Уффф... Дмитрий, вот Вы ведёте научно-популярный сайт. И при этом позволяете себе нести такую отсебятину. Понимаете, даже в популяризаторских целях нельзя обманывать. Нельзя говорить, скажем, что электрон это вращающийся шарик, чтобы читателю было понятнее -- дескать, если читатель заинтересуется, он дальше разберётся сам. Не разберётся. То, что Вы пишете, может быть вообще первым материалом, который человек читает на данную тему. Этот материал у него очень надолго останется в памяти и сформирует его дальнейшее понимание предмета. Поэтому упрощать, конечно, нужно, но до определённого предела. Нельзя заискивать перед читателем, нельзя жертвовать истиной ради наглядности! Изложение должно быть простым, но точным.
Вот Вы пишете: В момент разворота фотона правило, что фотон движется только со скоростью света, не действует. Момент разворота надо описывать другими способами. Это значит -- летел-летел фотон, потому вдруг рррразвернулся и полетел в другую сторону. Причём полёт его описывается каким-то одним способом, а вираж -- другим. Так в голове читателя и отложится, а потом вылезут вопросы типа «какие силы заставляют фотон двигаться по синусоидной траектории?» А это неправда, и Вы этого не можете не знать. Фотоны НЕ РАЗВОРАЧИВАЮТСЯ. Фотон может поглотиться и переизлучиться в другом направлении, но повернуть без поглощения при встрече, например, с атомом, он не может. Просто потому что он лишёл электрического заряда и не может взаимодействовать электромагнитно без поглощения. И описываются все его эволюции одним и тем же «способом» -- законами КЭД.
Теперь по поводу Ваших рассуждений о волнах и частицах. Послушать Вас, так вся столетняя история корпускулярно-волнового дуализма гроша ломаного не стоит. Всё же просто, много фотонов -- волна, мало фотонов -- частицы. Чего тут рассусоливать?
Если мы имеем дело с очередным «наглядным» изложением, то это очень плохо. Потому что, начитавшись такого, люди как раз и попадают на альт-форумы. Я всё-таки надеюсь, что Вы на самом деле так не думаете, и понимаете, что действительность несколько сложнее. Фотоны, электроны, и прочие элементарные (и не очень элементарные) частицы всегда регистрируются локальным образом. Т.е. оставляют точечные следы на фотопластинках и прочих детекторах. Никто никогда не видел размытого следа от одного фотона. Известно также, что фотоны поглощаются и излучаются «штуками» -- если сильно ослабить свет от некоторого источника (отойти подальше или поставить плотный фильтр), то уменьшится частота детектирования фотонов, но сами фотны вовсе не потеряют «в весе». Это позволяет сделать вывод, что фотон является частицей, т.е. некоторой локализованной в пространстве сущностью. Однако, этот вывод оказывается несовместимым с экспериментальными данными. Так, говоря, что фотон -- частица, мы предполагаем, что он всегда локализован в пространстве, пусть мы точно и не знаем, где. А это оказывается не так -- пример с интерференцией одиночного фотона на двух щелях это подтверждает. Если бы фотон сохранял свою локализацию постоянно, то он бы пролетал всегда через какую-либо одну из щелей. Однако интерференционная картина выглядит так, как будто он пролетает через обе сразу, причём обладает при этом какой-то «длиной волны». Кроме этого, все попытки выяснить, через какую именно щель пролетел фотон -- а это, казалось бы, совершенно невинная операция -- оканчиваются провалом: интерференционная картина пропадает. Я уж не говорю о гораздо более изощрённых экспериментах вроде «квантового ластика», который вообще невозможно объяснить, предполагая локализацию фотона хоть в пространстве хоть во времени.
Таким образом, фотон (надеюсь, понятно, что вместо фотона сюда можно подставить и электрон и вообще любой квантовый объект) поглощается, излучается и детектируется как частица, локально, но распространяется как волна, нелокально (с определённой длиной волны и со всеми сопутствующими ей интерференционными эффектами). Не «волнообразно», не «по синусоиде», а в чистом виде как волна, запоняющая собой некое нелокальное пространство. Но зафиксировать эту нелокальность можно только косвенно, поскольку попытка поймать фотон на полпути связана с необходимостью его детектировать, а как мы помним, детектируется он всегда локально. Т.е. зарегистрируется он всё равно только в одной точке. Вот именно это явление и называется корпускулярно-волновым дуализмом.
Ещё раз: фотон НЕ частица, потому что при распространении он не сохраняет локальность. Но фотон и НЕ волна, потому что детектируется он всегда локально. И такое поведение характерно абсолютно для всех квантовых объектов -- что проверено экспериментально вплоть до крупных многоатомных кластеров.
Печальная истина состоит в том, что наглядного и понятного объяснения этому явлению до сих пор не существует. Все попытки дать такое так или иначе были отброшены -- некоторые не подтвердились (как теория скрытых параметров), некоторые требуют совершенно неоправданных усложнений и введений новых необъяснимых сущностей (как терия ведущей волны), и всё равно не объясняют всё до конца. Лично мне наиболее симпатичны идеи Эверетта, но я понимаю, что до наглядности и им ещё очень и очень далеко.
Вот так дело обстоит с точки зрения нынешних воззрений. Это если без сюсюканья.
отредактировано 03.04.2005 12:41 |
» Общий форум