Experimentum Crucis

Дословный перевод – «Эксперимент креста».
(Решающий эксперимент.)

Дословный пересказ описания, данного Луи де Бройлем в его книге «По тропам науки».

«Анри Беккерель, так же , как его дед и отец, был видным специалистом в области явлений флюоресценции и фосфоросценции.
(Моя вставка: Флюоресценция – это излучение веществом света под действием падающего на него света (но не только света),  при этом частота (цветность) излучаемого света резко отличается от частоты падающего.
Фосфоресценция – это тоже «самосвечение» вещества, но длительное ПОСЛЕСВЕЧЕНИЕ, когда возбуждающего фактора уже нет. Своеобразное «накопление» света в веществе, а потом его испускание. Название «фосфоресценция» – неудачное и заимствовано из известного явления – свечения белого фосфора, вызываемого не предварительным освещением, а химической реакцией окисления белого фосфора. Сам белый фосфор является ядом, так что при работе с ним требуется осторожность.)

Его особенно интересовали свойства, которыми обладают некоторые соединения урана – элемента, давно известного. Открытие Рентгеном в конце 1895 года лучей, названных позже его именем, возбудило тогда живейший интерес всего учёного мира.
 
(Моя вставка: МОДА!!! Ещё одно подтверждение того неоспоримого факта, что стадо учёных ничем не отличается от любого другого стада! Длинные, благородные носы учёных сразу почуяли приятный запах жареного в этом открытии, и сразу же, всем скопом, устремились к вожделенному пирогу, стремясь запихнуть  себе в пасть кусок побольше!)

В первых опытах Рентгена рентгеновские лучи испускались самой стенкой стеклянного сосуда в том месте, на которое падало катодное излучение (поток быстро движущихся электронов); кроме того,  стенка в этом месте начинала флюоресцировать. После разговора на эту тему с Анри Пуанкаре, Анри Беккерель подумал, что, может быть, фосфоресценция тесно связана с испусканием рентгеновских лучей и что уместно было бы исследовать, не испускают ли рентгеновских лучей  обычные тела, фосфоресцирующие  после освещения их светом.
Итак, руководствуясь идеей, КОТОРАЯ ВПОСЛЕДСТВИИ ОКАЗАЛАСЬ ЛОЖНОЙ, этот искусный физик стал исследовать испускание гипотетических рентгеновских лучей солями урана, который становятся фосфоресцирующими после предварительного освещения их солнечным светом. Он выставил на солнце пластинки, покрытые слоем урановой соли, затем завернул эти пластинки в чёрную бумагу и поместил их на кассету с фотографической пластинкой, надеясь, что проникающее излучение, исходящее от фосфоресцирующего тела и проходящее сквозь чёрную бумагу, будет  обнаружено по его действию на фотопластинку.
Действительно, он с радостью убедился, что предполагаемое явление, видимо, существует, поскольку соли урана после освещения их солнцем испускают радиацию, которая может проходить через чёрную бумагу!!!
Это открытие (он сообщил о нём в Академии наук 24-го февраля 1896 года), казалось полностью подтвердило идею, однако, неправильную, которой руководствовался Беккерель в своих исследованиях!
Но счастливый случай показал известному физику, что он ошибся в истолковании наблюдённого им явления, и помог ему установить истинную природу.
Для повторения экспериментов Беккерель подготовил несколько кассет, в каждую из которых были помещены фотопластинка вместе пластинкой, покрытой солями урана и завёрнутой в чёрную бумагу.
Но, поскольку в эти зимние дни солнце не показывалось, на небе, он в ожидании его появления запер кассеты в ящике стола. И вот, в воскресенье 1-го марта, в памятный день для истории физики, появилось солнце! Беккерель решил продолжить свои исследования, но сначала он захотел проверить (замечательная скрупулёзность, характеризующая добросовестного учёного),
не произошло ли  чего-нибудь с пластинками во время их пребывания в ящике стола и не потемнели ли они под действием какой-нибудь случайной причины.

(Моя вставка: Прошу прощения у читателей за эту паузу в развитии столь захватывающего детективного сюжета, но хочу сразу внести несколько замечаний и корректур.
Первое: Де Бройль ошибается, говоря о скрупулёзности учёного. Я думаю, если это взято со слов самого Беккереля, то это его выдумка, пост-фактум. Мысль Беккереля была другой: Насколько ДОЛГО фосфоресцируют соли урана после освещения их солнечным светом?
Ведь Беккерель был специалистом именно в этой области и отлично знал, что одни вещества излучают свет довольно долго после освещения, другие «гаснут» быстрее.
Вот это заставило его, а никакая не «скрупулёзность», или подозрение на какую-то неизвестную случайность, проявить лежавшие в ящике фотопластинки!
Мне такое объяснение кажется более правдивым и естественным!

