Category: наука

Двухщелевой эксперимент Юнга "на пальцах"


Посмотрите на свою тень в солнечный день. Тень не резкая и по краям видна каемка полутени из-за того, что солнечный диск имеет некоторые размеры и не перекрывается полностью в этой области. Теперь поднесите палец близко к глазу и поводите им на ярком фоне. Вы и здесь заметите «полутень» из-за того, что зрачок глаза имеет некоторые размеры. Возникает вопрос: причиной этой «полутени» является конечный размер зрачка или дифракция света, проходящего вблизи поверхности пальца? Чтобы ответить на этот вопрос расставьте пальцы от глаза и на 20 см друг от друга и постепенно сближайте их. Вы увидите, как дальний палец «деформируется» в направлении к ближнему и пытается слиться с ним, что подтверждает, что Вы наблюдаете дифракцию света, поскольку величина Вашего зрачка остается неизменной. Сейчас сделаем решающий эксперимент. Отклоните руку от глаза на 20 см и постепенно сближайте большой и указательный палец. Когда они почти коснутся друг друга, Вы увидите в щели между ними типичную картину интерференции, состоящую из темных и светлых полосок. Очевидно, что в этом случае мы наблюдаем картину наложения двух дифракционных картин от двух встречно расположенных «краев экранов» (фигура 23.4.2 в главе «Дифракция света»). При этом незаметная картина дифракции вблизи одного пальца значительно усиливается и показывает картину интерференции.

Теперь мы можем посмотреть на опыт Юнга другими глазами. Поставим две щели и экран из сернистого цинка за ними. Будем облучать щели электронами и изменяя расстояние между щелями и между щелями и экраном добъемся наиболее четкой картины интерференции на экране. Закроем одну щель – интерференция исчезла. Закроем другую щель, а первую откроем – интерференции нет. Вместо экрана из сернистого цинка поставим фотопластинку, она запомнит, как с ней издевались. Снова откроем одну щель, пропустим порцию электронов, закроем ее, откроем другую щель и тоже пропустим порцию электронов. После проявления фотопластинки увидим чудо - четкую картину интерференции. Неугомонный теоретик тут же даст красивое наукообразное «объяснение» увиденному: «Ничего нового мы тут не обнаружили. Электроны двигаются по всем возможным траекториям в соответствии с фейнмановскими диаграммами. Электроны знают о существовании другой щели. Каждый электрон проходит сразу через две щели и в этот момент вселенная раздваивается. Через открытую щель электрон проходит свободно, а через закрытую – посредством туннельного эффекта». Подобное объяснение – признак серьезной патологии, требующей длительного стационарного лечения.

Применяя разные монохроматические частицы с разной энергией на описанной установке можно с высокой точностью измерять дифракцию и исследовать взаимодействие частиц с поверхностью различных материалов.


Теория возникновения протожизни на Земле

 

 

9. Теория возникновения протожизни на Земле

 

Эта теория относится к системам, которые еще не живые, но уже и не мертвые. Вечная проблема возникновения жизни на Земле до сих пор не решена из-за неверного методического подхода к решению этой проблемы. Ученые пытаются изготовить суперсмесь из отдельных аминокислот и надеются, что в этой смеси самопроизвольно зародится жизнь. Наверняка можно утверждать, что этого не произойдет. Решение проблемы происхождения жизни лежит через решение проблемы происхождения протожизни, являющуюся связующим звеном между живой и не живой природой.

Для возникновения протожизни нам потребуется вода с растворенным в ней небольшим количеством любой соли, создающей мизерную концентрацию катионов и анионов, коллоидные частицы (например, вулканического пепла) и внешний источник энергии (фотоны, радиоактивный распад изотопов или космические лучи). Принцип возникновения протожизни одинаков для любой «пищи», которая должна быть газом. В присутствии водорода возникнет «водородная протожизнь», в азоте – «азотная», в двуокиси серы – «серная», в аммиаке – «аммиачная» и т.п. Нас здесь будет интересовать возникновение «углеродной» протожизни на основе использования в качестве «питания» углекислого газа.

