Чтение онлайн

Уточним некоторые свойства волны расчётных вероятностей – в первую очередь, вид её пространственного профиля. Как уже упоминалось выше, этот профиль имеет периодичность: соседние слои наибольших вероятностей отстоят друг от друга на расстояние, которое играет роль «длины волны». Откуда Навигатор «знает», какую длину волны создавать у волны расчётных вероятностей? Длина волны связана с величиной энергии возбуждения E через соотношение =hc/E, т.е. длина волны «известна» сразу же после возбуждения атома-отправителя. Что же касается формы профиля волны расчётных вероятностей, то, в духе «цифровых» первооснов физического мира, эта форма представляет собой не синусоиду, а, скорее, гребёнку из узких пиков ненулевой вероятности переброса, разделённых промежутками нулевой вероятности переброса. Иллюстрацией результирующей волны в целом может быть набор вложенных друг в друга расширяющихся мыльных пузырей, оболочки которых соответствуют слоям ненулевой вероятности переброса.

Из вышеизложенного следует, что, для каждого момента времени, квантовый переброс энергии возбуждения может быть выполнен лишь на дискретные расстояния – через промежутки, равные длине волны – и что начальное распределение вероятностей переброса имеет сферическую симметрию. Однако, эта сферическая симметрия нарушается сразу после того, как передний фронт волны расчётных вероятностей дойдёт до ближайшего атома. Если этот атом не выбирается в качестве адресата, и на него сразу же не производится квантовый переброс, то этот атом идентифицируется Навигатором как неоднородность, которая, по аналогии с принципом Гюйгенса-Френеля, становится «источником» вторичной сферической волны расчётных вероятностей. Эта вторичная волна имеет ту же длину волны, что и первичная волна, и синхронизирована с ней по фазе следующим образом: очередная сфера ненулевых вероятностей вторичной волны начинает своё расширение в момент прохождения очередной сферы ненулевых вероятностей первичной волны. Тогда, как можно видеть, эти сферы у вторичной и первичной волн расширяются, сохраняя касания друг друга в точках, которые движутся вдоль геометрического луча, проведённого от центра первичной волны через центр вторичной волны. Примем во внимание, что суммарная расчётная вероятность переброса в точки, которые «накрывают» пики ненулевых вероятностей сразу двух волн – и первичной, и вторичной – существенно возрастает (в относительном исчислении; полная расчётная вероятность переброса для всей области, которую успел просканировать Навигатор, очевидно, всегда равна единице). Значит, существенно возрастает вероятность переброса в выделенном направлении – по тому самому геометрическому лучу.

По этой логике работы Навигатора, выделенных направлений максимально вероятного переброса может образоваться несколько – по числу атомов из ближайшего окружения атома-отправителя. Это – примечательный вывод! Он позволяет сразу же объяснить, почему упорядоченные атомные структуры – например, монокристаллы – рассеивают попадающий в них свет не изотропно, а, преимущественно, в выделенных направлениях: вдоль лучей, на которые «нанизаны» их атомы.

Но вернёмся к нашему атому-отправителю. Вот, наконец, в одном из направлений максимально вероятного переброса, Навигатор делает выбор атома-получателя, и квантовый переброс энергии возбуждения происходит. На этом, вообще говоря, не завершается работа канала Навигатора, прокладывающего путь этой порции энергии. Работа завершится тогда, когда эта порция энергии уже не сможет быть передана дальше – например, после превращения её в иную форму энергии. А до тех пор, получивший порцию энергии атом сразу же становится «источником» новой волны расчётных вероятностей, которая «генерируется» по описанному выше алгоритму вторичной волны. Отсюда сразу же следует естественное объяснение феномена прямолинейного распространения света.

Впрочем, известен ряд факторов, которые приводят к тем или иным отклонениям от этой прямолинейности. Прежде всего, при совместном распространении первичной и вторичной волн расчётных вероятностей, максимальные вероятности переброса приходятся не просто на точки касания сфер этих волн, как это описано выше, а на несколько большие области касания, имеющие ненулевые размеры: толщины и поперечные радиусы. Эти поперечные радиусы областей касания увеличиваются по мере продвижения первичной и вторичной волн – из-за того, что увеличиваются радиусы сфер этих волн. Соответственно, увеличиваются поперечные радиусы областей максимальных вероятностей переброса, чем и объясняется – по крайней мере, качественно – дифракционная расходимость света.

Кроме того, ненулевые поперечные радиусы областей максимальных вероятностей переброса приводят, на наш взгляд, ещё к нескольким известным феноменам. Один из них – это рефракция, т.е. искривление путей распространения света в среде с градиентом концентрации атомов. Например, в атмосфере с нормальным вертикальным градиентом плотности, «лепёшки» максимальных вероятностей будут систематически накрывать большее число атомов своими нижними половинками, чем верхними. Поэтому «источников» вторичных волн будет больше в нижней части створа максимальных вероятностей, и в результате этот створ будет «заворачивать» вниз.

Аналогично происходит преломление света при переходе через плоскую границу раздела двух прозрачных сред с различными концентрациями атомов. Отличие преломления от рефракции заключается лишь в следующем: если асимметрия «генерации» вторичных волн, о которой идёт речь, имеет место на протяжении всего пути распространения света, то происходит рефракция, а если эта асимметрия имеет место только при переходе через границу сред, то происходит преломление – фактически, импульсная рефракция. Заметим: чем короче длина волны расчётных вероятностей, тем, при прочих равных условиях, больше суммарный эффект от асимметрии «генерации» вторичных волн. Следовательно, коротковолновое излучение должно преломляться сильнее, чем длинноволновое – что и происходит в действительности.

