Как уже несколько раз упоминал, читаю том 3 собрания сочинений Эйнштейна, посвящённый его работам, НЕ СВЯЗАННЫМ с обеими Теориями Относительности, Специальной и Общей.
И сегодня наткнулся на нечто забавное: Конспект его доклада (ОЧЕНЬ ПОПУЛЯРНОГО) на собрании Физико-математического рабочего сообщества в Берлинском университете 23 феврала 1927 года.
Называется конспект: "Теоретические и экспериментальные соображения к вопросу о
возникновении света" (Имеется в виду, конечно, не "возникновение Мироздания", а электромагнитного излучения, нами воспринимаемого как свет).
В докладе Эйнштейн рассматривает противоречия между подходом к свету как к волнам электромагнитного излучения в соответствии с электродинамикой Максвелла и квантовым подходом Планка, самого Эйнштейна и всех последователей. Из доклада видно, что Эйнштейн несколько растерян, высказывает мысли в поддержку то одного, то другого подхода, с одновременной критикой этих подходов.
Цитата:
"Новые экспериментальные исследования, проведённые Боте в области эффекта Комптона, также говорят о том, что свет имеет дискретный и, стало быть, корпускулярный характер.
Однако другие свойства света - его геометрические свойства и интерференционные явления - не могут быть объяснены квантовой теорией, и проблема принципиального характера, с которой мы встречаемся теперь в области световых явлений, заключается в том, чтобы показать, что истинная сущность описывается корпускулярной теорией, или что правильна волновая теория, а квантовый характер является лишь кажущимся, или же, наконец, что сущности света способствуют обе теории и что свет обладает как квантовыми, так и волновыми свойствами. (Золотые слова - последние, моя вставка)
Теперь стараются найти синтез обеих теорий. Однако пока это сформулировать математически не удалось"
Конец цитаты.
Пояснения для нефизиков:
Эффект Комптона (1923 год) - рассеяние гамма или рентгеновских фотонов на свободных или слабо связанных электронах, при котором электрон получает некую дополнительную скорость (кинетическую энергию), и излучается новый фотон с меньшей энергией (ибо отдал часть электрону).
Что такое "геометрические свойства света" - не знаю, ЧТО Эйнштейн имел в виду.
Интерференционные свойства - это явление наложения друг на друга волн света, звука или волн, скажем, на поверхности воды.
Дискретные - прерывистые, ограниченные в пространстве и времени.
Корпускулярные - свойства материальных частиц.
Явления дифракции и интерференции света на щели с позиций квантовой теории объяснил Макс Борн, введя мифические "волны вероятности" и указав, что фотоны не накладываются в противофазе друг на друга, образуя на экране тёмные кольца или полосы, а просто туда НЕ ПОПАДАЮТ.
Раз нет фотонов, значит нет и освещённости этой области экрана.
Дальше Эйнштейн в растерянности приводит пример внутреннего противоречия квантовой теории света. С одной стороны, говорит он, квантовый процес - это мгновенный, скачкообразный, в отличе от классической волновой теории, где любой процесс излучения занимает некоторое время.
Но свет состоит из миллионов колебаний поля, каждое из которых имеет вполне определённую ДЛИТЕЛЬНОСТЬ. Нельзя мгновенно излучить нечто длительное!
Последняя фраза доклада звучит весьма обнадёживающе:
"Природа не требует от нас выбора между квантовой и волновой теорией, а требует только синтеза обеих теорий, что физиками пока не достигнуто."
Прискорбно, что так было не только в 1927 году, но это существует и в году 2023!
Хоть я - мрачный пессимист, несколько слов оптимистических.
Ответы на проблемы, указанные Эйнштейном.
Всё зависит от ПРОЦЕССА, порождающего электромагнитное излучение.
Если этот процесс квазинепрерывный (цуговый), - излучаются "отрезки" различной длины электромагнитных волн. Например, в антеннах радио-телепередач.
Если излучение происходит скачком, прерывисто, -- излучаются кванты, как, например, свет, излучаемый атомами или гамма-кванты, излучаемые ядрами атомов.
НО!
Слово "скачок" ПСИХОЛОГИЧЕСКИ НАВЯЗЫВАЕТ нам представление о чём-то очень кратковременном, почти мгновенном, ибо дискретном. Термин, выбранный кем-то НЕУДАЧНО, в силу нашего тупоумия и склонности к бездумию, заставляет нас мыслить некими шаблонами. А "скачок" для нас - не может длиться долго.
Зато в атомах или ядрах МОЖЕТ!
Но на самом деле это НАШЕ ИНСТИНКТИВНОЕ ЗАБЛУЖДЕНИЕ!!! Скачок тоже может длиться ДОЛГО! Да, это процесс дискретный, прерывистый, занимающий очень строго ограниченный период времени, но никто НЕ ОБЯЗЫВАЕТ НАС, кроме собственного тупого догматизма, считать этот процесс мгновенным!!!
И электрон в атом перескакивающий квантово с одной, более высокой орбиты, на нижнюю, может двигаться к ней ПО ДЛИННОЙ СПИРАЛИ, каждый виток которой - одно полное колебание волны света. А всего их в кванте может быть много, квадриллионы и больше!
См. мои заметки "О различии между квантами и короткими цугами волн" 6 XI 2022 и "Перескок по спиральной орбите' 18 V 2023
Мне представляется, что этим снимается много вопросов, заданных Эйнштейном 97 лет тому назад.
4 XII 2023