w
interfcrometrze sq wynikicm separaeji fazowej na pólprzepu- szczalnej powierzchni zwierciadla.
Dwic rozdziclone wiqzki po powtórnym zlozeniu mogq. dac, albo obraz równomiernie
oswictlony, albo obraz pasmowy, charakterystycznych dla tak zwanej interfereneji. I
aczkolwiek nie mozemy jeszeze z cal^ pcwno$ciq twierdzic, ze w ten wlasnic sposób
powstaj^ obrazy interferencyjnc w powszcchnie znanym interferometrze, to mamy
dowód na to, ze pasiaste obrazy i<> nie argument majqcy obalac korpuskiitarnq teoría swiatla.
Posta wie kropk? nad i. Staraj^c si? rozwiklac spraw? interferometrii do korica nalczy
miec na uwadze, ze przyczynq zmiany ukladu prqzków na ekranie moze bye tak zmiana
fazy oscylacji wywolana oddzialywaniem z osrodkicm, przez który podqza foton, jak i
§4. Попытка заглянуть внутрь фотона ^
zmiany wlasnosci pólprzcpuszczalnej plytki na skutek oddzialywania tej plytki z tymze
osrodkicm. W dociekaniach tych nie mozemy równiez pominqc równiez innych
okolicznosci, jakie kryj^ si? za calym mnóstwem milcz^cych zalozeri.
157
158
§4. Попытка заглянуть внутрь фотона ^
I tak na przyklad. wlasnosci clcktrostatycznej bariery moga bye periodyezna funkeja.
czasu - pami^tajmy, ze krysztal ma swoja wewn^trzna. dynamik^, czego najlepszym
dowodem jest funkejonowanie kwarcowego stabilizator cz^stotliwosci. Jest rowniez
wiclcc prawdopodobnc, ze mamy do czynicnia z synchronizacja kolcktywnych ruchow
elcktronow we wszystkich zwierciadlach interferometru.
Jcszcze jedna swiatlo-podobna wlasnosc solena - polaryzacja solenow. \V naszych
dotychczasowych rozwazaniach o oddzialywaniu rurkowych solenow z ladunkami
clcktrycznymi zakladalismy, ze soleny sq prostopadle ustawione do wcktora pr^dkosci i
rownolegle wzgl^dem powierzehni warstwy podwojnej ladunkow elektrycznych. Tu
nasuwa siQ pytanie: a co b^dzie si$ dziac, jezeli o$ solen padaj^cego na powierzehni^
nie jest do niej rownolegla? Odpowiedz nie wydaje si$ bye trudna. Na koniec solena,
ktory pierwszy dotknal powierzehni dzialaj^ca na niego sila powoduje obrot solena wokol
jego srodka ci^zkosci. Jezeli, moment bezwladnosci solena i jego moment zyroskopowy
sa odpowiednio male, to solen niezaleznie od swojej poczqtkowej orientaeji wejdzie w
powierzehni^ praktyeznie rownolegle. Przy odbiciu nie zmieni on juz swojej rownoleglcj
orientaeji. A wi^c odbicie powoduje polaryzacja solenow. Jezeli solen przechodzi przez
warstwy podwojnq, to po wejsciu w obszar ladunkow o przeciwnym znaku sila
obracajqca solen zmienia znak i wychodzi z niej zorientowany tak jak byl zorientowany
przed wejseiem w obszar warstwy podwojnej. Widzimy, ZC soleny zachowujq si{ tak, jak
zachowuje si? swiatlo »■ procesie odbiciu i przechodzenia przez powierzehni? ciala stalego czy cieczy.
Jak mozc wglqdal foton ? Poniewaz solen zachowuje si$ tak, jak zachowujc siQ swiatlo,
to nasuwa siq podejrzenie, ze obiekt ten w jakims stopniu odwzorowujc wewn^trznq
struktur^ fotonu. Sprdbujmy wobcc tego, popatrzec na solen z perspektywy formuly
definiujqccj foton - kwant swiatla:
EfOI = h v = h co .
Stwierdza ona jednoznacznic, ze ruch wirowy stanowi istotq fotonu, jako ze stala Plancka
h, definiujqca foton, to nie innego, jak moment kinetyezny obracajqcego si? bqka Ale stala Plancka h,
elementarily ladunek e i szybkosc swiatla c sa powiqzane pomi^dzy soba poprzez stala
struktury subtclnej a. Korzystaj^c z tego faktu, ze a = e2/hc - 1/137 formula definiujacej
foton mozemy sprowadzic do postaci ujawniajaccj elektryeznq nature fotonu:
<---- definieja fotonu
2
pcleklr _ e
fo
' ~ aX. ’
a w konsekweneji i jego magnetyzm — skoro b^dqca nosnikiem ladunku elektryeznego
materia obraca si$. Kontynuujac nasze sledztwo. zrobmy teraz upraszczajace zalozenie,
ze cala masa fotonu mv jest zlokalizowana w bardzo cienkim cylindrze o promieniu r v
wirujacym z taka szybkoscia kqtow^, iz jego pr^dkosc obwodowa jest rowna c.
Korzystajac z formalnej zaleznosci:
/? = Wf0, /-fot c ,
i przyrownuj^c formula definiujaca kwant swiatla z formula, identyfikuj^cq. energi?
obiektu z jego masa inercyjna £rol = Wfot c2, otrzymamy:
A, wiQc foton mozna przyrównac do cewki o promicniu X, w którcj z pr^dkosciq c
cyrkuluje ladunek elektryczny e. Nie jest to jednak wniosck do korica prawdziwy, jako
ze foton to obiekt elektrycznie neutralny. Aby bye w zgodzie z tym faktem, musimy
przyjqc, ze mamy do czynienia z dwoma ladunkami elektrycznymi о przeciwnych
znakach. +c i -e, wiruj^cymi w przeciwnych kierunkach. Poniewaz momenty
promieri fotonu
159
5. А что дальше? Далее также в духе Xewton '
zyroskopowe wiruj^cych ladunków znosza si$ to foton, pomimo, ze zdefiniowany jest
poprzcz stal^ Plancka h bqd^c^ synonimem wlasnosci zyroskopowych, moze swobodnie
zmicniac orientacj? st^d, wi^c latwosc, z jakq^ swiatlo ulega polaryzacji. Tu nalczy
pami^tac, zc momenty zyroskopowe рагу wirów odejmujq ale ich momenty magnetyczne, z uwagi na róznicf
znaków, dodajq si?. VVychodzQC z faktu, ze pole clektromagnetyczne fotonu to pole
zmienne, mozemy foton potraktowac jako cos na podobieristwo drgaj^cego obwodu LC,
kiedy to energia kinctyczna ruchu wirowego (energia magnetyezna) periodyeznie
przechodzi w energit? potencjaln^ (energia elektrostatyeznq). Wszystko, wi^c wskazuje
na to, ze foton to cos na ksztalt dynamieznej pozytronowo-elektronowej рагу
przemieszczaj^cej si$ w eterze ze sredniq pr^dkosci^ c. Mglistc zarysy (akiej рагу,
mog^cej stanowic pierwowzór fotonu, przedstawia ponizszy rysunek.
Rys. 10. Foto migawki z przemicszczajQcego si? w przestrzeni obicktu posiadajacego ccchy fotonu. Z uwagi
na oscylacyjnq natur? fotonu mozr- przypuszczac, ze tak odleglosc pomi?dzy centrami wirów jak і pr?dkosc
ich przemicszc/.ania si? w przestrzeni podlcgajtt jakims pcriodyczn\m zmianom. Tq. mozliwosc nalezy mice na
uwadze w dalszych docickaniacli nad Struktur«! fotonu. Co wi?cej wnikajqc gt?biej w problem nalezaloby wziqc
pod uwag? proslopadle zoricnlowanq do wcktora pr?dkosci sil?, jaka dziala na wirujqcy obiekt poruszajqcy si?
w osrodku ciaglym tak zwan* sil? Magnusa.
Aby takie dwa sprz^zone obwody LC byly w rownowadze sredn.a wartosc sily
elektrostatyeznego przyciagania musi bye rdwna sredniej wartosc I sily magnetyeznego
odpychania. Korzystajqc z formuly opisujace; oddzialywanie dwu ladunkow punktowych
i dwu dipoli magnetycznych otrzymujemy <Zfol= V? rfol. Fakt, ze odleglosc
rownowagowa cJ(ol jest lego samego rz^du, co promieri zyroskopowy fotonu rfol, wskazuje
na to, zc znajdujemy siQ na pograniczu stosowalnosci naszych przyblizonych rozwazari.
Tym niemniej sprobujmy cos powiedziec o osiowym wymiarze fotonu. Maj^c na uwadze
swiatlo-podobnc wlasnosci „solena” mozna sqdzic, zc foton ma postac „olowka”. Innymi
slowy mozemy oczekiwac, zc jego rozmiary wzdluz osi magnetyeznej wielokrotnie
przekraczajqjego rozmiary poprzeezne.
Foton - podstawoujy nosnik informacji iv przyrodzie.
145
Migawkowe zdjecie wytadowania elektrycznego przypominajqcego blyskawicç, uzyskane za ротосд wiqzki fotonów.
Instytut Fizyki Plazmy і Laserowej Mikrosyntezy im. Sylwestra Kaliskiego w Warszawie.
(Urzqdzenie tam pracujqce zbudowali inzynierowie kierowanego przeze mnie viele lat Zakladu w Instytucie Badan Jqdrowych w Swierku).
161
5. А что дальше? Dalcj также в духе IX cwton a !
Prdbuj^c powiedziec cos konkretnego o domniemanych rozmiarach osiowych fotonu,
mozemy wyjsc z formuly okreslajqcej energit; zmagazynowanq w polu magnetycznym
dlugiej cewki z pr^dem i porownac z encrgi^ fotonu. Zakladaj^c. ze cewka jest nawini^ta
przewodnikiem o srednicy wyraznie mnicjszej niz skok uzwojenia i wykonana, tak
zmyslnie, iz wypadkowa sila magnetyczna dzialaj^ca na uzwojenie jest rowna zeru, w
wyniku dosyc prostych rachunkow otrzymujcmy:
a
Jak widac z powyzszcgo, foton to obickt zajmujqcy znaczny obszar przcstrzcni i w
rozwazaniach o atomic w zadnym przypadku nie moze bye traktowany jako
matematyezny punkt. A wi^c mdwiqc o fotonie musimy pami^tac, ze jest to element
liniowy, ktdry ma swoj obszar zewnetrzny, gdzie dominuje dipolowe pole elektryezne
=2eX grad
sin cor ,
r
oraz swoj obszar wewnetrzny, gdzie zlokalizowane jest jego osiowe pole magnetyezne.
^ro< = cos cor .
Rys.11. Przestrzenny elektromagnetyezny twor maj^cy pewnc cechu fotonu. Trudno jest powiedziec na ilc twor ten ma cos wspdlnego z rzeczywistosciq. Faktem
jest, ze z jego pomoc<i jestesmy w stanie symulowac tak zjawisko cz<;sciowego odbijania od powierzehni i polaryzacjt swiatla, jak i zjawisk dyfrakcyjno
interferencyjnych.
Koricz^c te luzne dywagacjc na temat budowy fotonu, o ktorych trudno H tej
chwili powiedziec na ile mog^ one odzwicrciedlac rzeczywistosc, chcialbym zwrocic
uwag^ na nie podlegajqcy dyskusji wniosek plyn^cy z przcdstawionych powyzej
rozwazan - w ramach klasycznej elektrodynamiki tkwii| daleko nie wykorzystane
mozliwosci odtworzenia obserwowanych wlasnosci swiatla Przedstawiony tu zarys
rozumowania to jeszeze nie rozwiqzanie problemu. to zaledwie wskazanie kierunku, w
jakim winnismy pod<(zac. Nalezy przy tym pami^tac, ze parad}gmat stalej pr<;dkosci
nie moze dotyczyc zaburzer. przemieszczajqcych sit; w eterze - wszak pomiary pr^dkosci
swiatla dotycza calego fotonu a nie jego cz^sci.
Co wi^ccj, poprzez analogic do formuly okreslaj^cej szybkosc rozchodzema si?
dzwicku w cialach stalych, dwie podstawowe stale przyrody e i /», okreslaj^ce poprzez stalq
struktury subtelnej szybkosc swiatla c = a e2/h = 3·IO10 cm/sek. mozemy potraktowac jako wielkosci
reprezentujqce wlasnosci kosmieznego eteru.
§5. CO L TEORIA WZGL^DNOáCI ?
Pocz^lki XX-ego wicku zaowocowaly powstaniem dwu „rewolucyjnych” teorii: mcchaniki kwantowej i teorii wzgl?dnosci. Obic
powstaly w ramach zerwania z rygorami fizyki dziewi?tnastcgo wieku i stanowiq dzis fundament wszclkich rozwazari, tak w zakresic
§5. Что такое теория относительности^dnoáci?
162
mikrokosmosu, jak i makrokosmosu. Aczkolwick te teorie si? wzajemnic wykluczaj% a wi?c przynajmniej jedna z nich musi byc
bl?dna, to obie cieszq si? jednakowym powodzcniem, tak jak gdyby obie byly prawdziwe. Nasz stosunek do mcchaniki kwantowej
czytelnik zdqzyl juz poznac. Jak pokazalismy, zbudowana na gruncic bl?dnej interpretacji swiatla, teoría ta nie ma nie wspólncgo z
rzeczywistosciq. Tcoriq. wzg1?dnosci do tej рогу si? nie zajmowalismy, jako zc atom i czasteczka to domeña szybkosci dalcko
mnicjszych od szybkosci swiatla. Wytyczajqc jednak strategic dalszego post?powania, musimy chociazby pobieznie, spojrzec na
teorii ksztaltujqc<i swiatopoglqd spolccznosci fizyków i nie tylko fizyków.
Teoría wzgl?dnosci a swiatlo. Teoría wzgl?dnosci, tak jak i mechanika kwantowa, powstala na gruncie pewnych faklów
ekspcrymentalnych, których nie dawaio si? wyjasnic w ramach XlX-sto wiecznych poj?c fizyki klasyeznej. W obu przypadkach byly
to cksperymenty ze swiatlem: w przypadku mechaniki kwantowej doswiadczenie Younga z dyfrakcj^ swiatla i elektronów na dwu
blisko polozonych szczelinach.a w przypadku teorii wzgl?dnosci doswiadczenie Michelsona-Morley’a. Fakt, ze obraz inlerferencyjny
nie zmienia si? przy zmianie orientaeji ramion interferometru wzgl?dem wcktora pr?dkosci przemieszczaj^cej si? w prz.estrzcni
kosmicznej Zicmi uznano jako dowód. ze kosmiezny cter nie istnieje. Día Einsteina fakt ten stanowil punkt wyjscia día sformulowania
postulatu b?di|cego zaprzeczeniem klasyeznej zasady dodawania pr?dkosci. Na picrwszy plan wysun?ly si? abstrakcyjne rozwazania
o skracaniu i wydluzaniu si? przestrzeni i czasu.
Ale nie wchodz^e w dyskusje o synchronizacji abstrakcyjnych zegarów odmierzaj^cych czas i abstrakcyjnych linialów do
pomiaru odleglosci, które zawsze budzily duze emoeje, tu wyrywkowo zwrócimy uwag? na te aspekty sprawy, które jakos si? wi^z^
z tym, o czym mówilismy powyzej. I tak, zastanawiajqc si? nad interpretacji doswiadczenia Michelsona-Morley'a, na mysl przychodzi
doswiadczenie Younga, kiedy to nie wnikajqc w mechanizm oddzialywania swiatla zc szezelini daño zjawisku ealkowicie bl?dn^
interprctacj?, co w efckcie zaowocowalo powstaniem ealkowicie oderwanej od rzeczywistosci mechaniki kwantowej. W przypadku
doswiadczenia Michelsona- Morle’a mamy sytuacj? podobn^. Nie zweryfíkowanq w zaden inny sposób interpretacj? uznano za nie
kwestionowany dogmat. Jak mozna bylo wyciqgac tak daleko id^ce wnioski odnosnie swiatla i eteru, nie znajqc mechan i zmu
oddzialywania swiatla z powicrzchnii i w ogóle nie wiedz^c, czym jest tak naprawd? ¿wiatlo ? Teraz, kiedy rozszyfrowalismy
mechanizm oddzialywania fotonów ze szezelini i mechanizm powstawania obrazów interfercncyjnych, interpretaeja doswiadczenia
Michelsona-Morley'a w duchu teorii falowej w ogóle nie ma raeji bylu.
Formuhij^c zastrzezenia w stosunku do podstaw filozofícznych teorii wzgl?dnosci nie sposób nie odniesc si? do pewnych
obserwacji, które mialy potwicrdzac jej poprawnosc a jej me potwierdzajq. Obliczcnie 10% poprawki do ruchu prceesyjnego orbity
Mcrkurcgo jest jednym z glównych argumentów maj^cym swiadczyc na rzecz teorii wzgl?dnosci. Fakt, ze dot^d w ramach
newtonowskiej dynamiki nie udalo si? zidentyfikowac zródla zaobserwowanej róznicy, nie mozc byc jednak dowodem na
poprawnosc teorii wzgl?dnosci.
163
5.1 Что дальше? Далее: «Дунхти Ньютона I»
Dla podkreslenia slabosci argumentu o precesji orbity Merkurcgo na rzecz tcorii
wzgl^dnosci, przedstawi^ mozliwosc wyjasnienia wyst^puj^cej röznicy w ramach
newtonowskicj dynamiki. Mozliwosc do tej pory nie bran<i pod uwag$, a jaka mi
nasun^la siQ przy zgola nie relatywistycznych rozwazaniach dotyczqcych atomu. Ale
zanim powiem o tym. co moze mied efekt Starka do precesji Merkurcgo, kilka slow o
odchylaniu si$ fotonöw w polu grawitaeyjnym slorica.
Foton w grawitaeyjnym polu slorica. Fakt uginania si$ promieni swiatla wyslanego przez
gwiazdy w polu grawitaeyjnym slorica jest wykorzystywany na dwa sposoby. Z jednej strony, ma on swiadczyc o
nieprzydatnosci mechaniki Newtona do opisu oddzialywania swiatla z materia a z drugiej strony ma potwierdzac cala
filozofi? tcorii wzgl^dnosci. Maj^c na uwadze bezzasadnose wnioskow plyn^cych z
doswiadezenia Miehelsona-Morley’a spöjrzmy na zjawisko uginania si$ swiatla w polu
grawitaeyjnym Slorica jeszcze raz. Biorac za punkt wyjseia eksperymcntalny fakt,
zweryfikowany dla takich obiektöw jak elektron, rdwnowaznosci pomi^dzy cnergit| a masq
inereyjn^ i zakladaj^c, ze ladunek grawitacyjny fotonu, tak jak i w przypadku innych
materialnych obiektöw jest proporcjonalny do masy inercyjnej mlot, a wspolczynnikiem jest stala
grawitacyjna G, mozemy na podstawie röwnania ruchu Newtona obliczyc zmian^ kierunku
swictlnego promicnia 0. K^t ten jest dany formula:
gdzic mQ jest masq, a R0 jest promicniem slorica. Biorac pod uwag£, ze
mo=1.99 l0ng oraz /?0 = 6.961010 cm ,
otrzymujemy:
0 = 2.110"6 ,
podezas gdy pomiary dajq wartosci bliskie X-10 ' (w pomiarach z 1952 roku otrzymano
8.2 ± 0.5· 10 6 ). Uzyskalismy wynik zarazem i zly i dobry. Zty, no bo jednak röznica jest
czterokrotna. I dobry, no bo na skali rzqdow wielkosci zbieznose jest godna podziwu.
Wszak znik^d to nie wynika, ze stosunck pomiQdzy masq inercyjnq a ladunkiem
grawitaeyjnym (masi| grawitacyjnq) dla fotonu musi bye taki sam, jak dla elektronu czy
protonu - wszak pomi^dzy nimi istniejc jakosciowa röznica. Ale rzecz ciekawa, röznica
wartosci tego stosunku to nie rz^dy wielkosci. ani jakas ..nieladna” cyfra. na przyklad
5.71, wyglqda na to. ze jest to cztery. Dwa do pot^gi drugiej. Sarno pi^kno ! A jak
powiedzial poeta „pi^kno jest prawd^, a prawda jest pi^knem”. A dlaczcgo niby to,
stosunek masy inercyjnej do masy grawitacyjnej (do ladunku grawitaeyjnego) dla
elektronu i fotonu majq. bye identyezne ? A dlaczego ten stosunek nie mial by bye dla
fotonu cztery razy mniejszy ? To, ze stosunek zyromagnetyezny dla elektronu kr^zqcego
woköl jadra okazal si$ bye, ku naszemu zdumieniu. dwukrotnie wi^kszy niz dla elektronu
swobodnego juz zdqzylismy sic przyzwyczaic. Przyjmijmy, wi^c do wiadomosci
zaistnial<t rozbieznosc i mielmy nadziejc, ze uda si^j^w przyszlosci rozwiklac w ramach
klasycznej dynamiki.
Efekt Starka a prccesja Merkurego. Z daleko id^cego podobicristwa pomi^dzy ruchem
elektronu w polu atomowego jadra a ruchcm planet w grawitaeyjnym polu slorica fizycy
korzystali juz. niejednokrotnie. Röwnania ruchu opisuj^cc ruch elektronu wzbudzonego,
w atomic umieszczonym w polu elektrycznym, s^ identyezne jak röwnania ruchu dla
planet naszego ukladu slonecznego znajdujqcego sic pod wplywcm zewn^trznego pola
grawitaeyjnego pochodz^cego z naszej galaktyki, czy tez z poza jej obszaru.
14?
§5. А как насчет tcoriq reldnoici ?
Résultat dzialania takiego pola to powolne zmiany mimosrodu cliptycznej orbity, jej orientacji i preccsja. Gauss pokazal nam jak
takie zmiany obliczac. Zespôl rôwnan wyprowadzonych wcdhig rccepty podanej przez Gaussa ma postae:
dï
2n
—(EÂ.,OJÎJ)i_slnIcosr,
rfl 2it
,
i-}
1
cosl cos r
=-T
.
1
dV 271 ~
,
~dT=~T^^a^-?)(sin ,_r) ’
2
I/Q lit
’
—-^a>*’)^7coslsinr’
2
gdzie katy 1 oraz T okrcslajq orientacjç eliptycznej orbity danej planety wzglçdem kierunku zewnçtrznego pola grawitacyjnego E.T,
przy czym ? to mimosrôd tej orbity, a, to dlugosc jej duzej pôl osi, a T to czas obiegu planety wokol Slorica. Jak wiçc z powyzszcgo
wynika w calym ukladzie planctarnym, pod wplywem zewnçtrznego pola grawitacyjnego bçdq zachodzic powolne zmiany. Raz te
zmiany bçdq wolniejsze, a raz szybsze. W szczegôlnej sytuacji, kicdy
sinl = ?
i
r=
,
ewolucja orbity jakby zamiera. Mozna oczekiwac, ze nasz uklad planetarny mial dostatecznie duzo czasu, aby osiqgnqc taki quasistacjonarny stan. Istotnie, mimosrody orbit i kqty pomiçdzy plaszczyznanti orbit poszczegôlnych planet calkiem niezle wpisujq siç »»· teoretycznq relacjç sin
I = 3, CO widac ponizej.
Lokalne pôle grawitacyjne Galaktyki?
3
Rys.12. Wykrcs na prawo pokazuje zalez.nosc pomiçdzy kqtem nachylenia plaszczyzny orbity danej planety wzglçdem okrcslonego kierunku w przestrzeni a jej
mimosrodem. Fakt, ze wyniki tych pomiarôw sq w zgodzie z teoretycznq zalcznosciq w yprowadzonq z klasycznych rôwnan ruchu ma dwojaki znaezenie. Raz
swiadezy o tym, ze orientaeja naszego ukiadu planetarnego w przestrzeni kosmicznej jest okreslona poprzez kicrunek zewnçtrznego pola grawitacyjnego i dwa,
pozwala sqdzic, ze to wlasnie to pole jest niezidentyfikowanym dotqd zrôdlem precesji Merkurcgo.
5.1 Что дальше? Dale] также в духе Ньютона!
Przcdstawiony na rysunku 12 wykres upowaznia nas do sformutowania wniosku. ze nasz
uklad planetarny jest pod wplywem galaktycznego lub pozagalaktycz.nego pola
grawitacyjncgo. Jak wiclkie jest to pole mozemy obliczyc znajqc brakujqcq CZQSC
poprawki do precesji Merkurego. Так, wi^c moze si$ okazac, ze istotnie, stanowiqca
argument na rzecz teorii wzgl^dnosci poprawka ma calkiem inne pochodzenic niz to
sugeruje teoria Einsteina.
§6. KILKA REFLEKSJI NA TEMAT KOSMOLOGII
Wszystkie naszc wyobrazenia о budowic Kosmosu bazujq na zalozeniu, ze prawa fizyki
rzqdzace Kosmoscm sq prawami uniwersalnymi, to znaczy obowiqzujqcymi tu na Ziemi.
gdzie sq one odkrywane i tarn, skqd pochodzq docierajqce do nas fotony niosace
informacje о zachodzqcych zjawiskach. Istota sprawy polega na rozsqdnej ekstrapolacji tych
praw, w obszar warunków nie spotykanych na Ziemi. a wiQc w taki zakres, gdzie
poprawnosci tych praw weryfikowac nie jestesmy w stanie. Aby nie popase calkowicie
w niekontrolowanq fantazj^ musimy trzymac si$ zasady, ze interpretacja
astronomicznych obserwacji nie moze bye sprzeezna z prawami sformulowanymi w
oparciu о doswiadezenia przeprowadzone na Ziemi, w kontrolowanym kontakeie
czlowieka z aparaturq pomiarowq. Так sformulowana zasada poznawcza w odniesieniu
do informaeji przychodzqcych z kosmosu implikujc przyczynowo-skutkowc podejscic
do zjawisk astro-fizyeznych i scisle trzymanie SÍQ deterministycznych rygorów.
Tymczascm, usankejonowane paradygmatem Heiscnberga odejseie od rygorów
klasycznej fizyki zaowocowalo w obszarze kosmologii wybuchem nieokiclznanej
fantazji - prym tu wiodq prace Hawkinga. Nie wdajqc SÍQ W bezprzedmiotowa polemik^,
co si$ dzialo z materiq w IO'34 sekundy po wielkim bum, jako ze materialu ckspery mental
nego z tego momentu mamy raczej niewiele. spójrzmy na interpretacja dwu dobrze
udokumentowanych faktóu cksperymentalnych z zakresu astrofizyki majqcych
bezposrednie odniesienie do zjawisk dobrze rozpoznanych w warunkach zicmskich.
„Przesuni^cie ku czerwieni”, a wiclkie bum. Spektroskopia to podstawowe zródfo
informaeji о warunkach panujqcych w kosmosie. Pozwala ona sklasyfikowac gwiazdy,
ustalic ich rozmiary, masy i wiek. Tu na ogól astrofizycy sq w zgodzie. Ale jest jeden
efekt, który budzil i budzi ogromne kontrowersje i by) i jest przyczynq burzliwych
dysput, a to z tytulu sformulowancj pól wieku temu interpretaeji. A interpretacja dotyczy
odpowiedzi na iscie
humletowskie pytanie: by I о wielkie bum ? , czy tez nie byfo wielkiego bum ?
