9910107 Ступени (фантастика)

Лето семь тысяч четыреста девяносто девятого или, по-новому, 1991 от рождества Христова. Тридцать семь. Тридцать восемь. Тридцать девять... "Странное совпадение" – подумала она, поднимаясь по ступеням, и позвонила в большой квадратный звонок квартиры №13. Дверь открыл Шурик. Она вошла и поцеловала его. В комнате висело кольцо, величиною с гимнастический обруч. Она подошла поближе и стала рассматривать его, пытаясь понять, на чем же оно держится. Оно ни на чем не висело, оно висело так, как зависают летающие тарелки. Она протянула руку и дотронулась до него. На ощупь – как алюминиевое.

– Как в землю забетонировано, – подумала она.

На столе стоял ящик с экраном, на котором было написано "осциллограф". На экране светилось кольцо. Шурик подошел к столу и начал поворачивать ручку на втором ящике. Кольцо стало мерцать, и она заметила, что это кольцо получается в результате вращения замкнутой в кольцо тонкой волнистой линии, которая при быстром круговом движении размазывается по экрану, превращаясь в бублик.

– Что это?

– Это первая ступень познания анатомии электрона.

– Чего, чего?

– Это первая ступень познания единства камня, брошенного в воду и кругов, которые от него расходятся.

– Ничего не поняла.

ОБЪЕКТ ИЛИ ПРОЦЕСС?

Шурик взял со стола фонарик и выключил свет. Фонарик в его руке стал двигаться по кругу все быстрее и быстрее. Она увидела светящееся кольцо, которое медленно двигалось по комнате. Он включил видеомагнитофон, и на экране появилось изображение озера. На поверхность воды упал камень, от которого пошли круги. Они медленно расходились и постепенно сравнялись с поверхностью воды. В кадре появился Шурик с большой удочкой, на которой горизонтально висел изогнутый в виде лука стержень. Он опустил его на поверхность воды и стал пускать волны. Волны от "лука" удалялись от берега не кругами, а лучом! Постепенно их строй нарушился, и они рассеялись по поверхности озера. Шурик повторил запуск волнового луча. Следующее повторение пошло ускоренно. Волновой луч превратился в некий загадочный объект, который снова и снова уплывал от берега. Уже не было видно, что это – волны. Казалось, что это какой-то загадочный призрак уплывает вдаль и исчезает, растворяясь в озере. Но стоило замедлить фильм, и снова стало видно гребни волн, которые медленно удалялись от берега. Озеро исчезло, и вместо него на экране появилась волнистая линия. Волны двигались по ней от одного края к другому. Вдруг линия стала изгибаться и замкнулась в кольцо. Волны продолжали бежать по кругу. Скорость их все возрастала, и скоро их уже не стало видно. Они слились в кольцо.

– Значит, если волны идут медленно, то это – волны, а если быстро, то это – кольцо?

– Да, если быстро, то нам кажется, что это – кольцо.

– Кажется или в самом деле?

– А ты как думаешь?

– Ну, то кольцо, которое висит, я трогала рукой. Оно настоящее?

– Нет.

– А как?

Шурик включил свет, подошел к парящему кольцу и, уцепившись за него руками, залез и уселся на нем, свесив ноги и сложив на груди руки.

– Разве может настоящее кольцо висеть ни на чем?

– Но ведь ты на нем сидишь!

– А кто тебе сказал, что я – настоящий?

Она протянула руки к кольцу и попробовала его еще раз на прочность. Убедившись, что оно не шевелится под ее весом, она попыталась тоже влезть. Шурик протянул ей руки и помог забраться к нему.

– Значит, я тоже ненастоящая?

– Ну, конечно, все мы настоящие. И я, и ты, и кольцо, только сделаны мы из волн, только очень маленьких.

– Я не понимаю.

– Ну, если волны идут быстро, это – кольцо?

– Да, но ненастоящее.

– Почему?

– Ну, потому, что если подставить руку, то ты почувствуешь волны, а мы сидим на твердом кольце.

– А ты знаешь, что любое вещество сделано из атомов?

– Да, и они очень маленькие, их даже не видно в микроскоп.

– Правильно, потому, что их толщина в десять миллиардов раз меньше человека.

– А причем здесь атомы?

– Ты знаешь, что тепло – это дрожание атомов?

– Да.

– А теперь представь, что атомы сделаны из колец, тех самых ненастоящих, волновых.

– Но ведь атомы состоят из ядер и электронов!

– Вот и представь, что электроны – это волновые кольца, из которых сделана шуба для атомного ядра.

– А по какой же поверхности эти волны движутся?

– А они движутся не по поверхности.

– А как?

– Когда мы с тобой разговариваем, мы слышим звуковые волны, волны дрожания воздуха.

– А в электроне что дрожит?

– Эфир.

– Так ведь его же нет!

– Тогда – пустота.

– Но она же не может дрожать!

– Тогда эфир.

– Значит, он все-таки есть?

