Das Ende der Welle-Teilchen-Dualität

Sie können einen Ochsen und ein zitterndes Reh nicht in einem Wagen festnageln ...
(kostenlose Nacherzählung einer berühmten Phrase)

Der Grund für das Auftreten der Welle-Teilchen-Dualität ist ein methodischer Fehler. Befürworter der Wellennatur des Lichts entschieden sich dafür, die wichtigsten Tatsachen, die ihrer Theorie widersprechen, nicht zu „bemerken“, aber es gelang ihnen nicht, sie nicht zu „bemerken“, und sie mussten einfach eine neue Einheit einführen - „Äther“, die selbst einem wichtigen methodischen Prinzip widerspricht - „Occams Rasiermesser“ ( Ockham, Occam ) oder Newtons Prinzip: "Ich erfinde keine Hypothese!"

Sie können diesen Fehler wie folgt beheben. Alles was Sie tun müssen, ist Rene Descartes zuzuhören: " Definieren Sie die Bedeutung von Wörtern genau und Sie werden die Welt vor der Hälfte des Missverständnisses retten ."

Wir betrachten die Definition des Begriffs „Welle“ (oder „Wellen“) in der modernen Physik [1]:

V. - Veränderungen eines bestimmten Aggregats von physischen. Größen (Felder), die sich bewegen (ausbreiten), sich vom Ort ihres Auftretens entfernen oder innerhalb der Grenzen schwanken können. Bereiche des Raumes

So! Zwar geben die Autoren ihre Worte sofort wie folgt auf:

In der Neuzeit Das Verständnis des Konzepts von V. ist so weit gefasst und mehrdeutig, dass es praktisch unmöglich ist, ein einziges Zeichen anzugeben, das allen Arten von Bewegungen oder Prozessen gemeinsam ist, die unsere Intuition oder Tradition mit Wellen in Verbindung bringt.

Dort ist der "Hund begraben"! Eine solche Offenbarung macht deutlich, warum dieses Monster geboren wurde - "Welle-Teilchen-Dualität"!

Es sei darauf hingewiesen, dass diese „Ablehnung“ einen Widerspruch enthält. Einerseits wird argumentiert, dass

Es ist unmöglich, ein einziges Merkmal anzugeben, das allen Arten gemeinsam ist

Wellen. Andererseits habe ich das Ende des Zitats ausdrücklich durch „Wellen“ ersetzt, obwohl dort:

Bewegungen oder Prozesse

d.h. Das ist ein häufiges Zeichen !

Unter dem Wort "Wellen" ist es also notwendig, verschiedene "Arten von Bewegungen oder Prozessen" zu verstehen. Aber natürlich gibt es in der Natur viele verschiedene „Bewegungen“, was bedeutet, dass wir immer noch ein Zeichen (oder Zeichen) benötigen, das genau die Arten von Bewegungen unterscheidet, die „Wellen“ sind. Ich denke, es wird zweckmäßig sein, den Begriff „Wellen“ nur für mechanische (klassische!) Wellen und für andere zu belassen

Arten von Bewegungen oder Prozessen

kommen mit einem anderen Begriff. Ich schlage vor, sie im Rahmen dieses Artikels "wellenartige Bewegungen" (oder "Phänomene" oder "Prozesse") zu nennen ...

Obwohl ich im Prinzip ein häufiges Symptom kenne, durch das

Unsere Intuition oder Tradition bezieht sich auf die Welle

diese oder andere Arten von Bewegungen ...

Dieses Zeichen ist die Notwendigkeit eines "Mediums" für die Existenz von Wellen. Unter "Umgebung" ist es zwar notwendig, nicht das bekannte "kontinuierliche Medium" zu verstehen, das eine mathematische Abstraktion ist, sondern das "physikalische Medium", das eine Struktur hat, d.h. bestehend aus einer Vielzahl von Elementen.

Mit Hilfe dieses gemeinsamen Merkmals wird es möglich sein, klassische (mechanische) Wellen und Phänomene zu kombinieren, die ich als „wellenartig“ bezeichnen wollte.

Die Definition des Begriffs „Welle“ im weitesten Sinne kann also wie folgt klingen.

Definition Eine Welle ist ein Prozess (oder eine „Bewegung“ im weiteren Sinne), der möglich ist und unter geeigneten Bedingungen in einem System mit einer großen Anzahl von Elementen stattfindet.

Durch die Einführung des Begriffs „System“ anstelle von „Umwelt“ werden wir eine größere Anzahl physikalischer Phänomene abdecken, die

Unsere Intuition oder Tradition bezieht sich auf die Welle.

Es sollte auch beachtet werden, dass diese Definition keine Einschränkungen für das Vorhandensein oder Fehlen verschiedener Arten von Verbindungen zwischen Systemelementen oder für Wechselwirkungen zwischen diesen auferlegt.

Vor allem aber müssen wir dank dieser Definition keine Monster-Welle-Teilchen-Dualität erfinden, da eine Welle eine Eigenschaft einer großen Anzahl von Korpuskeln (Elementen) ist und nicht eine Eigenschaft eines Korpuskels sein kann. Der Körper kann nur " an der Welle teilnehmen ", aber nicht " Welleneigenschaften haben "!

Basierend auf dieser Definition werden wir einen neuen Blick auf die sogenannten "Interferenz" - und "Beugungsmuster" werfen, die durch Lichtflüsse erzeugt werden . Natürlich müssen all diese bekannten Experimente, die angeblich die Wellennatur von Licht (und anderen Elementarteilchen!) "Bestätigen", sofort "wellenartigen" Phänomenen zugeschrieben werden!

Diese Bilder ähneln nur auf den ersten Blick gewöhnlichen (klassischen) Wellen.