Chodzi tu о rosnqcc wraz z odleglosciq obserwowanej gwiazdy od Ziemi przesuni^cie
linii spcktralnych w kierunku coraz dhizszych fal - my, majqc za sobq przeprowadzony
dowód. zc swiatlo to rój fotonów, powiedziclibysmy, ze chodzi о przesuni^cie w
kierunku coraz mniejszych cz^stosci, prz.ybywajqcych do nas z odleglych obszarów
Kosmosu, fotonów. Formalnie oba okreslenia sq równoprawne, jako ze dlugosc X i
cz^stosc v sq wzajemnie powiqzane poprzez relacj^: Zv = c. Merytorycznie w obu
sformulowaniach tkwi kolosalna róznica. Fraza, w pr/.esuni^cie kierunku coraz
dluzszych fal sugeruje, ze przyczynq „poezerwienienia” widma gwiazd jest zjawisko
Doplcra, natomiast fraza zmniejszanic si^ cz^stosci sugeruje, ze przyczynq
„poezerwienienia” sq straty energii przybywajqcych do nas fotonów. Pierwsza
interpretacja to interpretacja w duchu wielkiego bum. Druga interpretacja to interpretacja
w duchu stanu staejonarnego.
166
Jak jest wi^c naprawd^ ? Так, naprawd^, to mamy jedynie wydedukowan^ na podstawie speklroskopowych obserwaeji
ekspcrymcntalmi zaleznosc
§6. Несколько rcflcksji по космологии
ДХ = X^ К r,
*
EKSPERYMENTALNY FAKT
gdzic ДХ to obserwowana zmiana d lug о sei charakterystycznej dla danego pierwiastka linii wyrazony poprzez dlugosc fali
widmowej Xo, r to odleglosc od Ziemi do gwiazdy, z ktörej pochodzi promieniowanie, a К to
staly cksperymentalnie okreslony wspölczynnik liezbowy. Korzystaj^c ze zwiqzku X v = c
zaobserwowane przesuni^cie ku czcrwieni, ku dluzszym falom, mozna przedstawie w formte
altematywncj, jako przcsuni^cie w kierunku mniejszych czQstosci, a wi^c w kierunku
mniejszych energii:
A£
r„.=-д£м^г ■
♦
U podstaw teorii wielkiego wybuchu stoi domniemanie, ze zaobserwowane przez EKSPERYMENTALNY FAKT
Huble'a przesuni^cic linii widmowych ku czerwicni jest wynikiem zjawiska Doplera, kiedy to wyrazony poprzez energy fotonu
szybkosc zrödla promieniowania v, wzgl^dem nicruchomego obserwatora i obserwowana
zmiana dlugosci fali, ДХ , powi^zane si( zalcznosci^:
v AX c Xo
W oparciu о to zalozenie sformulowano wniosek, ze mamy do czynienia z ckspansjq
wszechswiata - przy czym im gwiazda (galaktyka) jest dalej polozona od Ziemi tym szybeiej
si^ od niej oddala, a pr^dkosc tego oddalania wyraza si^ formula
v-Hr
gdzie
H=Кc.
♦
Staly wspölczynnik liezbowy H, nosz^cy nazw$ stalej Hubble'a ma wartosc rz^du 2· 10 ls sek"‘.
Так, wi?c, w swietle tej interpretaeji, Ziemia znowu stala si$ p^pkiem wszechswiata ! Aby
pozbyc si$ tego ewidentnego nonsensu - czasy, kiedy Ziemi przypisywano centreing role;
odeszly w niepami^c wraz z odkryciem Kopcrnika - powolano do zycia, blizej nieokrcslon<i, INTERPRETACJA POPRZEZ
grawitaeyjnie „powykrzywianq” czasoprzestrzeh. О tej teorii, ktörej nikt nigdy, tak naprawd^ ZJAWISKO DOPLERA
nie rozumial i nigdy rozumiec nie b^dzie, mozna przcczytac w cytowanej juz wielokrotnie ksiiizce Stephena Hawkinga - „Krötka
historia czasu”. Jeden absurd zastiipiono innym absurdem. Tu nalezy z calym naciskiem powiedziec, ze na rzecz doplerowskiej natury
przesuni^cia linii widmowych swiatla przychodzqcego z Kosmos и nie przedstawiono zadnego konkretnego arg и men tu. Ba, interpretaeja ta jest w jaskrawcj
sprzecznosci z istnicj^c^ wiedzq о swietle, jako ze juz od czasöw Comptona fizycy nie maj^ w^tpiiwosci, ze foton w zderzeniu z
inn«i cz^stkq jest nie tylko rozpraszany, ale traci cnergi^. A przeciez foton biegn<icy przez „kosmiczn^ pustk^” ma na swej drodze
srednio jeden atom wodoru na centymctr szescienny I jeden swobodny elektron na metr szescienny ! Tymczasem, zwolennicy wielkiego bum
nie möwiq nie о tym, jak to jest moiliwe, ze przemieszczajqcy siq и· mi^dzygwiezdnej przestrzeni foton и· ogdle niczego nie zauwaza.
W tej sytuaeji sprobujmy spojrzec na obserwowane przcsuni^cie ku czerwieni w inny bardzicj naturalny sposöb, na co wiclu
juz fizyköw wielokrotnie zwracalo uwag£, dopatrujiic si^ przyczyn tego przesuni^cia w stratach energii pochodz^cych od zderzen
fotonöw z rcsztkowym pylem kosmieznej przestrzeni.
167
5. А что дальше? Dale] tei в духе Ncwton!
Tak, wi?c wychodzqc z zalozenia. ze zaobserwowane przez Huble’a
przcsuni^cie ma swojc zrodla w zderzcniowcj dyssypaeji cnergii zmierzaj^cych ku nam
fotonow, mozemy napisac nast^pujucii teoretyczn^ zalcznosc:
A£ibt = -(AES)nr ,
gdzic n jest g^stosci^ czqstek w osrodku, w ktorym porusza si^ foton, a (AES) to
srednia wartosc iloezynu traconcj cnergii i przekroju czynnego na zderzenie z taka
czqstk^. Z porownania formuly teoretyeznej z eksperymentaln<i wynika, ze:
IN IERPRETACJAPOPRZEZ
c
ZDERZENIOVVE STRATY ENERG1I
Bazuj^c na rezultatach naszych rozwazan o fotonie przedstawionych w §4
sprdbujmy oszacowac wartosc iloezynu (AES) okreslaj^cego stalq Ilubble’a. Nie
wnikaj^c w szczegoly sprawy, mozemy przyj^c, ze o stratach cnergii u zderzeniach
dccyduje pole elektryezne fotonu. Pole elektryezne fotonu to pole elektryezne dwu
oscylujqcych ladunkow liniowych przcmieszczajacych si$ w przestrzeni z szybkosciq c.
Poniewaz rozmiary fotonu znaeznie przcwyzszajq. rozmiary atomu, ktory w calosci jest
przeciez obiektem elektryeznie neutralnym, to mozna oczekiwac, ze picrwszoplanowii
rol? w hamowaniu fotonow w przestrzeni kosmieznej b^dQ odgrywac znajdujqcc si$ tarn
swobodne clektrony. Aby obliczyc interesuj^cq nas wielkosc nalezy przede wszystkim
obliczyc przekaz p^du w pojedynczym zderzeniu fotonu z clektronem. Obracajiic si$ w
obszarze grubych oszacowari, obliczmy przekaz p^du pomi^dzy liniowym, oscylujqcym
ladunkiem elektryeznym, reprezentuj^cym polowk^ fotonu, poruszajitcym si$ po linii
prostej z pr<?dkoscia c a spoezywaj^eym elektronem. W pierwszym przyblizeniu
rachunku zaburzen wyraza sic; on poprzez calk^:
gdzie i/| =
to jednostkowy ladunek elektryezny fotonowej linii, a D to
parametr zderzenia odleglosc na jakiej przebiega foton od danego elektronu. Obliczajac
powyzsza calk«; i bionic pod uwagQ, ze
b^dziemy mogli obliczyc interesuj^c^ nas wielkosc(AE S):
o
W wyniku calkowania otrzymujemy:
<A£-5>------ .
line
Nic juz teraz nie stoi na przeszkodzie, aby wyliczyc wartosc stalej Ilubble’a.
4
168
§6. Некоторые размышления о космологии tcmat
Bior^c pod uwag?, zc w przestrzeni kosmiczncj jest srednio jeden elektron na metr
szescicnny otrzymujemy:
№1-10 18 sek"' .
KRÓTKA HISTORIA WSZECHSWIATA
(wedlug ksi^zki Stephcna Hawkinga,
komentarz mój)
Rzecz zdumiewajqca, ale tak grübe oszacowania
dajq wartosc niental röwnq wartosci eksperymcntalnej !
Czas
Co sig dzialo
Temperatura
Oczywiscie, przeprowadzonych powyzej oszacowari stalej Hubblc’a, nie mozna
traktowac zbyt doslownic, jako ze nie wiemy na ile naszc wyobrazenia о fotonie r = 0!
WIELKIE BUM
poprawne. Tym niemniej pokazuj^ one, ze zderzeniowej dyssypaeji energii przcz fotony
(przed biblijne stworzenie Swiala)
przcmierzaj^ce gigantyczne odleglosci, ot tak sobic, zignorowac nie mozna, tak jak to 4,
IO’ $ek
IO”K
robi^ zwolennicy wielkiego bum, ktörzy w oparciu о zupetnie nie udokumentowane
Epoka wiclkiej unifikaeji
zalozenie о efekeie Dopllera zbudowali basniowy Kosmos. Jak to jest, ze powazne (tak naprawdq. lo nie и· iodo то о со chodzi)
czasopisma naukowe roj^ si? od „tcorii” opisuj^cych ewoluej? materii wszechswiata u
IO sek
10nK
wywodz^c^ si? z matematycznego punktu, a nie ma wiarygodnych rozwazan о wplywic
Epoka dominaeji kwarków i antykwarków
(и- dalszym ciqgu nie wiadomo о со chodzi)
mi?dzy galaktycznego wodoru z domicszk<i swobodnych elektronow na ruch fotonu,
podstawowego nosnika informaeji о zjawiskach w Kosmosie ?
10''*sek
10,sK
Mikrofalowe tio a wiclkie bum. Cierpi^c na brak przekonywují|cych argumentów na rzecz
wielkiego bum, powolano si? na stosunkowo niedawno odkryte tío mikrofalowego
promieniowania. Trudno doprawdy poj^c, dlaczego obecnosc i jednorodnosc tego
promieniowania ma swiadczyc o tym, ze kiedys míalo micjscc wielkie bum. Wprost
przeciwnic, jezeli kiedys, byl punkt, z którego zacz?la si? ekspansja calej materii
kosmosu, to intuieja podpowiadalaby istnienie znacznej nicjednorodnoéci, tak jak to ma
miejsce przy cksplozji zwyklego granatu, czy przy kosmicznej eksplozji, jakq jest wybuch
gwiazdy supernowej. Aby zalegalizowac domniemany zwiqzek tego promieniowania z
wielkim bum, to odpowiadaj^ce temperaturze 2.7° stopni Kelwina mikrofalowe tío,
nazwano promieniowaniem rcliktowym - innymi slowem pozostalosciq. po wybuchu.
Ale spróbujmy spojrzcc na to promieniowanie z perspektywy omawianych
powyzej zderzcniowych straf energii promieniowania wysylanego przez gwiazdy. Gdyby
fotony przebiegaly kosmicznq przestrzeri bez zadnych strat energii, to przy
nieskoriczonym kosmosie niebo ogl^dane z Ziemi powinno bye jaskrawo bialc, tak jak
jaskrawe s^ gwiazdy. Fakt, ze niebo jest czarne to tez jeden z argumentów maj^cych
swiadczyc na korzysc wielkiego bum - niebo jest czarne bo ekspanduj^cy wszcchswiat
ma skoriczonc rozmiary, argumentujq katastrofísci. Ale niebo jest czarne, bo fotony tracq energi?
Powstanie barionów neutronów i mezonów uwi?zienie kwarków i anihilaeja antykwarków
(fantazja nawiqzuje do konkretnych pojqc)
Ise к
IO'°K
Protony i neutrony Iqczq si? zc sob% tworzqc
j^dra wodoru, helu litu i dcutcru.
(fantazja w ramach konkretnych poj$c)
IO9K
3 min
Materia i promienie
(fantazja zawodzi - znowu nic wiadomo.
о co chodzi)
300 000 1st
3000K
Materia i promienie ewoluuj^ wspolnic,
clektrony Iqczq si? z jqdrami; wszechswiat staje
si? przeiroezysty dla promieniowania.
zanikaja oddzialvwania miedzy
promieniowaniem i materia
(wre.vzc/e wiemy. dlaczcgo fotony podqzajqc ku
num z granic ekspandujqcego Kosmosu.
nie tracq energii!)
1 miliard lat
18K
Powstaja kwazary, gwiazdy i protogalaktyki;
w gwiazdach spalaj^cych pierwotny wodor
»<· zderzeniach z mi^dzygalaktycznym wodorem i te straty wyznaczajq horyzont kosmosu dost^pny tudzkiemu
i hcl powstaja ci?zsze pierwiastki
poznaniu. Mikrofalowe tlo, to efekt transferu energii promienistej gwiazd pochlanianej
(u reyzeie zaczynamy л/? obracac w ramach
normalnego kosmosu)
przez elcktrony i mi?dzygalaktyczny wodór i uwalnianej w postaci dlugofalowego
promieniowania. Jednorodnosc tego tla swiadczy о wysokiej jednorodnosci, w skali
okreslonej stalq Hubble’a, materii kosmosu. Jaki jest dokladny mechanizm transferu
energii wypromieniowywanej przez gwiazdy w energi? promieniowania mikrofalowego
i co si? z ni<i dzieje dalej to ciekaw'e zadanic día fizyków. Mam nadziej?, ze fizycy odrzueq
kwantowe paradygmaty i niediugo dowiemy si% jak naprawd? ten proces przebiega.
15 miliarddw lat
3K
Wokol gwiazd powstajq uklady planetarne:
atomy I4CZ4 si? tworzqc molckuly
i matcri? ozywion^
(wreszeie przyszedl czas na biblijny poezqtek
^wiata!)
ACH ! CÓZZA PI^KNY
NAUKAWY SCIENCE FICTION
1
5
4
Niezaleznosc intelektualna to ryzykouma i koszlouma zabaiva
Gryzmskr presents three
physics seminars
I Prtalem w poezp, o-" <■<'?
·— '1 .· ·.· »A*· rv-XrXIZZ
¿j *HÍ-««TÍW mui v.£ wn.
tMftly. U..’:.y »« t;3üki.r.·«} «r^h'jr.y u.»lc·
Pta -dliv.»
<«·.'
.tduWAl!. dtóJíV fUy'M. D ·{:. y to
7 XJWt
ilJCvU*
UiÇKOA íltJlyia k'h
luí» •tOd.-tni;*.
a '*■.<,·'
ir zdW'irtn
n.cktozycii
— n -p.·!
atroruni
lUpwkitw
nuda.
Awiy- kattú«.' np. b»to ICO
Vyk(ítu.'M
po'ai * -- tu í.iyey * »«ny»* H.Poiavy
.·.■.'«■ k
n».iV»v.'.v.ti
i wip 4i:y.*n. cíate
nJrr»¡.l
prywauna
vp.->u;>n.v<n
nzuk'v.-ym
t...j'.:?i.5*»wankfii día íprax «::uktuty
«¡otno <M k.lku jut Lit tvs;vd UKI kôAxe-k
wentr::«' ta/w;;a d .i< :« .«<t.u<y;ur w t ".r¡
c\yniow:r Jct..H«p.je. zu’Ciiju·*.· < } .uz
doc dza MJ- etal· GryrtlUMcr« J y íl>d.u:
J .¿:«»wá KA-terku Hjuwadzart Í-K V.U· ÜO
nowej ptupozy budowy propozyeji. kh<á
odrzuni w»/.ystl
«Jotycb.exx»
p.-zrd- awiottc í uzi .ir.·· Tak
v POWNM
WJÇC
Gry;iA>k!
kwciiionv.c
poaowana
pi z«»t
m«1 kiArt)chuñe kv6 ei>
>
Kteixa tkAra.
my*l:<kuKjrch
«drtçpo.«·
»4« w
* <-Ä
< ·> rtciíi~>!iy w
attmu·
*.<; po o:íji· tacb
ich' íten.upcnMzu.u
prij· pOTiicy
Itolou'yeli
zo OdiziKù
takich j*> A!<·
c d« nie
J*’<ti «finta
ezt i.d..·«· ko..c» pejerhktiiivi.
medriuta «•w p<?uia·' :;- e d
piedknit
;pu;a<·..
a
tf:dcUiffanlx:><nv«n.
z.«prn- .cjiti
potWiita;
tkc kusntoua — w nijil
pmV’Jnpodobwuta'.wi»
*«·>»!<*>.!· <!■ czy Mnym
o'c'r.ntk
m'ejacu atomu V.vrto .·.
LAT.
kiinupr)· Ilr» GiyMlHkin
fawej.
nawraeajk do hltiorycinci w
iFi- owal
flxyct*. kto«y /reute »i nnwoi
ken·
u czAaach ttlumiu lykitin.
ktGry nirdy w j
meandry
ñajlRi
Arfcadttjsz
Gora!
Piedestaf
szafot ?
IA GAZZEHA DEL MEZZDGÍ
Au*<x<tn kmyc<i7x; lurpcrta'll «atvnkow wuimui «x/Kun..<h ortit
-«
eiAIMO * .:.*n... ?O6»1
fa>«
MHW
Ctvey.Oo. IHOry «ry.
tn-ltyi |U A’V'l- nrycf.·*·) Wiri’JO
•.MUnUWJXUL
praa»«r_f»s
p<i*ac»rM>> i-kr
hlïÀcp V
1
z.C
1
».t» pr<cv«p eMUan»
S'K
nw«
ru4O«y
. <»Í--IK
•kottnaa·<>.*>.
<>:■e.
.»IIK».·-)
lientuty ’■.r .^u <«.·*>,. «u ( tyxtne |U<
¡
.m. »).■*, tj. pr.z »..'C.r.jqoik
a<fahp«.t«-.i «1 t^t.dyiiwiU*·
X< s«|» M <i«y/«V- - )■/ «-.tjli
vpatoUkim·»» w ciu»^>.»«ii··
.li.yxt» l.'ttii*' w «rtvX·»- »t Xlx···»:©»,
K· p>r
.··
:iik· :rv« i. .si. Vr".^.-a¡,·!!··,· \Jznt
.''zz;>»6;::·»* ~ i '
<?>.-
Zbigniew Plochocki
Naukowe tçpienie
szkodników
.at· etaiam naw·« di· nla
fast
tdrowa, azciagftlM· «la «wi'tynl
naufcl. Ktadv polrtf flzy* Mtchsl
Gryzlrtaki prt»d •hwll Mika let
lunu na konfar»nc|l firyk6w j·
Qu»b»o iwa|a MpalMy ns tamal
budowy •tomu apriacma 1
ogdlnia pny|gtyml « I») matertl
pogi«<j«mf, t audytorfam Pa*o
»ympfamatycx«· pyfanla: Jak »a.
Pan nla wleray w mackanfag
kwantows?
Pania
prz«wodnlc>ecy
—
csrapiMiowa«
tafarant
—
•adiilam. >a tost Mam laproaxony
na i|atd naukawy firyfcdw, a Ma
tynod railgl|ny ft· eykdw. latotofa,
*i»ra |aa< czfawialowl, a wiac
talla ucronamu nlart»dr.a, ala ·!·!·
al< nl»barpl»c»na a okwHj. ç<j,
laciyna «attepowat logtM. gdy
alai· a-g apoaoftam po|moweal·
twfata.
Dzis, kto kontroluje srodki
.'*>* gv' dysponowata
ah· ♦ zwytJ.i Äixt.1 i I uni
Hok>v. . / .Alm· vi Matute Icdnal cM petymrmu nie
Cwów*. Spowth
iMÍidei »H· jxiwtot/yv »
IUA«U|/>WaJlM
radoHie podiw<mir »Mprottknnow popizrz hl.
HKIO msej» ca zi<»«4tvkxWKLKK Hih. luiitzy )e
y nagomr a potent zalegj;·
wpvofal. alixt UpiiMx ziuli. cisza. «Hoz CaiyxitUki
itafrt do liicralun ptos in i
tirfomii*'*' badainu irwaja
A<ut Oto pizyU.id
ludd. I nych o&rodkacil
wtpdkzrMn z dzu'diiny.
1161.1 budzi le'.fx-ki I p<> za<·· rat'iç cnesgt· do tycl·
k.
xç inalui/.lûch I
NAUM.
Michal Giyzihski fuyk.
dartii « ¡II stylucie
Problcmow hdrowych W
SwiCrkli opuMtlot«al W
fTIKMit zn< ku -Nuuks I
Ptrysztoke" (nt $/·» lylui.
dutycz^cy ¿linnet · IlltVtJ
I't zvpoiiuiç. ic pi
ХХ.
ni anmylahtcy
pntfcM. ■ tanat lit i Fiinv
wywohl : nicsimfain hr
;ródlem en v«-: rni./c bvc
nieprzekazu,
tyiko CH
masowego
kontroluje Swiat!
6. AUTOBIOGRAFICZNE TLO SPRAWY
(inkwizycja we wspolczesnej fizyce - i nie tylko w fizyce)
§1. Historyczna uchwala: Sciijc go ’
(wiodqcej roli funkcji ty kwestionowac nie mozna)
§2. Dowdd przest^pstwa: „Chemia a przemiany j^drowc**
(to, co wstrzqsntjlo elitq wyznawcow jedynie prawdziwej teorii)
§3. Korzenie uchwaly
(plynqc pod prqd intelektualnej mody)
§4. A jednak si£ rusza !
(inercja to nie tylko wlasnosc materii, to rowniez, wlasnosc ludzkiego intelektu)
§5. Szczypta wspomnieri. Udany start
(jak to si% wszystko zacztjlo)
§6. Niewidzialna r^ka
(nauka a polityka)
„Sciae go !" — dysponowala krotowa z „Alicji H· Krainie Czarow". Sposob rozwiqzywania probtemuw poprzez Hkwidacfa· tych, ktorzyje wywolali albo upublicznili,
trafit do literatury prosto z zycia. Oto przyklad wspolczesny. z dziedziny, ktora budzi respekt i pokort* maluczkich -z NAUKI
Michal Gryzihski. fizyk, docent w Instytucie Problemow Jqdrowych w Swierku, opublikowal w miesiqczniku „Nauka i Przyszlosc" (nr 5/93) artykul, dotyczqcy
zimnej syntezy jqdrowej,
Czy ma racjq ? wiem, ate teza jest ekscytujqca. Wszelki postep w nauce zaczynal sie wtedy. gdy ktos kwestionowa! panujqcc poglqdy i sprzeciwiat si% przyjqtym
sposobom myslenia Kiedys negowanie istniejqcego kanonu wiedzy i przeciwstawienie mu wlasnych pomyslow traklowano jak herezjq. Co robiono z heretykami, wie
kazde dziecko. pobierajqc stosowne nauki. A dzis /
ticiqc ich - zadysponowali czlonkowie Wydzialu Hl Nauk Matcmatycznych, Fizycznych i Chemicznych Potskiej Akademii Nauk. No, maze nie doslownie. bo topdr
wyszedl z uzycia. To staroswieckie urzqdzenie zastqpiono specjalnq uchwalq Wydzialu w sprawie Gryzihskiego i jego wydawcbw. Koledzy-uczcni uchwalili. ze
wyrazone przez docenta poglqdy sq „fcrtszywe i pseudonaukowe”, a wobcc lego pubtikujqce je czasopismo natczy „natychmiasi zlikwidowac za szkodliwq dla nauki
dziatalnosc ".
ENA Oto co mozna bylo przcczytac w artykule p.t.: „Naukowe t^picnic szkodnikow”, ktory ukazal si$ 20.XI.1993
na lamach Polityki.
156
Tylko prawa natury nie podlegajq koniunkturalnym wahaniom.
V
DEKRET
O USTANOWIENIU NOWEJ WtADZY
§.T.
Wszelkie myslenie w Cesarstwie podporz^dkowuje siç
röwnaniu Schrödingera -ih dy/dt = Hy.
§.2.
Nieröwnosc Heisenberga Ap-Ax>h wytycza obszar
jurysdykcji wtadzy Kwantowego Cesarstwa y.
Wszystkich tych, ktorzy b^dq pröbowali opisac
atomowe zjawiska w sposôb przyczynowy uznab
nalezy za element szkodliwy i zlikwidowac.
SOLVAY KONGRES 1927, FRANCE
Im slabszy cesarz, tym surowsze w cesarstwie prawa.
§1. HISTORYCZNA UCHWALA: SCI\C GO !
173
§1. Историческое разрешение: Sci^c go !
Nie raz to juz w przeszlosci, uchwaly podejmowane przez utytulowane gremia, b^dz to polityczne, b<idz to naukowe, mialy
rozstrzygac naukowy spor. Tak bylo w XlX-ym wieku, kiedy to Paryska Akademia Nauk uchwalila, ze „kamienie” nie mog4 spadac
z nieba, a Kongres jednego ze Stanow Ameryki Polnocnej uchwalil, ze liczba n ma miec wartosc 3-J·. Podobnie si$ stalo w maju
1993 roku, kiedy to Hydzial 1'izyki. Matetnatyki i ( hem ii P&lsklej Akademii Nauk podjql uchwal?, ze ntechanika kwantowa mylic si? nie moze i prezentowanie
rozwazah niezgodnych z jej kanonami to swiadectwo naukowego nihilizmu.A. oto i wiekopomna uchwala w calej okazalosci:
POLSKA AKADEMIA NAUK
3.X.S5
Upraejmie infcrmuj^, te na Maji pknamq Wydziahi IIT PAN w dhiu 27 rnaja br, r Wcjatywy «LTOBCLPAN Andraejt WrdblewiHego, odbyia
RQ dyikuaje na tema( c««op»«ma ’Nauk* i Puyadott’ na 0e trtykvhi doc dr Michah Gryntetkiego pt "Chemia a przemtany jqdrowa"
opublikowanego w numero 5 tego c»opbma w maju br.
dyikutahtdw, w riowach niezwykJe oRiych, ocerata negalywnie to creaoptamo.
W wyniku dyrkuaji podjfto putate^ uchwa^ i Bobmai^rano Oeiuetarza Wydriah» III PAN do proknreraa jej na rpoe Ptroaa Polakiej
Akademti Nauk
UCHWALA
Cakmfeowie Wydatehi III PAN na aebrantu ptenarwym w data 27 ma)a lMJr. bardao krytymde ocenffi poriom roroylama "Nauta I PreyiMd"
wydawaaefo preci Cttrtn« Upownettatata NanW PAN. Zebrori unaH, te niekMre pobHtawaRe tam materWy, jak apartykni Mktata Gryrtte>r1<gn
pL’’Cbemta a premtany j^drowe" w ar 5 (maj 199J) - tawiernj^ee fataywe bdormacje I paeadoontawe pogt^dy, «4 fami promi tuj^ca dia aanej
tatytacji, M6ra flrouje to caaaopbmo.
