4.3. Некоторые недостатки современной теоретической оптики
Несмотря на безусловные успехи оптики как фундаментальной и прикладной науки, следует отметить и ее серьезные недостатки.
Главным недостатком современной теоретической оптики является отсутствие какого бы то ни было представления о самой структуре света и о механизме излучения и поглощения фотонов.
Разумеется, следует признать, что многие свойства света хорошо изучены, описаны и использованы при расчетах многочисленных оптических устройств. Сделаны выводы о том, что свет обладает корпускулярными и волновыми свойствами (корпускулярно-волновой дуализм), что он состоит из квантов, т.е. отдельных порций, которые названы фотонами, и что эти кванты обладают тем большей энергией, чем больше их частота. Выяснено даже, что световые кванты могут обладать значением спина +1 или -1, но почему все это так, а не иначе, ни оптика, ни квантовая механика объяснить не в состоянии.
В оптике созданы впечатляющие методы расчетов, главным образом в области так называемой геометрической оптики, без чего развитие оптики стало бы невозможным, разработаны методы расчетов современных приборов. Эти методы полностью себя оправдали. Однако лежащие в основе этих расчетов представления о природе света, по меньшей мере, вызывают сомнения. Чего стоит, например, «принцип Гюйгенса», в соответствии с которым любую точку пространства можно рассматривать как точку излучения световой волны: ведь на самом деле в этой «точке», кроме вакуума, ничего нет! И хотя построенные на этой основе волновые фронты вполне соответствуют действительности, физическая сторона такого «излучения» не может соответствовать ни физике пространства, ни физике света. «Принцип Гюйгенса» - это всего лишь метод расчета, а не физическая суть явления.
Представление о свете как об электромагнитном явлении вызывает сомнения, несмотря на численное совпадение их скоростей, так как не все их свойства совпадают.
Например, в соответствии с электромагнитной теорией в полупроводящей среде затухание электромагнитной волны происходит тем быстрее, чем выше частота. В морской воде электромагнитное излучение на. частоте 1 МГц практически полностью исчезает на глубине всего в 3 м. Свет, имеющий частоту на 9 порядков выше, должен полностью исчезать на глубине на 3 порядка меньшей, т.е. на глубине в 3 мм. Но на самом деле свет проходит до глубин 100-150 м, т.е. несоответствие теории эксперименту составляет почти 5 порядков.
Следует также отметить, что само представление о распространении поперечных волн в какой бы то ни было среде, не имеющей выраженной поверхности, не имеет места в действительности, т.к. распространение энергии в любых средах идет не поперек, а вдоль возмущения. Поперечные волны возможны лишь на поверхностях тел, да еще при наличии соответствующих восстанавливающих сил (гравитации, упругости и т.п.), в средах же, не имеющих поверхности, могут существовать лишь так называемые волны Рэлея, затухающие на расстояниях в 4-5 межмо-лекулярных расстояний. Это означает, что свет не имеет чисто волновой структуры, так же как и электромагнитное поле.
9 Зак. 110
Следует напомнить, что общее значение скорости у электромагнитных волн и у света не обязательно свидетельствует об электромагнитной природе света, т.к. к одному и тому же следствию могли привести различные причины, тем более если у них есть некий общий механизм, совсем не обязательно имеющий электромагнитную природу. Это могут быть, например, свойства самой среды, обеспечивающей прохождение электромагнитных полей и фотонов света. Не понимая структуры радиоволн и света, нельзя делать столь далеко идущие однозначные выводы.
Не все в порядке и с так называемыми объяснениями явлений. Объяснение -это не описание и не постулирование, а вскрытие внутреннего механизма явления, действие которого и воспринимается как явление. Поэтому некоторые «объяснения» не могут быть признаны удовлетворительными. Например, «объяснение» двойного преломления тем, что, вероятно, в этом явлении существует вторичная эллипсоидальная волна, более чем сомнительно, т.к. это не более чем одна из возможных гипотез.
«Хорошо установленные» факты при ближайшем рассмотрении не всегда оказываются таковыми. Например, эксперимент Физо, проведенный в 1851 г. с целью подтверждения коэффициента Френеля частичного увлечения света движущейся средой, был поставлен методически неверно, т.к. коэффициент Френеля рассчитывался из условия вхождения внешнего эфира в движущееся тело, а опыт Физо был организован так, что внешний по отношению к среде эфир в нее не входил. Эксперимент был проведен только с водой, никакие другие среды не проверялись, эксперимент не учел массу побочных эффектов - краевых, турбулентных и т.п., которые не могли не иметь места, он практически был одноразовым и не имел никакой статистики. Нужно, однако, заметить, что коэффициент Френеля практически не используется в оптических приборах.
Даже такие, казалось бы, хорошо изученные явления, как интерференция и дифракция могут иметь различную и вовсе не волновую трактовку. Интерференция может быть объяснена не только сложением волн, но и статистически, поскольку световые частицы - фотоны- могут образовывать более яркие участки интерференционной картины за счет большего количества падающих на единицу поверхности фотонов, чем на соседних участках. Дифракция может быть объяснена изменением условий прохождения фотона вблизи непроводящего предмета и особенно на его краю.
Точно так же и явление фотоэффекта вовсе не свидетельствует однозначно о том, что излучение электрона происходит только так, как это объяснил Эйнштейн. Электроны в металле существуют в виде электронного газа свободных электронов, и поэтому они могут накапливать энергию на существенно большем пространстве, чем поперечное сечение атома. Они должны преодолеть не связь атома, а работу выхода.
Переход оптики движущихся тел на позиции специальной теории относительности Эйнштейна не имеет под собой основания, т.к. сама эта «теория» основана на ложном представлении об отсутствии в природе эфирного ветра. На самом деле эфирный ветер был обнаружен уже в ранних опытах самого Майкельсона, хотя его величина и была меньше ожидавшейся в 10 раз, затем работы были продолжены, и соратниками Майкельсона Эдвардом Морли уже в 1905 г. и
