Pipa с Валерием выполнили не расчёты, а моделирование.
Я не говорю, что это моделирование математически ошибочно.
Я говорю, что оно основано на неверных представлениях о моделируемых процессах. Значит, оно неадекватно реалиям, и претензии на то, что эта модель что-то реально отражает - эти претензии дутые.
Дам некоторые пояснения, но не в пику newfiz, а исключительно для лучшего понимания того, что было сделано, и его результатов. А уважаемого newfiz попрошу не сердиться
, а постараться прокомментировать эту информацию со своих позиций. Так и суть дела прояснится, и позиция newfiz станет нам понятнее.
Сперва выскажусь про моделирование. В наше время моделирование активно применяется для проверки новых гипотез. Дело в том, что поведенческие характеристики какого-то явления далеко не всегда позволяют с ходу предложить подходящую для него формулу (или более сложное математическое описание), а потому приходится строить разнообразные догадки. И вот здесь моделирование этих догадок служит удобным средством оценки качества этих догадок. При этом доминировать будет та догадка, чья модель выдаст наиболее правдоподобные результаты - т.е. такие, которые хорошо совпадают с характеристиками, присущими реальному явлению.
Понятно, что дело этим все еще не исчерпывается, поскольку, вводя кучу произвольных констант, можно что угодно натянуть на формулу. А потому хорошей следует считать ту модель, которая не содержит чисел "из головы", служащих для ее подгонки, а если и содержит числовые константы, то с объяснением, откуда те взялись. В тех же случаях, когда от подгоночных коэффициентов избавится не удается, модель называют полуэмпирической, намекая на то, что ее специально подгоняли под требуемый экспериментальный результат.
Что же касается данной модели многощелевого эксперимента, но здесь никаких новых гипотез не выдвигалось, а выяснялся вопрос, представляют ли результаты этого эксперимента какой-то новый феномен, требующий специального теоретического обоснования, или же они логически следуют из уравнения Шредингера, предложенного еще в 1926 году.
Для чего это было сделано? А для того, что если окажется, что интерференционная картина следует из уравнения Шредингера, но не стоит и огород городить - носиться с этим экспериментом, как с писаной торбой, выдавая его за парадокс. Потому что парадокс - это то, что находится в противоречии с известными законами природы, а если явление им соответствует, то никакое оно не парадокс, как бы ни удивительно это явление ни выглядело в глазах обывателей.
Сразу скажу, что наше моделирование показало, что результат многощелевой интерференции полностью предсказывается из уравнения Шредингера, причем совершенно ничего не пришлось "натягивать". А потому, если и осталась здесь какая-то тайна, то она не в интерференции данного типа, а в самом секрете работоспособности уравнения Шредингера. При этом объяснение самого уравнения Шредингера никак не входило в наши планы. Т.е. мы не предлагали ничего нового к тому, что было говорено про пси-функцию на протяжении последних 90 лет. Тем паче, что из многощелевого эксперимента не следовало каких-то новых данных, позволяющих произвести ревизию.
Данная модель рассчитывала интерференционную картину электронов или нейтронов (хотя вручную можно задать любую массу), позволяя произвольно задавать количество и ширину щелей, а так же расстояние между ними. Если и был там какой-то эмпирический параметр, то это лишь степень рассеяния "луча", проникающего через щель. Это рассеяние тоже можно задать в виде сигмы нормального/гауссового распределения, т.к. в реальных случаях оно выглядит именно так. Впрочем, вид интерференционной картины мало зависел от этого параметра, хотя при большем рассеивании картинка получалась "сочнее" за счет того, что лучи от щелей сильнее перекрывались.
Пси-функции в каждой точке заэкранного пространства вычислялись в виде комплексного числа (так оно и должно было быть), а затем суммировались от всех щелей. Здесь вклады щелей обычно были разными, т.к. расстояние конкретной точки от щели сильно сказывается на интенсивности (амплитуде) пси-функции и ее фазе. Про фазу здесь отдельный разговор, поскольку мнимая часть комплексного числа зависит от времени (а стало быть, и от расстояния от щели, из которой прилетела частица). Причем, в изображении на комплексной плоскости вектор этого числа вращается с частотой волны Де Бройля. И в этом тоже нет ничего нового, т.к. пси-функцию потому и называют волновой, что ее значение колеблется, как волна. Причем, в данном случае именно, как волна Де Бройля, рассчитанная для материальной частицы.