Uwaiamy, te cnsopbmo "Nauta I Pnrywrfoti" aalety natydmtat
«likwidowai aa nfcodlfw^ dia nsuM ihlatahmU. Doceshj^c ralf popafaryaKjl
naoM ttwatany, te Poteta Atademb Nauk powtana rrapoca^ wydawanle teonefo
pbma, Hojf|cego aa wyaoMm poafamie.
ZaOCZnV WVTOk
174
6. Автобиографическая история дела
Mozna by sqdzic, ze spotkal mnie nie maly zaszczyt - moje naukowe poczynania zwrócily
uwage. najwvzszego naukowego grcmium w Polsce. Niestety. jak z tresci przytoczoneao
lis’u widac, poczynania te nie spotkaly SÍQ z uznanicm. Wprost przeciwnie, lak mocno
wzburzyty czlonków szacowncj instytucji, ze postanowili podjqc w tej sprawie osobnq
uchwal^. Uchwala pot^piala tak autora pseudo-naukowych teorii, jak i czasopismo
bl^dne teoriQ rozpowszcchniajqce. l'chwule majqcq charakter sredniowiecznej anatemy podj^to
zaocznie. Tak bylo bezpieczniei - a nuz, argumcnty autora herezji trafiq. do przekonania
mniej uéwiadomionych czlonków Wydziahi i uniknie on kary majqcej byc przestrogq día tych,
którzy by chcieli pójic jego sladem.
Wszystko, co w tej sytuacji moglem zrobic, to skierowac na r^ce Prezesa PAN
list wykazujqcy bezzasadnosc podj^tej uchwaly i jego kopi$ przcslac do czasopisma,
które moje here/je wydrukowalo. List w czasopismie, które wymkn^lo si$ z pod gilotyny,
ukaza! si$. Od Prezesa Polskiej Akademíi Nauk list z oznakunti pewnej konsternacji z powodu podfctej
uchwaly otrzymalem. Ale H’ swiat poszla wiadomosc, jako ze o uchwale písala prasa codzienna i rozmaite
periodyki, ze Gryziñski rozpowszechnta falszywe informacje i prezentuje pseudo-naukowe poglqdy
Wniosek - kontakty z Gryziñskim nie b^dq mi le widzianc przez
czlonków naszego zgromadzenia, a nalezy pami^tac, ze w wielu przypadkach nasi
czlonkowie to dccydenci pañstwowej kiesy.
komproniítujqce polskq ftzyk^.
Ooc. dr Michal GryriA»V¡ lostytut Probkmów
J^drowych 05-400 Otwock-^wieri
ProC Lexzek Kuznicki Prezes
Polikiej Akademii Nauk Patac
Kultury i Nauki Warszawa
Szanowny Рате Prezesie!
List do Prczesa PAM
(odwolanie od wyroku)
W zwiqzku z przeslanym do Prezydium Akademii w rúo skie
m Wydziahi III PAN, mówiqcym o zaniecha- niu dalszego
wvdawania miesifcznika JlAUKA I PRZYSZLOSC“, chcialbym
odnieid ¡i* ¿0 tego fragmentu sprawy. który jest zwiqzany z mojq
osobq. a iciíie mówiqc z wydrukowanym w majowym numerze
tego periodyku moim artykulem p(. „Chemia a prze- тіолу
jqdrawe".
OÍói jcdnym z giównyca argumcntow. wysuwanym przez
osoby domagajqce sif zamkniçcia czasopisma. byl zar zut
stawiany jego Redaktorowi. ze porwolil wydrukowad
wymirniony artykul. przyczyniajqc si( tym samym do szerzenia
blfdnych poglqdów naukowych. Zarosumialoíd i tupet. z Jakim
zaatakowano mój artykul. wydaje sie przekraczad wszelkie
granice przyzwoitoici. A przeciei o tym. czy zachodzi zjawisko
zimnej syntezy jqdrowej. dyskutuje S¡e nie tylko na lomar h
popularnych naukowych periodyków typu Pfy- síes Today, ale
lakie drukuje sif naukowe publikacje w takich czasopismach jak
Nature czy Pfyücs Le tiers. W íwietle tych faktów. jak i w íwietle
tego. ze regulamie odbywajq sif korfer eneje naukowe dotyczqce wymienionego te mal u. a na b adan ia wydawane sq miliony
dolarów. postawienie Redakcji miesifcznika NAUKA 1
PRZVSZLOSC zarzutu. ze wydrukowalo mój artykul. zakrawa
na groteske i w konsekwencji oimiesza calq ínstytucjf PAN.
Nalezy przy tym nadmienió. te stawiany mi zarzut
niekompetencji trvdno tiznad za powainy. chocby día- tego, iz
niedawno proszono mnie. abym o tych - i po- dobnych sprawach mówil tarówno na konfereneji w Brigham Young
University, jak i w innych czotowych oirodkach
uniwersyteckich: na Harvardzie i w Southern California
University czy leí w wiodqcym amery- kanskim instytucie
naukawo-badawczym Research Power Institute. Czy
zaproszenie, jakie otrzymalem od profesora J. P. kígier dyrektora Instytutu Fizyki Teoretycznej ¡m. A. Poincare w
Paryzu. nastfpcy de Broglie'a. a zarazem redaktora jednego z
wiodqcych naukowych czasopism fizycznych, jakim sq Pfysics
Letters - do zaprezentawania na lamach jego czasopisma moich
poglqdów na temat zimnej syntezy jqdrowej. jest dowodem
niekompetencji? Jak wobec tego faktu wyglqdajq zarzuty
stawiane obecnemu Redaktorowi NAUKI I PRZltSZLOSCl?
W iwietle absurdalnoici argumentaqi i wniosku
przypominajqcego mroezne czasy miniarteJ epoki. kiedy to
zamykano wydawnicttvo za nieprawomyilny artykul. apeluje o
odrzucenie wniosku o likwidacjf bar- dzo potrzebnego calemu
trodcrwisku naukowemu czas- pisma. Jednoczeinie, wobec
faktu public mego narusze- nia mojego dobrego ánienia,
domagam sif od wnlos- kodawców publicznego odwolania
bezzasadnych nega- tywnych ^ormulowañ. jakie zostaly
zaocznie przedw- ko mnie wytoczone - w celu uwiarygodnlenia
bez- zasadnoici tych ^omulawaÁ zalqczam kserokopie
wybranych dokumentów.
Z wyrazami szacunku i powaiania loe. ár
MICIIAI. GRVZH^Kf
Posadlo otrzymaj^:
Rodaktoc
Naaadny
mrajonda
NAUKAI
PRZYSZIJOSÚ Witold Btachowicz
SekreUrz Wydzialu III PAN prof. Jerzy
Kolodzicjczak Sckrtlarz Wydrialu IV PAN prof.
Wojciech Szczepiñski
§1. Лиисторическое разрешение: Scqc go !
175
A oto jeden, z posród kilku zalqczników, jakie towarzyszyly listowi skierowancmu na r^ce Prezesa PAN Prof. L. Kuznickiego:
ОЕГлЯТМЕЧТ Of
Hl. (213>
»ЛХ. ГИЗ»
KNCfNEt’1^
November s. 1990
United States Department of Justice tmnrgra'iou
and Naturalization Servir«· Lot Angele*, С A
To Whom Tt May Concern:
The Departments of Physics and Aerospace Engineering ot the University of Southern
Caliioraia has now Dr Michal Gryzinski of Institute of Nuciear Research in Poland a» a
visiting scholar for a period of two weeks. This is a pact of his trip across the United States
where he is visiting several universities. He -vis invited by the Organizing Committee of a
Solid State Physics Conference ("Anomalous nuclear effects in deuterium soEd systems”)
held at Provo, Utah (October 21-24, 199';· I” the mean time, several other organisations
(Electrical Power Research institute (Palo Alto), U.S.C. (Los AageLes), Harvard University
(Cambridge) and National Institute of Standard and Technology (Washington D.C.)) have
invited him to give seminars. This requires Professor Gryzinski to stay a little longer than
he had originally planned. Therefore, we are asking the Immigration and Naturalisation
Service to extend his B l Visa No. 301122 (issued in Warsaw, Poland, on October 17, 1990)
for two additional weeks (until December 2, 1990). This extension is very important for the
scientific community because he is an internationally acclaimed scholar that has been
invited to the United States to present his recent extraordinary work.
Sincerely yours,
Na Wydzialc Fizyki i Wydzialc Inzynierii Lotnictwa i na wydziale
Aeronautyki Uniwersytetu Poludniowej Kalifornii goscimy obecnie Dr Michala
Gryzinskicgo z Insiytutu Problemów Jadrowych, który przybyl na okres dwóch
lygodni. Stanowi io cz^sc jego podrózy po Stanach Zjcdnoczonych. gdzie
wizytuje on kilka uniwcrsytctów. Zosial on zaproszony przez Komitcl
Organizacyjny Konfcrcncji Fizyki Cíala Stalcgo „Anomalne efekty jadroue w
cicle stalym zawierajacym deuter”) w Provo. Utah (21-24 pazdziernik, 1990).
W mi^dzyczasic kilka innych organizaeji: Instytut Wielkich Mocy w Palo Alto,
Uniwersytet Kaliforni w Los Angeles. Uniwersytet Harvard w Cambridge i
Paristwowy Instytut Miar i Tcchnologii z Waszyngtonu wystosowaly
zaproszenia do wygloszenia seminariów. Wymaga to dluzszego pobytu niz
poczqtkowo planowany. Prosimy, wi^c zatem, Immigration and Naturalisation
Service o przedluzenic jego wizy B-l No.301122 o dodatkowc dwa tygodnie (do
2 grudnia 1990). To przedluzenic jest bardzo waznc dla naukowej
spolccznosci, jako ze dr Μ.Gryzinski jest naukowcem o mi^dzynarodowym
autorytecie, zaproszonym do Stanóu Zjcdnoczonych w celu z.aprezcntowania
swoich aktualnych, nadzwyczaj interesuj^cych rezultatovs badari.
Joseph A. Kune
Professor
Л<тоspice Engineering and Physics
Czy Ь^сЦ przeprosiny ? Modne sa dzis przeprosiny. Swiat zaczql wszystkich za wszystko przepraszac, co mialo miejsee od czasow
Adama i Ewy. Generalnie rzecz bionic nic jest to takic zle, jezeli lylko ma to sluzyc pojednaniu, a nie upokorzeniu strony
przcpraszajacej. Zal wyrazony przez Kosciol za inkwizycj^ Sredniowiecza, kiedy to pot^piony zostal Galileusz i na inkwizyeyjnym
stosie splonq.1 Giordano Bruno, odbieram jako wyraz dazeri do osiagni^cia potrzebnej ludzkosci, szczcgolnic dzis, harmonii na linii:
wiara - nauka.
Koledzy twierdz^,
ze jest to niemozliwe, jako ze jeszcze nikomu dot^d. za jego zycia. tcorii podwazajqcej istniej^ce status quo, nic uznano. Wprost
pr/eemnie. Zbytnie wychodzenie przed szereg 7. reguly koriczylo si$ tragicznic. Так bylo w przypadku Giordano Bruno toruj^cego
drog$ wspolczesncj astrofizyce. tak tez stalo sic z Boltzmancm, klorego prawo, nosziice dzis jego nazu isko. jest jednym z
podstawowych praw statystyeznej fizyki.
Czy doezekum sif jakichs slow przeprosin od PAN za szkalujqcq, majqcq charakter sredniowieeznej anatemy uchwa!<* nie wiem.
Anatema - brori obosicczna. Jest specyficznq сссЬц anatemy, zc napi^tnowanego nie usmierca bczposrednio. Jcj dzialanie jest
posrednie, poprzez wzbudzcnic nicufnosci i wrogosci w otoezeniu tegoz - tak wlasnie bylo w przypadku mlodcgo Boltzmana, ktory
wysmiewany przez dwczesnc naukowc autorytety (Mach) popadl w izolacj? w naukowych srodowiskach i targn^l si$ na wlasne zycie.
Dzis jest nie inaczej. Wraz z rzucona na mnic anatemy, skoriczyly si$ nagrody, odznaczcnia, wyroznienia. Rdwnicz i w oczach
Komitetu Badari Naukowych. dyspozytora funduszy paristwowych na badania naukowe, zaden z moich zaproponowanych tematow
naukowych nic znalazl uznania - w rcccnzjach otwarcie pisano: to ten, co wierzy w „zimn^ fuzjtf', a w podtekscie przcwijal SIQ
motyw: to ten, na ktorego PAN rzucila anatemy. Tu i owdzic wycofywano SIQ ze wczcsniejszych ustaleri.
Anatema zmrozila nawet wysoce utytulowanq kadrQ naukowq rodzimego Instytutu. W
Instytucie Problcmów Jqdrowych (dawniej Instytucie Badari Jqdrowych), w którego
fundamentad) tkwi nic malo moich cegidck, profesorsko-dyrektorskiej kadrze zabraklo
odwagi do podj^cia rzeczowej dyskusji na tematy stanowiqce istotQ funkcjonowania
tegoz Instytutu. Równiez moje próby zainicjowania naukowej dyskusji dotyczqcej
budowy atomu na forum Rady Naukowej 1PJ, jakby nic bylo jednego z czolowych
instytutów atomistyki w Polsce nie przyniosly zadncgo rezultatu.
Ale anatema to broñ niebezpieczna równiez día rzucajqcego anatema Jczeli nie
odnosi szybko wyraznego skutku, to powodujc wzrost zainteresowania
zakwestionowanymi poglqdami i przyczynia s¡£ do szcrzenia si$ schizmy. Majqc
znacznic wiQcej lat, a wi^c i znacznie wi^cej doswiadczcnia, niz mlody Boltzman,
zignorowalem anatem^ rzuconq w 1993 roku przez PAN. Wykonalcm kilka
6. ZkutobiocznNC tío case
niekonwencjonalnych posuni^c, o nich nieco dalej, a w srodowisku naukowym zaczQly
SÍQ pojawiac glosy - a mozc faktycznic ten Gryzinski ma racjQ. Na dodatek, za granicami
Kraju o anatemie nic nie wiedzq i zapraszajq na odczyty i sympozja. Так to „falszywe”
poglqdy na budowy atomu szcrzq si$ dalej, a nieufnosc do mcchaniki kwantowej wciqz
rosnic. Prawdq jcst jednak, ze bitwa o naukowq prawdq zcpchni^ta zostala w obszar
pozanaukowcj argumcntacji i warto o tym pare; slów powiedziec. Przedtcm jednak
artykul, który zaowocowal przytoczonq powyzcj uchwalq PAN, na który warto spojrzcc
z perspektywy problcmów omawianych na poprzednich stronicach tej ksiqzki.
§2. DOWÓD PRZESTI· PSTWA: „CHEMIA A PRZEMIANY MDROWE”
(Nauka i Przyszlosc, Maj 1993 r.)
Так wsród fizyków, jak i chemików istnieje powszechnc przckonanie, ze wiqzania
chemiczne nic mogq miec wi^kszego wplywu na procesy jqdrowe. Takie wlasnie
przekonanie lczalo u podstaw ogólnego niedowierzania na temat doniesienia
Fleischmanna i Ponsa o zimnej syntczie jqdrowej. Dzis, po cztercch latach dalszych badañ
(artykul napisany byl w 1993 roku), nie ma wqtpliwosci, ze w temperaturze pokojowcj
moze zachodzic proces syntczy jqdrowej. Rozne niczalezne osrodki badawcze
potwierdzajq gencracjc; cicpla w ilosciach podobnych do tych, o jakich mówili
Flieschmann i Pons. Jcdnoczesnie utwierdzono si^ w przekonaniu, ze wszystkie inne
zjawiska towarzyszqcc generaeji ciepla stojq w sprzecznosci z istniejqcymi
wyobrazcniami o reakcjach jqdrowych i w zaden sposób nie dajq S19 wkomponowac w
ramy teoretyezne istnicjacych teorií.
W sytuacji, kiedy pomimo wymyslania ewidentnie nierealnych sytuacji
fizycznych obliczenia kwantowc nie prowadzily do zadnych sensownych rezultatów,
zwrócono uwagQ na molekularny mechanizm syntezy jqdrowej. Idee tego mechanizmu
sformulowalem w kilka dni po doniesieniach Fleischmanna i Ponsa (Nature 338. 712,
¡989), a istotne elementy dynamiki tego procesu opisanc zostaly w publikacji przeslanej
do druku jeszcze w czerwcu 1989 roku (Rozpr.Elektrot.35, 1057). Nalezy zauwazyc, ze
uzyskiwane obecnie wyniki eksperymentalne ukladajq si$ w ramy teorii, którcj szczególy
przedstawione zostaly na konfereneji w Utah w USA, jaka si$ odbyla jesieniq 1990 roku
i w której wziqlem udzial. Так blyskawiczna reakeja na rcwelacyjnc doniesienia z wiosny
1989 roku byla mozliwa tylko dlatego, ze koncepcja zimnej syntczy jqdrowej byla
ekstrapolacjq prowadzonych przeze mnie od wielu lat rozwazañ na temat dynamiczncj
teorii wiqzania chemiczncgo. Obecne fakty, polwierdzajqce molekularny mechanizm
syntezy jqdrowej, potwierdzajq ide<¿ budowanej przeze mnie od wielu lat teorii wiqzañ
molckularnych.
§2. Dovxот обиды^пенс: ,. Химия и превращения
177
Dynamiczny model wiqzania chemiczncgo. Punktem wyjseia dynamieznej tcorii wi^zania chemicznego by! dynamiczny model
atomu z radialnie poruszaj^cymi si? elektronami, wydedukowany przeze mnic na gruncie fizyki zderzeri atomowych. Model ten,
zwany od ksztaltu elektronowej trajektorii w atomie wodoru - modelem swobodnego spadku, pozwolil rozwi^zac szereg problemow
w zakresie fizyki oddzialywari atomowych, spektroskopii i magnetyzmu oraz wyjasnic istotQ efektu Ramsauera, czy tez sil Van der
Waalsa. Przeniesicnie tego modelu na grunt chemii molekularnej oznaczalo, ze istota wi^zania chemiczncgo tkwi w elektronach
poruszajqcych si? po scisle okreslonych trajektoriach maj^cych swoj pocz<itck i koniec w poblizu dwu wiqzanych j^dcr. Najprostsze
wi^zanie chemicznc rcalizuje si? poprzez elektron poruszaj^cy si? po linii prostej pomi?dzy dwoma j^drami.
Dynamika tego ukladu okrcslona jest z jednej strony przcz sil<£ kulombowskiego przyciugania, znajduj^cego si? pomi?dzy
j^drami elektronu a z drugiej strony gazo-kinetyeznym cisnieniem, jakie elektron wywiera na j^dra odbijajqc si? od nich niczym pilka
poruszaj^ca si? pomi?dzy dwiema scianami. Dla tak sformulowanego problemu dynamieznego udalo si? znalczc scisle rozwi^zanie
analityczne - a jest to chyba. jak dot^d, jedync znanc rozwi^zanie tak ogolnie postawionego zagadnienia trzech cial. Z rozwi^zania
tego wynikaj^ w sposob bezposredni kluczowe wlasnosci wi^zania chemicznego, takie jak: wspolczynnik elastycznosci,
wspolczynnik rozszcrzalnosci termieznej, przewodnictwo cieplne czy szybkosc rozchodzenia si? dzwi?ku. Jasne si? stalo, czym jest
energia Fermicgo i na czym polega istota drgari zerowych sicci krystalicznej. Powstaje jednak pytanic, jak ma si? to wszystko do
molekularnego mechanizmu syntezy j^drowej ?
Molekularny koilaps. Uklad dwu protonow i poruszaj^cego si? pomi?dzy nimi elektronu
w pewncj tylko szczegolnej sytuaeji b?dzie pozostawal w stanie dynamieznej rownowagi.
Ten szczegolny stan, kiedy gazo-kinctycznc cisnienie elektronu jest rownc site
elektrostatyeznego przyciqgania, reprezentuje trwal^ molekul? wodoru. Zmieniajqc
gwaltownie energi? ukladu moze ona bye wprowadzona w drgania. W ogolnym
przypadku amplituda tych drgari moze bye taka, ze drgaj^ce protony mogq si? zblizac na
niewielkie odleglosci, a w skrajnym przypadku, moze dojsc do calkowitego kollapsu
molekuly. Ten skrajny przypadek byl wlasnic opisany w notatce, jaka si? ukazala w
Nature w 1989 roku. Oczywiscie, ze ta prosta dynamika mieszcz<tca si? calkowicie w
ramach oddzialywania Coulombowskiego zmienia si?, kiedy j<idra zbliz^ si? na takit
odleglosc, ze oddzialywanic magnetyezne zwi^zane ze spinem elektronu i spinami
protonow zacznq dominowad. W tym momencie moze nast^pic nieodwracalny proces
kollapsu z pozbyciem si? nadmiaru energii wysylanej poprzez oscyluj^cy elektron w
postaci mi?kkiego promieniowania X.
Ekstremalna sytuaeja wyjasniajaca istot? zimnej
syntezy jqdrowej. To usytuowany pomi?dzy dwoma
j^drami elektron. umozliwia dwu protonom pokonanic
sil elektrostatyeznego odpychania i zblizcnie si? na
odleglosi, przy ktorej mog4 one zostac trwale
zwi^zanc poprzez spinowe pole magnetyezne.
Inicjacja molekularnego kollapsu. Jak wynika z obliczcri, energia kinctyczna, jaku w
takiej „iglowej” molekulc zjonizowanego wodoru posiada elektron w punkcic siodlowym
potenejalu pomi?dzy dwoma j^drami, wynosi 2.47 eV. Otoz, jesli jakis czynnik
zewn?trzny spowoduje, ze elektron utraci t? energi?, to molekula przejdzie w stan gl?bokich oscylacji i z pewn^ doz^
prawdopodobieristwa moze zajsc calkowity kollaps molekuly. Roznc mog^ bye drogi, na klorych energia elektronu moze ulec takiej
wlasnie zmianie. Jcdn^ z drog moze bye zmiana potenejalu wewnqtrz sieci krystalicznej spowodowana przegrupowaniem clcktronow
podezas przemian fazowych.
178
6. Автобиографическая история дела
I z tym wlasnic mamy do czynienia przy przemianach fazowych, jakie zachodzq w
palladzie przy duzych ilosciach wprowadzoncgo dori wodoru. Jasne jest, ze zmiany energii clektronu poruszajacego si? pomi?dzy
dwoma jqdrami mogqbyc spowodowane roznymi czynnikami i molekularny koilaps moze miec micjscc w najprzerozniejszych
okolicznosciach. Pallad nie jest wi?c warunkiem sine qua non zajscia molekularnego kollapsu, a jest jedynie osrodkiem, w ktorym
warunki fizyczne sq najbardziej sprzyjajqce.
Uwi?zienie clektronu w „kieszcni” potencjalu sieci
krystaliczncj,
w
sposób
istotny
zwi^ksza
prawdopodobienstwo powsiania ciasno zwi^zanej
quasi-molckuly i w konsekwencji, po u trade
nadmiaru
energii
w
postad
mickkiego
promieniowania X, utworzenia jqdra deutcru.
Z rozwazari, jakie przeprowadzone zostaly jeszcze w 1989 roku wynikalo, ze
obok syntezy dwu deuteronow - dwu jqder ci?zkiej odiniany wodoru - mozliwa jest
rowniez molekularna syntcza dwu protonow, co oznaczalo, ze zrodlem energii jqdrowej
moze bye nie tylko ci?zka woda, ale i zwykla woda z kranu(!). Wniosek ten wydawal si?
graniczyc z absurdem. Jego wyartykulowanic - w atmosferze nagonki, jaka si? rozp?tala
w stosunku do naukowcow twierdzqcych, ze synteza jqdrowa ma miejsee po pierwszych
niepowodzeniach powtorzenia eksperymentu - nie bylo latwe. Jest sprawq otwartq. w
jakim stopniu sformulowanie tej hipotezy w referacie wygloszonym na konfereneji w
Utah w 1990 roku, przyczynilo si? do pozniejszego odkrycia. Faktem jest, ze materialy
tej konfereneji mowia o molekularnej syntezic protonow, a wi?e mowiq o czyms, co bylo
ewidentnym zaprzeczeniem istnicjqccj wowczas w tym zakresie wiedzy.
Teoría a fakty eksperymentalnc. Dzis, po blisko cztcrech latach badari prowadzonych juz
bez rozglosu. mozna stwierdzic, co nast?puje:
- w róznych niezaleznych osrodkach badawczych zaobserwowano gencracj? energii
w ilosciach podobnych do tych. o jakich donosili Fleischmann i Pons.
- przy sladowych ilosciach promieniowania jqdrowego stwierdzono silnq emisj?
mi?kkiego promieniowania rentgenowskiego,
-
podobne efekty cicplne i radiacyjne zaobserwowano stosujqc w eksperymcntach
zwyklq H’Oi/f. a wi?c przepowiedziana w ramach molekularnego mechanizmu reakcj a
jqdrowa istnieje!
Do
sformulowanej
przeze
mnic
hipotezy
molekularnego mechanizmu zimnej syntezy jqdrowej
odwolywal si<? mi?dzy innymi w 1991 roku J.Vigier,
wieloletni redaktor Physics Letters.
Stwierdzono wi?c to wszystko, co stanowi istot? molekularnego mechanizmu
syntezy jqdrowej, który zostal przeze mnie opisany juz w 1989 roku. Nie bez powodu
zatem. na ostatniej konfereneji poswi?concj zimnej syntezie jqdrowej, która w
pazdzierniku ubieglego roku odbyla si? w Japonii, odwolywano si? do moich prac.
Mówiqc o faktach potwierdzajqcych istnicnie molekularnego mechanizmu
syntezy picrwiaslków. z których bezspornie wynika. ze sredniowieezni alchemicy midi raejf !!!.
nie nalezy jednak zapominac o mnicj spcktakularnych dowodach istnienia tego
mechanizmu. O dowodach tych doniósl Steven E. Jones, konkurent Flieschmanna i
Ponsa. W swictle tego mechanizmu stajq si? zrozumialc rozne dziwne rzeczy. które
odkrywali i ciqgle odkrywajq geofizycy i gcochemicy.
Po pierwsze, nie zgadzal si? im, obliczany na podstawic aktualncgo stanu wiedzy
z zakresu fizyki jqdrowej, bilans cnergetyczny w skorupie ziemskiej (dla ponad 50%
strumicnia energii pochodzqccgo z wn?trza Zicmi nie udawalo si? zidentyfikowac
zródla).
179
§2. Доказательство офф^: "Химия и ядерные превращения"
Po drugie, nie mozna bylo w zaden sposob wyjasnic „dziwnego” skladu izotopowego w gazach wulkanicznych
(nieoczekiwanie duze ilosci He' i trytu).
Po irzecic, w pewnych gatunkach skat obscrwuje si^ wyraznie zlokalizowane obszary (domeny) zawierajqcc w duzych
ilosciach uwi^ziony tarn hel, przy czym na dodatck jest to rzadko wyst^puj^cy jego lekki izotop - He3.
Wszystko to micsci si$ w ramach molekulamego mechanizmu syntezy jqdrowej, a mozna rowniez przypuszczac, ze deuter
znajdujqcy si$ w morskiej wodzic nieustannie powstajc na drodze molekularnej syntezy protondw.
