Объяснение дифракции света

ОБЪЯСНЕНИЕ ДИФРАКЦИИ СВЕТА

Древние философы пришли к мысли, что если Мир один, то он должен состоять из бесконечного пустого пространства, в котором должны находиться все тела, состоящие из дискретной материи (из атомов). Если предположить, что Мир имеет границу, то неизбежно встанет вопрос, а что там за границей? Может быть другой Мир или Миры? Аристотель опроверг атомистов. Он считал, что вокруг неподвижного Земного шара, находящегося в центре Мира, вращается граница Мира в виде небесной сферы с небесными светилами. А что внутри между Землей и небом? Сейчас пишут о Галилее и Ньютоне, понявших закон инерции. Но первым был Аристотель, который писал, что если бы была пустота, то тело могло бы двигаться вечно: «...почему тело, приведенное в движение, где-нибудь остановится, ибо почему оно скорее остановится здесь, а не там? Следовательно, ему необходимо или покоится, или двигаться до бесконечности...» [1]

Но так как  Вселенная Аристотеля была конечной, то она должна быть заполнена материальной средой (эфиром), которая, тормозя движение, делала бы невозможным бесконечное движение в конечной Вселенной. Можно сказать, что Аристотель писал о законе инерции методом от противного. Если была бы пустота, то был бы и движение по инерции. От Ньютона прошло более 300 лет, а  наука всё еще не знает что такое инерция. Вот что пишет известнейший физик-теоретик Роберт Фейнман: «... Свободное движение не имеет никакой видимой причины. Почему предметы способны вечно лететь по прямой линии, мы не знаем. Происхождение закона инерции до сих пор остается загадкой».[2]
Ему вторит Н. Гулиа, который   пишет, что понятие инерции — непростое. [3]

Ньютон окончил университет, где изучал «эфирную» физику Аристотеля и был оставлен в университете преподавателем. В своих первых сочинениях он, как и принято в ученом мире, ссылался на своих предшественников, в том числе и на Аристотеля. Но вдруг, в какой-то момент он сообразил, что если планеты и кометы очень долго вращаются по своим орбитам, то это означает, что пространство не мешает их движению, что в пространстве нет эфира, что пространство пусто. Поняв это, Ньютон стал творцом классической физики, противоположной физике Аристотеля. Но нужно понимать, что законы Ньютона действуют в идеальной обстановке, когда нет никаких посторонних воздействий. Если бы не было тяготения, то все планеты и другие тела двигались бы по прямой, относительно друг друга. Никакой предельной скорости здесь быть не может. Тяготение делает невозможным прямое движение больших тел. Корпускулы света не испытывают гравитационного притяжения и потому летят по прямой.

В физике Аристотеля не было никакой теории света. Но  старший современник Ньютона Христиан Гюйгенс предположил, что колебания (волны) эфира создают свет. Ньютон возразил, если нет эфира, то какие волны, какая волновая теория света? Свет может быть только потоком каких-то особых частиц (корпускул), состоящих их частиц (атомов) материи. Так появилась корпускулярная теория света. Классическая физика Ньютона, изложенная в книге «Математические начала натуральной философии», вся основана на идее пустого бесконечного пространства и дискретности материи, отсутствии эфира. «Если эфир – это такая среда, которая не тормозит движение, то она ничем не отличается от пустоты, и спор, следовательно, идет о словах, а не о деле».

Ньютон, в рамках корпускулярной теории света не объяснил явлений дифракции и интерференции света. И вскоре после его смерти началось движение назад к Аристотелю. В 1818 году Парижская АН с подачи Френеля вставила в физику Ньютона волновую теорию света из физики Аристотеля. Так началась двойственность света, лежащая в основе кризиса физики.  Учёные понимали, недопустимость соединения двух  физик, но уж так убедительно объяснял Френель интерференцию и дифракцию света якобы с помощью волновой теории, что академики согласились с ним. В своё время И.Кант писал, что науке нужен философский надзор, иначе учёные каждый из-за своего «дерева» не увидят «леса». Так и случилось. Известный философ того времени Гегель пошел на поводу физиков и, чтобы как-то объяснить, совмещение вопреки логике недопустимых физик сочинил новую логику, назвав её диалектической. Если естественную формальную логику можно описать триадой «тезис-антитезис-анализ», то новую логику Гегель описал триадой «тезис-антитезис-синтез».

Так началась современная теоретическая физика считающая  свет и материю двойственными, считается, что свет - и волна, и частицы. Материя же существует тоже в виде вещества (частицы) и в вида поля (волны).Вообще говоря, всякая проблема двойственна, пока не получила конкретного решения. Например, суд решает двойственную проблему: преступник или не преступник подсудимый. И решает всегда конкретно, только «или-или», но не то и другое.

 Нельзя сказать, что никто не видит проблемы. Например, профессор,А. Тяпкин, писал: «...мы должны  верить, что удастся наконец препарировать «кентавра» из волны и частицы. Надо непременно продолжать исследовать самые невероятные гипотезы о связи двух начал существования микрообъектов и постоянно помнить, что проблема дуализма не может быть исчерпана словообразованиями типа «волница» и «частолны».(«Техника-молодежи» 11-1983). Но дискуссия не состоялась. Более того редактор журнала Захарченко вскоре был снят с работы.

