Модели

Джеймс Максвелл открыл проявления потенциалов мощности электромагнитных смещений (1865), Генрих Герц сообщил об "очень быстрых" электрических колебаниях" (1887), "Об электродинамических волнах в воздухе и отражении" (1888): начались исследования электромагнитных волн, проявляющихся в окружающей среде.

Волны оптического диапазона проявляют в средах радужные спектры, при сложении белые и черные; ультрафиолетовые создают газоразрядные лампы с парами ртути при нагреве t>1000°С, рентгеновские высоковольтные напряжения в вакуумных трубках; γ-вибрации ионизируют окружающую среду. Появилась обобщенная шкала проявлений электромагнитных волн с эффектами дисперсии, дифракции, интерференции, отражения, поглощения в средах.

Появился и новый раздел квантовой механики: физико-математические модели квантов энергии и других бестелесных частиц с многочисленными модификациями. Бесполезные затраты на поиски в природе символов поясняют тем, что научно-математическое мышление фундаментально и сразу не приносит результатов, а перспективы развития требуют дополнительных бюджетных и частных ассигнований. Ситуация напоминает вид циркового искусства, иллюзионизм (фр. illusionner — вводить в заблуждение), основаный на ловкости рук, использовании трюков и специальной аппаратуры для создания ложных впечатлений о нарушениях физических, химических и механических свойств веществ.

В разделе термодинамики понятий о волнах нет: проявления "тепловой энергии" свели к излучениям "абсолютно черного тела" из-за "температуры". За модель "абсолютно черного тела" приняли сажу. Вильгельм Вин доказал: при умножении характерных длин волн на температурные эффекты получаются одинаковые величины. В законе Стефана-Больцмана интегральная "объемная плотность" равновесного излучения и испускательная способность "абсолютно черного тела" пропорциональны четвертой степени температуры.

Но "кривая" полной мощности излучений "абсолютно черного тела " не имела "горба": для длинных волн совпадала с опытными величинами, а для видимых и ультрафиолетовых "убегала стремительно вверх" к бесконечности. Несоответствие назвали ультрафиолетовой катастрофой.

По расчетам выходило: раскаленная печь излучает возрастающую энергию в пространство и яркость свечения постоянно возрастает! Современник ультрафиолетовой катастрофы Хендрик Лоренц грустно констатировал: "Уравнения классической физики оказались неспособны объяснить, почему угасающая печь не испускает желтых лучей наряду с излучением длинных волн" (Марк Колтун: Мир физики)

В Эйнштейновском доказательстве инерции энергии масса света принята нулевой, m₀=0: только при таком произвольном допущении отношение импульса p и энергии E вспышки света равно p=E/c. Из него и нагрева "абсолютно черного тела" сажи Макс Планк вывел квантовую константу, словно Ньютон из гири силу.

По словам Планка: "Или квант действия фиктивная величина и вывод закона излучения иллюзорный, представлящий лишенную содержания игру в формулы. Или при выводе этого закона в основу заложена правильная физическая мысль: тогда квант действия играет в физике фундаментальную роль, тогда появление кванта возвещает нечто новое, дотоле неслыханное и требует преобразования основ физического мышления" (Марк Колтун: Мир физики)

Постоянные Стефана-Больцмана σ=5,67×10^-8Вт·м^-2К^-4 и смещения Вина b=2,9×10^-3м·К известны. Решив "систему" уравнений с двумя неизвестными, Планк вычислил: h=6,548×10^-34Дж·c, k=1,346×10^-23Дж·К (1900). Модель излучений из-за температуры стала обратна длинам волн: p=h/λ. Кривая мощности сдвинулась с ростом температуры в сторону коротких волн, а кванты света "появились в саже" после 500°С.

Квант — абстракция пучка частиц нулевых масс m₀=ε/c²=h×ν/c² с импульсами p=ε/c=h×ν/c=h/λ и энергиями ε=h×ν: из волновой теории вернулись к корпускулам Ньютона, рассуждая о перестановках символьных знаков: m₀=0=ε/c²=h×ν/c². Модели бестелесных квантов, скачущих по лучам энергий или по орбитам в атомах, сравняли с нулем даже количество материи (массу) Ньютона.