Waga problemu i implikacje na przyszlosc. Jak mozna SIQ zorientowac juz z tych kilku sformulowari, za problemem molekularnej
syntezy kryjq si$ dwa zagadnienia o kolosalnym znaczeniu. Z jednej strony jest to problem zbudowania „czystego” zrodla energii
jqdrowej o nieograniczonych zasobach paliwa (w molckularnym procesie syntezy jqdrowej nie powstajq ani materialy radioaktywne,
ani procesowi temu nie towarzyszy promieniowanie jqdrowe, a calc occany to jeden gigantyezny zbiornik energii jqdrowcj). Z drugiej
strony jest to problem, ktory moze si$ przyczynic do radykalncgo przewartosciowania calej naszej tcorctyczncj wiedzy o
mikroswiccic.
Sq podstawy, aby sqdzic, ze „afera” z zimnq syntezy przyspieszy proces powrotu w fizyce do scislych regul, jakic winny
obowiqzywac w naukach scislych, od ktorych si$ odeszlo w latach dwudziestych naszego wicku.
Mowiqc o konsckwcncjach odkrycia mechanizmu molekularnej syntezy j^drowcj warto zauwazyc, ze moze mice on ogromne
znaczenie ogdlno poznawcze. Sq podstawy, aby s^dzid, ze prapoezqtek wszystkich procesow wyzwalania energii jqdrowej we
wszechswiccie, ktorym jest synteza protondw, a wi^c synteza jqdcr tego izotopu wodoru, ktory jest dominujqcym skladnikiem
zwyklej wody, przebiega inaczej niz to dotqd sqdzono. A wi^c
energia we wn^trzu gwiazd, a w tym i »v naszym Slohcu, nie jest wyzwalana tak, jak to H’ latach trzydziestych zaproponowa! Rethe,
poprzez syntezy dwu protonow z emisjq pozytonu i neutrino,
lecz poprzez ntolekularnu syntezy dwu protondw z udzialem elektronu,
co wyjasnialoby zagadk^ nieuchwytnosci neutrino (strumienie neutrino emitowane przez
Slorice, gdzic zrodlem energii jest synteza protondw, winny byd ogromne, a wielokrotnie
przeprowadzone pomiary wykazujq ich calkowity brak). Warto zauwazyc, zc odkryty
obecnie mechanizm syntezy jqdrowej uwiarygodnia podany przeze mnie blisko cwierc
wieku wstecz, opublikowany na lamach Physical Review, mechanizm wybuchow gwiazd
supernowych opierajqcy si$ na zalozeniu istnienia duzych koncentracji He'.
Majqc na uwadze kolosalnq wags problemu rozsqdnym wydaje sit? powrocic i u
nas do sprawy. Jest jeszcze czas podjqc dzialania w tym kierunku, abysmy potent znowu
nie musieli doganiac pt?dzqcego pociqgu naukowo- tcchnicznego post^'pu. A warto
dodac, ze w fazie, w ktorej dominuje wklad „szarych” komorek a nie techniki, wcalc
nikogo gonic nie musimy.
Zastrzezenia co do tcrmojqdrowcgo mechanizmu
generaeji energii we wn^trzu gwiazd zglaszal, jeszcze
w polowic ubieglego stulecia, rosyjski astrofizyk
N.A.Kozyriew [Notices of Crimean Astrophysical
Observatory 2, 3 (1948), 6, 54 (1951)]. Aktualnie ten
problem podejmuje I.A.Eganowa [Search for
Mathematical Laws of the Universe, Novosibirsk
2000] przytaczajqc stare i podajqc nowc argumentu
na rzecz nie termojadrowego mechanizmu generaeji
energii we wnQtrzach gwiazd. Z jej analizy wynika, zc
¡lose generowanej energii maleje ze vvzrostem
tempcratury wn^trza gwiazdy(’) - co jest zgodne z
mechanizmem molekulamego mechanizmu syntezy
jqdrowej.
180
6. Автобиографическая история дела
§3. KORZEN1E UCHWALY
Zanim do tego doszlo. Moje aktywne wejscie w spraw? zimnej fuzji w 1989 roku míalo
swoje korzenie w dziedzinie, która wydawala si? byc zaprzeczcniem tej pierwszej, a
mianowicie w dziedzinie syntezy tcrmojqdrowej. Pomimo, ze w pierwszym przypadku.
chodzi o Iqczenie si? atomowych jí^der w temperaturze pokojowej, a w drugim, o
Iqczenie si? jqder przy temperaturach przekraczajqcych miliony stopni, to byl wspólny
mianownik, który Iqczyl pozornie rozne sprawy. Wspólnym mianownikiem okazal si?
byc, „rozmazany” w nieskoñczonej przestrzeni przez kwantowa teori?, wsz?dobylski
elektron tkwiacy u podstaw tajcmniczego zjawiska noszqcego nazw? efekt tunelowy.
Tajemnica tego zjawiska tkwila w tym, ze fizycy nie mogli dociec, w jaki sposób
dwa jqdra, nie majqc wystarczajqccj energii, aby pokonac odpychajqcq sil? Coulomba.
zblizajq si? do siebie tak dalece, ze mozo zajsc reakcja jqdrowa. Obliczana w oparciu o
prawo Coulomba energía potrzcbna do pokonania bariery Coulombowskicj stojqcej na
przeszkodzie polqczenia si? dwu jqder o liczbie atomowej i byla wielokrotnie wi?ksza od
energii, przy kiórcj obserwowano reakcje jqdrowe. W mechanice kwantowej dylcmat
„rozwiqzano” korzystajqc z zasady nieoznaczonosci Heisenberga pozwalajqcej ominqc
prawo zachowania energii. Na drodze sztucznych zalozeri, w sposób podobny, jak to
pokazywalismy w przypadku efcktu Ramsauera, otrzymano formul? odtwarzajqcq
wyniki pomiarów. Formula oczywiscie nie nie mówila o mechanizmic procesu argumentujqc, w znany nam juz sposób, ze jest to zjawisko czysto kwantowe i o fizyk?
procesu mozna si? nie klopotac.
Ponicwaz przekrój czynny na reakcj? syntezy jqdrowcj odgrywa kluczowq rol?
w rozwazaniach dotyczqcych mozliwosci skonstruowania reaktora tcrmojqdrowego,
którego skonstruowanie bylo wówczas moim marzeniem, postanowilem na zjawisko
tunelowania spojrzcc z pozycji deterministycznych praw fizyki. Punktem wyjscia moich
rozwazari, tak jak zawsze w przypadku nicjasnosci o fundamcntalnym charakterze, byla
dokladna analiza strony eksperymentalnej zjawiska. Wszystkie pomiary sprowadzaly si?
do obserwacji produktów wybranej reakcji jqdrowej zachodzqcych w tarezy
bombardowanej wiqzkqjqder przyspicszanych w takim czy innym akceleratorze. Ale
tareza to przeciez mieszanina dodatnio naladowanych jqder i niosqcych ujemny ladunek
clektryczny elektronów, rozumowalcm, a te w rozwazaniach teoretycznych pomijano
calkowicic. Pomijano je twierdzqc, ze majqce malq mas? elektrony nie mogq w sposób
istotny wplynqc na proces zderzenia pomi?dzy dwoma ci?zkimi obiektami, jakimi sa
atomowc jqdra. Rzetelna analiza teoretyezna zderzenia dwu jqder w obccnosci elektronu
pokazala, ze te majqce malq mas? elektrony mogq jednak w sposób istotny wplywac na
caly proces zderzenia - szczególnic w zakresie niskich energii, kiedy to jest wzgl?dnie
Efekt tunelowy to efekt wplywu elektronów
towarzyszacych zderzeniom jadrowyni. Д // - duze prawdopodobieñstwo tworzenia si? quasi-molekul. W takim quasi- molekularnym
obnizenie bariery potencjalncj spowodowane stanie dwa jqdra, dzi?ki ckranowaniu ich pola Coulombowskicgo przez elektron, mogq
obecnosciq
elektronu.
Mcchanika
kwantowa
si? zblizyc na odleglosc, przy której zaeznq dzialac przyciqgajqcc sily magnetyezne. Так
próbowah objasniac zjawisko zapominajqc o ich
wi?c efekt tunelowy nie jest tajemniezq wlasnosciq mikroswiata, jak to imputowala
istnieniu.
mechanika kwantowa, ale ma swoje zródlo w clektronach towarzyszqcych zderzeniom.
Przekrój czynny na reakcj? syntezy jqdrowcj nie jest, wi?c wielkosciq absolutnq, ale zalezy od stanu srodowiska, w którym zderzenia
zachodzq. Na tej to podstawic twierdzilem, ze problemu kontrolowancj syntezy termojqdrowej nie mozna rozwiqzac w oparciu o
koncepcj? tokamaka - w zjonizowanym rzadkim gazie warunki tworzenia si? quasi-molekul sa znaeznie mniej sprzyjajqce niz w gazie
nie zjonizowanym.
§3. Корни учны
181
Taki byl stan mojej wiedzy, kiedy to wybuchla sprawa zimncj syntezy jqdrowej. Dla mnie sprawa wi?c byh oczywista. Zimna
syntcza j^drowa to proces trojcialowy z udzialem dwu jqdcr wodoru i elektronu. Nic wi?c dziwnego, ze juz kilka dni pozniej moglem
wyslac notatk? do Nature i obszcrnicjszy artykul o zjawisku tunelowania do International Journal of Theoretical Physics. O ile notatka
w Nature, mozc nicco w okrojonym rozmiarze, ale ukazala si? szybko, to artykul polezal sobie w redakcji okolo pol roku. Dopiero
po mojej drastycznej intcrwcncji tcmat byl przeciez gor^cy i liczyl si? kazdy dzieri - zwrocono go z odmown^ opiniq (ostatecznie
ukazal si? on w matcrialach mi?dzynarodowej konferencji „Problems in Quantum Physics” - ktora odbyla si? w Gdansku w 1992
roku). Dzis, po wielu latach od tcgo momentu, eksperymenty potwierdzaj^ istnicnie molekularncgo mechanizmu syntezy jildrowej,
a pierwszeristwo naukowe zawdzi?czam krociutkiej notatce w Nature i polskiemu Dopiero pol roku po wyslaniu artykulu do publikacji,
czasopismu wydawanemu pod auspicjami Polskiej Akademii Nauk, jakim s^ pom i mo wielu monitow, z Redakcji International
Journal of Theoretical Physics dostalem
Wiadomosci Elektrotechniczne.
potwierdzenie o otr/.ymaniu artykulu - bez zadncj
wszakze daty na liscie(!) - tu mozna snuc rozne
przypuszczenia o tym, jak^ rol? spelniaj^ dzis
naukowe czasopisma, jezeli w gr? wchodz^ prace
o kluczowym znaczeniu.
Aby zrozumiec gwaltownq reakcj? Ill-ego Wydzialu PAN na opublikowanie
przcz docenta bez habilitacji, w niskonakladowym, kameralnym czasopismie, jakim jest
Nauka i Przyszlosc, niewielkiego artykulu, nalezy wrocic do przelomu lat pi?cd/.iesiatych
i szescd/.iesi^tych. kiedy to powstawaly pierwsze moje prace naukowe, a mysl<i si?gnqc
jeszcze dalej. do chwili. kiedy rodzila si? wspdlczesna teoria zwana mechanik^ kwantow«i. Aczkolwiek mowilem o tym juz na
picrwszych stronicach tcj ksi^zki, to do pcwnych aspektow tcj sprawy, w nicco innymjuz kontckscic, warto wrocic jeszcze raz.
Jcszczc raz o poczqtkach wcjscia fizyki na bezdroza. W poczqtkach dwudziestego wieku fizycy zaobserwowali szereg zjawisk,
ktorych nic byli w stanic wyjasnic w oparciu o przyczynowo-skutkowe rownania klasycznej fizyki b?d^ce wynikiem prac: Newtona,
Coulomba, Ampera, Faradaya i Maxwella. Najwi?ksze zamieszanie spowodowaly te zjawiska, za ktorymi kryly si? jakies blizej
niezidentyfikowane falowe aspekty mikroskopowego swiata, ktorego kwintesencja zawiera si? w paradoksie wyst?puj4cym pod
nazwq falowo- korpuskularncgo dualizmu. (Jznano, ze osiagn?lismy granicc naszcgo poznania. gdzie poj?cia zycia dnia codzicnncgo
st| bczuzyteczne. W konsekwencji zanegowanq fundamentaln^ zasad? fizyki klasycznej, jakq. byla zawszc zasada przyczynowosci twicrdzac, ze w mikro-swiccic ex definitions nie ma jednoznacznego powiqzania pomi?dzy przyczymt i skutkiem. Teoria ograniczona
zostala do wyszukiwania formalnych regul odwzorowujqcych obscrwowane zjawiska. Wysuwaj^c falowe aspekty obserwowanych
zjaw isk na plan pierwszy. za podstaw? wszclkich rozwazari o mikroswiecie przyj?to znane z fizyki osrodkow ciiiglych rownanie
falowe. Rownaniu temu odebrano jednak jego pierwotny fizyczny sens, kiedy w micjsce parametrow opisuj^cych fizyczne wlasnosci
osrodka, takich jak np. spr?zystosc, wprowadzono kombinacj? parametrow opisuj^cych cz^stki, takich jak masa czy ladunek. Po
takiej zamianie nie bylo wiadomo, co drga i co wlasciwie reprezentuje funkcja falowa. Arbilralnie uznano, ze kwadrat funkcji falowcj,
to prawdopodobieristwo polozenia cz^stki w przestrzeni. Budowantj na takich ad hoc formulowanych zalozcniach tcori? nazwano
mechanik^ kwantowq. W 1927 roku na trzeciej (i ostatniej) Solvayowskiej konferencji. w ktorej uczcstniczyla clita owczesnej fizyki.
zamkni?to dyskusj? nad podstawami filozoficznymi fizyki teoretycznej uznajqc, ze jcdyny poprawny sposob opisu zjawisk
mikroswiata, to wlasnic medianika kwantowa. Od tcgo momentu wszelkie proby opisu zjawisk atomowych w kategoriach
przyczynowosci traktowano jako bezscnsownc. Prcsja ze strony nowopowstalej doktryny byla tak silna, ze wkrdtce fizyka klasyczna
zostala calkowicic wyeliminowana z rozwazari o budowie atomu.
182
6. Автобиографическая история дела
VVcjscie na scen£ - pierwszv krok w kierunku rehabilitaeji idei determinizmu w fizyce...
„Ustawowc” wyeliminowanie fizyki klasycznej z rozwazari o budowie atomu mialo
daleko id^cc konsekweneje. I tak na przyklad, fundamentalny problem fizyki, jakim jest zagadnienie
dwu cial pozostawal, w CO jest wprost trudno uwierzyc, az do polony ubieglego stulecia, nawet dla
najprostszych sit centralnych, nie rozniqzany. A przcciez prawidlowy opis zderzenia dwu
elementamych czqstek naladowanych oddzialywujitcych zgodnie z prawem Coulomba,
to warunek sine qua non, jakichkolwiek dociekari na temat zderzen atomowych. Picrwszy
krok w kierunku zbudowania poprawnej teorii zderzen atomowych, opartej na scislym
rozwi^zaniu zagadnienia dwu cial, to byla praca, jakii opublikowalem w 1957 roku na
lamach Physical Review.
Reprinted from THE PHYSICAL REVIEW , Vol. 107, No. 6, 1471-1475, September 15. 1957 Printed in V. S. A.
Picrwsza moja praca naukowa i picrwsza w ogöle
polska praca naukowa opublikowana po wojnic na
Stopping Power of a Medium for Heavy, Charged
tamach Physical Review. To w tej pracy zostalo
pokazanc, ze odejscic w latach dwudziestych od
MlCHAt GRYZINSKI
dobrzc zdefiniowanych poj^c fizyki klasycznej przy
opisie zjawisk atomowych bylo co najmniej Institute of Experimental Physics, Warsaw University. Hoza, Warsaw, Poland
przedwezesne, a jak si<? potem okazalo, bylo (Received March 21. 1957)
wielkim blödem.
Particles
Sukcesy opracowanej przeze ninie klasycznej teorii zderzen atomowych. nosz^cej nazw$
przyblizenia zderzen binarnych, byly ogromne. Juz pöl roku pözniej dostalem
zaproszenie z Amerykariskiej Akademii do przyjazdu do USA.
ttoi CONSTITUTION AVENUC
WASHIRSTOH 1«. O C.
NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES
NATIONAL RESEARCH COUNCIL
caaic *oo«a·· NAR8CO
WASMIHSTON. ·. C.
OF THE UNITED STATES OF AMERICA
Profeesor Michal Gryzincki Warsav University
Warsaw, Poland
Dear Professor Oryzlnski:
July 30, 1953
The National Acadecy of Sciences-Netional Research Council’s Subcommittee on Penetration of Charged
Particles in Matter is sponsoring a Conference on Penetration of Charged Particles Through Matter to be held in
...Mamv wielka satysfakeie wystosowac jak Gatlinburg, Tennessee on September 15-10, 195Ö. It is a privilege to extend to you a nost cordial invitation to
najscrdecznieiszc zaproszenie do wziecia udzialu w participate in these proceedings and as a guest o’ the National AceJacy of Sciences-Natioual Research Council to deliver
one of the principal papers of the Con/erencu.
naszveh obradach w charakterzc eoscia Partslwowei
Akadcmii Nauk 1 do wygloszenia jednego z glöwnych
The United States Department of State is lnfonaed concerning plans for this Conferenco and will advise
referatöw tej Konferencii... nasza Ambasada w the United States Consulate in your country to assist you Ln every appropriate way In arren^in,«; for your ■/leit to the
Pariskim Kraju zatroszc7y sie u stosownv sposöb o United Stases.
przygotowanic
Panskiei
wizvtv
w
Stanach
Ziednoczonvch.
W USA na konfereneji w Gatlinburgu pr/.edstawilcm
prac? zatytulowana: „Klasyczna tcoria zderzen
atomowych”. w ktörej pokazy- walem. ze w ramach
prostych i przcjrzyslych praw fizyki klasycznej mozna
opisaö wielka liczbQ zjawisk towarzyszqcych
zderzeniom atomowym. Przyjy'la cntuzjastycznie,
pöznicj stala sie zaczqtkiem wiclkich perypelii, a
uchwala PAN to ukoronowanic tych perypetii.
ACS/cr
v-i Dr. Tilling Associate Director
N0W4, niezmiemie skuteezna teori^
bylo mi dane prezenlowac na roznego
rodzaju konferencjach, czy na
wykladach. jak na przyklad na mi^dzynarodowej szkole fizyki zderzen atomowych na
Uniwersytecic w Bari we Wloszech.
§3. Корень резолюции
183
LECTURERS
BENJAMIN BEDERSON. New Yoric University. U.SA.
INTERNATIONAL SUMMER SCHOOL ON THE PHYSICS
OF ELECTRONIC AND ATOMIC COLLISIONS
BARI (ITALY). AUGUST 27-SEPTEMBER 10. 1969
Org»nirod by; ISTITUTO DI FISICA, UNIVERSITY OF BARI. ITALY
CSA.TA. (CENTRO STUDI ED APPLICATION! IN TECNOLOG1E AVANTATE)
DANIEL BESSIS, Centre d'Etude· Nucleairee de Seeley, France
PAOLO BUDIN!, International Centre for Theoretical Physics, Trieste. Italy MICHAEL GA (LIT IS.
Latriee Academy of Sciences. USSR EDWARO GERJUOY. University of Pittsburgh. U.S.A.
DAVID GOLDEN. University di Bari. Italy
MICHAEL GRYZ1NSKI. Inctftuto for Nuclear Research. Poland CRIS KUYATT, National Bureau of
Standards, Washington. U.SA.
WILLIAM McGOWAN, University of Western Ontario. Canada KENNETH SMITH. University of
Nebraska. U.S.A.
AARON TCMKIN. NASA Goddard Space Flight Canter. US A.
W ten to sposób, scislc sformulowanc zasady obliczeniowe, bazujqce na równaniu Newtona i prawic Coulomba, krok po kroku,
wypieraly z obszaru fizyki zderzeri atomowych rachunki kwantowe.
A oto, jak sukcesy tej teorii skomentowal jeden z najznakomitszych fizyków atomowych minionego póhviecza, którym
niew^tpliwie byl Profesor Sir David Bates, w swojej monografii, o tytule trudnym do wiernego przetlumaczenia, „OTHER MEN’S
FLOWERS”:
„...Przywrócenie do zycia oezywistego nieboszczyka jest nie lada sztukq (a za takiego uwazano juz fizyk% klasycznq) wielkie slowa uznania za to naleiq si?
Gryziñskiemu za jego niepodporzqdkowanie si% ortodoksyjnym poglqdom i za jego niekonformistyeznq postan^... Jego niepodporzqdkowanie si$ obowiqzujqcemu
rytualowi bylo stymulatorem H'ielu badafi... co znalazlo swoje odzwierciedlenie H> fakeie, ze Naukowy Index Cytowan w roku 1970 zawiera okolo setki refereneji do
jego prac... ”
Wyznawcy mechaniki kwantowej w kontrnatarciu. W polowie lat szescdziesi^tych wydawalo si?, ze powrót do dcterministycznych
idei fizyki klasyczncj jest przes^dzony i bliski jest juz moment, kiedy o atomie znowu zaeznie si? mówic w kategoriach scisle
okreslonych orbit elektronowych. Rzeczywistosc okazala si? bye inna. Od momentu, kiedy zacz?to sobie uswiadamiac, ze powstajqce
prace naukowe podwazaj^ samq istot? powszechnie królujqcej teorii, tolcrancja dla gloszcnia idei determinizmu skoriczyla si?.
Pierwszy zgrzyt mial miejsee na mi?dzynarodowcj konfereneji w Quebec w 1965 roku, na tie wygloszonego przeze mnie referatu
zatytulowancgo: „Podstawy Klasyczncj Teorii Atomu”. W rcfcracic tym, który móglby stanowic streszczenic obccnej ksii|zki,
otwarcie zostaly zakwestionowane filozofiezne podstawy mechaniki kwantowej i w sposób kompleksowy zostala pokazana
deterministyezna alternatywa. To w czasie wyglaszania tego referatu padlo agresywne pytanic godne inkwizyeyjnego trybunalu:
„Czy W1ERZY (!) pan H» Mechanik^ kwantowq ?”
Odpowiedz brzmiala:
„Zyn’/f nadziejt, ze nie jest to kongres wyznaniowy
i nie splonq na stosie jezeli powiem A7£”.
Mylilem si?. Ale moja pomylka nie dotyczyla istoty sprawy. Moja pomylka dotyczyla wiary w tolerancj? swiatopoglqdowq srodowisk
naukowych. Walka opublikowanic niektórych artykulów w czasopismach naukowych ci<tgn?la si? niejednokrotnie po kilka lat. W
rezultacie rozwiazanic falowo-korpuskularnego paradoksu, które przedstawilem w 1965 roku na konfereneji w Quebecu, a potem w
1967 na 10-ej konfereneji fizyki atomowej w Nowym Jorku, dostalo si? na lamy regularnego czasopisma dopicro w 1987 roku (!).
W dalszych pracach publikowanych w latach 1959-1965 na lamach Physical Review, moja
teoría krok po kroku, wypicrala kwantowo-mechaniczne rachunki z coraz to nowych
obszarów fizyki. Sukcesy te kwilowano wspanialomyslnym, poblazliwym stwierdzeniem,
zc w pewnych sytuacjach mozna stosowac mechan ik? klasycznq. Tolcrancja i poblazliwoác
skonczyly si?, kiedy spostrzeglem zasadniczy blqd w Bohrowskim modelu atomu i
znalazlem, trywialne w istocie rzeczy, wyjasnienic falowo-korpuskularnego dualizmu.
Konsekwencje tych odkryc godzily w samq istot? powszechnie uznanej teorii.
Inkwizycja szaieje. Wraz z odkryciem, ze w atomic dominuje radialna kinetyka, a falowe
aspekty elektronu majq swe zródlo w translacyjnej precesji osi spinowej elektronu, wylonil
si? z opardw funkeji '1' przejrzysty obraz atomu. Ten przejrzysty obraz atomu przcdstawilem
w wydanym przeze mnie w IB J w 1965 roku opracowaniu „Klasyczna Teoría Atomu”.
Opracowanic to „zaowocowaio" powolaniem w naszym instytucie nowego ciala, które mialo
184
6. Автобиографическая история дела
dbac o to, aby w przyszlosci nie popelniono takiego bl?du, jak wydrukowanic pracy
podobnej do tej, napisanej przez Gryziriskiego o budowie atomu. Jawnego podwazania
kanonów mechaniki kwantowcj, tak jak i kanonów teorii wzgl?dnosci. tolerowac nie mozna!
Poniewaz skutecznosci klasycznej teorii zderzeri i logiki klasycznej teorii atomu
zakwestionowac si? nie dawalo, zacz?to stosowac metody dzis powszechnie stosowane w
polityce. I tak, kiedy stan?la sprawa mojej habilitaeji, w której przedstawialem argument}'
na rzecz nowego modelu atomu, a chodzilo tu o znany juz czytelnikowi model swobodnego
spadku, deeyzj? o dopuszczenie do zreferowania tej koncepcji na kolokwium hábilitaeyjnym
podj?to z pogwalceniem litery prawa. Aby, brori Boze, Gryziriski nie zaagitowal na rzecz
bl?dnego modelu atomu mniej uswiadomionych czlonków Rady Naukowcj Instytutu Badari
Jqdrowych, Przcwodniczqcy Rady Prof. M.Mi?sowicz zarzqdzil, lamiqc ustaw?, jawne
glosowanie nad wnioskiem, zaznaczajqc jednoezesnie, zc z rezygnuje z funkeji
przewodniczqccgo, gdyby rezultat glosowania okazal si? día mnie pomyslny. Podobne
stanowisko zajql ówczesny Dyrektor Instytutu Fizyki Teoretycznej Prof. J.Werle. Niemniej
krytyeznie wypowiedzieli si? o mojej pracy: Prof. R.Gajewski, w latach pózniejszych
wieloletni dyrektor amerykariskiego Departamentu Rozwoju Badan (DOE), czy chlubiqcy
si? odkryciem nowej czqstki elementarnej Prof. J.Pniewski. Aby w pelni oddac sytuacj?
tamtych dni, warto wspomniec, ze jeszcze na kilka godzin przed posiedzeniem
zaproponowano mi habilitacj? za wycofanie pracy. Poniewaz stalcm na stanowisku, ze
prawda naukowa jest wazniejsza od formalnych tytulów, glosowanie si? odbylo. Nieznacznq
wi?kszosciq glosów kwantowe lobby, majqce istotny wplyw na rozdzial paristwowych
funduszy, zwyci?zylo.
Tq formalnq bitw? przegralem. Ale w przypadku Nauki jest nieco inaczej niz przy
lansowaniu idola día mas. Natura jest nieprzekupna i odporna na propaganda Rok po roku, ukazywaly
si? prace pokazujqce, ze jednak mialem racj?. Mimo tego, kwantowe lobby nie ust?powalo.
Kiedy w corocznym plcbiscycic dziennikarzy na najwi?kszc polskie osiqgni?cic naukowotechniczne w roku 1972 mój model atomu uplasowal si? na drugim miejscu, zaraz za
osiqgni?ciem za opracowanie kombajnu w?glowego (wówczas górnictwo bylo narodowym
przemyslem), na najwyzszych szczeblach naukowego lobby podnioslo si? larum. Wynikiem
interweneji na najwyzszych szczeblach wladzy w Panstwie, przeniesiony zostalem z miejsea
drugiego na miejsee ósme, a plebiscyt dziennikarski 1972 roku byl ostatnim tego rodzaju
piebiscytem w Polsce.
