"КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ  ДУАЛИЗМ"
Велкор Белс

В одной из предыдущих статей /1/ мы построили двухкомпонентную модель. Из нее следует, что объекты микромира могут вести себя очень необычным образом, объединяя полярные свойства корпускул и волн. То, что принадлежит нашей реальности, всегда, как материальный объект, имеет корпускулярные свойства. Но каждый объект нашей реальности имеет «хвост», простирающийся в другую реальность – Буфер, и этот «хвост» проявляет волновые свойства. Объединение в одном объекте двух компонент, принадлежащих разным реальностям и обладающих полярными свойствами, определяет принципиальную возможность одновременного проявления объектом обоих свойств – корпускулярных и волновых. При этом, в зависимости от условий эксперимента, может доминировать только одна из составляющих, и тогда микрообъект будет проявлять себя, в основном, как частица, либо как волна.
   
Предсказания нашей двухкомпонентной модели, указывающие на дуальность свойств объектов микромира /1/, в полной мере соответствуют хорошо известной из физики способности микрообъектов одновременно проявлять в эксперименте, как корпускулярные, так и волновые свойства. Это свойство получило название «корпускулярно-волновой дуализм». Корпускулярно-волновой дуализм составляет одно из важнейших и наиболее загадочных свойств микромира, входя в число фундаментальных проблем современной физики. Прежде, чем углубиться в эту проблему, напомним читателю содержание экспериментов, в которых микрообъекты проявляют это свойство.
   
В двадцатых годах прошлого века Луи де Бройль ввел предположение, в соответствии с которым каждой материальной частице можно поставить в соответствие волну. Длина этой волны обратно пропорциональна энергии частицы: чем энергичнее частица, тем меньше длина волны и наоборот. Тем самым де Бройль впервые сформулировал понятие «корпускулярно-волновой дуализм». Обратим внимание, что де Бройль предположил наличие этого свойства у всех, без исключения, микрообъектов. Хотя понятие корпускулярно-волнового дуализма вошло в обиход уже почти век назад, факт существования такого феномена по отношению к свету  стал известен еще раньше. Так опыты Ньютона убедительно доказали, что свет состоит из «корпускул», однако классический эксперимент Томаса Юнга, проведенный в начале XIX века, убедил большинство ученых, что свет имеет волновую природу. Юнг направлял луч света на пластину с двумя узкими щелями, через которые свет попадал на экран, помещенный за пластиной. Если бы был прав Ньютон и свет состоял из частиц, на экране должны были бы появиться только две светлые линии. Вместо этого на экране появилась целая серия линий - интерференционная картина, которая могла образоваться только в том случае, если свет является волной.
   
Чтобы опыты Ньютона и Юнга были более понятны, в очередной раз воспользуемся аналогией. Пусть прав Ньютон и свет состоит из частиц, обладающих исключительно корпускулярными свойствами. Тогда их вполне корректно сравнить с мячами. Допустим, что все эти мячи-корпускулы мы испачкали белой краской и сложили в одну кучку – аналог точечного источника света. Будем бросать мячи в черный экран, тем самым моделируя движение частиц. Поставим перед экраном щит с двумя узкими щелями. Будем бросать мячи по очереди в каждую из щелей. После каждого удачно броска на черном экране будет появляться новое белое пятно. Если мячей много, то через некоторое время на экране появятся две светлые полосы.
   
Но опыт Юнга дал совершенно иной результат: на экране образовалась интерференционная картина - чередование темных и светлых полос с включением полутонов. Такого не может быть, если через щели на экран летят корпускулы-мячи. В этом случае полос на экране должно быть столько же, сколько и щелей, т.е. две. В этом случае невозможны какие-либо полутона: если мяч попал в экран, он должен оставить на нем стандартный белый отпечаток. Несколько попаданий в одну точку могут только увеличить слой краски, оставшейся на экране, но не изменить цвет отпечатка. Вывод Юнга был очевиден - свет не является потоком частиц, которые мы с полным основанием сравнили с мячами.
   
Только объект, обладающий волновой природой, может породить интерференционную картину. Дело в том, что волна, в отличие от частиц-мячей, не может пройти только через одну из щелей и «забыть» о существовании других. Если щелей две, как в опытах Юнга, то она обязательно пройдет через обе. При этом падающая волна, наталкиваясь на экран, «разбивается» об него, порождая вторичные волны. Их источниками становятся щели. Эти вторичные волны, двигаясь от щелей, достигают экрана. При этом они взаимодействуют друг с другом, накладываются друг на друга, образуя на экране то, что называется интерференционной картиной: чередование темных и светлых полос. Светлые полосы - это результат сложения амплитуд вторичных волн, темные полосы - результат их взаимного гашения. Подобную картину можно увидеть, бросив в воду два камня: разбегающиеся от них волны начинают взаимодействовать друг с другом, порождая интерференционную картину - чередование вспученных и проваленных областей на поверхности воды.
   
Между волновыми и корпускулярными свойствами не видно никакого сходства, а носители этих свойств, казалось бы, должны иметь разную природу. Тем не менее,    современные опыты /2/ показали, что правы оба - и Ньютон и Юнг. В  эксперименте, аналогичном тому, что поставил Юнг, фотодетекторы смогли обнаружить отдельные частицы - фотоны, являющиеся  квантами света, которые падают  на пластину за щелями, как если бы это были мячи-частицы. Но по мере того, как мячи-фотоны бомбардируют экран, на нем постепенно возникает интерференционная картина. Чтобы объединить эти два противоречивых, но абсолютно достоверных результата, эксперименты были проинтерпретированы следующим образом: поскольку одновременно фиксируются отдельные частицы и интерференционная картина, то это верный признак того, что каждый фотон является и частицей и волной, проходя через обе щели одновременно.   
   