В журнале «Знание-сила» ( №6-1993) опубликована статья «Волнения вокруг электрона», в которой С. Самойлов писал: «В глубине души каждый физик всегда был или «корпускулярщик», или «волновик». Но на людях только «дуалист», человек, имеющий сразу две веры, ибо дуализм как нельзя более соответствовал единственно верному» диалектическому учению. В то же время «корпускулярщики», как считалось, грешили механицизмом, а «волновики» - идеализмом.» Разумеется, ни один человек, находящийся здравом уме, не поверит, что подсудимый - и преступник, и не преступник. Физики же верят.

Но о каком здравом уме говорить, если физики отрицают yм как один из способов познания. Вот пример. В. Зубов пишет; «Наблюдение и опыт являются первоначальным и единственным источником знаний». («Механика», М..1978,стр.17). Член-корр. АН СССР И. Шкловский, хотя и помнит об уме как источнике знаний, но называет его презрительно умозрительными спекуляциями. «...10-15 млрд. лет назад состояние Вселенной было радикально отлично от современного. Для того чтобы прийти к такому выводу, понадобились не умозрительные спекуляции, а твердые знания, полученные из наблюдений». («Вопросы философии» №9-1979). Создается впечатление, что известный астрофизик никогда не слыхал, например, «об умозрительных спекуляциях» Коперника, опрокинувших «твердые знания, полученные из наблюдений»  всего человечества. Да и результаты опыта и наблюдений всегда требуется осмыслить и объяснить, Думаю, что человек, отрицающий необходимость ума в познании, не способен на это.

Среди физиков весьма популярна точка зрения, которую изложил Р. В. Поль в книге «Оптика и атомная физика. (М., 1966). Он пишет: «Вопрос о том, что же «существует» на самом деле, волна или корпускула, в глазах физика лишен содержания; это пустой вопрос. Подобный вопрос относится к области других более словоохотливых наук». Физики говорят, что есть формулы, которые помогают им решать практические задачи, а что кроется за этими формулами, знать не обязательно.

Чтобы разгадать любую тайну природы, нужно прежде иметь убеждение в познаваемости мира. Нужно верить, что в природе нет парадоксов. Все они только от нашей глупости. Нужно верить, что мир устроен просто. Это и позволяет непрофессионалам разгадывать тайны природы. Видимо, большинство физиков думают наоборот.

«Наше воображение бессильно представить нечто такое, что может быть одновременно и волной, и частицей, но само по себе существование дуализма волна-частица (так называемого корпускулярно-волнового дуализма) не вызывает сомнения»(Поль Девис «Суперсила», М., 1982, с.З0). Перефразируем эту цитату для сравнения: «Наше воображение бессильно представить, что подсудимый одновременно и преступник, и не преступник, но само по себе существование дуализма преступник – не преступник не вызывает сомнения».

Вот уже около 200 лет физики утверждают, что свет в иных случаях ведет себя как волна, в других - как поток частиц (корпускул), не замечая, что меньшая скорость света в более плотных средах свидетельствует о корпускулярности света. И продолжают вопреки логике утверждать: «Измерения Фуко показали, что скорость света в воде меньше, чем в воздухе, в соответствии с представлениями волновой теории света». (Г. Ландсберг «Оптика», М., 1976, стр.425).

Но ведь волны имеют тем большую скорость, чем больше плотность среды. Это означает, что измерения Фуко подтвердили корпускулярную теорию, а не волновую. Но логика не может убедить людей, отрицающих ум. логику и здравый смысл. Слышу негодующие крики, что Френель в 1818 году объяснил дифракцию и интерференцию света с помощью волновой, а не корпускулярной теории. Но и корпускулярная теория тоже объясняет.

Произведем мысленный эксперимент. Пропустим луч света через вершину трехгранной призмы (рис.1). Очевидно, этот луч не отклонится. Добавим слева к. нашей призме А другую призму В так, чтобы они образовали одно целое (рис.2). Сразу же произойдет отклонение света (преломление). Из этого рисунка  Видно, что призмы А и В оказывают разное влияние на луч света. Призма А не изменяет направления луча, а только изменяет  его скорость. Призма В, притягивая корпускулы к себе изменяет   направление их движения. Если убрать призму А, то отклоненный луч света (преломленный) так и останется отклоненным. Это и есть дифракция света - притяжение корпускул веществом. И нет нужды объяснять дифракцию с помощью волновой теории.

Если пустить луч света как показано на рисунке 4, то этот свет на выходе из призмы А испытывает притяжение со стороны призмы В и уходит влево. Такое явление называется полным внутренним отражением, создавая иллюзию, что свет отражается от внутренней грани призмы. Но это явление не имеет ничего общего с отражением света. Если поместить призму с рисунка 4  «отражающей» гранью в жидкость, в которой растворено некоторое количество флуоресцирующего вещества, то тонкий слой флуоресцина светится, доказывая, что корпускулы света выходят из призму и, испытывая притяжение, поворачивают на 90 градусов и уходят обратно в призму.  Можно понять, что все три явления - преломление, дифракция и полное внутреннее отражение имеют общую причину.

Всякое явление можно объяснить разными способами. Истинным же объяснением будет только одно. Множество  оптических явлений просто объясняются корпускулярностью. Только некоторые явления объяснялись «волновыми свойствами» света. Я показал, что  дифракция света объясняется и корпускулярной теорией.

Павел КАРАВДИН