ЭФИР

– В прошлом веке Джеймс Кларк Максвелл построил механическую модель эфира. Она была сделана из шестеренок. Механические напряжения в этой модели были направлены так же, как и вектора электрического и магнитного полей в электромагнитной волне, существование которой он предсказал с помощью этой модели. Используя эту модель, Максвелл написал систему уравнений электромагнитного поля, которой сегодня пользуются ученые всего мира и называют уравнениями Максвелла. Позднее другой ученый, Генрих Герц, получил предсказанные Максвеллом электромагнитные волны. В начале ХХ века ученые всерьез стали искать эфир. Такого эфира они не нашли и решили совсем от него отказаться. Однако отказываться от уравнений Максвелла было жаль потому, что они безупречно работали. И решили так: "Уравнения Максвелла правильные, а механическая модель Максвелла не имеет физического смысла".

В течение ХХ века появилось много экспериментальных данных, связанных с исследованием строения атомов и свойств элементарных частиц. Принцип неопределенности, который стал использоваться в новой (неклассической) физике привел к тому, что из причины в микромире уже не должно вытекать определенное следствие. Ученых охватило сомнение. Заговорили о кризисе физики. Я в это время заканчивал школу. Нам рассказывали на уроках физики о том, что фотон, кусочек света, – это загадочный объект. Это – частица и в то же время – волна. Я никак не мог понять, как это может быть, чтобы что-то похожее на камень могло быть похоже еще и на круги волн на поверхности озера. Я решил разобраться в том, как устроен кусочек света, есть ли у него внутренняя структура, и что он из себя представляет. Сначала я решил воспользоваться методом плавного изменения условий возникновения фотона. Я представил, что это одиночная электромагнитная волна, такая же, как одиночная волна на поверхности воды. Такую волну называют солитон. Если в тонком слое воды пустить одиночную волну, то она долго распространяется по поверхности воды одиноким холмиком. Однако, высота холмика постепенно уменьшается. В конце концов, наступает момент, когда холмик уже не может удерживаться и разбегается в разные стороны кругами. Может ли то же самое происходить и с кусочком света, фотоном? Если при распространении в космосе фотоны теряют энергию, то далекие галактики должны выглядеть не так, как ближние. Звезды и галактики имеют характерные спектры излучения, т.е. процент фотонов с определенной энергией одинаков у звезд или галактик одного класса. Чем дальше от Земли находится галактика, тем меньше энергия фотонов характерного участка спектра. Этот эффект называется красным смещением, потому, что с уменьшением энергии фотоны "краснеют", их длина волны увеличивается, и фиолетовые фотоны с увеличением длины волны становятся сначала синими, потом голубыми, зелеными, желтыми, оранжевыми и, наконец, красными. При дальнейшем увеличении длины волны их уже не видно. Длина волны фиолетовых фотонов – 350 нанометров, т.е. миллиардных долей метра. Длина волны красных фотонов – 750 нанометров. Современная аппаратура позволяет регистрировать отдельные фотоны видимого света. Фиолетовые фотоны регистрировать проще, чем красные, т.к. энергия красных фотонов вдвое меньше, чем фиолетовых. Получается, что красные фотоны имеют больше длину волны и меньше энергию, чем фиолетовые. Это соответствует тому, что холмик-волна на поверхности воды стал более расплывчатым и менее высоким. Если так пойдет и дальше, то холмик должен рассыпаться и разойтись кругами в разные стороны. Что же известно о фотонах, длина волны которых больше, чем у красных? Известно, что увеличение длины волны до десятых долей миллиметра выводит нас в тепловой диапазон, где надежно установлено, что волны расходятся кругами, подобно кругам на поверхности озера от брошенного камня. Где же находится граница длин волн, за которой фотон разваливается? Когда образуются химические связи, и атомы соединяются в молекулы, может возникнуть фотон, а может не возникнуть. Если энергия химической связи больше 0.586 эВ, то фотоны возникают. Их длина приближенно равна 2.1 микрона, т.е. миллионной части метра. Если же энергия связи меньше 0.586 эВ, то фотоны не возникают, хотя энергия выделяется в виде теплового излучения. Значит граница разрушения фотонов – 2.1 микрона. Более длинноволновых фотонов при обычном взаимодействии атомов не возникает. Однако, если атомы действуют дружно, в резонанс, как в лазере, то амплитуда волны может стать большой на любой частоте, и тогда может возникнуть "необычный" фотон, у которого длина волны больше 2.1 микрона, а длина может достигать многих километров. Тогда получается, что у обычных и необычных фотонов и у теплового излучения есть нечто общее – структура электромагнитной волны.

Как определить эту структуру?

МЕТОД АНАЛОГИЙ

Допустим, нам известна структура вещества, например, кристалла. Мы знаем структуру звуковых волн, которые распространяются по этому кристаллу. Еще мы знаем структуру электромагнитных волн, которые распространяются по эфиру, структуру которого мы не знаем. Это похоже на пропорцию, решать которую учат в школе:

структура звуковых волн — структура кристалла — структура световых волн — икс

– Значит, чтобы определить структуру эфира, нужно структуру световых волн умножить на структуру кристалла и разделить на структуру звуковых волн?