На наш взгляд, волна расчётных вероятностей в вещественной среде, по сравнению со случаем вакуума, уменьшает свою скорость из-за сбоев в продвижении её переднего фронта – например, из-за безызлучательной потери энергии возбуждения тем или иным атомом-отправителем – что эквивалентно «задержкам в пути». Причём, чем короче длина волны, тем, на одном и том же отрезке среды, большее число атомов накрывается «лепёшками» максимальных вероятностей – значит, тем больше среднее число сбоев и задержек на единицу длины, и тем больше результирующее замедление волны. Таким образом, мы качественно объяснили нормальную дисперсию света в веществе. Более того, описанный механизм замедления волны в среде позволяет построить оптику движущихся сред: на его основе получается выражение для фазовой скорости света в движущейся среде, которое в нерелятивистском приближении даёт знаменитый френелевский «коэффициент увлечения» света движущимся веществом [Г9].

По поводу поляризационных эффектов заметим: из приведённого выше описания волн расчётных вероятностей ясно, что этим волнам не присуще такое свойство, как поперечность, поэтому они никоим образом не могут быть поляризованы – в традиционном понимании этого термина. Поляризационные эффекты обусловлены, по-видимому, дополнительными изменениями форм областей максимальной вероятности переброса – из-за «генерации» вторичных волн атомами, которые упорядоченно расположены либо в молекулах, либо в кристаллических решётках.

Наконец, поясним причину «запредельных» опережений у Басова и его последователей (3.3). Навигатор прокладывает путь квантам энергии возбуждения особенно эффективно, когда длина волны попадает на спектральную линию в веществе. А, в рассматриваемом случае, у генератора и нелинейной ячейки спектральная линия одна и та же. Лазерный импульс генерируется не мгновенно – и, когда он сгенерирован, готовый путь ему уже проложен до выходного торца нелинейной ячейки. Почти мгновенный переброс квантов энергии возбуждения из генератора в нелинейную ячейку происходит точно так же, как их почти мгновенные перебросы с атома на атом в генераторе.

Что касается объяснения волновых свойств света, то этот вопрос мы рассмотрим в отдельном параграфе (3.5).

Основное волновое явление при распространении света – интерференция. При прохождении светом, например, сквозь систему из множества параллельных щелей, получается интерференционная картинка – чередование светлых и тёмных полос. Волновая теория легко объясняет эту картинку. Волновой фронт, проходя сквозь эти щели, дробится на множество участочков, которые становятся источниками вторичных волн. Складываясь, эти вторичные волны либо усиливают друг друга, либо, наоборот, гасят – в соответствии с разностью фаз, которая зависит от направления распространения света за щелями. Там, где волны складываются синфазно, получаются светлые полосы, а там, где они складываются противофазно – тёмные. Но как объяснить эту картинку, если представлять свет летящими фотонами? Если фотон – полноценная частица, то он должен пролетать сквозь какую-то одну щель, а не сквозь несколько щелей сразу. Откуда же тогда взяться интерференционной картинке? Кстати: чем больше щелей, тем эта картинка резче. Что же, фотон пролетает сквозь одну щель, но чувствует все остальные?

Поразительно, но даже этот простейший случай ортодоксальная наука до сих пор не может объяснить – на основе концепции летящих фотонов. Сначала говорили, что каждый фотон проходит сквозь какую-то одну щель, но полосы получаются, когда фотонов пролетает много. После щелей они, якобы, накладываются друг на друга – вот, мол, и получаются полосы, как и в случае волн… Нет, так не пойдёт! Если фазы у фотонов при прохождении щелей распределены случайным образом – а это обычное дело при нелазерных источниках света – то никакой системы светлых и тёмных полос не получится: чтобы она получилась, нужна одна и та же фаза при прохождении щелей. Но ведь эта система полос успешно получается! Значит, можно заподозрить, что дело здесь вовсе не в наложении фотонов друг на друга. И точно, известны опытные факты, свидетельствующие о том, что интерференционная картинка получается отнюдь не в результате взаимодействия фотонов друг с другом. Были специально поставлены опыты при сверхслабых световых потоках: фотоны летели, практически, поодиночке – и, лишь после длительной экспозиции, на результирующей фотопластинке можно было что-то разглядеть (описание этих опытов см., например, в [Т1]). Выяснилось: картинки, полученные при обычных световых потоках и малых временах экспозиции, идентичны картинкам, полученным при сверхслабых световых потоках и достаточно длительных экспозициях. Ну, и чего? Помогли эти результаты ортодоксам понять, что в концепции летящих фотонов – что-то очень не так? Да ничуть. Наоборот, вот куда понесло иных теоретиков: «Раз уж полосы получаются даже тогда, когда фотоны летят поодиночке, то имеем право предположить, что каждый фотон рисует сразу всю картинку, только очень слабенькую. А с каждым новым фотоном вся эта картинка усиливается и усиливается!» И до сих пор пропагандируют эту чушь – о том, что фотон может размазываться на всю фотопластинку! А ведь точно известно, что фотопластинки состоят из микроскопических зёрнышек. И точно известно: чтобы это фотографическое зёрнышко сработало, в нём должна произойти фотохимическая реакция – а она происходит при приобретении необходимой энергии возбуждения, т.е. при поглощении фотона целиком! Неужели отсюда не ясно, что каждый фотон попадает в одну точку на фотопластинке? И неважно, обычный при этом световой поток, или сверхслабый! Просто в первом из этих случаев светлые и тёмные полосы получаются быстренько, а во втором – нужно долго ждать, пока они нарисуются. Из отдельных точек! Но это значит, что если фотонам присущи волновые свойства, то они присущи каждому фотону в отдельности. Тогда повторяем вопрос: каким образом фотон «чувствует» систему щелей, через которую он проходит? Ответа как не было, так и нет!