§3. Корневые корни, учвай
185
Sesja wyjazdowa PAN w Swicrku - powód: Gryziñskiego nalezy przywolac do porzqdku. Aby „kompromituj^c^” wiadomosc o
modelu swobodnego spadku, która poszla w swiat po opublikowaniu listy najwi^kszych osi^gni^c roku przez naszq prasQ codzicnmi,
móc uwiarygodnic, nalezalo miec w r^ku jakies konkretne argumenty. Tych argumentów míalo dostarczyc seminarium, o jakie za
posrednictwem Dyrekcji mojego Instytutu, zwrócono si<? do mnie w styczniu 1976 roku. Poniewaz nic wyrazilem zgody na odczyt
w Instytucie Fizyki Tcoretycznej na Hozej, a po interwencjach u najwyzszych wladz politycznych w Kraju na to zgodzic si$ nic
moglem, odbylo si$ ono w Instytucie Badari Jítdrowych w Swierku. Sala byla wypelniona po brzegi, a ja mialem zaszczyt mówic do
elity Wydziahi Ill-ego Polskicj Akademii Nauk. Byl i Profesor J.Wcrle Dyrektor Instytutu Fizyki Teoretycznej na Hozej, i profesor
J.Pniewski, o którym mówilo sit? swego czasu, ze jest szans^ na polskiego Nobla z fizyki, i profesor A.Trautman, mój kolcga zc
studiów, jeden z najbardziej uznanych na swiecie specjalistów od grawitaeyjnie „zdeformowancj” czaso- przestrzeni, i profesor
Z.Szymanski, nota bene, tak jak i ja, absolwent Politechniki Warszawskicj, speejalista od zdeformowanych j^der, i profesor W.Kolos,
najbardziej cytowany polski fizyko-chemik dzi^ki jego kwantowej teorii molekuly wodoru, i cate grono innych znakomitosci.
Seminarium poprowadzil profesor R.Zelazny, Dyrektor Pionu Fizyki Instytutu Badari Jqdrowych, w gestii którego byl, kierowany
przeze mnie Zaklad Fizyki Plazmy i Kontrolowanej Syntezy Termoj^drowej. Seminarium, warte, aby kiedys opisac je osobno, mialo
wykazac absurdalnosc mojego modelu atomu i moj^ nicosc naukow^. Argumenty, jakie wówczas formulowano, to tc same
argumenty, które mozna znalezc w kazdym podr^ezniku mechaniki kwantowej, a o których byla mowa na poprzednich stronicach tej
ksiqzki. Wygrac nie wygralem, bo w wyrezyscrowanej atmosferze wygrac nic moglem - przy negatywnic nastawionych s^dziach
bokscr moze wygrac jedynie przez nokaut. Prowadzone, w sposób dla mnie nie najkorzystniejszy (bye moze, ze to moje jedynie
subiektywne odczucic), nie dato wystarczaj^cych argumentów, aby puscic w swiat wiadomosc: model swobodnego spadku
zdyskwalifikowany, a twórca modelu to nieuk i szarlatan. A to juz bylo duzo, gdyz u wielu sluchaj^cych zasialo ziarno niepokoju.
Mnie dalo ono ogromn^ satysfakcj^, zwiclokrotnion^ faktem, ze bezposrednio po Seminarium gratulacje zlozyl mi Prof. W.Kolos.
§4. A JEDNAK Sil; RLSZA !
Sciip* go ! - taki okrzyk dawalo mi si$ slysz.ee nie raz, aezkolwiek nie zawsze byla to reakeja na róznic^ pogl^dów w kwestii budowy
atomu. Mojej glowy chciano, kiedy kieruj^c ogólnopolskim programen! naukowo-badawczym „Fizyka plazmy i kontrolowana
synteza tcrmoj<idrowa” przeciwstawilcm si$ budowie „polskiego” tokamaka - w rczullacie bylismy jedynym panstwem bylych
„Dem-ludów”, które nie poszlo za sugestiami „Wielkiego Brata” i tokamaka nic mialo - jak i wtedy, kiedy mówilem, ze lasery tez
nie rozwiqzujq problemu kontrolowanej syntezy termojadrowej. Ale udalo mi siq. Uszedlem calo z glow^. a dzieri dzisiejszy
pokazuje, ze jednak mialem racj^ - tak w dziedzinie tokamaków, jak i laserów badania nic poszly ani krok do przodu. Mojil tarczíi
obronn^ byly rczultaty osiqgane przez kierowany przeze mnie zcspól prowadz^cy badania w zakresic fizyki plazmy i kontrolowanej
syntezy termojadrowej (o tym, kilka slow na koricu rozdzialu). Wyniki te, wywodzqce sic z oryginalncj polskicj mysli, pozwalaly mi
na luksus posiadania wlasnego naukowego zdania i bronily mnie przed spaleniem na kwantowym stosic za ignorowanie kanonów
mechaniki kwantowej i propagowanie bl^dnych, w oczach utytulowanych teoretyków, idei fizycznych. A prób bylo nic malo ! Ich
ukoronowanic, to przytoezona na poez^tku rozdzialu uchwala PAN.
Sciqc ich wszystkich ! Oczywiscie nic nalczy s^dzic, ze to tylko ja bylem obiektcm atakow
ze strony cl it naukowych stoj^cych na strazy nienaruszalnosci uznanych dogmatow. Zawsze
po ukazaniu si$ jakiegos z moich artykulow, czy to na lamach Problemow, Przeglqdu
Tcchnicznego, Polityki, czy Kultury, dostawalem listy - jcdnc z pytaniem, gdzie cos wigcej
na ten temat mozna przeczytac, i drugic mdwi^ce о blokadzie rozprzestrzeniania poglqdow krytycznych
H· stosunku do mechaniki kwantowej, czy tez teorii wzgl^dnosci i Einsteina. Zaden przcwod doktorski,
gdzie pojawilby si$, chociaz cieri krytyki jednego z tych dwu filarow ortodoksyjncj fizyki
nie mial szans na pozytywny final - moglem to osobiscie obserwowac b^dijc przez wielc lat
czlonkiem Rady Naukowej Instytutu Badari Jqdrowych.
Bl^dem byloby mniemac, ze taka nictolerancja na krytykQ w sferze, gdzie krytyka
powinna bye traktowana jako motor post<;pu i gwarant poprawnosci funkcjonuj^cych teorii,
jest specyficznQ polskq ccch^. Nie, nie jest to eccha polozenia geografieznego czy
narodowosci, to jest cecha systemu stworzonego przez stosunki spoleczno-polityczne
panuj^ce na swiecie. Naukowa hierarchia zostala uksztaltowana na bazie wieikich programow wojskowych и» szczegolnosci na bazie badan nad bombq atomowq i na bazie wielkiej polityki - lansowanie jdlszywyclt
autorytetow naukowych dla partykularnych, zgola nie naukowych celow. Skomercjalizowanic nauki
uczynilo jq jeszeze bardziej niepodatn<i na zmiany. ktore moglyby zagrozic istniej^cej
hierarchii. Wyniki kwestionuji(ce kicrunek badawczy, w ktory zaangazowano juz powazne
srodki finansowe, id^ce czasami juz w dziesiqtki miliardow dolarow, nie mialy prawa dostac
186
6. /\uтобиографическая справка о Справте
si? na lamy czasopisma naukowego. Wspaniala rywalizaeja intclektualna z dziewi^tnastego
wieku, zastajiiona zostala rywalizaeja о prestiz, stanowi^cy baz$ finansowego prosperity.
Czasopisma naukowe bardziej troszcz.4 si$ dzis 0 strong finansow^. niz о naukowa prawd^
w jednym z listow. jakie otrzymalem od jednego z redaktorow Physical Review, mozna
przeczytac: л/е wazne czy pahska teoria jest poprawna czy nie, my nie mozemy prezentowac poglqdow
niepopularnych !
A jednak si^ rusza ! Po wielu nieudanych probach opublikowania prac powstajqcych na
bazie determinizmu zrozumialem, ze samq pozytywny argumentaejq bitwy 0 rehabilitaejg
fizyki klasycznej wygrac nie mozna. Kibice boksu wiedz^, ze przy nieprzychylnic
nastawionych sgdziach jedyna mozliwoscin wygrania jest nokaut. Aby znokautowac trzeba
atakowac. Przyst^pilem WIQC do generalncgo ataku. Zmienilem taktyke;. Przestalem sie
ograniczac do prezentowania walorow fizyki klasycznej 1 zacz^lem pokazywac
niedorzecznosci oraz falsze mechaniki kwantowej. Po raz pierwszy mialo to miejsee w 1988
roku w Jugoslawii na miqdzynarodowej konfereneji „Klasyczna dynamika w atomowej i
molekularnej fizyce”. Tam to, przychylne mi grono jugoslowiariskich fizykow z Petar
Grujicem na czelc, umozliwilo mi podj^cie frontalnego ataku. W referaeie:
„Deterministyczny model aiomu - realna rzcczywistosc czy utopia ?" po raz pierwszy
otwarcie wyrazilem poglqd wsparty szeregiem konkretnych argumentow, ze sukcesy
kwantowej mechaniki to wielka mistyfikaeja.
W Kraju wydana zostala popularno naukowa mini-edyeja pod tytulem: „Nowe
oblicze atomu” i profesjonalna niewielka ksiazeezka: „Prawdziwe i falszywe osiqgni^cia
wspolczesnej fizyki”. Ta pierwsza trafila w poez^tku 1996 roku do rqk uezestnikow
okolicznosciowego sympozjum „70 lat fizyki 11a Hozcj”, w ktorym uczestniczyla chyba cala
elita polskiej fizyki, kilku zagranicznych laurcatow Nobla i pan; oficjalnych osobistosci. To
wlasnic ta maj^ca forms kalendarza satyryezna mini-edyeja byla r^kawic^ rzuconq
wyznawcom panuj^cej od wielu dziesi^cioleci kwantowej filozofii i jawnym wezwanie do
buntu przeciwko skostnialym pogl^dom.
187
„Akcja na Hozef
Mrozny sloneczny poranek 29 stycznia 1996 roku, godz. 8.00.
Mlodziez Akademicka rozdaj^ca .bibutç" uczestnikom jubileuszowego spotkania.
...rozpoczynamy akcjç...
Tego to poranka, uczestnikom jubileuszowego spotkania z okazji 75-lecia fizyki na Hozej, rozdano 350 sztuk popularno-naukowej ksi^zeczki
,.Nowe oblicze atomu“. Przeprowadzana akcja, to poczqtek ofensywy przeciwko najwiçkszej mistyfikacji jak3 wykreowal ludzki intelekt,
wystçpuj^cej pod nazwq Mechanika Kwantowa.
188
6. Биографическая справка
«i>
HOIICK MATEXf A'lHHECKHX 3AKOHOMEPHOCTEÜ
n
.XIIH’O3;L\HIIH
Rezultaty nie daly na sicbie dlugo czckac. Pojawiiy sic? pierwsze niesmiale glosy: „A
moze faktycznic ten model atomu z radialnie poruszajqcymi si$ elcktronami, to
prawidlowy obraz rzeczywistosci !”. Zaehc?cony tymi odglosami, 15 kwietnia 1998 roku
otworzylem wlasnq Strong intemetow^: www.ipj.gov.pl -gryzinski. W ten to sposöb,
omijajac kwantowych cenzoröw, zaczajem prezentowac wyniki moich najnowszych
badari nad clektronow^ budowq^ mikroskopowego swiata. I tarn wlasnie po raz pierwszy
zaprczentowalem, „rozgryziontf' po blisko trzydzicstu latach docickari, niezwykl^
budowc? atomu helu. Odt<|d sprawy nabraly tempa. W Kraju przclamana zostala bariera
strachu i coraz smielej zacz^to möwic o nowym modelu atomu, zwanym modelcm
swobodnego spadku. W ubieglym roku na konfereneji w Nowosybirsku, o ktörej dzis
mozna przeczytac w wydanej przez organizatoröw ksi^zec FPV-2000, moglem w sposöb
kompleksowy zaprezenlowac alternatywc? dla panujqcej juz 70 lat teorii i opisaö caly
ogrom swiadomych i nicswiadomych falszerstw mechaniki kwantowej.
B
20(H)
S
T
Swiadectwem tego, jak trudna jest to walka, moze bye historia przytoczonej
ponizej pracy, ktöra po wielokrotnych nieudanych pröbach, na przestrzeni blisko
dwudzicstu(!) blisko lat, przebila si$ przez kwantowij. ccnzurc? dopiero w 1987 roku.
SEARCH FOB MATHEMATICAL LAWS OF THE
P
UNIVERSE liosucMCwpcK. 22-24 nioua 2000 r.
2<HM)
Μ.
(-.Wil - •nZ.«4lr··.«
№■'<>*»· ,X\I ·-<>
... 3
IMiRKti il>. ««· (•MiViiut.ial iv.-H-l
•I-
n-.Ut, · a«·.·..,
IVw* '· lb* XXH
Spin-Dynamical Theory of the Wave-Corpuscular
Duality
!..
¡,4 f·.«·-»
.
Μ. A. Kram
I. »·..«». apwr..!..*. «№>«·«.«
fl. Il ll.|0.wa
*11.·»« >>AM*4MpK«« uaoriHw*
. .. .p.· « .«It. .Ip.< I r·I,· ». ..·
M.G«ytU.k· <1
n»«!·». *;<N·
«
Z>
a:
•Ä:
Michal Gryzinski1
IM ;
Received Mav 19. 1987
1/1
O P. Miw'nfe
•1.«·» I»., ^u.u pri
teiilMi« * a>fp<xt|«Mi··' :>»■
• · »—«'tHtw--··» a Μ. • •••IK ..... a ..>·««.
.un«> ..,«»» .... »-|.ÿ.
.
.1« i
. >u: I
i
The assumption that translations of the electron are accompanied by spin precession
enables a deterministic description of electron diffraction and quantization of atomic
systems. It is shown that the electromagnetic field of the precessing electron is
responsible for modulation of the beam intensity of an electron scattered from a
system of charges and for mechanical stability of the orbital motion of electrons in
bound slates.
H A.J!r,v
(M Mn-.-<|wf«kr.k
a/»»..'ai.-a
■I irir“ ··■’·*»·' rpwtwa.. a >»««■
International Journal of Theoretical Physics, Vol. 26, No. 10. 1987
§5. S7XZYPTA VVSPOMNIEN. UDAN’Y START
Korzenie podjc?tej przezc mnie wielkiej bitwy o determinizm w fizyce i powröt do
logicznych zasad fizyki klasycznej tkwi«i w zamierzchlej przeszlosci. Bye moze wi^zac
je mozna z przypadkiem zcslanym mi przez Nature?, kiedy jako 10 letni chlopak moglem
zobaezyc cos, co, tak jak glöwna wygrana w toto-lotka. jest przywilejem nielicznych.
Wygl^dajiic po burzy przez okno, zobaezylcm na tle cicmnych chmur swiec^cy zöltawy
punkt, ktöry powoli zblizaf sic? do mnie i po dwudziestu - trzydziestu sekundach osiitgn^t
rozmiary slonecznej tarczy. Kiedy zaczqlcm sic? niepokoie, zawröcil, aby znikn^c tak
nagle, jak nagle sic? pojawil. Dopiero wielc lat pözniej, kiedy pracowalem nad
wyladowaniami clektrycznymi w gazach, zdalcm sobie sprawy, ze widzialem bardzo
rzadkie zjawisko mcteorologiczne - piorun kulisty. Bye moze zainteresowanie fizyka, a
w koricu i dalszc perypetie zawdzi^czam innemu przypadkowi, kiedy to wycofuj^cy sic?
niemiecki okupant wysadzil w powietrze polozonc obok nas zaklady optycznc, a ja w ich
gruzach. zaopatrzylem sic? w niezliczone ilosci soczewek, z ktörych udalo mi sic?
skonstruowac i lunetc? astronomicznq i mikroskop.
189
§5. Щепотка воспоминаний. Успешный старт
Nie tvlko ja, ale nikt tego nie rozumie. Na serio jednak romans z fizyk^ zacz^l si$ w wieku
osicmnastu lat, kiedy przygotowuj^c si$ do egzaminu wstQpnego na Politechnike, od
deski do dcski, przestudiowalem Arkadiusza Piekary „Budow^ materii”. Dowiedzialem
si$ z tcj swictnej ksi^zki o regule Lonza, i o prawach indukcji Faraday'a, i o teorii
Maxwella. Niestety, ani rusz nie moglem zrozumiec sensu falowej funkcji HT Nie
przcmawialy do mnie paralele ze spiewajiicq ksiQzniczk^, ktorej gios, niezym funkcja Hi
przenikal przez grube mury kamiennego zamku i uchodzil w nieskonczonq dal, ani inne
przyklady przytaczane przez protesora tkwi^cego korzeniami w tradycyjnym
rozumowaniu klasycznej fizyki. Nie trafialy do mnie w akademickim wykladzie z
mechaniki kwantowej, ani argumenty Blochincewa, ani sformalizowane wywody
Landaua- Lifszica, w ktorych trudno bylo SIQ doszukac fizyki. Szokowal mnie fakt, ze w
ksi^zce P.A.Diraca „Mechanika Kwantowa” nie ma ani jednego rysunku - przcciez fizyka
to nauka o realnych obiektach, a te muszq mice jakies ksztalty rozumowalem, a u Diraca
tylko same matematyczne wzory - poj^cie geometria nie istnieje. Dzis wiem, dlaczego
nie bylem w stanie poj^c tych wyjasnieri. Jasno spraw^ stawia Richard Feynman, laureat
nagrody Nobla z fizyki teorctycznej, ktory staraj^c si$ mowic w popularny naukowy
sposob o istocie mikroswiata Stwicrdza wprost: „.V/e rozumiejq tego moi studenci fizyki. Sam
tego nie rozumiem. Nikt tego nie rozumie. ”
Ni to teoretyk, ni to ekspcrynientator. Kiedy na zakonczenie trzyletnich studiow
inzynicrskich na Wydziale Elektrycznym Politechniki Warszawskicj, jako prac^
przejsciow^ w laboratorium prof. I.Scislowskiego, powtorzylem slynny cksperyment
Franka i Hcrtza, b^d^cy jakoby dowodem na istnienic stanow kwantowych w atomie,
bylem gl^boko przekonany, ze fizyka eksperymentalna jest moim przeznaczeniem. Totez
w zdumicnie mnie wprawila wypowicdz Profesora Ccazarego Pawlowskiego
prowadzqcego na naszym Wydziale wyklady z fizyki promieniowania rcntgenowskiego.
Ten. po zapoznaniu siQ z moimi rozwazaniami na temat tego promieniowania, z
gl^bokim przekonanicm stwierdzil. wbrcw temu, co ja s^dzilem o sobic, ze widzi we mnie
zadatki na calkicm niezlego teorctyka. T4 kontrowersjcj wyjasnil czas. Przyszlosc
pokazala, ze tak On jak i ja mielismy racj^ - po polowie, jako ze polowQ mojego czasu
przyszlo mi sp^dzic przy realizacji eksperymentow, a drugq polow^ na rozwazaniach z
fizyki teorctycznej. To silne powi^zanie teorii z cksperymentem mialo ogromny wplyw
na cal<i mojq postaw^ naukowy w przyszlych badaniach - to ono nie pozwolilo mi na
zaakceptowanie oderwanych od rzeczywistosci poj^c mechaniki kwantowej. Kiedy
projektowalcm cksperyment i prowadzilem pomiary zawsze musialem stac na gruncie
scisle sformulowanych pojQC fizyki klasycznej. Ten dualizm teoretycznoeksperymentalny tkwil we mnie nadzwyczaj gl^boko. Stqd bye moze wzoreami dla mnie
nie byli ani Bohr, Rutherford czy Einstein, ale J..I.Thomson odkrywca elektronu i E.Fermi
tworca rcaktora j^drowcgo, dla ktorych fizyki^ byla teoria i cksperyment, razem wzi^tc.
Dzis wiem, ze to zerwana wi^z pomi^dzy teoria a eksperymcntem przyczynila
si^ do narodzin mechaniki kwantowej i spowodowalo tak dlugi jej zywot. Uswiadomilem
to sobie przebywajqc w jednym z wi^kszych laboratoriow swiatowych prowadzqcych
cksperymenty z zakresu fizyki zderzen atomowych, na Queen’s University w Belfascic.
Tam uslyszalem, ze jestcm pierwszym teoretykiem z posrod ogromncgo grona
teorctykow, jacy tu bywali, z ktorvm mozna rozmawiac o technice ekspcrymentu - znano
tu dobrze mojq teoria zderzen. ale nikt nie domyslal sic, ze ja jestcm jedynie w polowie
teoretykiem.
Podobno dobry teoretyk, nie
potrafi sobie bum zawiqzac
190
6. Автобиографическая история дела
Jako tcoretyk. Pierwsze sukcesy i pierwsza zapowiedz klopotów. Mój teoretyeznoeksperymentalny dualizm dal o sobie znac juz na pierwszym etapic mojej naukowej
karicry. Pierwsza moja praca teoretyezna powstala jako podbudowa teoretyezna
programu ekspcrymentalncgo. Wówczas to, posluguj^c sie równaniami klasycznej
dynamiki, wyprowadzilem formule opisujqcq. hamowanie cz^stek naladowanych
poruszaj^cych sie W gazowym osrodku. Formula ta, w zakresie wysokich energii,
przechodzila w kwantowo- mechaniczni[ formule Bethcgo. a w zakresie niskich energii,
w kwantowo- mechaniczn^ formule Fermicgo-Tcllera. W tej to pierwszcj pracy tkwily
zalqzki pózniejszego konfliktu, który ujawnil sie jeszcze przed jej opublikowaniem.
Ukazywala ona bezradnosc mechaniki kwantowej w odniesieniu do jednego z
podstawowych problemów fizyki, jakim jest zderzenie protonu, czy czastki-a z
elektronem atomu. Po moim referacie na seminarium teoretyeznym prowadzonym przcz
Profesora L.Infelda, w obronic narazonego na szwank autorytetu kwantowej tcorii, zabral
gios profesor W.Rubinowicz. Zacny profesor uzyskany przeze mnic rezultat skomentowal
w sposób, który odniesiony do Plancka, brzmialby nastepuj^co. Prosze Pana, Panie
Planck - tak naprawde to nie wide Pan zrobil, jako ze w zakresie wysokich czQStosci
mamy dobrze pracuj^cit formule Wiena, a w zakresie niskich czestosci dobrze pracuj^c^
formule Raleya-Jeansa. Pariska formula moze jest i uzytcczna, ale dla teoretyeznej fizyki
to nie ma ona wiekszego znaczenia. Tymczascm, juz pól roku pózniej, zlekcewazona
praca ukazala si? na lamach Physical Review' i niebawem dostalem zaproszenie z
Amerykariskiej Akadcmii przyjazdu do USA. Wizyta doszla do skutku, a to glównie za
sprawy profesorów Andrzeja Soltana, zalozyciela Instytutu Badari Jqdrowych i profesora
Pawla Nowackiego, który dyrektorowal temu Instytutowi przez nastepne 15 lat.
/
t/y
WvUlZVCy k,
W USA na konfereneji w Gatlinburgu przedstawilem
prac? zatytulowaniv „Klasyczna teoría zdcrzeñ”, w
której pokazywalem, ze w ramach prostych i
przcjrzystych praw fizyki klasycznej mozna opisac
wielk^ liczb? zjawisk fizycznych. jakic towarzyszq.
zderzeniom alomowym. PrzyjQta entuzjastycznie,
pózniej slala si? zaczc\ikiem wielkich perypetii.
/. zu«, jr.
\V Genewie na li-cj swiatowcj konfereneji
poswiQconej pokojowemu wykorzystaniu energii
termoj^drowcj, na ktör^ zjechala sie clita swiatowcj
fizyki, zaprezentowalem zaskakujqcq
Ax/
koncepcje
laricuchowej
reakeji
syntezy jqdrowej - ta wyjasniala
mechanizm
funkejonowania
„kosmieznej bomby atomowej” jak'4
jest gwiazda supernova i rzucaia ft > ¡f^'? ts Í»
pewne swiatlo na fakt, ze wybuch
bomby termoj^drowej na atolu Bikini byl znacznic
silniejszy niz na to wskazywaly obliczenia. Niestcty, z
Nielsem Bohrern, ktöry byl na tej konfereneji, o
modelu atomu porozmawiac nie moglem, jako ze bylo
to dla mnic 7 lat za wczesnie - mysl 0 lym, ze
elektrony w atomie poruszajq si? proniicniscic
przyszla mi do glowy w 1965 roku.
7
tt
191
§5. Щепотка воспоминаний. L'given старт
Ponicwaz obaj za mnie por^czyli tam, gdzic wdwczas trzeba bylo, moglem pojechac nie
tylko do USA, ale znalazlem siQ rowniez w oficjalncj polskicj delegacji, na ll-g<i
swiatow^ konferencji poswiiconq. pokojowemu wykorzystaniu energii tcrmojadrowej.
Referaty na konferencji w USA i na konferencji w Genewie stanowily punkt wyjscia
dalszcj mojej dzialalnosci naukowej - pierwszy byl baz^ dia prae tcorctycznych z zakresu
budowy atomu, drugi dia prae z zakresu fizyki plazmy i kontrolowanej syntezy
termoj^drowej. Na ile moja koncepcja laricuchowcj reakcji syntezy j^drowej,
wyjasniaj^cej mi^dzy innymi wybuch gwiazd supernowych, byla interesujiica moze
swiadczyc notatka, ktora ukazala sii w amerykariskim Seienee News Lcttcr.
Fusion Explosion Seen
Cause of Supernovas
FUSION explosions, such as man has made on
earth, but on a scale many millions of times larger,
are responsible for the stars known as supernovas,
which suddenly blaze to brilliances hundreds of
thousands times their normal brightness.
This theory on fusion chain reactions to account
for supernovas was reported to the American
Institute of Physics by Dr. Michal Gryzinski of the
Institute of Nuclear Research, Polish Academy of
Science, Warsaw. He suggests that die conditions
suitable to a strong concentration of he lium three,
the fusion material, exist only for a relatively small
number of stars.
The helium three is formed when protons react in
the hydrogen-burning cycle by which stars are
stoked. If the star’s temperature does not exceed
about five million degrees absolute, then a sufficient
amount of helium could be produced in about five
billion years to give the critical density at which the
fusion chain reaction developed.
The nuclear energy released in the out burst is
much greater than the star’s po tentiai energy, so it
is completely destroyed. Dr. Gryzinski reports in the
Phyrica! Retie w (Sept. 1).
$ci«nc· N«wi Leiter, December 12, 1959
rozhlysku gwiazd supernowych.
Wybuchy lermojadrowe podobnc do tych,
jakie czlowiek przeprowadza na Ziemi, lecz na wide
miliondw wi?kszq ska!?, sq odpowiedzialne za
gwiazdy, zwane supemowymi, kiörych jasnosci
nagle wzrasiajq setki tysi?cy razy.
