Уважаемый господин изобретатель LIW1949!
Вы зря ломитесь в открытую дверь. Предложенное вами "радиотехническое моделирование" - вещь еще более старая, чем компьютеры. Такого рода приемы когда-то широко применялись в те времена, когда компьютеры были слабы, и назывался такой подход - "аналоговыми вычислениями". А сами вычислители, построенные по такому принципу, носят название АВМ (Аналоговые Вычислительные Машины). Про них уже даже был разговор на нашем форуме (
http://quantmag.ppole.ru/forum/index.php?topic=50.msg381#msg381) в связи с обсуждением возможностей квантовых компьютеров.
Суть такова, что если известна некая формула, но ее почти всегда можно представить в виде комбинации "электротехнических" звеньев, при этом искомой величине будет соответствовать напряжение или ток в подобной модели. А уж в та примитивная модель, которую вы выбрали для моделирования, содержит всего лишь операции умножения и деления (над частотой и постоянной Планка). Для такой простой модели даже "радиотехническое моделирование" можно считать избыточным, т.к. возможны еще более простые модели из числа механических.
Таким образом, для моделирования физической формулы могут быть использованы самые различные модели: механические, электрические, программные. Впрочем, уже то, что некий физический закон мог быть выражен математической формулой, говорит о том, что он уже ранее был подвергнут математическому моделированию. Ибо формула это тоже полноправная модель физического явления.
Предложенная вами модель связи частоты и энергии кванта обладает тем несомненным достоинством, что она зрительно наглядна, т.к. помимо моделирования параметров в ней соблюдается еще и принцип визуального сходства с процессом.
Тем не менее, я должна констатировать, что любая модель, построенная подобным образом, является лишь иллюстрацией некоторой физической зависимости, но не обладает, по сравнению с теорией, аргументацией в пользу того или иного решения. Т.е. смоделировать таким образом можно абсолютно все, как и то, что имеет место в реальности, так и то, что не имеет. А
в данном случае вы откровенно подгоняли свою модель под параметры, которые провозглашала квантовая теория. Такая подгонка возможна всегда, надо лишь заранее знать, что надо получить. И вы это знали. Знали откуда? Да из квантовой теории и знали!
Т.е. на вашем примере мы видим ПЕРВИЧНОСТЬ квантовой теории, из которой вы позаимствовали те характеристики, которыми должен обладать квант.
Но разве квантовая механика по своему статусу выше теории спектров и сигналов, которая по логике вещей должна доминировать при таком рассмотрении?
Вряд ли стоит здесь говорить о каком-то статусе. Как КМ, так и теория сигналов, широко используют математические методы, без должного уровня развития которых не было бы ни той, ни другой теории. Причем одна из этих теорий к другой не сводится, а потому даже не стоит вопрос о выборе между ними. Каждая предназначена для своих целей.
Для моделирования нам понадобится виртуальный генератор цуга сигнала прямоугольной формы с синусоидальным заполнением.
А отчего вы вдруг решили, что огибающая сигнала должна быть прямоугольной? Из общих соображений это никак не следует. Пожалуй, огибающей может быть любая кривая, удовлетворяющая условию конечности интеграла на всей области определения. Иными словами, имеющую конечную площадь. Но из факта конечной площади совсем не следует, что огибающая должна иметь четкие границы по бокам. И уж тем более такие резкие, как у меандра. Природа резкости не любит
.
Например, такая широко встречающаяся в природе огибающая, как гауссиана, как известно, тоже имеет фиксированную площадь (интеграл), несмотря на то, что она неограниченно далеко простирается по обе стороны от своего центра. Таково уж свойство некоторых функций, которые хоть и не имеют конца, но имеют сходящийся в бесконечности нулевой предел.
Конечно нам, людям, нагляднее делать нарезку прямоугольными кусками, как режут колбасу в магазине
, но это вовсе не значит, что и кванты нарезаются подобным образом. Более того, тонкие эксперименты свидетельствуют как раз об обратном - о том, что микрочастицы не имеют четко заданных границ. А поскольку это эксперимент, а не теория, то здесь вам придется подчиниться.