Vergleichen wir die bekannten „Newtonschen Ringe“ mit den „Kreisen auf dem Wasser“, die entstehen, wenn ein Stein auf eine ruhige Wasseroberfläche fällt (siehe Abb. 1 und 2 ).

Fig. 1 zeigt Newtons Ringe in drei Versionen: 1 - in reflektiertem weißem Licht; 2 - in grün; 3 - in rot [2]. Und Abb. 2 zeigt die „Ausbreitung von Wellen von Steinen, die ins Wasser fallen“ aus dem Buch [3].

------- Abb. 1. Newtonsche Ringe.

------- Abbildung 2. Wellenausbreitung von einem ins Wasser fallenden Stein.

Die statische Natur der Newtonschen Ringe und die Dynamik der Wellen auf dem Wasser, die sich tatsächlich ausbreiten und bewegen, ist sofort ersichtlich. Dies ist der erste Unterschied .

Der zweite Unterschied kann durch Vergleichen der Newtonschen Ringe mit einer stehenden Welle gesehen werden. Es gibt auch Dynamik in der stehenden Welle - nur Knoten sind bewegungslos und Grate und Täler bewegen sich kontinuierlich, als ob sie die Plätze wechseln.

Der dritte Unterschied besteht darin, dass Newtons Ringe existieren, solange Licht vorhanden ist, und für „Kreise auf dem Wasser“ ist ein Stein nur der erste Anstoß, nach dem sie „frei schwimmen“ dürfen.

All diese Unterschiede legen nahe, dass Newtons Ringe nicht das Ergebnis der Interferenz einiger „Wellen“ sind, sondern nur die Umverteilung des Lichtflusses aufgrund der Wechselwirkung von Photonen mit Glasatomen. In diesem Fall ist der bestimmende Faktor die Geometrie der Glasoberfläche, die leicht durch Ändern des Krümmungsradius der Linse oder anderer Verzerrungen der Geometrie der Oberflächen überprüft werden kann. Das heißt, Die Eigenschaften des Lichts können sogar als "sekundär" bezeichnet werden, da das Bild der Newtonschen Ringe qualitativ nicht von der Farbe des Lichts oder seiner Intensität abhängt, sondern von den Eigenschaften des Mediums - Glas.

Andererseits fallen Newtons Ringe unter unsere Definition , weil es nicht einmal ein, sondern mindestens zwei Systeme gibt: ein System - einen Fluss einer großen Anzahl von Photonen und ein System - eine große Anzahl von Atomen, aus denen Gläser bestehen. Und es ist nicht überraschend, dass die Wechselwirkung dieser Systeme ein „wellenartiges“ Phänomen erzeugt, das einigen Physikern als einer der Beweise für die Wellennatur des Lichts erschien.

In dem Buch „Physik verstehen“ [4] wird diese „Bestätigung“ der Wellennatur des Lichts gegeben:

Wenn Licht ein Strom von Photonen ist, dachte Taylor, kann ich es vernachlässigbar machen. Er reduzierte die Glühbirne auf ein Minimum und installierte mehrere Filter vor der Nadel. Nach Taylors Berechnungen traf nicht mehr als ein Photon pro Sekunde die Nadel. Dies bedeutet, dass keine kollektive Wechselwirkung von Partikeln berücksichtigt werden konnte. Er legte die Installation in ein lichtdichtes Gehäuse, installierte eine Fotoplatte anstelle des Bildschirms, hängte ein Schild mit der Aufschrift „Nicht ausschalten!“ Auf, machte Urlaub und machte eine Yachtfahrt. Als Taylor einen Monat später ausgeruht und gebräunt zurückkam, zeigte er eine Fotoplatte und sah, dass sich die Spuren von zwei Millionen Photonen, die wiederum einen Monat lang auf das Ziel trafen, auf einer Fotoplatte in einem klassischen Beugungsmuster bildeten. Für diejenigen, die Zeit hatten, an die Quantentheorie zu glauben, war es ein echter Schock.

Schauen wir uns nun unsere Definition von Wellen noch einmal an und kommen sofort zu dem Schluss, dass das beschriebene Experiment die Wellennatur des Lichts in keiner Weise beweist. Und im Gegenteil, es beweist, dass das sogenannte "Beugungsmuster" nicht von einem einzelnen Photon gezeichnet wird, nicht von zwei, nicht zehn, nicht hundert und sogar nicht tausend Photonen, sondern nur von "zwei Millionen" Photonen usw. e. nur "eine große Anzahl von Elementen, aus denen das System besteht "!

Bitte beachten Sie auch, dass die an diesem Experiment teilnehmende Nadel in keiner Weise zur Interpretation der Versuchsergebnisse verwendet wird, obwohl ohne Nadel kein Beugungsbild entsteht!

Wie Sie sehen können, kann ein und dasselbe Experiment auf unterschiedliche Weise interpretiert werden, je nachdem, welche grundlegenden Aussagen wir vertreten ...

Literatur

1. Physische Enzyklopädie / Kap. ed. A.M. Prokhorov. Ed. zählen D.M. Alekseev, A.M. Baldin, A.M. Bonch-Bruevich, A.S. Borovik-Romanov und andere - M.: Sov. Enzyklopädie. T. I. Aaronova - Boma-Effekt - Lange Schlangen. 1988. 704s., Ill.
2. Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B. Physik Lehrbuch für die 10. Klasse. - M .: Education, 1972. - 368 S., Ill.
3. Kadomtsev B.B., Rydnik V.I. Die Wellen um uns herum. - M.: Knowledge, 1981. - 152s., Ill.
4. I. Javadov. Klare Physik. - Lehrbuch / St. Petersburg: Geschrieben mit Stift, 2014. - 154 Seiten, Abb.