В книге "Ценности науки" Анри Пуанкаре говорит о "признаках серьезного кризиса" физики. Он не исчерпывается тем, что "великий революционер-радий" подрывает принцип сохранения энергии. "Опасности подвергаются и другие принципы". Принцип Лавуазье, сохранение массы подорваны электронной теорией: атомы образуют мельчайшие частицы, заряженные положительным и отрицательным электричеством. Скорость электронов сравнима с быстротой света. Приходится учитывать двоякость массы электрона: действительную и "электро-динамическую из-за инерции эфира". Действительная масса электрона приравнена к нулю. Исчезает масса, подрываются основы механики, закон Ньютона о равенстве действия и противодействия. Перед нами, говорит Пуанкаре, "руины физики", "всеобщий разгром принципов".

Правда, — оговаривается он, — относятся они к величинам бесконечно малым: других бесконечно малых, противодействующих подрыву старых законов, мы еще не знаем, и радий к тому же редок, но "период сомнений" налицо. Гносеологические выводы этого автора из "периода сомнений" известны: "не природа дает нам понятия о пространстве и времени, это мы задаем понятия природе", а "все, что не мысль, чистейшее ничто". По словам Пуанкаре ломка физических принципов доказывает, что они не копии, не снимки с природы, не отображения внешнего в отношении к сознанию человека, а продукты самого сознания. Выводов он не развивает, философской стороной вопроса не интересуется: на этом вопросе подробно останавливается Абель Рей в книге: "Теория физики у современных физиков" (Ленин: Материализм и эмпириокритицизм)

Константу Планка выводят из косвенных показателей "абсолютно черного тела": но физический смысл неясен. На XXIV Генеральной конференции по мерам и весам (2011) утвердили h=6,62606X×10⁻³⁴Дж·с, где Х — еще не рассчитанные цифры. Зоммерфельд указал на механическую размерность h. Ланжевен зоммерфельдовским квантованием рассчитал в электронных траекториях квант магнитного момента, разнящийся с теперяшним на 2×π, множитель, не расчитанный Зоммерфельдом. Четвертую теорию выдвинул Бор об атоме водорода (1913). В пятой теории кванта в атоме водорода Зоммерфельд интеграл ∫pdq назвал действием. Началось бурное развитие квантовой механики с неожиданными результатами. За магнитными моментами и принципом запрета Паули, волнами де Бройля последовали объединения матричной механики Борна-Гейзенберга с волновой механикой Шредингера, перестановочные соотношения, электронная теория Дирака.

Всем модификациям квантовой теории присуще одно и то же: вслед за опытами следовала коренная перестройка теории. Наблюдаемые проявления в сочетании с домыслами о ненаблюдаемых порождали новые гипотезы, новые опыты и так далее (Леон Бриллюэн: Новый взгляд на теорию относительности)

Из гносеологических уроков, полученных из разделов теории относительности и квантовой механики, авторы изменяют смысл наглядных картин мира и понятий антропоморфного характера. Мотивом выбора абстракций гипотетических квантовых моделей стал диковинный, сумасшедший характер.

Ситуацию поясняет реплика Бора о новой теории Гейзенберга: "Мало шансов быть истинной, она недостаточно сумасшедшая". Новые модели раздела квантовой механики обязательно разнятся с предыдущими.

С осмыслением моделей затруднялись и авторы. Эрвин Шпредингер объявил Бору: "Если мы и дальше намерены сохранять эти проклятые квантовые скачки, то я сожалею, что имел дело с атомной теорией". Хендрик Лоренц говорил Иоффе: "Я потерял веру, что работа вела к истине. Не знаю, зачем я жил и жалею, что не умер лет пять назад, когда идея представлялась ясной". Альберт Майкельсон сожалел об опыте, создавшем основу постулатам раздела теории относительности (Кадырбеч Делокаров: Эвристическая роль философии в научном открытии)

Квантовая механика не исходная точка для поиска основ: так же, как, исходя из термодинамики, нельзя прийти к основам механики (Эйнштейн)