При попадании коллоидных частиц в воду на их поверхности адсорбируются потенциалоопределяющие ионы, которые придают частице электрической заряд (чаще всего отрицательный, примерно, 300 мв). Полярные молекулы воды выстраиваются вдоль силовых линий электрического поля и образуют термодинамически устойчивый сольватный слой толщиной, примерно, 300 ангстрем. Напряженность электрического поля в этом слое 107 в/м (http://www.new-physics.narod.ru глава 5 в разделе «Коллоидные системы»), т.е. вблизи поверхности частицы он обладает свойствами твердого тела, которые по мере удаления от поверхности постепенно утрачивает. Из-за интенсивного броуновского движения мицеллы, противоионы в растворе не могут скомпенсировать электрический заряд коллоидной частицы при адсорбции на поверхности сольватного слоя, поэтому частица обладает остаточным электрокинетическим потенциалом около 30 мв.

При сближении двух отрицательно заряженных мицелл в пространство между ними затягиваются катионы, которые также образуют частицу, подобную мицелле, которую правильней называть аквацелла, т.к. она не имеет твердого ядра (фигура 1a). Таким образом, любое сближение мицелл и аквацелл генерирует образование аквацелл, т.е. последние интенсивно размножаются. Причем при сближении двух аквацелл одного знака заряда возникает новая аквацелла противоположного знака заряда. Хотя весовая концентрация аквацелл не превышает 0,01%, счетная концентрация составляет, примерно, 1 миллиард аквацелл в 1 см3 раствора.

На следующем этапе аквацеллы с противоположными зарядами образуют диполи и таким образом значительно увеличивают время существования аквацелл (фигура 1b). Точечными линиями показано направление осей диполей воды в сольватном слое.

 

Жидкое ядро

Сольватный слой

Дисперсионная среда

Фиг. 1a

Фиг. 1b


 

Диполи аквацелл, содержащие различные катионы и анионы, пристраиваясь друг к другу разноименными полюсами образуют кусок трехмерной сети, который можно было бы назвать «протоклетка» (фигура 2). На фигуре линии обозначают цепочки диполей аквацелл. Таким образом протоклетка обладает еще большей прочностью, чем отдельная цепочка диполей. Она вполне может принять шарообразную форму из энергетических соображений и в этом случае станет очень похожей на живую клетку.

 

Фиг. 2

1


 

Здесь нужно вспомнить о катализаторах химических реакций. Катализатор будет наиболее эффективен только в том случае, если его геометрическая форма молекулы наиболее подходит для данного химического процесса. Любое искажение этой формы дезактивирует («отравляет») катализатор. Например, в ячейке, обозначенной номером 1 фигуры 2 могут сложиться наиболее подходящие условия для синтеза из углекислого газа и воды, например, молекулы глюкозы C6H12O6. Тогда данная ячейка будет и впредь штамповать молекулы глюкозы, которые, очевидно, будут содействовать образованию ячеек, похожих на родительскую в других местах протоклетки или других протоклетках. Поэтому ячейку-катализатор можно рассматривать, как прабабушку ДНК, а производимые посредством ее молекулы, как прадедушку ферментов.

Очевидно, что по описанной схеме работы протожизни возможно производство любых органических соединений, например, метана и углеводородов с выделением в атмосферу лишнего в этих процессах кислорода. Возможно, что запасами газа и нефти человечество обязано именно протожизни.

Любое органическое вещество при сжигании в среде кислорода в основном образует воду и углекислый газ. Поэтому с помощью катализаторов и внешних источников энергии, способных разорвать любую химическую связь возможно осуществление обратного процесса: синтеза органических соединений. Таким образом, протожизнь хотя и не является полноценной жизнью, но на молекулярном уровне обладает всеми атрибутами жизни: понижение энтропии за счет внешней энергии, размножение, конкуренция за энергетические и пищевые ресурсы, борьба за существование и эволюционный отбор. Здесь надо отметить, что и настоящая жизнь на молекулярном уровне не отличается от неживой природы. Что будет дальше, лучше спросить у Дарвина.