Teoria laricuchowej syntezy jqdrowcj
wyjasnia wybuch supernowej. o czym donosi
Amcrykariskicmu Instyluiowi Fizyki dr Michal
Gryzinski z Instytutu Badari Jqdrowych Polskiej
Akadcmii Nauk u Warszawie. Sugeruje on, ze
warunki sprzyjaj^ce dla powstania wysokiej
koncentracji helu trzy. materialu syntezy jqdrowej.
istniejq tylko w przypadku gwiazd o wzgl?dnie malej
masic.
Hel trzy powslaje w wodorowym cyklu
paliwowym poprzcz Iqczenie si? protonow. Jezeli
temperature gwiazdy nie przekracza pi?ciu
milionow stopni, to w ciqgu okoto pi?ciu biliondw lai
moze wytworzyc si? doslaleczna ilosc helu. tak, ze
jego g?stosc moze osiqgmic wartosc krylvcznq.
przy klorej moze si? rozwinqc laricuchowa reakeja
syntezy jqdrowej.
Poniewaz energia jqdrowa wytwarzana przy
wybuchu jest znaeznie wi?ksza od energii
potcncjalncj gwiazdy, gwiaz.da ulega calkowitemu
zniszczeniu, pisze na tamach Physical Review (I
wrzcsicri 1959) dr Gryzinski.
W 'ybuch termojqdrowy przyczynq
Rys.I. Zdj?cie po lewej mglawica Kraba - pozostalosc
po gwiezdzie, ktora eksplodowala w 1054 roku naszej
ery. 7.dj?cie po prawej przedstawia supernowq
drugiego rodzaju. kiedy to w wyniku eksplozji
zewn?trzne warstwy materi i zostajq wyrzucane w
przestrzeh kosmieznq. Sq
podstawy,
aby
sqdzic, ze
wyrzucona
w
przestrzeh
materia
ulega
kondensaeji
i
pozostaje
uklad
planetarny
podobny do naszego. O ogromie wyzwalanej energii
moze swiadczyc fakt.
ze wybuch
gwiazdy supernowej w naszej cz?sci galaktyki, to
konicc zycia biologicznego na Ziemi. W swietle lakich
faktdw, blcdna naszc zicmskic problemy. Gdyby
swiatowe elily byly swiadome naszej zalcznosci od
Nalury, dzis nasza eywilizaeja nie przezywalaby
kryzysu.
Informacja dla specjalistow. Reakeja syntezy dwu jqder helu trzy:
He3 + He3 -> He* + 2p + 14.6 MeV .
Przy wielkich gqstosciach materii, rzidu I do 10 kg na 1 cm', gaz elektronowy jest calkowicie zdegenerowany. W takich warunkach,
straty energii na zderzenia z elektronami szybkich protonow, b^dacych produktem reakcji pomi^dzy dwoma jadrami He', sa znikome
i ich wyhamowanie w gistym elektronowo- j^drowym pochodzi glownic od zderzeri z jadrami. Reakeja syntezy moze sii powiclac,
gdyz przy zderzeniu czolowym (prawie czolowym) protonu z jadrem He'energia odrzutu moze wynosic nawet kilka MeV i
wspölczynnik multiplikacji moze osiagnqc krytyeznq wartosc röwnq jcdonosci.
6. Autobíografieznc tío sprawy
Jednq nogij w ekspcrymencie. Zgodnic ze swoimi wyobrazeniami o moim
przeznaczeniu. prac? naukowq zacz^lem jako eksperymentator, b?d^c jeszcze studentem, w katcdrze Chemii Jqdrowej Uniwcrsytetu
Warszawskiego u profesora Ignacego Zlotowskiego. W 1955 roku, po wybuchu pierwszej bomby termoj^drowej na atolu Bikini,
kiedy zaistnial fascynujíicy problem ujarzmicnia tej energii, zglosilem si? do Profesora Andrzeja Soltana, dyrektora nowo powolanego
do zyeia Instytutu Badari J^drowych, ze swoim pomyslem rozwi^zania problemu, który zaczqlem realizowac b?d^c jeszcze
asystentem u profesora I.Zlotowskiego. Zaskoczcnie Profesora moim zamiarem bylo na tyle duzc, ze jednemu z moich starszych
kolegów pracuj^cych juz w Instytucie wyrazil swoje zaniepokojenie o stan mojej glowy.
4" Anoda
Jakos jednak obiekcje musialy zostac rozwianc, skoro dostalem pokój obok pokoju
Profesora, a On sam niebawcm stal si? zapalonym zwolennikiem nowcgo kierunku hadan.
I tak to w 1956 roku zostaly zapoczqlkowane w Polscc badania w zakresie kontrolowanej
syntczy termojqdrowcj.
Istota, wymyslonej przcze mnic w 1959 roku, prostej,
ale skuteczncj metody przyspieszania jonów w
zjonizowanym gazie. Piyn^cy wzdluz elektrod prqd I
wytwarza pole magnetyezne В , które „zamraza”
lekkie elcktrony, a nie nía wi^kszego wplywu na ruch
znaeznie ciQZszych jonów. Te, po przyspieszcniu
polcm elektry- cznym E. mogq poprzez azuro katod<;
swobodnie opuscic obszar pola.
Magnetyezne cugle día rozbrykanych elektronów. Poniewaz uprzedzenic do chaosu i
przypadkowosci wynicsione ze studiów nad kwantowo-mechanicznym widzeniem swiata
tkwilo we mnie gl?boko, to i podj?ty przcze mnic program badari termojudrowych opicral
si? na koncepcji uporz^dkowanego ruchu naladowanych czastck zjonizowanego gazu - co
oczywiscic bylo w razqcej sprzecznosci z powszechnym przckonaniem, ze kluczem do
rozwiqzania problemu kontrolowanej syntezy tcrmoj^drowej jest calkowity chaos czqstck
plazmy. Na to, ze mam racj?, mialem pewnc argumenty wywodz^ce si? z opublikowanej
w 1958 roku pracy w Physical Review na temat hamowania czqstek naladowanych. Byl
jedynie klopot w tym, ze niezb?dnc do osiqgni?cia postawionego przeze mnie cclu,
potrzebnc byly strumienie jonów o intensywnosci si?gaj^ccj setek milionów amperów, a
ówczcsna technika eksperymentalna z wielkim trudem pozwalala uzyskiwac strumienie
rz?du ulamka ampera. Projckt wydawal si?, wi?c byc calkowicie niedorzeezny, gdyby nie
tkwil w nim prosty w istocie rzeczy pomysl, który si? zrodzil na bazie funkcjonowania
radiotechnicznego urz^dzenia: magnetronu. Idea zasadzala si? na wykorzystaniu tego
faktu, ze pole magnetyezne znaeznie silniej wptywa na ruch lekkich elektronów niz na
ruch ci?zkich jonów. Mozna, wi?c, rozumowalem, za pomoc^ pola magnetyeznego
wyeliminowac prawie calkowicie przewodnictwo elektronowc - nickorzystne z punktu
widzenia efektywnego przyspieszania w polu elektrycznym ci?zkich jonów. Так to powstala
koncepcja urzqdzenia, które atnerykanie nazwali pózniej diodq jonowq Moja „dioda jonowa”, która
míala gcnerowac strumienie jonów o nat?zcniu priidu milionów amperów mogla
oczywiscie pracowac jedynie w sposób impulsowy, wykorzystuj^c energi? zgromadzon^
w wielkich bateriach kondensatorów.
Anoda
Aiurowa katoda
Uzupclnienicm takiego selcktywnego mecha- nizmu
przyspieszania
czastck
naladowanych
w
skrzyzowanych polach: elcktrycznym i magnetycznym byía podana przcze mnic meloda inercjalnego ogniskowania pozwalaj^ca otrzymywac
strumienie jonów o wielkicj g^stosci i giganty- czncj
mocy (rz?du tysi^cy MW).
Dzialo pr?towe - prototyp diody jonowej. Idea wykorzystama wlasnego pola
magnetyeznego, towarzyszacego wielkicmu wladowaniu wiclkopr^dowego w
rozrzcdzonym gazie do prawie calkowitego wyeliminowania przewodnictwa
elektronowcgo, skrystalizowala si? ostatecznie w 1959 roku. W 1961 roku uruchomiono
ekspcryment pod kryptonimcm N-61 (litera N míala swoje zródlo w slowie neutrón, jako
ze emisja neutronów míala swiadczyc o skutecznosci wytwarzania silnych strumieni
jonów - co istotnie míalo miejsce z tym, ze przyszlo na ten moment nieco poczckac).
Ekspcryment ten fyczyl ide? sclektywnej izolacji magnetycznej z ideq geometryeznego
ogniskowania jonów przyspieszanych radialnym polcm elcktrycznym w
wielkopr^dowym wyladowaniu porni?dzy cylindrycznymi elektrodami wykonanymi z
wolframowych pr?tów - st^d nazwa: dzialo pr?towe.
§5. Щепотка Mspomnicri. L'given старт
Po kilkuletnich zmaganiach z trudnosciami technicznymi caly zespól, a trzeba wiedziec, ze stanowili go ludzie calkiem
mlodzi praktycznic bez zadnego doswiadczenia, uporal si$ ze sprawami wysokiej prózni, wysokich napiQC, clektroniki, pomiarów
spcktroskopowych, pomiarów neutronowych i promieniowania X, oraz opanowal technik^ szybkiego filmowania i wówczas
pracowni^ zacz^ly odwicdzac liczne wycieczki (Prof. Blackett, po zobaczeniu tego wszystkiego, caly z.espól chcial zabrac do Anglii
!). Ponizej fragmenty tego. co mozna bylo u ñas wtedy zobaczyc.
do baterii kondensatorów
Rys.2. Picrwszy ciap podj?tych w 1959 roku hadan nad kontrolowana syntezq jqdrowq: na lewo - konccpcja urzadzenia do wytwarzania silnych zbieznych slrumieni
jonów (tak zwane dzialo pr?towe); na prawo - fotografía picrwszcgo dziala pr?towego, punkt wyjscia día programu SOWA.
Rys.3. Fotografía ukladu ckspcrymcntalnego N61, uruchomionego w 1961 roku. Na tym to urzqdzeniu wykazano slusznosc konccpcji sclcktywnej izolacji
magneiycznej i geomelrycznego ogniskowania. W cz?sci ccntralncj widoczna jcst komora prózniowa. wewn^lrz której znajduje si? dzialo pr?towe zasilane z
polozonej nad komora baterii kondensatorów wysokonapi<?ciowych (szczytowa wartosc prqdu uzyskiwancgo z baterii kondensatorów pracujqcych przy napi?ciu 40
tysi?cy wolt, to okolo 2 miliony amperów). Na zewn?trz komory prózniowcj znajdujn si? cewki wytwarzajqce dodatkowe pole magnetyezne, steruj^ce wyladowaniem
pomi?dzy dwoma wiencami pr?towych clcktrod.
194
6. Автохиографическое описание корпуса
Konsekwentnie prowadzone badania przynosily rezultaty. Niewqtpliwym tego
dowodem moze bye moja obecnosc w zespolc redakcyjnym NUCLEAR FUSION wiodqeego czasopisma naukowego wydawanego do dzis pod auspicjami
miçdzynarodowej agencji atomowe w Wiedniu.
■4ОАЙГ» Clf ещто№»-сс>:.с I J (Г REDACTION-
REDACCJOIK
T
<·»» —■ · ,
COSSO
"»·*· «1·«»
Л»
GI
ж» «'m»* ,·»»».
H І* ШАГИ «гм»
».*<. lrt***>
"·.»»>». Μ*, hr., V.I.A.
РКДАКЦИОКІНА СОВЕТ -CONSEJO DE
JOURNAL OF PLASMA PHYSICS AND THERMONUCLEAR FUSION
U*H»r
Μ GOTTIJE4
J.G. UNHART
’»» т!*т-<т»»ш»· la «.*>·* »..awl.
UUwCalmuK
«ex*,, *.1}
X VI VA MOTO
nnucieair
JOURNAL DE PHYSIQUE DES PLASMAS ET FUSION THERMONUCLEAIRE
àf*
Μ CRYZINNU
MCC.M af Mui «>■>-*-.
«·.*»
’H.»
ЖУРНАЛ ПО ФИЗИКЕ ПЛАЗМЫ И ТЕРМОЯДЕРНОМУ СИНТЕЗУ
E. HINTZ,
¡•М.Ы f« «>»«»<· Ш
ЯИ4 <MI
<■« r«*»«C Й*«*. < Μ
G.C. KXLLKV
C»><P<>MU la·»·»». >. Ілу Im.
.VA».
REVISTA DE FISICA DFL PLASMA Y FUSION TERMONUCLEAR
IF. KVART3KIIAVA
n»*-rww*^ ta·»,
гчм
M
1,1...— * Л-Al <M*gV.
M · > »**■·· -u ·»
P C. T. LAAK. nn4«r
шіш.м·
MfkuA
Koncepcja nowej metody generaeji super sil- nych
strumieni jonów H· oparciu o koncepcja wykorzyatania
tak zwanej selektywnej izolacji magnetycznej
potwierdzila si% - i to na ladnych pary lat zanim »»·
amerykaúskich
Sandia-Laboratories
Mala
si$
podstawq ogro- mnego programa badawczego z
zakresu kon- trolowanej syntezy t termojqdrowej i ele
me n- tem "gwiezdnych wojen" (pierwsze prace
amerykanskie nad generaejq silnych strumieni jonów z
wykorzystaniem koncepcji izolacji magnetycznej to lata
1975-1976, a amery- kañska tak zwana diada jonowa,
duma catego ogromnego amerykañskiego programu
badawczego najpierw H· Sandia Laboratories, a potem
H· Cornell L'niversity, to nic innego jak nasze "dzialo
prqtowe" skonstruowane H· latach 1959-1961 ! )
Ry s.4. Idea cksperymentu SOW A. Zcsrodkowany
strumieií deuteronów, o chwilowej mocy kilku tysiçcy
megawatów, bombarduje wytworzony w centrum
urzqdzenia wodorowy oblok gazu. Wywolana tvm
strumieniem implozja powinna doprowadzic do tak
silnego zagçszczenia materii, zc energía j^drowa
wyzwalana w reakcji D - I) — He'(T) + n(p) powinna
przekroezyc
ilosc
energii
dostarezanej
do
urzqdzcnia.
INTERNATIONAL АГОМ1С FNfROY AGENC'Y.
V|tNNA.!97S AGENCF INTERNATIONALE DE L
LNERG1E
АТОМIQUE.
VIENNE.I97S
МЕЖДУНАРОДНОЕ АГЕНТСТВО ПО АЮМНОЙ
ЭНЕРГИИ
RFHA
19-5
ORGANISMO
INTERNACIONAL ОГ ENERGIA АТОМ ICA. V (Е NA.
19’5
Na celowniku synteza tcrmoj^drowa - program SOWA. Мадс rozwi^zany problem
generaeji supcr-silnych strumieni jonów mozna bylo przyst^pic do realizaeji nast^pnego
punktu programu, jakim bylo osiagni<¿cic progu pozytywnego bilansu energetyeznego.
Przystapiono do kompleksowcj realizaeji programu SOWA (Synteza termojqdrOW A).
Zbudowano kilka urzadzen - jedno z nich pokazuje zamieszezone na stronie nast^pnej
zdj^cie.
§5. Щепотка воспоминаний. Медленный старт
195
Po raz pierwszy w sposób calosciowy wyniki naszych oryginalnych prac nad kontrolowanq synlez^ j^drow^
zostaly przcdstawione w 1977 roku na konferencji w Innsbrucks znajdujac uznanie na swiecie.
“PLASMA PHYSICS AND CONTROLLED
NUCLEAR FUSION RESEARCH 1978“
NUCLEAR FUSION BY
CYLINDRICAL ION
IMPLOSION
INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY
VIENNA, J 979
Abstract
NUCLEAR FUSION BY CYLINDRICAL ION IMPLOSION.
The present status of investigations on ion-implosion fusion undertaken at the Institute of
Nuclear Research, Swierk, Poland, in the early i960» is presented. Since then several experiments
or. production of intense radially convergent ion beam» have been carried out by means of
cylindrical devices equipped with coaxial electrodes consisting of thir. metal rods, placed
symmetrically and parallel to the axis of symmetry. With these devices, supplied from condenser
banks of energy 10 - 20 kJ operated at 30 kV initial voltage, deuteron beams have beer, produced
tn a fe* hundred nanosecond pulses with energy sometimes greater than 30 keV and intensity of
the order of 10 kA. The production of energetic ions was accompanied by the production of
neutrons, up to $ X 10* n per discharge. It was found from X-ray observations that convergent ion
beams arc focused on the symmetry axis of the system so that the cross-section of the dense
plasma is several millimetres ir. diameter. Investigations on a complete symmetric implosion by
means of a 150-kJ device have begun.
Μ. GRYZ1NSKL J. APPELT. J.
BARANOWSKI. Μ. BIELIK.
E. GÖRSK1, A. HORODENSKI, L.
JAKUBOWSKI.
А. JERZYKIEW1CZ. J. KURZYNA. J
LANGNER.
Б. LIPINSKI. K. MELZACKI. Z
NAWROCKI. J NOWIKOWSKI, Μ.
SADOWSKI. E. SKLADNIKSADOWSKA.
J. STANISLAWSKI, K SUDLITZ
Institute of Nuclear Research, Otwock-Swierk.
Poland
Poniewaz nowa metoda gencracji pot^znych impulsów jonowych
zdala cgzamin postanowiono jn wykorzystac do badari w zakresic
fizyki powierzehni cial stalych. Dzis, na nie niajqcym w swiecie
odpowiednika urzqdzeniu. któremu nadalem nazw? Jonotron, fizycy
ciala stalego prowadzq. unikalne w skali swiatowcj badania. Maj^
mozliwosc badac dyfuzj^ atomów w warstwie powierzehniowej ciala
stalego, kiedy to zbombardowana strumieniem jonów o gigantyeznej
mocy powierzehnia znajduje sie w plynnej fa/.ie.
Rys.5. Zdj^cie uktadu badawczego SOWA-150 zbudowanego w moim Zakladzie w 1BJ. Widoczna jest komora
196
6. Автохиографическое описание корпуса
prózniowa, wc wn^trzu której znajduja sic dwa cylindrycznc wicricc azurowych clcktrod polQczonych poprzcz
system wysokonapi^ciowych kabli z batería, kondensatorów. Obok seria zdj<?c. wykonanych za pomoca
ultraszybkicj kamery filmowej (okolo dwa miliony zdjqc na sekund?) ukazuj^cych implozj?, znajdujuccgo si$ w
cz^sci centralnej, obloku gazu (patrz rysunck 4).
§5. Щепотка воспоминаний. Медленный старт
Fale na powierzchní
krzemowej "skaty".
Rys.6. Zdjçcie Jonotronu SW-30 i niikro- fotografia zastyglej fali, rozchodz<icej siç w cicnkiej powicrzchniowcj warstwic krzeinu. roztopionej króikim i niezwyklc silnym
slrumienicm jonów. Fala zostala wywolana uderzcnicm mikroczqstki w momencie, kiedy powicrzchnia krzcmu byta w sianic plynnym. Aby w milionowych czçàciach
sckundy móc doprowadzic do stanu plynnego powierzchniç krzeinu, irzeba dysponowaé strurnieniami jonów о chwilowej mocy takicj, jakii dysponuje wielka clektrownia.
Takie wlaánie strumienie, о chwilowej mocy wielu tysiçcy megawalów, uzyskuje siç za ротосц wymyslonego i zbudo- wancgo w laboratoriach IB.I w Swierku, Jonotronu.
\\ id/ialne skutki
dzialania nicwidzialncj rçki
Liczba
udzielonych
patentów
Ít
POCZATEK
I tzw. REFORM
RESTRYKCJE
EKONOMICZNE
§6. NIEWIDZIALNA RÇKA
Nieoczekiwany koniec. Po pomyslnym zakoriczeniu pierwszego ctapu badari, pod koniec
lat sicdemdziesi^tych przystqpilem do realizacji programu SOWA-4000, którego
zalozeniem bylo osiqgniçcie, mówi^c ¿argonem fizyków, warunków zaplonu rcakcji
termojqdrowcj. Zmodcrnizowalismy eksperymcnt SOWA-150, powiçkszajqc cnergiç
zespolu kondensatorów zasilaj^cych do 400 kJ (st^d nazwa zmodernizowanego
eksperymentu SOWA-400). klóre stalo siç urzqdzcniem pilotuj^cym día eksperymentu
SOWA-4000.
Nicstety nie dane mi bylo doprowadzic do korica, nie maj^cego odpowicdnika w
calym Swiecie, programu badawczego. którego picrwszy etap, wbrew przcwidywaniom
wielu uczonych sceptyków, zakoriczyl siç sukcesem. „Niewidzialna rçka” zniszczyla to, co
przez wiele dzicsiatków lat udalo mi siç wraz z moimi kolegami zbudowac i co moglo, o
czym w dalszym ciqgu jcstem przekonany, doprowadzic do rozwiqzania problcmu
wyzwalania cnergii j^drowej w procesie syntezy lekkich pierwiastków. Dzis, po dziesiçciu
latach „reformowania" Paristwa, stworzony przcze mnic zespól, który na froncie
najwiçkszych wyzwari naukowo-technicznych wspólczesncj nauki byl w stanic konkurowac
z najwiçkszymi potçgami, nie istnieje. Nie istnieje zespól, który potrafil zrcalizowac jeden z
najwiçkszych w historii polskiej nauki kontraktów. Zbudowane przez Zaklad Badari
Termojqdrowych IBJ stanowisko badawcze z zakresu kontrolowanej syntezy termoj^drowej
zostalo sprzedane za granicç w okresie. kiedy dolar byl w cenic, za 1 milion 200 tysiçcy
dolarów (ekwiwalcnt wyeksportowania 30 tysiçcy ton wçgla). Dzis nasi naukowcy zebrzq.
w Brukseli o kilkanascic tysiçcy Euro u bezmyslnych realizatorów globalncj strategii.
Na moim zespole, jak i zreszt^ na calej polskiej kadrze naukowo- tcchnicznej,
niewidzialna rçka dokonala holocausto. Ale nie powiniencm narzekac na los. bo aczkolwiek
urz<idzenia, które mogly dac nam pierwszeristwo w tym naukowvm wyscigu s^ dzis juz
wlasciwie zlomcm, to ja jednak zyjç i moglem. byc moze dziçki temu, zakoriczyc inné
wiclkie przcdsiçwziçcic naukowe, o czym mówilem na poprzednich stronach tcj ksÍQzki.
197
§6. Невидимая рука
і........................ ■
І11Г
AA*<
• ------------- у- »
SCHACOC ¡ J-.¿ -··
···- І
Rys.7. Hala eksperymentu SOWA-4000 - stan z roku 1990. К olorem niebieskim zaznaczono wykonanc fragmenty eksperymentu. Opracowanie technologiczne
podzespolów eksperymentu irwalo okolo 10 lat i by lo w zasadzic doprowadzone do koiíca. Dzis wiçkszosc tycli urzudzeñ to stcrta zlomu, a swietna wysoko
kwalifíkowana kadra ulegla rozproszeniu.
Rys.8. Fragment komory eksperymentalnej SOWA4000 wykonana przez zaklady w Swicbodzinie (dzis
juz nie istniejq) wraz z zcspolem pomp próiniowych
dostarezonyeh przez (równicz nie istnicjqce) Zaklady
Apara* tury Prózniowcj w Koszalinic.
6. Autobiograficznc tío sprawy
Widzialnc skutki
dzialania nicwidzialnej r^ki
Liczba urodzin
Nauka a paristwo. Dzis, z perspektywy kilkudziesi^ciu przczytych lat, main podstawy
sadzic, ze zyj^ dzi^ki rcce opatrznosci. Bye moze to r^ka opatrznosci, a nic ja, podj^la za
ninic deeyzj^ o nie przystqpieniu do polskiego programu skonstruowania bomby
neutronowcj podj^tego przez nieprzeci^tncgo czlowieka i naukowca, profesora i
generala, Sylwestra Kaliskiego. Ten by! juz bliski sukcesu, kiedy zginql w wypadku
samochodowym. A ja przcstrzcgalem, ze realizaeja tego programu jest przcdsi^wzi^ciem
skazanym na niepowodzenic, nie dlatego, ze nie potrafimy tego zrobic. bo zrobic
potrafimy, jako ze swietny zespol polskich naukowcow i posiadane warunki techniczne
to umozliwiafy, ale jest to niemozliwe ze wzglc;du, tak na gl^boka penetraejc naszej
nauki i techniki przez obce shizby wywiadowcze: KGB, CIA. STASI czy MOSSAD, jak
i brak uzgodnienia z „wielkim bratem”. A to, ze zaintcresowanie tym, co w Polsce robi
si$ w zakresie kontrolowanej syntezy termoj^drowej bylo wielkie, nic mam zadnych
w^tpliwosci - wszak potencjal naukowo badawczy, jakim dysponowa! Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej
Mikrosyntezy stworzony przez Profesora Sylwestra Kaliskiego i potencjal stworzonego przeze mnie Zakladu
Badah Termojqdrowych H· Instytucie Badah Jqdrvwych H· Swierku, oraz oryginalna mysl naukowo-techniczna
tkwiqca H· naszych programach, stawialy nasz Kraj w swiatowej czolowce.
♦
POCZATEK
tzw. REFORM
RESTRYKCJE
EKONOMICZNE
Potencjal ten pozwalal na zaatakowanie wiclu waznych zagadnieri techniki. A
wi^c, mozna bylo podjqc sic; budowy litotrypsera - urzqdzenia generuj^cego za pomoc^
wyladowania elektryeznego, zbieznq fait; akustyeznq pozwalajqctt kruszyc kamicnie
nerkowe (w razic potrzeby mozna by sic; pokusic o wygencrowanie w wodzie zbieznej
tali akustyeznej - kumulacyjncgo pocisku mogqcego z latwosciq zniszczyc najwicjksz^
nawet
lodz
podwodn^).
Mozna
byloby
zaatakowac
tajemnice
magnelohydrodynamiczncgo dynamo, jakim jest tornado, siej^cego spustoszenie na
znacznych obszarach naszego globu (ale oczywiscie mozna by rowniez sprobowac
skonstruowac magnetyezne hydrodynamo, takie UFO, zdolne zniszczyc niewidzialny
samolot). Bylismy w stanic. wykorzystujuc strumienie jonow wyrzucanych przez nasze
zminiaturyzowane Jonotrony umieszczonc na satelitach, podj^c badania okoloziemskiej
magnetosfery (ale oczywiscie mozna by rowniez podj^c si$, w ramach programu
gwiezdnych wojen. budowy urzadzeri miotajqcych strumienie plazmy zdolne zniszczyc
caly system radiolokacyjny mic;dzykontyncntalnej rakiety).
Niestcty, ani ten. ani zaden inny powazny program naukowo-techniezny
realizowany juz bye nic moze, a nie moze bye realizowany, bo Paristwo juz nie istnieje.
No, bo jakze tu mowic o Paristwie, jezeli rzad nic ma pieni^dzy: na nauk$ i techniki;, na
szkolnictwo i kulturc;, na zdrowie i na wojsko, dla nauczycieli i picl^gniarek, nie moze
zapcwnic pracy, ani wyksztalconcmu inzynierowi, ani prostemu robotnikowi w miescic i
zwyklcmu chlopu na wsi. Jezeli rzqd nie moze uporac si^ z bandytyzmem (jawnym i
ukrytym, eliminuj^cym najwartosciowszy clement narodu), nie potrafi walczyc
skuteeznie z korupcj^, narkomani^ i pornografiit, to znaczy, ze Paristwo nie istnieje.