– Да, но в переносном смысле.

– Это как?

Шурик насвистел кусочек песенки про елочку, и в тот же момент кольцо, на котором они сидели, поплыло горизонтально по комнате. Когда кольцо проплывало над кроватью, он столкнул ее, и она, цепляясь за кольцо, полетела вниз.

– Осторожнее, кровать не сломай! Она нам еще пригодится.

Она бросила в него подушку, и он слетел вслед за ней на кровать. От хлопка в ладоши кольцо остановилось.

– Как в сказке про старика Хоттабыча!

– Так мы же с ним в соседних бутылках жили...

– Так, значит, эфир все-таки есть?

– Сейчас разберемся. Чтобы построить модель эфира я попытался найти различия в структурах звуковых и световых волн.

– Ну и как, нашел?

– А мы это сейчас проверим. Ты знаешь, что в электромагнитной волне, когда переворачивается вектор электрического поля Е, переворачивается и вектор магнитного поля Н?

– Да, и что они перпендикулярны друг другу и направлению распространения волны.

– Так вот, если мы захотим создать звуковую волну и сравнить ее структуру со световой, то придется найти условия для того, чтобы смещение атомов в кристалле тоже было перпендикулярно направлению распространения волны. Возьмем лист бумаги и представим, что это поверхность кристалла, по которой мы хотим пустить поперечную звуковую волну. Если ударить по этой поверхности сверху, то возникнет вмятина, которая будет распространяться по поверхности кристалла со скоростью звука. Если ударить снизу, то появится холм, который тоже будет распространяться по поверхности кристалла со скоростью звука. Мы изменили направление удара, а что изменилось в горизонтальном направлении? В первом случае края бумажного листа сместились к центру, а во втором?

– Тоже.

– Правильно. Значит, в звуковой волне вектор, соответствующий магнитному, не переворачивается вслед за электрическим.

– Неужели по этому различию можно догадаться о структуре эфира?

– Ты мне напомнила анекдот: "А правда, что лицо человека – это открытая книга?" – Да, если оно принадлежит идиоту...

– Ну и как же ты собираешься читать эту книгу?

– Попробуем сделать кристалл, но не из атомов, а из элементов другой формы, чтобы по нему ходили световые волны, в которых переворачивание вектора вертикального смещения вызывает переворачивание вектора горизонтального смещения. Что тебе известно из приспособлений, которые способны изменить направление движения на противоположное, если меняется движение в перпендикулярном направлении?

– Штопор, винт, спираль.

– Правильно. Но кристалл из штопоров – это что-то некрасивое. Давай попробуем уменьшить число витков спирали до минимума, при котором интересующее нас свойство еще присутствует.

– Можно уменьшить число витков до одного. Тогда получится лист Мебиуса – это такая лента, которая один раз перекручена и склеена в кольцо.

– Значит, атомы превратились в листы Мебиуса?

– Да, сцепленные между собой в кристаллоподобную структуру.

– А как ты думаешь, сколько колец сцеплено с одним?

– Не знаю.

– Вот и я не знал. Я решил попробовать несколько вариантов. Одно сцепление приводит к структуре из двух колец. Два – к цепочке. Три – к цепочке Герона Александрийского. Четыре к многослойной кольчуге. Такая структура имеет в любом месте одинаковое количество колец на единицу объема. Пять – к структуре, в которой количество колец в единице объема начинает возрастать и на некотором расстоянии кольца уже не влезают, т.к. не хватает места для их размещения. Тогда я вернулся к структуре "четыре" и обнаружил, что листы Мебиуса нужно перекручивать четыре раза, а не один, т.к. они соединяются с четырьмя соседними и в месте каждого контакта необходимо перекручивание для сохранения симметрии структуры. А не проще было бы заменить четырехкратно перекрученные листы Мебиуса на кольцевые вихри?

– А вихри чего?

– Сначала я думал, что вихри состоят из вихронов, кусочков вихрей, а потом, когда стало ясно, что электрон – это волновой луч-фотон, который замкнут в кольцо, то я начал догадываться, что вихри эфира – волновые.

– А почему же они не разваливаются, как одиночные волны на воде?

– Если фотоны – это одиночные электромагнитные волны или, при больших энергиях, – цепочки волн или самосфокусированные волновые лучи, то они постепенно теряют энергию, что приводит к красному смещению спектров галактик. Когда они "покраснеют" до 0.586 эВ, то они, наверное, разваливаются, образуя так называемый реликтовый фон, который образовался якобы в результате Большого взрыва, когда образовалась Вселенная. Если электроны – это замкнутые волновые лучи, то круговое движение волны в электроне может поддерживаться круговым движением вихрей эфира. Аналогично вихри эфира могут поддерживаться движением элементов более мелкой структуры, чем эфир.

– А дальше?

– А дальше я не знаю.

http://ftp.decsy.ru/nanoworld/index.htm