Фантастичность свойства корпускулярно-волнового дуализма не позволяет физикам забыть о нем. До настоящего времени во всем мире проводятся самые различные эксперименты /2/, имеющие целью не просто зафиксировать факт необычного поведения частиц, но понять законы микромира, определяющие столь необычное поведение. В опытах основные усилия направлены на то, чтобы в явном виде зафиксировать волновые свойства отдельного фотона. Если говорить о щелевом эксперименте, то волновые свойства фотонов должны проявиться в том, что каждая из частиц, вылетающих из источника света, должна пройти через обе щели. В соответствии с принятой интерпретацией, только в этом случае может возникнуть интерференционная картина. До настоящего времени никому не удалось наблюдать в эксперименте подобное явление: во всех опытах отдельный фотон всегда регистрируется только как корпускула, как частица, которая не расщепляется и проходит только через одну щель. 
   
Свойство корпускулярно-волнового дуализма часто причисляют к парадоксам микромира и с этим нельзя не согласиться. Обыденное сознание не в состоянии понять, каким образом одна частица может сразу пройти через две щели. Но так же нельзя не отметить, что парадоксальность ситуации обусловлена исключительно интерпретацией эксперимента, в которой частице - объекту из нашей реальности, приписывается одновременное обладание полярными свойствами, присущими корпускуле и волне: ведь ни один из опытов так и не зафиксировал одновременного прохождения одной частицей обеих щелей. Опыт говорит только о том, что отдельная частица всегда регистрируется, как корпускула, тогда как ансамбль частиц образует интерференционную картину, тем самым указывая на наличие волновых свойств у этого ансамбля. Ничто не указывает на то, что волновые свойства присущи именно самой корпускуле.
   
Для объяснения результатов щелевых экспериментов с наших позиций, обратимся к той же аналогии, которую мы использовали для представления двухкомпонентной модели. В ней мы описали корпускулярную составляющую частицы, как пузырь, как вздутие на волновой  компоненте микрообъекта - на коконе. Исходя из этой картины, результаты щелевых экспериментов становятся вполне понятными.
   
Причина «загадочного» поведения пузыря-частицы заключается в том, что область его возможного появления целиком и полностью определяется тем, что происходит с его коконом - волновой компонентой. Носитель пузыря – волна, и законы ее поведения определяется исключительно волновыми свойствами кокона. Кокон-волна может пройти через одну, две, сотню щелей, создать интерференционную картину, которая и определит зоны потенциально возможного появления пузыря. Для мяча-частицы точка его соприкосновения с экраном всегда лежит на прямой, проходящей через источник и щель. Пузырь, как вздутие на волне, может появиться в самых разных точках экрана, куда дошла волна-кокон. Зоны его появления определяются результатом интерференции вторичных волн, возникающих на щелях. При этом сам пузырь не имеет волновых свойств. Пузырь - это вздутие на теле кокона, всегда проявляющее себя, как одна единственная корпускула, на что и указывают результаты самых разнообразных щелевых экспериментов. Но ансамбль пузырей, достигших экрана, способен образовать на нем интерференционную картину. При этом эксперимент никогда не зафиксирует волну, порождающую и несущую пузырь-частицу - она лежит в иной реальности. Опыт всегда будет фиксировать только корпускулу-частицу, тогда как зоны ее появления всегда будут определяться волновыми свойствами ее носителя - кокона.
   
И одно краткое дополнение. Из представленной выше картины следует, что коконы частиц взаимодействуют с краями щелей, тем самым порождая вторичные волны. Но как это возможно, если коконы и щит, в котором прорезаны щели, принадлежат разным реальностям? Ответ состоит в том, что щит тоже обладает коконом. Будучи макроскопическим телом, этот кокон устойчив по форме и повторяет очертания щита и щелей /1/. Именно с ним – коконом щита, взаимодействуют коконы частиц.
   
Для физики дуальное поведение микрообъектов становится парадоксальным только за счет того, что волновая компонента не регистрируется в эксперименте и поэтому просто не существует. Для объяснения феномена, физика приписывает корпускулярной компоненте  чуждые ей волновые свойства, тем самым автоматически порождая парадокс. Имеет место ситуация аналогичная той, с которой мы столкнулись при изучении причин возникновения редукции /3/: там так же корпускулярной компоненте квантового объекта было приписано чуждое ей волновое свойство - свойство суперпозиции, что и породило необъяснимую ситуацию. В обоих случаях парадокс разрешается при расширении Действительности до рамок, предусмотренных двухкомпонентной моделью. В этом случае оказывается, что редукции не существует, а дуальное поведение частиц в щелевых экспериментах становится вполне понятным и объяснимым.

Список литературы

1. Белс В. Двухкомпонентная модель.
2. Хорган Д. Квантовая философия.-В жур. «В мире науки», №9-10, 1992г., с.70-80.
3. Белс В. Об интерпретации квантовой механики.

Уважаемые Участники!

Админ.