 

 

 

 

 

 

 

 

ТРИ ШАГА К НОВОЙ ФИЗИКЕ

ТРИ ШАГА К НОВОЙ ФИЗИКЕ

 

Вступление

В начале ХХ века для человечества открылся микромир со своими специфическими свойствами, которые не укладывались в представления классической физики. Отцы квантовой механики наперегонки стали осваивать новое научное поле и впопыхах не только сами запутались, но и запутали всех остальных. Этому способствовало желание дискредитировать классические детерминистские представления, чтобы легче «протолкнуть» новое вероятностное описание физических явлений.

На своем сайте http://www.new-physics.narod.ru я опубликовал монографию: «Основы новой физики и картины мироздания» (500 стр.). Поскольку мнография очень большая, в этой статье приведу вольный пересказ некоторых важных положений новой физики.

Шаг первый. Два момента импульса электрона

В основном состоянии атома водорода электрон движется по круговой орбите (потерпите с возражениями!) в потенциальной яме, где сила электростатического притяжения к ядру равна цетробежной силе: e2/a2=mev2/a (1), где e – элементарный заряд, a – радиус орбиты Бора, me – масса электрона, v – орбитальная скорость электрона. Из (1): v=(e2/ame)1/2 (2). Если подставить в (2) численные значения постоянных (в системе СГСЕ) и сравнить орбитальную скорость v со скоростью света «с», то получим: v=альфа×c (3), где альфа - постоянная тонкой структуры. Запишем классическое выражение для момента импульса L электрона на круговой орбите Бора: L=meva (4). Из (1): meva=e2/v (5). (3) и (4) подставим в (5), тогда получим: альфа=e2/Lс (6). Формула (6) совпадает с определением постоянной тонкой структуры официальной физики: альфа=e2/h(перечеркнутое)×с (7). Сравнение (6) и (7) показывает, что «постоянная Планка» (h/2Pi=h(перечеркнутое)) является не «квантом действия», а обыкновенным моментом импульса, в данном случае, электрона.

С моментом импульса заряженной частицы h(перечеркнутое) однозначно (если забыть об ортодоксах) связан классическим выражением магнитный момент мю этой частицы: мю=eh(перечеркнутое)/2mc (8). Для электрона на орбите Бора его магнитный момент будет равен магнетону Бора: мю0=0,9274015×10-20 эрг×гс-1. Эксперименты показывают, что магнитный момент свободного электрона равен магнитному моменту орбитального электрона и равен магнетону Бора. Это говорит о том, что и момент импульса (механический или угловой момент) свободного электрона тоже равен «постоянной Планка». Официальная физика считает этот момент собственным моментом импульса электрона и здесь сразу возникает неразрешимое противоречие, т.к. классические размеры электрона не позволяют представить какую-либо разумную модель его, несущую такой огромный момент импульса. Поэтому официальная физика не упоминает о моменте импульса равным «постоянной Планка» и называет его «спин». Ясного физического определения, что это такое в понимании ортодоксальных представлений вы нигде не найдете (в понимании новой физики оно изложено в предыдущем параграфе). Мало того, спин электрона считают равным половине постоянной Планка и сразу появляются индивидуалисты-фермионы и колхозники-бозоны в мире элементарных частиц. Дальнейшие спекуляции ортодоксов на этом «изобретении» здесь рассматривать не будем.