Само явление интерференции с моей (т.е. вычислительной) точки зрения объясняется тем, что квантовая физика требует сперва сложить пси-функции от всех щелей и только затем "возводить эту сумму в квадрат" (правильнее говорить - вычислить ее модуль), чтобы получить из нее вероятность. При этом на этапе суммирования мнимые составляющие слагаемых могут взаимно сокращаться, если имеют противоположные знаки (т.е. находятся в противофазе), из-за чего в этом месте образуется провал интенсивности. Тогда по теории вероятностей мы привыкли оперировать лишь положительными числами, поскольку отрицательных вероятностей не бывает. Отсюда и причина парадокса - расхождения правил суммирования вкладов между квантовой механикой и теорией вероятностей.
Однако подчеркну, что только что сказанное мною ни в коей мере не является физической интерпретацией данного явления, а представляет собой не более, чем "взгляд программиста" на проблему. При этом замечено, что для большинства стационарных колебательных процессов процесс может быть описан, как вращение радиус-вектора в какой-то плоскости (например, в комплексной), при этом длина самого радиус-вектора выступает в качестве инварианта. Он же определяет и энергию этого процесса, а потому энергия - тоже инвариант. Но вот когда комплексные числа складывают друг с другом, то они способны друг с другом "аннигилировать", полностью или частично. Причем, векторные суммы все такие - там сложение отличается от сложения скаляров уже лишь тем, что сохранение общей длины векторов там не гарантируется.
Парадоксальность в физическом смысле здесь присутствует еще и в том аспекте, что пси-функции суммируются ото всех щелей, тогда как эффект интерференции имеет место даже тогда, когда щели "обстреливаются" единичными частицами, которые не могут одновременно проникнуть сразу через несколько щелей. Отсюда рождаются всяческие парадоксы и домыслы, которые на этом фундаменте выстаиваются. А усугубляется оно еще и тем, что затыкание лишних щелей или установки на них счетчика пролетающих мимо частиц разрушает интерференционную картину.
Теперь по поводу трудов newfiz, которые ассоциируются с этой темой. Обсуждение "Природы света" в книге "Этот 'цифровой' физический мир" упирает на то, что свет "не такой", типа не частица совсем, а непонятно что
. В определенном смысле это действительно так, поскольку фотон относят к классу "частиц-переносчиков", в отношении которых действительно имеются сомнения, частицы ли они или лишь эффекты взаимодействия. Впрочем, на мой взгляд, все бозоны такие ненормальные
. Тогда как многощелевой эксперимент ставится не на свете, а на электронах и нейтронах. И это было актуально для valeriy еще и потому, что он сам, как сотрудник С.-Петербургского Института Ядерной Физики РАН, имел дело именно с нейтронами, а потому и имел доступ к экспериментальному материалу на этот счет. Тогда как модельные картины на электронах были полезны тем, что для них несложно было достать экспериментальных картины из статей других авторов, т.к. с электронами таких опытов проводилось много больше, чем с нейтронами. При этом очевидно, что возражения, выдвигаемые newfiz'ом по поводу фотонов, не работают в случае электронов и нейтронов, поскольку в их случае сложно отрицать, что они частицы. Поэтому доводы в пользу отличия фотонов от других частиц в данном случае ничего объяснить не могут, поскольку интерференция этого рода присуща не только свету.
Эксперимент Дэвиссона и Джермера newfiz тоже считает истолкованным некорректно и дает ему иное толкование - не как эффекту дифракции, а как проявлению вторичной электронной эмиссии. И вот тут-то возникает то противоречие, что в N-щелевом эксперименте пространство за щелевым экраном пусто - там нет ничего, включая и кристаллический никель, а потому вторичная электронная эмиссия там возникнуть не может. И, наконец, самый серьезный контраргумент - нейтроны. Вот уж они никак не могут стать продуктами вторичной эмиссии.
P.S. Статья, которая появилась на свет благодаря проведенному нами модельному эксперименту, лежит здесь:
"
Интерференция с N-щелевого экрана: волновой рельеф и движения по траекториям в этом рельефе". Это на тот случай, если вдруг потребуется выяснить про него какие-то подробности.
Автор