По этому поводу лучше обратиться к "первоисточнику" - одной из первых статей Шредингера ("отца" квантовой механики) "Непрерывный переход от микро- к макромеханике", увидевшей свет в том же 1926 году, который принято считать годом рождения КМ. Привожу для вас картинку, взятую оттуда:
Вон он какой наш квант! Причем форма его огибающей была вычислена именно в этой самой статье, а не взята от балды, как в случае вашей модели.
А теперь необходимо добиться подобия между моделирующим и моделируемым сигналами в части зависимости энергии цуга от частоты заполнения. ... Так что теперь нам остаётся всего лишь позаботиться о том, чтобы между эффективной шириной спектра видеоимпульса и частотой его синусоидального заполнения была установлена точно такая же математическая связь, как и между частотой и энергией моделируемого одиночного кванта излучения.
Что же мы имеем в итоге такого моделирования? Да именно то, что нам было надо! То есть математическое подобие виртуальной технической модели и моделируемого объекта.
А кто бы спорил
. Чего добивались - то и получили.
Но для того, чтобы толком использовать открывшиеся возможности моделирования роли постоянной планка при излучении одиночных квантов необходима догадка о её физической природе и её роли в интересующем процессе.
Хорошо было бы только, чтобы вы отдавали себе отчет в том, откуда у вас появилась эта "догадка". Ведь именно под нее вы и подгоняли свою модель.
По своей размерности постоянная планка совпадает со спектральной плотностью энергии. Само по себе это мало что значит, поскольку легко усмотреть, что численное значение постоянной планка явно не может совпадать с численным значением спектральной плотности энергии квантов электромагнитного излучения.
Но ведь оно может быть пропорционально ей! А рассмотренная нами модель позволяет легко усмотреть гипотетическую физическую природу коэффициента пропорциональности...
Зачем же так сложно? А чем хуже считать постоянную Планка энергией одиночного колебания? Это еще проще и нагляднее.
Затем надлежит быстренько собрать то, что лежит явно на поверхности. Например, здесь рассматривался всего лишь простейший случай излучения одиночного кванта (фотона). Но есть ведь и серии излучения квантов - фотонов (Лаймана, Бальмера, Пашена, Брэкета, Пфунда)...
Это хорошо, что вы вспомнили про спектральные линии. Квантовая механика, между прочим, не только объяснила положение этих линий, но и их относительную интенсивность! А ваша модель это может? Или же вы скажете, "дайте мне эти линии и я подгоняю под нее свою модель"? Так дело не пойдет! Квантовая механика не подгоняла эти линии под результаты измерений, а ВЫВЕЛА их из своих положений! Вы же умалчиваете о том, как можно эти линии получить посредством "радиотехнического моделирования". Или же вы собираетесь точно так же взять результаты, полученные квантовой механикой, а потом подкрутить частоту и амплитуду меандра и синусоиды до получения совпадения?
Вы уверены в том, что при этом мы не столкнёмся с эффектом параллельного излучения ортогональных сигналов в составе многоканального группового сигнала? (Нечто подобное связистам известно по системам типа "Кинеплекс" и МС-5.)
Обязательно столкнемся
. Ибо нет ничего приятнее, чем разлагать групповой сигнал на ортогональные составляющие, которые проще анализировать. Так поступают не только в теории сигналов, но и даже в механике, разлагая силу или скорость на взаимно перпендикулярные проекции. Например, в баллистике это разложение на скорость падения снаряда на землю и скорость его приближения к противнику.
Покончив с этим, можно смело приступать к выполнению регламентных работ, предписанных ТРИЗ и описанных в АРИЗ.
Пожелаю вам в том всяческих успехов
.
А, покончив и с этим, подумайте о том, насколько же вы отстали от тех, кто уже много лет назад всё это проделал! Крепко подумайте...
Мы о них всегда помним! Вот
здесь вы можете найти теперь уже ставшие классическими первые статьи Шредингера, положившие начало квантовой механике в том далеком 1926 году...
Автор