Теперь определим собственный момент импульса электрона опять используя классическое выражение: L0=mecr0 (9), где r0 – классический радиус электрона. Здесь мы полагаем, что компоненты электрона (он из чего-то состоит) двигаются со скоростью света. Подставив численные значения в (9) получим: L0=альфа×h(перечеркнутое), т.е. отношение собственного момента импульса электрона к его орбитальному моменту равно постоянной тонкой структуры и собственный магнитный момент электрона проявляется в тонкой структуре спектральных линий. В этом и заключается физический смысл постоянной тонкой структуры, который для ортодоксальной физики остается неведом. Поскольку момент импульса свободного электрона равен моменту импульса орбитального электрона, а собственный момент импульса его очень мал, напрашивается очевидный вывод, что свободный электрон движется по кругу с радиусом больше радиуса Бора, но с таким же моментом импульса (скорость меньше). По необходимости свободный электрон должен также двигаться по прямой, следовательно, его траектория представляет собой винтовую линию, что имеет следствием корпускулярно-волновой дуализм. Естественным следствием закона сохранения момента импульса является то, что импульс на винтовой трактории сохраняется и на орбитальной. Отсуда ясно, почему ортодоксы делают вывод об отсутствии орбитального момента импульса и отрицают вообще орбитальное движение электрона в основном состоянии, заменяя эти ясные представления спекуляциями с электронным сферически симметричным «облаком» и прочими. Они не знают о существовании собственного момента импульса электрона, отождествляя его с моментом импульса орбитальным или на винтовой траектории. На «аномальном» магнитном моменте орбитального электрона и спекуляциями о «поляризации» вакуума останавливаться здесь не будем. Отметим только то, что электрон двигается по орбите подобно планетам, имеющим наклон оси вращения к плоскости орбиты. Поэтому общий магнитный момент орбитального электрона немного меньше суммы орбитального и собственного магнитного момента. Теперь надо выяснить параметры винтовой траектории и все ли свободные частицы обладают таким движением.

Шаг второй. Корпускулярно-волновой дуализм свободных тел микро и макромира

Запишем формулу де Бройля, которая подтверждена массой экспериментов с разными частицами, обладающими различной энергией: ламбда=h/mv (10). Запишем также очевидное тождество: h=h или h/2Pi=h/2Pi или mvr=mvr (11). В (11), например, левую часть заменим через момент импульса тела: h(перечеркнутое)=mvr (12). В левую часть (12) подставим h(перечеркнутое)=h/2Pi и преобразуем: h=2Pi×r/mv (13), но 2Pi×r=ламбда (14), где ламбда - длина окружности поперечного сечения винтовой траектории свободного тела (для микрочастиц она равна шагу винтовой траектории, что нетрудно доказать). Подставив (14) в (13) получим формулу де Бройля. Теперь ясен физический смысл этой формулы – в ее числителе стоит не «постоянная Планка», «квант действия», а момент импульса тела на винтовой траектории. Поскольку эксперименты дают одно и то же значение «длины волны» частицы при одинаковом импульсе ее, то все частицы микромира имеют один и тот же момент импульса равный h(перечеркнутое). Деление их на бозоны и фермионы высосано ортодоксами из пальца. Насколько они не понимают сущности формулы де Бройля видно из того факта, что в ее знаменатель подставляют массу макротела, получают умопомрачительно малую «длину волны» этого тела и делают вывод, что макротела не обладают волновыми свойствами, а их любимая «хорошая» квантовая механика переходит в этом случае в «плохую» классическую. Очевидно, что и в числитель этой формулы надо одновременно подставлять огромный момент импульса макротела, тогда его «длина волны» будет иметь космические масштабы (не будем здесь вникать в подробности). Поэтому корпускулярно-волновой дуализм присущ не только микро-, но и макромиру. Законы природы едины на всех уровнях мироздания и в указанной монографии ясно показано, что в микромире нет ни одного специфического закона, отсутсвующего в макромире, поэтому «теории» современной фундаментальной физики давно просятся на помойку.