Z kukulczego jaja, podrzuconego do mojego gniazda nad Wislq i Odr^, wyklula
si$ podst^pna, zbrodnicza agresja. Nic w^tpi^. ze agresor. tak, jak to bywalo dotychczas,
mimo chwilowych sukcesow, poniesic oslatecznic porazke; i zostanie z mego Kraju
przep^dzony.
DZI^KL’JFe !
Mija 45 lat od czasu, kiedy zglosilem si^ do profesora Andrzeja Soltana, ówczesnego Dyrektora lnstytutu Badah Jqdrowych, wyrazajqc ch^c zaatakowania jednego z
najwiqkszych wyzwah nauki i techniki. B ciqgu tego czasu dañe mi bylo wspólpracowac i spotykac sif z wielu wspanialymi ludzmi (aczkolwiek los postawi! na mej
drodze równiez pazernosc, falsz i oblud^). Jestem im wszystkim wdzifczny za entuzjazm i wspanialq atmosfera, jaka towarzyszyla naszej pracy. Obok kilka migawek
pokazujqcych postacie z okresu, kiedy byla centona Nauka a nic pieniqdz, a Kraj si^ rozwijal.
Czlowiek istota towarzyska.
I S3
Jedna z wielu otic
ilnych wizyt_w stworzonym ’ e mme
i kierowanym prze
Zambia Fizyki Plazmy
i Kontrolowanej Sfntezy Tar|-»ojQdrowej (FPiKST) jSwierk
1976r.
at
-z
J
• ■·,»
VvQt
r
» yOlC
•a
w
kö
Wj
1
8J
* if
* Vi j
V7
*♦‘1
W*
F
T
.Ļ7w
M
cr 7
Uk\ * ’■■
Ä4
Za^ladu 1 =₽w
ki i tochi
ftAii
1 O lcki$i
“ · w J 11 ci
u a f\ 1 1 IW··'
y.
niki 7
1I1f\1
· ·% “4 f V <
\
:awa 198C It ·. »•■3·..
•V&
Si
I
Fn, S. Kaliski i N.G. Basov w
FPiKST. Swierk 19i76r.
.
1
"c
___ i _________
t,4U’»*riT Ä*P\i
-__ »m
T iMh
jS/
L a·
;V. ··.,■·
№
ir
t
z
y
a1
Eugene Rudd z
Leningrad 1968
Alex Dalgarno z F^arwardu. z ktörym znajomo66,
Warszawa, WilanoW-*)99r.
Koledzy, z ktorymi przez wiele dlugich lat pracowalem
i ludzie nauki, z ktorymi dane mi byio si? spotykac.
x*
Finis coronat opus.
184
7. SLOWOKOÑCOWE
(Newlona rehahilitowac. Bohra zweryfikowac. Mechanikq kwantowq pogrzebac)
Do Czytelnika
(krótko o wynikach poszukiwañ zagubionego w poczqtkach ubieglego stulecia elektronu)
Zmienic podrgczniki !
(krótko o tym.jak o atomie si% mówi, a jak si(¿ mówic powinno)
Со dalej ? Czy kres nauki ?
(chwila zastanowienia nad sensem istnienia)
Deprecjacja nauki wc wspólczesnym swiccie
(giganty htdzkiego intelektu a spoleczeñstwo)
Czlowiek - najwyzej rozwini?ta forma samo-organizujqcej si? Naiury. W zbiorowisku calego zyjqccgo swiaia wyróznia si? tym, ze w swoich kontaktach z otoczcnicm,
którc go powolalo do zycia uyszedl poza ramy proslej walki o byi. a postawil sobic ambiine zadanie znalezicnia odpowicdzi na podstawowc pytania dotyczqce Naiury:
jak ? i dlaczego ? W ramach tej ksiqzki staralismy si? znalezc odpowiedz na nicktórc jak ? i dlaczego ? Prawidlowa odpowiedz na pytania dotyczqcc srodowiska, w
jakim funkcjonuje czlowiek, lo mozliwosc dalszego jego rozwoju. Ale kazdy proces zachodzqcy w przyrodzie ma swój poczqtck i konicc. Nie mozna dac jednoznaczncj
odpowicdzi na pytanie, w którym micjscu lego cyklu znajduje si? czlowiek. Sq nicpokojqcc objawy kryzvsu. Dzialalnosc poznawcza czlowieka umozliwila mu dalcko
idqcq ingerencj? w odwieczne prawa Naiury, a elyka majqca panowac nad tq ingcrcncjq, wykazuje oznaki dcgcncracji. Jcsl sprawq otwartq, czy ludzki inlelekl - nowa
jakosc wyrosla na gruncie gigantycznej, nicwyobrazalnej ilosci pra-nosnika tcgo inlcleklu, jakim jest elektron - polrafi zapobiec katastrofie majqcej swe zródla w
dzialalnosci poznawczej wybitncj jcdnosiki. Miejniy nadzicj?, zc zgubnq lendencj? uda si? odwrócic i przyszlym pokolcniom b?dzie dañe cieszyc si? poszukiwanicm
odpowiedzi na wiele daiszych pytañ: jak ? i dlaczego ?
DO CZYTELNIKA
Wysoki Sqdzie ! Drogi Czytelniku !
No, bo to przcciez Ту, w tym momencie, kiedy dobrniiles do korica tcj ksi^zki stajesz si$
najwyzszym S^dziq.
Po walce:
fizyka klasyczna kontra mechanika kwantowa - determinizm kontra indeterminizm.
203
7. Слово когісоне
Pomysl і wydaj wyrok !
A OTO KVVINTESENCJA MOICH DOCIEKAN
W wyniku przedstawionego materialu dowodowcgo wnosz^ o rewizj^ wyroku sprzcd
sicdemdziesi^ciu lat. Wnioskujc o przywrocenie pelnych praw, pozbawioncmu nieshisznie
przcz MeehanІЦ* Kwantow^ swojej osobowosci, elcktronowi і calkowitq rehabilitacj^
trojwymiarowego modelu atomu - modelu, w ktorym elcktrony poruszajtt si^ po scisle
okreslonych orbitach.
Wniosek moj opicra si$ na wielu, dobrze ustalonych w czasie trwania dlugoletniej
rozprawy, faktach. Tu przypomnQ jedynic najwazniejsze z nich:
- trojwymiarowy model atomu z symetryeznie rozmieszczonvmi wokol jqdra elek- tronami,
poruszajqcymi si£ synchronicznie po prawic radialnych trajcktoriach, jest w zgodzie z tak ogromn^
liezbf eksperymentow, ze jego poprawnosc nie moze budzie wqtpiiwoici,
- clektron, to nie zwykly pieszy poruszaj^cy si$ rowno do przodu, a tanccrz
przemieszczajQcy SK w rytmie walca. ktory przemierzajuc szlak wokol jqdra wybiera
tak'4 drog$, aby byla ona w zgodzie z jego obrotami - stQd stany wyroznionc atomu.
- bicgaj^cy wahadlowo, od j^dra do j;|dra. elcktron jest lepiszczem Цс/^суіп atomy w
wiQksze lub mniejsze budowle b^dqce obiektem badari chemi і і fizyki ciala stalego.
Lists dowodow swiadczqcych o tym, ze elcktron. to w pclni okreslony twor і dobrze
zlokalizowany w przestrzeni obiekt, mozna by znaeznie wydluzyc. ale te przytoezone
powyzej, wydaj^ sis bye wystarczajuco mocne, aby mozna bylo na tym spraws zakonczyc.
Nalezy moze jedynie dodac, ze rowniez і sprawa swiatla zostala definitywnie zalatwiona.
Newton mial racj£. Swiatlo to roj dobrze zlokaiizowanych w przestrzehl, majqcych swoj<
speeyfiks· czqstek - fotonow, ktore nie znaj% tak jak elcktrony czy protony, stanu
spoezynkowego.
Rehabilitujqc clektron і przywracajqc peine prawa scislemu rozumowaniu, nalezy
potspic panuj^cy pr/.ez siederndziesitv lat system filozoficzny zwany mechanikq
kwantow^. Aezkolwick nie za to, ze postawil bl^dnq diagnozs. ale za to. ze represjonowal
wszystkieh tych, ktorzy micli smialosc twierdzic, ze jest inaczej.
Michal Gryzihski
W arszawa, wrzesien 2001 roku
Sprawa atomu - elektron odnaleziony!
elektrony w atomach i zwiqzkach chemicznych
poruszjq si$ po scisle okreslonych trajektoriach.
(N. Uyeda - Kyoto University).
Zdj^cia z transmisyjnego mikroskopu elektronowego, na ktbrym mozna dostrzec niebieskie mostki
f^cz^ce poszczegolne atomy - to szlaki elektronow wi^z^cych atomy w sieci krystalicznej.
elektrony wi^zki przechodz^cej przez plaszczyzn^ krysztalu s$ najsiIniej rozpraszane
przez rdzeh atomu i w obszarze, gdzie najcz^sciej przebywajq kursuj^ce mi^dzy atomami elektrony.
Obszarom tym na zdj^ciu odpowiada kolor niebieski
- odtworzone szlaki elektronow wi$z$cych zaznaczono bialymi liniami.
187
205
7. Коричное слово
ZMIENlt PODRF,CZNIKI !
W ci^gu minionych siedmiu dckad panowania mcchaniki kwantowcj zafalszowanic
rzeczywistosci osi^gn?lo taki stopieri, ze odroznicnie prawdy od falszu jest dzis prawie
niemozliwe. Jednoczcsnie nastqpita daleko id^ca indoktrynacja spolecznosci fizykow,
ktora znakomicic utrudnia odklamanie rzeczywistosci. Zadaniem tej ksi^zki jest
si?gni?cic do korzeni prawdy. A prawda ta, w telegraficznym skrocie, wygl^da jak
nast?puje:
Na Uniwersytetach wykiada si?, ze:
- w ramach klasyczncj dynamiki nie jestesmy w stanie i nigdy nie b?dziemy w stanie
opisac atomu,
КВАНТОВАЯ
МЕХАНИКА
ГНК
PRINCIPLES
OF
Q( W i l M
МЕСИ WIGS
- w ramach klasycznej dynamiki nie jestesmy i nigdy nie b?dziemy w stanie opisac
doswiadczenia Younga,
- w ramach klasycznej dynamiki nie jestesmy i nigdy nie b?dziemy w stanie wyjasnic
efektu Ramsaucra,
I
- w ramach klasyczncj dynamiki nie jestesmy i nigdy nie b?dziemy w stanie ... i tak dalej
i tak dalej ...
P. V M.
DIRAC
Na poprzednich stronach pokazalismy, ze:
- w ramach klasycznej dynamiki mozna opisac struktur? atomu,
- w ramach klasycznej dynamiki mozna opisac doswiadczenie Younga,
- w ramach klasycznej dynamiki mozna opisac efekt Ramsauera,
Schowac do archiwutn !
- w ramach klasycznej dynamiki mozna opisac ... i tak dalej i tak dalej ...
Na Uniwersytetach. wykiada si?, ze w ogole nic ma sensu mdwic o orbicie elektronu w
atomie i ze "dobrzy" naukowcy w ogole nic odwoluja si? do trojwymiarowych modeli.
Na poprzednich stronach pokazalisms, ze trojwymiarowy model mikroskopowego
swiata, to kwintesencja i ostateczny cel naszych poszukiwari.
eieKtnxryruimiMi
klasyczna
W szczegolnosci pokazalismy, ze:
•WM »
- clektrony w atomach, zwia/kach chemicznych i w ciele stalym poruszaj^ si? zgodnie z
zasadami ncwtonowskiej dynamiki,
г
I
i-i
Л IWwxH il«
w stanie podstawowym trajektoric clektronow zawsze maj<| swoj pocz<{tek i koniec
w bezposrcdnim sqsicdztwie atomowego j^dra,
4
AETHER
•4
ELECTRICITY
- w wiqzaniu kowalencyjnym elektron porusza si? wahadlowo, od jednego jqdra. do
drugiego j^dra.
• m*wtTWCZ.w
ЭП
ОА-
mechanika
teoretyczna
Odkurzyc i na polki !
Na Uniwersytetach wykiada si?, ze
stala Plancka h reprezentuje calkiem odmienny swiat - tajcmniczy swiat kwantowy, ktory
nie ma nic wspolnego z naszym trdjwymiarowym doswiadczenicm. Aby znalezc si? w
„normalnym” swiecie, we wszystkich teoretycznych relacjach powinnismy polozyc /z =
0.
Na poprzednich stronach pokazalismy, ze
stala Plancka h. to wielkosc mowiqca o tym, ze ruch wirowy jest immanentn^ cechii
materii, ktorcj, ot tak, sobic pozbyc si? nie mozemy - bo to dopiero wtcdy bylby inny,
nierealny swiat.
Что дальше? Неужели наука в конце?
CO DALEJ ? CZY KRES NAUKI ?
Przedstawione na poprzednich Stronach wyniki badari nad clcktronowi( struktury materii,
domysly dotycz^ce sil jqdrowych i struktury fotonu, to zaledwie pocz^tck drogi do
zaniechanego w poczittkach ubicglego stulecia przyczynowo- skutkowego opisu
mikroswiata. Opracowanie opartej na poj?ciu zlokalizowanego elektronu
unowoczesnionej tablicy Mendclcjcwa, to punkt wyjscia na dwa rozne szlaki naukowej
przygody. Jeden, id^cy poprzez chemi?, fizyk? ciala stalego i kosmologi?, do
nieskoriczonosci, jako ze mozliwosci ukladania atomowych klockow s<i nieograniczone.
Oraz drugi, zmierzaj^cy poprzez poznanic wewn?trznej struktury cz^stek elementarnych
do zera, gdzie lista fundamcntalnych praw natury czckaj^cych na rozszyfrowanie wydaje
si? bye nadzwyczaj krotka.
Tu mozna postawic nast?pne pytanie: a co dalej ? Czy rozwoj naukowy nic b?dzie
miec korica ?
Jest rzeczii oczywistij. zc tej samej krzyzowki nie mozna roz.wi47.ywac dwa
razy. Ale jest rowniez prawdq, zc stj gry, np. szachy czy bridz, gdzie zabawie nie ma
korica. Kierunek zero wydaje si? mice swoj koniec. Zestaw podstawowych praw tezqcych u pods
taw materialnego swiata wydaje si^ bye ograniczony. stud mozna oczekiwac tu kresu naukowego poznania.
Oczywiscie t? granic?, w sposob nicco sztuczny, mozna przesuwac. Mozna budowac
wielkic akceleratory i bez korica badac stany nicustalone kosmieznej substaneji, majqcc
postac nietrwalych obiektow zwanych czqstkami elementarnymi. Bardzicj fascynuj^ce
zadanie stoi na kicrunku nicskoriczonosc. Tu mozna probowac tworzyc takic budowlc,
jakich natura sama dotqd, przynajmniej w naszym otoezeniu, nie stworzyla. Mozemy,
ocieraj^c si? o science fiction, probowac syntezowac substancjc o wlasnosciach stojqcych na
pograniczu fantazji. Mozemy probowac odtwarzac w warunkach laboratoryjnych to, co
istnieje w otchlaniach kosmosu, niedo$t?pne bezposredniej ludzkiej eksploracji.
Oczywiscie mozna postawic pytanie: a jaka z. tego bqdzie korzysc ?
1 tu, w
warunkach zapanowania nad olaczajqcym nas srodowiskiem, kiedy nie musimy walczyc
o przetrwanie, stajemy przed problemem sformulowania sensu swego isinienia. I to jest aktualnie
zadanie podstawowc dla gatunku Homo-sapiens.
Czlowiek: cialo + intelekt. Jest rzeczti bezsporn^, ze czlowiek to dziclo Natury. Dalsze
swiadome udoskonalanie tego tworu wydaje si? bye natural·^ kontynuacj^ poezynari
Natury. Jego udoskonalanie to praca, tak nad rozwojem ciala, jak i nad rozwojem
inteleklu. Dot^d rozwoj ten byl wymuszany przez walk? o byt, o przetrwanie w
konkureneyjnym srodowisku. W nowej sytuaeji, aby nie nast^pil regres, musimy warunki
konkureneji symulowac. Baz4 tej symulacji jest sport, oraz nauka i kultura. Sport to wysitek
fizyezny, warunkujqcy rozwoj ciala, a nauka i kultura to wysitek umyslowy, warunkujqcy rozwoj intelektualny
czlowieka. W warunkach
cieplarnianych, przy braku wysilku, kazdy twor biologiczny ulega
degeneraeji. Niestety. rozwoj techniczny, ktory przyniosl dwudzicsty wiek. usunal z drogi
czlowieka wi?kszosc naturalnych trudnosci, przynosz^c degeneracj? ludzkiej
spolecznosci. W tej sytuaeji na pierwszy plan wysuwa si? nie dalsze poznawanie tajemnic
przyrody, czy dalsze udoskonalanie osiqgni?c techniki, a wypracowanie modelu
funkejonowania czlowieka w zmienionych warunkach bytowych.
Problemem jest dzis nie kres nauki, a kres isinienia gatunku jako takiego,
ktory zapanowawszy nad srodowiskiem nie wypracowal mechanizmu samokontroli i
naruszyt srodowisko, ktore powolaio go do zycia.
DEPRECJACJA NAVKI WE WSPÖLCZESNYM SW1EC1E
W wieku dziewistnastym wykreowano obraz skromncgo roztargn ionego naukowca, dla
ktörego poza proböwkq i matematycznymi formulami nie wiscej nie istnieje. Wedlug
206
207
7. Медленный о koricowe
tego, funkcjonujacego do dzis, schemata, naukowiec to czlowiek pracujqcy dla dobra calej ludzkosci,
i to gratis. Naukowiec oczywiscie nie powinien intcresowac sis tym, co ta ludzkosc z jego
odkryciami zechce zrobic, a tym bardziej tym, jak roz.ne pokr^tne indywidua bsdq
chcialy na tych odkryciach zarobic. Jest ccniony w momentach, kiedy trzeba
skonstruowac jakqs nowq bombs, ale, tak na co dzieri, to gdzie mu sic tarn rownac z
obrotnym finansista, ze sk^po ubran^ „madonna”, czy z fascynujaco utapirowanym
czlonkicm zespolu wokalnego.
Jest wise rzecza naturalna., ze srodki masowego przekazu: wszechpotszna
telewizja, prasa i radio, traktuja naukowy margines ludzkosci calkiem marginalnie. Nie
wise dziwnego, ze jedynic tylko ten i dw nie myli Einsteina, fizyka, L Eisenstainem, tym od
kr^cenia jitmow, i tylko co bardziej wyksztalcony wie, ze to ten pierwszy wymyslil wzor A =
me2, a drugi nakrscil jeden z najwspanialszych filrnow niemych: „Pancernik Patiomkin”. О ilc
jednak о Einsteinie ten i ow mögt slysz.ee, to tych, ktörzy zetknsli sis z nazwiskami,
takich gigantöw matematyeznej mysli, jak Euler, czy Lagrange, bez ktorych nie moglaby
powstac wspölczesna eywilizaeja techniczna, trzeba by ze swieett szukac.
Так jak odkrywanie porz^dku w przyrodzic zawdzisczamy intelektualncj clicie,
tak ta sama intelektualna elita winna wytyczac kierunek postspowania ludzkiej
zbiorowosci. Niestely. wybUne jednostki okreilajgce rozwoj cywilizacyjny czlowieka zostaly majestacie
prawq, calkowicie pozbawione wplywu na to, jak ich osiqgni{cia ludzka zbiorowoii bt^dzie wykorzy\tywac.
Przykladem moze tu bye konsumpcyjnic ukierunkowane prawo patentowc.
Wprowadzajqc zakaz patentowania odkrywanych praw natury, a wise tego, co jest
najistotniejszc w rozwoju ludzkiej mysli, najwybitniejszym przedstawicielom ludzkiego
gatunku odebrano mozliwosc wplywania na bieg wydarzeri w skali odpowiadaj^cej
wadze ich odkrycia (wedlug, ustalonego regulami konsumpeji, prawa wynalazczcgo,
Newton za swoje prawa stanowi^ce podstaws calej wspölczesnej techniki, nie dostalby
ani centa chyba zeby pokazal, ze w oparciu о jego prawo puszks do coca-coli mozna
wykonac о ulamek centa taniej). Co wiscej, aby ludziom nauki nie przyszlo glowy, ze sa
czyms lepszym od przccistnego konsumenta wyniköw jego prac, to nawet w
najbogatszym paristwie Swiata zapomogs w postaci nagrody Nobla no bo jak sis nia
milion dolaröw nagrody Nobla, zazwyczaj podzielony jeszeze pomisdzy dwu czy trzech
benefiejentöw, do miliardöw dolaröw zarabianych na mstnych operacjach finansowych oblozono podatkiem. Те dwa akty „prawne”, patentowc i podatkowe, to przejawy
dominaeji konsumpeji i pienittdza nad raejonalizmem czlowieka mys 1 qcego. Za
wycliminowanie cl it intelcktualnych z wplywu na bieg wydarzeri na Ziemi
odpowiedzialnv jest pieniadz, ktöry przeial kontrole nad swiatem, a wprowadzajac
wlasny porzadek prawnv, na plan pierwszy wysunal konsumpejc i legitymizowal
rabunkowa gospodarkc na Ziemi. Pieniqdz zdejormowal \po!eczno<c tudzkq i zamiast tJuzyc rozwojowi
cywiliwji cywilizacjf i{’ zastqpil. Podporz^dkowane pieniqdzu srodki masowego przekazu
spowodowaly to, ze
Swiat dzis nie rozröznia:
pi^kna od brzydoty,
patriotyzmu od nacjonalizmu,
samoobrony od agresji,
heroizmu od fanatyzmu,
przyczyn od skutkow,
a falsz, klamstwo i obluda zastqpily prawdf, godnosc i honor.
Оценка науки в современном свете
Nauka i przyszlosc. Swiat rozwijaj^cy si^ na bazic indywidualnych osiqgni^c takich
gigantöw ludzkiego intelektu, jak Kopernik, Newton czy Mendelejew, stankt dzis wobcc
globalnych zagrozeri, ktörych do korica nie jest swiadomy. Stalo sie tak, poniewaz:
primo - nie wyciiigniQto wniosköw z odkrycia Kopernika, ktöre powinno sklonic do
refleksji nad rol<i czlowieka w Kosmosie;
secundo - nie wprowadzono ograniczcri w stosowaniu osiagni^c nauki i techniki, ktörych
lawinowy rozwöj zapoczqtkowal Newton, w wyniku czego nastQpila daleko idaca
dewastaeja powierzchni globu;
tertio nie uswiadomiono sobie potegi odkryc chemicznych zapoczqtkowanych pracami
Mendelejewa, ktöre bezmyslnie eksploatowane zatruly naturalne srodowisko czlowieka,
ktöre powolalo go do zycia.
Rozwöj wiedzy zawdziQCZamy konkretnym ludziom. Irzy giganty ludzkiej mysli: Polski astronom, Mikolaj
Kopernik (1473-1543), ktöry dal poczqtek wspölczesnej kosmologii, Angielski fizyk i matematyk, Izaak Newton
(1642-1727), ktöry stworzyl podwaliny wspölczesnej fizyki oraz Igor Mendelejew (1834-1907), klöry.
odkrywaj<ic reguly tkwiace u podslaw organizaeji niatcrii, otworzyl drog? wspölczesnej chcniii i w konsekweneji
wspölczesnej chcmii molekulamej i biochemii.
Wszystko wskazuje na to, ze
dzisiejszy dramat czlowieka, to pochodna calkowitego zawlaszczenia
przez konaumpcyjnie nastawionq wi^kszosc, praw ludzi nauki do dysponowania wytworami ich intelektu i
A pami^tajmy o tym. ze to, co
zostaje ostatecznic po ezlowieku, to ich dzielo, a po tym. co konsumowal zostaje jcdynic
toksyczny odpad, zaböjczy dla nastepnveh pokoleri. Jezeli tunkejonuje dzis poj^cie
Homo- sapiens, to funkejonuje ono dziqki nielicznym, dzi^ki takim jak Ci pokazani na
zdj^ciach powyzej. Ale intelekt to nie tylko poznawanic praw funkejonowania natury, to
röwnicz modelowanie tej natury, ktörej rozwöj wyraza sic w zastepowaniu chaosu coraz
wyzszym stopniem harmonii. A,
wykorzystania ich M» innych ceiach, niz to przyswiecalo ich odkrywcont.
harmonia slöw, to Homer i Szekspir,
harmonia dzwi^ku, to Bethoven i Mozart,
harmonia ruchu, to Michal Aniol i Czojkowski.
208
192
wielkie bogactwo atomów: H, C, N, O, Na, Cl, Ca, Fe... odpowiednie zródto energii - Sloñce, aby mogly
zachodzió subtelne reakcje chemiczne umiarkowane sity grawitacyjne, pozwalaj^ce na powstanie
duzych ukladów molekularnych
istniejqce dostatecznie dlugo, miliardy lat, umozliwily powstanie biologicznego
ukladu zwanego czlpwiekieni.
MEfiiV.;·..
W''
WENUS
zycia jeszcze nie nía
MARS
¿ye i a j uz ni e ni a
Nasza planeta widziana z polowy odleglosci do ksi^zyca (misja Apollo 11 - NASA).
Epilog
ALARM DLA PLANETY ZIEMIA
Zniszczona przcz cztowieka rownowaga ekologiczna na Ziemi jest juz faktcnt. Gatunek Homo-sapicns, jak i praktycznie cala fauna, ulega zagladzic. W obliczu
globalncj katastrofy rozpocz?la si? juz skryta bitwa o przetrwanic. Za parawanem wznioslych haset jedni ludzie wysl?pujq przcciw drugim. Wspaniale osiagni?cia
ludzkicgo intclektu /aprz?gni?te zostaly do wyniszczcnia catych naroddw i spolcczcnstw. Nie jest juz najwi?kszym zagroieniem dla czlowicka, dzialajqca na
wyobraznie, aczkolwick przckracza jego mozliwosci percepcyjne. wojna tcrmojqdrowa. Najwi?kszym zagrozeniem stala si? genetycznie modyfikowana brori
bakteriologiczna. Boddanie si? zludzic mozliwosci selektywncgo jcj uzycia. to calkowity kres zycia na Ziemi.
Czy czynnik intelektu w rozwoju gatunku jest na tylc duzy. aby prymitywne inctody rozwiqzania globalnego kryzysu wycliminowac - to podstawowc pytanie,
przed klorym stan?la dzis ludzkosc. Nic pozostaje nie innego, jak mice nadzicj?. ze tak
211
Эпилог
Co jest warta wiedza o atomie, jezeli:
- kazdego dnia z r$ki czlowieka ulega zagladzie kilkadziesi^t form zycia biologicznego, ktore NATURA
syntetyzowala setki milionow lat,
- kiedy zuzywa on w ci^gu roku zasoby energetyczne,
ktore NATURA gromadzila przez miliony lat,
- kiedy z tep^ bezmyslnosci^, w imiQ FALSZYWYCH POJ^C ZYSKU I MODY, burzy srodowisko, ktore
powolalo go do zycia
/ w konsekwencji ZMIERZA KU TOTALNEJ SAMOZAGLADZIE.