Шаг третий. Причины винтового движения

Мы знаем, что электрический заряд, направленный под некоторым углом к направлению внешнего магнитного поля за счет силы Лоренца начинает двигаться по винтовой линии. Если попытаться перенести эти представления к свободному электрону, то мы убедимся, что в данном случае винтовую траекторию электрона невозможно обнаружить из-за крайне слабого магнитного самовоздействия электрона. Так что же заставляет свободные тела двигаться по винтовой траектории? Здесь мы вынуждены сформулировать единственную гипотезу новой физики (есть еще уточнение движения тел по окружности, которое гипотезой не является). Эта гипотеза и уточнение образуют фундамент новой физики. Больше гипотез нет. Все остальные многочисленные представления являются логическим следствием, как, например, из гипотезы, что самое большое сухопутное животное на Земле, по-видимому, «слон». Легко сделать логические выводы, опираясь на законы природы, что «слон» - травоядное, т.к. больше достаточных ресурсов питания ему не добыть, он тяжелый и оставляет глубокие следы на слабой почве, поэтому его ступни широкие с большой площадью опоры, «слон» обитает в теплом климате, где круглый год может найти растительную пищу, поэтому не покрыт шерстью, иначе перегреется из-за низкой теплоотдачи и т.д. Аналогичные выводы можно сделать по морскому животному «кит». Он может быть больше «слона», т.к. его вес уравновешивает сила Архимеда, питается планктоном (больше подходящих ресурсов питания нет), значит имеет фильтрующий аппарат для отфильтровывания этой мелочи, млекопитающее (чтобы быстро вырасти), может обитать в холодной воде, где больше пищи и т.п. Я сделал это отступление с той целью, чтобы предотвратить обвинения в свой адрес от людей, страдающих дефектами логики. Они предрасположены вместо тщательного анализа логики рассуждений обвинять авторов в массе голословных утверждений, хотя и сами авторы зачастую не затрудняют себя «железной» логикой.

Итак, гипотеза: при движении гравитационного заряда (массы) возникает гравидинамическое поле, форма которого аналогична форме магнитного поля при движении электрического заряда. Отличие состоит в том, что напряженность гравидинамического поля растет нелинейно со скоростью движения, при обычных скоростях гравидинамическое взаимодействие едва земетно, а при скоростях близких к скорости света оно становится самым сильным в природе и его называют «сильным» взаимодействием. На основании этой гипотезы построена теория гравидинамического взаимодействия, результаты которой совпадают с экспериментальными данными.

Вращающаяся масса подобна контуру с гравитационным «током», создающим индукцию гравидинамического поля B, направленную вдоль оси вращения. Таким образом, ситуация становится аналогичной движению электрического заряда перпендикулярно магнитному полю поскольку вектор B в общем случае не совпадает с вектором направления движения. На тело действует гравидинамический аналог силы Лоренца, заставляющий его двигаться по окружности (по часовой стрелке или в противоположную сторону, если смотреть вдоль оси вращения). Второе независимое движение происходит равномерно вдоль оси вращения тела, т.к. при этом гравидинамическое воздействие равно нулю. Таким образом, любое свободное тело движется по правовинтовой или левовинтовой траектории в зависимости от взаимного направления вектора собственного вращения и вектора скорости. Если Вас смущает отрицание первого закона Ньютона в этих рассуждениях, то я надеюсь, что после изучения монографии, мы станем единомышленниками в этом вопросе. Концепция гравидинамического поля легко объясняет устройство всех уровней мироздания от элементарных частиц до Вселенной в целом.

В заключение хочу поделиться одним очевидным выводом: политикам и попам нужен наивный электорат, военным – международные конфликты, полицейским – преступники, пожарным – пожары, врачам - больные. А что нужно ученым? Ученым нужны проблемы, а если их нет, то их надо активно придумывать, иначе кормушка быстро опустеет. В этом смысле указанная монография антинаучна, т.к. вместо увеличения количества проблем, она их значительно уменьшает. Зато в компенсацию открывает новое обширное не паханное поле.