SCIENCE
II
ILIinn
T
BUSINESS
Bye moze jednak WIEDZA O ATOMIE I WIEDZA W OGÖLE okaz^ sig ostatniq deskq ratunku w walce o
przetrwanie gatunku, ktoremu, szybeiej niz to sig powszechnie sqdzi, grozi
SMIERC
BIOLOGICZNA
- toniemy w odchodach bezmyslnej konsumpeji, a nie znaj^ca granic podst^pna brori
biologiczna coraz szerzej znajduje zastosowanie,
SMIERC KULTUROWA
- narody, j^zyki, tradyeja miazdzone poprzez bezideowy system globalnej informatyki
i kosmopolityczn^ propaganda lami^c^ tradycyjne granice paristw i brutalnie
wdzieraj^cq si$ do kazdego domu.
212
Сигнализация для planctv Zicmia
DLACZEGO ALARM ?
Przedstawione na poprzednich Stronach wyniki moich, prowadzonych przez wide lat badari, to moj wklad w rozszyfrowywanie
logiki funkcjonowania Nalury i moj przyczynek do rozwoju naszej cywilizacji, obcjmuj^cej wszystkie kontynenty i wszystkie
rasy, z cala ogromn^ palcty kultur i tradycji. Ale probujiic przcsuwac coraz dalej granice naszego poznania, nalczy liczyc si? z
faktem, ze badania naukowc stanowiq jcdynic nicwielki fragment dzialalnosci czlowicka i pomimo, ze spolecznosc ludzka
powszechnie korzysta z wynikow tych badari, to interesuj^ one jcdynic nielicznych. To, czy Ci. ktorzy determinuj^ rozwdj
cywilizacji, b?da mogli cgzystowac, jest uzaleznione od egzystcncji ealego spoleczeristwa - a ono, niestety, podporz<idkowanc
prymitywnym odruchom biologicznym, jakimi sq konsumpeja i rozmnazanie. wielkimi krokami zmierza ku samozagladzie.
Ewidentnych dowodow na to jest co niemiara. Litcratura na ten temat jest przebogata i zatrwazaj^ca.
W moim odczuciu jako fizyka, wsrod wielu czynnikow okrcslaj^cych dynamik?
rozwijajqccj si? katastrofy. nie doceniana jest bliska perspektywa calkowitego zburzenia rownowagi
termieznej globu, ktdra w moim przekonaniu jest znaeznie blizsza, niz to si? powszechnie sqdzi, a to z tytulu nie
Przyrost Lody
Arktyki
temperatury
Ziemi w °C
Dzis jeszeze, z uwagi na duzc utajone
cicpio topnienia lodu, przyrost tempcratury na Ziemi jest silnie hamowany kosztem
zmnicjszania si? wielkosci pokrywy lodowej. Znikni?cie loddw Arktyki, to z jednej strony
wyeliminowanie podstawowego stabilizatora klimatu, a z drugiej strony, to wynikaj^ce ze
zmniejszenia si? na znaeznym obszarze Ziemi wspolczynnika odbicia promieni
slonccznych, pojawienie si? dodatkowego zrodlo ciepla - prosty rachunck pokazuje, ze
przyrost tempcratury atmosfery z tego tytulu. to kilka stopni C'clsjusza. A trzeba wiedzicc.
ze wzrost temperatury o 1 stopieri, to brak miejsea na obwodzie Ziemi dla 60 metrow litej
skaly - nic wi?c dziwnego, ze juz dzis obserwujemy istotny wzrost aktywnosci sejsmiczncj
na Ziemi. Wzrostowi tempcratury b?d/ie przeciwdzialac zwi?kszona cyrkulacja wody w
atmosferze - a to oznacza dalszy wzrost gwaltownych powodzi i pot?guj4cych si?
huraganow. Obserwowane juz dzis objawy, to pochodna ogromnego przeciiizcnia ealego
systemu ekologicznego Ziemi.
doceniania skutkow btyskawieznego topnienia loddw Arktyki.
Moina si? spierac o wielkosc tego przeciqzenia, ale nie b^dt? daleki od prawdy,
jezeli powiem, ze system ekotogiezny Ziemi jest o dwa rz%dy przeciqzony.
() prawie jeden rzqd, z raeji nadmiernej popnlacji i o ponad jeden rzqd,
Z tytulu bezmyslnej konsumpeji.
Dzicsi?c lat wstecz. kiedy zaczynala powstawac ta ksi^zka jej zakoriczenie mialo nosic
podtytul: „Epilog z odrobinq ironii". Jak nietrudno si? domyslec mialo tarn bye co nieco
ironicznych uwag o zachowaniu si? gatunku, ktdry pyszalkowato nazwal si? Homo-sapicns
i nie widzi nadchodz^cej katastrofy. Tempo wydarzeri przybralo jednak takie rozmiary, ze
ironizowanie przestalo miec jakikolwiek sens.
Glohalna katastrofa przestala bye odlcglq perspektywq, a staje si? faktem. Gigantyczna, bezmyslna konsumpeja,
wyrosla na bazie indywidualnych osiqgni^c ludzkiego intelektu, zniszczyla srodowisko, z ktdrego wyrosl czlowick.
MOMENT RADYKALNEJ
DESTABILIZACJI KLIMATU
Tak zwana liberalna gospodarka, negujqc fakt, ze Ziemia to system zamkni^ty, a przeto rozwdj musi miec swoje
granice i dzialalnosc czlowieka musi bye podporzqdkowana okreslonym rygorom, doprowadzila ten system do skraju totalnej katastrofy.
Liberal izm gospodarczy, ktdry przynidsl lawinow^ produkcj? dobr konsumpcyjnych, przypomina lawinowy rozwdj komorek
rakowych, ktdrych „wspanialy” rozwdj zabija zywiciela.
Czlowiek - mikroskopowe zaburzenie materii Kosmosu.
196
JAIML mArvr^t » Wmo Ffn ri^t^ryvfVrFrtryf
i *4
yiytm
Yrm*
ortam
^r>< Wlv4*n pyJo
r»
'a
x< ----------------------- (fi- fttU+mrn,
'
H- OrrnM. rrnib^f^
f^pr vm
locH
I
<K
WVTM
ywJ '**0 frrc^.0 </1*7 <*h<
F^yiwAil·
, -------------------------------------------------------Hnox / r>vr *^<
^♦</*w4wr>r
^rYeylrtf
m^fafTfT
Iwimr* fvmmi S<f*nv7U4 . ycy^ e*™? Ji·** implet nrm ^*w y*y?ifrr ¿*+*J<*rrr*jili
7Vzn<f
/> V*ta ^**· kfWJO rvyrwvf- x
rtf
ttf t^^TTTj C^Vrrffl· : tn ¡fT^ r*rm 0y^r L^j^i h^tThd for^rta rmMrrri
nono
yrX^iwr
f*
mtFb
*?mA yr*^L"
U<t> Vem«
Предупреждение для планет) Земля
*4<
Fotokopia kluczowej strony z r^kopisu M. Kopernika "De Revolutionibus Orbium Caelestium
Odkrycie, z ktorego do dzis czlowiek nie wyciqgnal wlasciwych wnioskow.
214
215
Предупреждение для планет) Земля
CZY JEST JESZCZE JAKA§ SZANSA ?
Probujqc znalezc jakqs odpowiedz na powyzsze pytanie, nalezy uzmyslowic sobie fakt, ze rozmnazanic i agrcsywna postawa
w stosunku do otoczcnia jest wkomponowana w proces rozwoju kazdego gatunku. Agresja wewnatrz tego samego gatunku
pojawia si$ wtedy, kiedy zaczyna brakowac przestrzeni zyciowej dla zbyt gwaltownie rozwijajqccj SIQ populacji, b^d/ tez jest
oznakq degeneraeji gatunku cieplamianymi warunkami. Wydawaloby si$, ze rozwoj intelektualny czlowieka, wyrozniajtqcy go
z posrod innych tworöw zywych, powinien obu tym destrukeyjnym czynnikom zapobiec. Niestcty rzeczywistosc okazala si$
calkiem inna, a proces samo-agresji wszedl na jakosciowo nowy poziom, kiedy to „post^p” naukowo-techniczny uzbroil
czlowieka w brori palnq. To wlasnie ten wynalazek zaowocowal wyniszczeniem calych narodow i kultur Srodkowcj i Pölnocnej
Ameryki. Wstrzqsajqcym swiadectwem kryzysu ludzkiej spolecznosci moze bye, przytoezony ponizej, fragment listu wodza
Indian do prezydenta U.S.A, z roku 1854, kiedy to rzqd w Waszyngtonie zaproponowal wodzowi Seattle wykupienie terenöw,
na ktorych zyly niedobitki jego szczepu.
... Jakze mozecie chciec kupowac Niebo i cieplo Ziemi, lub je sprzedawac ? Mysl ta jest num obca. Nie do nas nalezy ani swieze powietrze, ani mieniqca sie
woda. Jakze chcecie je kupic? Kazde miejsee tej Ziemi jest swi^te dla mego ludu. Kazda Isniqca igla jodlowa, kazdy piaszczysty brzeg rzeki, kazda polana,
wszelkie brzeczenie owada jest zrosniyte z тут ludern.,. Jestesmy cz^sciq tej Ziemi a ona jest naszq cz^sciq. Pachnqce kwiaty sq naszymi siostrami, jeleh,
koh i wielki orzel sq naszymi brae mi. Skaliste zboeze, cieplo konia, cieplo czlowieka wszystko to jest tq samq rodzinq... Pomimo wszystko jestescie bye moze
naszymi bracmi. Jestesmy pewni, ze bialy czlowiek odkryje ktdregos dnia, ze jego Bog i nasz Bog sq tym samym... Bye moze wydaje siy bialemu eziowiekowi,
ze Go (Boga) posiada, tak jak
му
chcecie posiqsc naszq Ziemie- Ale to nie jest mozliwe... Ziemia jest Mu zbyt droga a zadanie jej krzywdy napelniloby
Stwdrce podejrzliwosciq... Gdy wasze miejsea zamieszkania hedq, choc raz zarazone, udusicie sie we
Przytoezony fragment listu zawdziçczam prof.
Krzysztofowi Maurinowi. Fragment ten znalazl siç w
jego referacie Mate maty ka jako jçzyk i sztuka”
I teraz nast^puj*i tragiezne, ale jakze proroeze zdania owego listu:
wygtoszonym na Seminarium. ktôre odbylo siç w
1980 roku u Papieza Jana Pawla Drugiego w Castel
Wiemy, ze bialy czlowiek nie rozumie naszych obycza/dw. Jedno miejsee na Ziemi wydaje mu sie takie samo Gandolfo.
wlasnych smieciach...
jak inne, poniewaz jest obeym, ktory przychodzi
и· woej i zabiera Ziemi to, co jest mu potrzebne. Jest Ona
mu wrogiem. nie siostrq ! I gdy jedno miejsee zdobyl idzie po nowe... Obchodzi sie ~e Matkq - Ziemi q, ze swym
Bratern - Niebem, jak z przedmiotami, ktbre sie kupuje, rabuje, sprzedaje, jak owce czy Isniqce periy. Jego
chciwosc poire Ziemie i pozostawi pustynie...
llez pi^kna, jaka gl^bokq mysl i jaki ogrom tragizmu kryjq si$ za tymi slowami ! To
„cywilizowany” Europejczyk, zgotowal - nieporöwnywalny z zadnym innym - holocaust
wielomilionowcj spolecznosci, ktöra zyla w zgodzic i harmonii z Naturq. Proroeze slowa
wypowiedziane 150 lat temu dzis stajq si$ faktem. To chciwosc zbudowana na pieniqdzu
pozera Ziemiq, a czlowiek ginie w odchodach tak zwanej eywilizaeji. Tymczasem niektörzy
posiadacze pieniqdza uznawszy siebte za nosnika eywilizaeji prdbujq sie ratowac kosztem „niecywilizowanej"
reszty.
I rMdw Michnote^ki
JAK ZYC ?
EKOROZWÔJ
ALBO...
Glosy ludzi nauki о dramatyeznej sytuaeji na Ziemi,
takie jak raporl Klub Rzymskiego z 1964 roku, czy jak
ta niedawno wydana ksi^zka, S3 swiadomie
wyciszane przez bojqce siç utracic swe profity clity
pieniqdza.
19«
Эпилог
Z rozmiarów rozwijaj^cej si? katastrofy masy nie zdaj^ sobie jeszcze sprawy.
Znane one wplywowym grupom, którc podj?ly dalekosi?zne cgoistycznc decyzje o globalnym zasi?gu zawiqzuj^c podst?pny
swiatowy spisek. I tak. zamiast globalnego wspóldzialania, tworzy si? w pokr?tnych
celach, rywalizuj^ce mi?dzy soba regionalne bloki militamo-ekonomiczne, roznieca si?
Unitod
narodowe, rcligijne i rasowe konflikty, a gwaltowna cskalacja brutalnych metod dzialania
Notion»
przekracza ludzkq wyobrazni?. Zbrodnicza koncepcja uzycia osi%gni?c ludzkiej mysli
Intomoiiono!
ConUrenc«
na polu biologii i gcnctyki, jako or?za eko-faszyzmu (mi?dzy innymi poprzez
on th* Pnotehd
zcentralizowanq i kontrolowan^ siec dystrybucji zywnosci), to wyraz skrajnej degcneracji
Ui·»
:■
of Atomic Enorgy
i dalcko posuni?tego braku wyobrazni u liderów wyselekcjonowanego holokaustu. Tu
nasuwa si? pytanie: czy musíalo do tego dojsc ? Chyba przy innym splocie okolicznosci
sprawy mogly si? potoczyc inaczej, jako ze po pierwszej wojnie swiatowcj pojawily si?
glosy rozsqdku, którc zaowocowaly powstaniem Ligi Narodów. Niestety proba si? nie
MSI IF HKtlUS
powiodla, jak i nie powiodla si? druga proba, kiedy to po drugiej wojnie swiatowcj
powstaia Organizacja Narodów Zjednoczonych. W 1969 roku zostal zlekccwazony
Kicdy przed ponad czterdziestu laty danc mi bylo
znalczc si? w skladzic oficjalnej polskiej dclegacji na dramatyezny apel Sekretarza Naczelncgo tej organizaeji U.Thanta, który powiedzial:
swiatow^ konfercncj? zorgani- zowanq pod „Jezeli iv ciqgu najblizszego dziesiqciolecia nie zorganizuje sitf wspóldzialania na skalq swiatowq, to obawiam
auspicjami ONZ. na klórq przybyla praktycznie caía siq, ze wspomniane przeze mnie problemy osiqgnq tak zatrwazajqce rozmiary, ze ich opanowanie nie bqdzie
ówczesna elita swiaiowej nauki, a nauka byla
juz w naszej mocy
wówczas powazana na najwyzszych szczeblach
wladzy, bylem przcko- nany, ze Swiat podqza
wlasciwa drogq. Nicstcty nicwidzialna r?ka ta
Istotnie, dzis juz nic ma wqtpliwosci - jestesmy swiadkami wydarzeri, którc
ralunkowq szalup? skiero- wala na podwodne rafy.
wymykajti si? z pod kontroli. Ale próbuj^c mimo wszystko opanowac sytuacj?, nalczy
najpicrw postawic prawidlow^ diagnoz?. Wyniki diagnozy musz^ znac wszyscy i
wszystkich jednakowo ma dotyczyc, podpor/.^dkowana moralno-etycznym zasadom i
prawom natury, kuraeja. Z uwagi na ogrom roznieconej nienawisci pomi?dzy narodami
oraz róznymi grupami etnieznymi 1 wyznaniowymi jedynym miejseem, skqd moze wyjsc
skuteezna akeja na zatrzy manic rozwijajqcej si? lawiimwo katastrofy, pom i mo wszystkich swoich
nicdoskonalosci, to Forum Rady Bezpieczeústwa ONZ i nadzieja H* /ym, ze zasiadajqcy tarn
przedstawiciele ujrzq problem we wlasciwym swietle i zechcq solidarnie dzialac >»· imieniu caiego gatunku:
...biatych i czarnych ¿óttych I czerwonoskórych, tych z Ameryki i tych z Afryki,
tych z Europy I tych z Azjii I wszystkich innych tych i nnych tamtych.
Micjmy w pami?ci slowa. dramatyeznie poszukuj^cego dróg porozumienia
swiatowcj spolecznosci.
papieza Jana Pawla II,
który w encyklice „Sollicitudo rei socialis” apeluje
i zwraca si? do ludzkich sumieñ :
„...budowac razem, jesli chce sif uniknqc zaglady wszystkich ... zagraza wszystkim powszechna wojna
bez zwycifzców i zwyci^zonych. ”
Destrukcyjna sprzecznosc: twórczosc wybitnej jednostki a zbiorowa konsumpcja.
Zwyciçstwo pieniqdza. Rozum pobity.
199
Wszechswiat. Co to jest wszechsiviat < - pytanie do Stworcy !
■'.I· ·
Ogrom i majestat, ch!6d i groza.
W tej bezgranicznej przestrzeni zatraca si? sens poszukiwania odpowiedzi na pytanie: dlaczego?
Tu jest kres deterministycznego poznania.
Tu kohczy si? fizyka i pojawia si? miejsce dla wiary - wiary. ktdra bye moze nle jednemu mysl^cemu b?dzie potrzebna,
aby nie ugiqd si? pod ci?£arem przer&ajqcej nicosci.
t
Zdj?cie wykonane z teleskopu kosmieznego Hubble'a, NASA.
Czlowiek - cos niezwyklego io Kosmosie, czy przeciçtnosc?
201
Piçkno і wdziçk,
ciepto i smutek.
Maja Plisiecka - rosyjska tancerka w scenie finalowej „Jeziora Labçdziego
Zdjçcie wykonane podczas wystçpôw goscinnych na scenie Teatru Wielkiego w Warszawie, maj 1961r.
2
0
2
Epilog
Troche osobistych informacji...
A wiqc mam 1 40 cm wzrostu ('M- barach sie niestety nie mierzylem, ule na pewno daleko
mi do super-mena), mam oczy niebieskie (mialem je zawsze takie niezaleznie od
panujqcego ustroju), wlosy blond (nordyk) - niestely juz nieco przerzedzone i wysokie
myslqc e (!) czolo (mözg jeszcze nie wazony).
\a Swiat przyszedlem 29 wrzesnia (stqd moje imie Michal) 1930 roku и·· nadwislahskim
miese ie Warszawa. Ochrzczono mnie и» kosciele na Kamionku na Pradze. Pierwsze nauki
о historii mojego Kraj и i о zyciu w ogole, zaczqlem pohierac в· przedszkolu и sidstr
zakonnych Szarytek. Niewiele lut pozniej, kiedy Kraj zostal napadnicty przez wroga,
znalazlem $ , wraz z moin Jizszym kolegq Jurkiem Dobrzahskim, и polskim harcerstwie
(dzis niestety Jurka juz nie та. в· 1998 roku dosiegla go we wlasnym domu zbrodnicza
n>ka).
Wiedze zdobywalem we wspanialym gimnazjum i liceum im. Wladyslawa IV-ego.
„Zawadzilem " о szkoly muzycznq, aby jq porzucic dla innepasji mlodziehczych lat, jakq
byla siatkowka. Wraz z Jurkiem trenowalismy z pasjq, prowadzeni ojcowskq rykq trenera
R mualda vfy w warszan
. Z biegiem lat
miejsce siatköwki zaczela zastepowac пайка (aczkolwiek i dzis jeszcze z wielkq
przyjemnosciq pöjde poodbijac pilke). Lata 1949
1955 na Politechnicc
¡l·/M/J;, / znowu, wspaniale studia, wspaniali profesorowie i wspaniali koledzy, a wsröd
nicht \ndr:ej Au i Jerzy Sawicki. Pomimo stalinowskiego terroru (tu tkwiq poczqtki
dzisiejszego dramatu) - ku ogromny entuzjazm nauki i odbudowy Kraju.
Wreszcie fizyka. Po ukonczeniu studiöw podjqlem prace najpierw в· katedrze Chemii
Jqdrowej u. Prof. Ignacego Zlotowskiego, aby po roku przejsc do Instytutu Badah
Jqdrowych do Prof. Andrzeja Sultane Pracujqc в· tym okresie na Hozej, gdzie znajdowala
sie glöwna kwatera polskiej fizyki, mialem okazje zetknqc sie z Prof. Leopoldem Infeldem,
czy z Prof. Jerzym Niewodn z dawnej stolicy Polski - Krukowa, ktöry osobiscie wstawil sie
11
öwczesnych wladz о wyrazenie zgody na moj wyjazd do USA na przyslane mi stamtqd
zaproszcnie. A ryzyko przez Niego podjete bylo nie male. Kiedy w 1959 roku odwiedzilem,
wschodzqcq gwiazde polskiej fizyki, Jurka Sawickiego, przebywajqcego vr centrum
amerykahskiej fizyki, jakim wöwczas byl Osrodek Badawczy в* Prinston pod Nowym
Jorkiem, ten przez calq noc namawia! mnie, abym wybral „wolnosc” i tu в- Prinston zostal.
Nie wiem, jak by sie to skohczylo, gdybym przystal na rüde Jurka, bo Jurkowi przyszlo
zginqc w katastrofie samolotowej na trasie Paryz-Rzym (wiese niesie, ze pecha mieli ci,
ktörzy z nim lecieli, bo Jurek zbyt duzo wiedzial na temat bomby wodorowej).
О tym. со robilem iv miedzyczasie mozna dowiedziec sie z tej ksiqzki. Dodam tylko tyle, ze
staralem sie ~У<: zgodnie z haslcm Iwowskich Sokolow „ W zdrowym ciele zdrowv duch”.
Cafy swöj cz Idem pomiedzy naukowqprace, a sport turyst Kajakiem przyszlo mi oplynqc,
i to nieraz po kilka razy, prawie wszystkie polskie rzeki. plywac po Dunaju i görskich
rzekach Jugoslawii, po Adriatyku i Morzu Srddziemnym. Bye z plecakiem w gor ach
Kaukazu, Altaju i Nepalu - в’ tym ostatnim przypadku samotnie ! Chciaibym tarn jeszeze
wrocic i obejsc А парите I
222
Kiika konkretnych faktöw:
Nie tak dawno, gdzieà w Polsce.
Urodzony:
Dwoje dzieci:
29 wrzesma 1930 roku w Warszawie
Hanna Gryzihska (28) - jej grafika okreélila ksztatt ksi^zki.
Michal A.Gryzihski jr (25) - komputerowy sklad tej ksigzki to jego dzielo.
Wyksztalcenie magister inzynier - studia na wydziale L^cznosci
Pohtechniki Warszawskiej 1950-1955,
doktorat z fizyki teoretycznej uzyskany w Instytucie Badah J^drowych w
1966 r.
Zainteresowama: siatköwka (prawie zawodowiec). plywanie. kajaki. zagle, narty, turystyka
(Kaukaz. Altaj, Nepal).
Czym siç zajmowafem:
• FIZYKA TEORETYCZNA: zderzenia atomowe. teoria budowy atomu. astrofizyka.
• FIZYKA EKSPERYMENTALNA: fizyka plazmy i kontrolowana synteza termoj^drowa.
Co mi siç udalo zrobic:
• Zaczçlo siç od opracowania niezwykle skutecznej teorii zderzen atomowych, noszgcej nazwç
przyblizenia zderzen binarnych (Phys.Rev. 1957, 1959, 1965), ktöra byta dowodem na to, ze
elektrony w atomie poruszaja siç zgodnie z prawami fizyki klasycznej.
• Punktem zwrotnym w moich rozwazaniach nad budowy atomu bylo odkrycie blçdu popelnionego przez Bohra - okazalo siç, ze elektrony w atomie poruszj^ siç nie po okrçgu, a radialnie
w kierunku jc|dra (INR report 1965, Phys.Rev.Lett. 1965).
• Jakoéciowo nowym elementem w badaniach zawilych zjawisk mikroswiata bylo wyjasnienie
zagadki falowo-korpuskularnego dualizmu (raport IBJ 1965,1 -st IAPC. N.J. 1968. Int. J. of
Theor Phys. 1987) - podwazone zostafy podstawy filozoficzne calej mechamki kwantowej.
• Najnowszy rezultat ¿ledztwa w sprawie budowy atomu, to rozszytrowanie elektronowej budowy
atomu helu (www.ipj.gov.pl/~gryzinski - 1999).
• Odkrycie blçdu w Bohrowskim modelu atomu pozwolilo mi rozszyfrowaé kluczowe elementy
wiqzania chemicznego (Chem. Phys. Lett. 1994), a w szczegôlnoéci okreélié tor elektronu w
zjonizowanej cz^steczce wodoru (rozdz. 4 tej ksi^zki).
• W zakresie fizyki eksperymentalnej glöwne moje osi^gmçcia to: sformulowanie koncepcji
izolacji magnetycznej (1959) i w oparciu o t^ koncepcjç skonstruowanie JONOTRONU urzqdzenia generuj^cego strumienie jonôw o natçzeniu milionôw amperôw; bylem rôwniez
imcjatorem nowego kierunku badah w zakresie kontrolowanej syntezy j^drowej opartego na
zasadach optyki jonowej · jego angielska nazwa to: ion beam fusion (raporty IBJ 711-715, 1965,
ll-E. Conf. PPCNF. Stockholm 1967).
Na wokandzie s^dowej po raz wtory.
SPRAWA ATOMU
FAKTY OD, KTÖRYCH POCZATEK BIERZE SPRAWA:
identyfikacja ELEKTRONU-Joseph John Thomson
odkrycie JZ\DRA ATOMU - Ernest Rutherford
odkrycie CZX\STEK SWIATLA, FOTONÖW - Max Planck, Albert Einstein
odkrycie „FALOWYCH WLASNOSCI MATERII”- Louis de Broglie
WYROK PIERWSZEGO PROCESU:
Natura funkcjonuje na pozbawionych logiki zasadach, a atom to obiekt, ktorego w ramach normalnych poj$c zycia dnia
codziennego opisac si$ nie da, trzeba wobec tego powolac do zycia nowq teori? zwan^ Mechanikq Kwantow^.
Glowni animatorzy powyzszego wyroku:
Niels Bohr,
Max Born. Werner Heisenberg. Ernest Schrodinger.
Votum separatum od wyroku zatozyli:
Louis de Broglie - po pewnych wahaniach,
Albert Einstein - bez zdecydowanego zaangazowania si$ w spraw$, Henry Antony Lorentz - ten zdecydowanie
twierdzit. ze to nonsens, Joseph John Thomson - swiadom swoich dokonan byt ponadto.
ZGLOSZENIE WNIOSKU O REWIZJ^ WYROKU
Wnioskodawca:
Michai Gryz inski.
Termin i miejsce pierwszej apelacji:
Physical Review Letters, Vol.XIV, str.1059, rok 1965.
Uzasadmenie wniosku:
Wykrycie bl^dow popetnionych przy formutowaniu pierwszego wyroku
i pokazanie w oparciu o stare, jak i nowe nieznane przedtem fakty.
prostoty, elegancji i zelaznej logiki mikroswiata.
II
Niels Bohr o mechanice kwantowej: : j „Jezeli s^dzisz, ze rozumiesz j$, swiadczy to jedynie o tym,
ze nie znasz jej podstaw." :