Второе: А что было бы, если бы той зимой солнце в Париже светило  регулярно, каждый день? Беккерель бы нашёл полное и убедительнейшее подтверждение своей АБСОЛЮТНО ЛОЖНОЙ ИДЕИ и это вошло бы в анналы физики, как знаменитый «Эффект Беккереля»! В науку и в учебники, пока... До поры до времени.  А, по сути, совершенно неверный!!!)

Продолжаю цитирование.
«И вот, к своему величайшему удивлению, он заметил, что фотографические пластинки потемнели точно так же, как и в предыдущих экспериментах, хотя на этот раз соли урана не подвергались предварительному освещению солнечными лучами и не могли фосфоресцировать!
Осталось возможным единственное объяснение: Уран испускает непрерывно (и для этого его не нужно предварительно выставлять на свет) очень проникающее излучение неизвестной природы, которая должна оказаться  совершенно отличной от природы рентгеновских лучей. Этот факт был надлежащим образом изложен в сообщении, которое сделал Анри Беккерель на следующий день, в понедельник 2-го марта 1896 года, в Академии наук: он впервые обнаружил существование радиоактивности.

Великий физик, руководствовавшийся в своих исследованиях неправильной идеей, пришёл, таким образом, к замечательному открытию, создавшему целую эпоху в истории науки и даже в истории человечества.»
Конец цитаты.

(Моя вставка: У меня, к сожалению, нет точных и достоверных материалов, касающихся этого открытия, но зато есть сомнения.
Первое: Беккерель, как опытный специалист по фосфоресценции, ДОЛЖЕН был сделать другой вывод: Уран обладает длительным послесвечением,  причём излучает нечто вроде рентгеновских лучей.  После того, как он обнаружил потемнение, если бы он был, действительно, настоящим учёным, он бы не бежал с открытием в Академию на следующий день, а проверил бы то же на солях, которые ДОЛГО не подвергались никакому световому облучению. Другой эксперимент, который он мог бы провести – это сравнение интенсивностей потемнения фотопластинки. В случае послесвечения урана,  со временем интенсивность его падала бы и пластинка засвечивалась всё слабей. Если же это было неким природным свойством урана ПОСТОЯННО излучать проникающие лучи, то пластинка чернела бы совершенно одинаково, независимо от проведенного в темноте времени (при строго одинаковом периоде экспозиции), и тогда можно было бы сделать вывод о естественной радиоактивности. Этими опытами,  исключив гипотезу о длительном послесвечении, и ДЕЙСТВИТЕЛЬНО обоснованно он мог бы прийти к выводу о спонтанном излучении урана.
Второе: Что это – НЕ рентгеновские лучи, тоже очень неубедительно! Откуда он мог знать РАЗНИЦУ между проникающим действием рентгеновских лучей, известных науке только год и каким-либо ДРУГИМ, вообще, неведомым тогда, излучением? Ни спектра, ни состава «уранового излучения» он не знал. Единственный критерий – это фотографии, по ним Гамма-кванты навряд ли отличишь от рентгеновского излучения. До ещё нейтроны, которые сами не проявляются, ибо нейтральны, но могут вызвать вторичные ядерные реакции, при которых уже появляется нечто «видимое» на фотопластинках, снова, Гамма-лучи, протоны, быстрые электроны – Бета-лучи. В общем, де Бройль явно преувеличил.
Так что весь рассказ, хоть и необыкновенно интересен, звучит слишком уж фантастично. Учёный, веривший в СВОЮ гипотезу и получивший ранее её «подтверждение», вдруг,  за день, отказывается от неё и придумывает совершенно другое объяснение (А его ещё НАДО ПРИДУМАТЬ И ОБОСНОВАТЬ!) и тут же докладывает о своей свежеиспеченной «гипотезе» в Академии??? Неправдоподобно! Так настоящие учёные не работают и НЕ ТАК думают!!

Но меня здесь занимает совершенно другое.  Опыт подтвердил его неверную гипотезу и не будь пасмурных дней, ЭТО объяснение надолго вошло бы в научную литературу и было бы ОБЩЕПРИЗНАННЫМ.

Так, не «подтверждают ли» многие современные опыты бредовые гипотезы из-за тоже, совершенно неверного их толкования?
Или, точнее, экспериментальное подтверждение некого математического расчёта, но имеющего в основе своей идею, совершенно ложную?
Такого не бывает?
Ещё как бывает!

Геоцентрическая система Птолемея подтверждалась:
Общественной практикой (Критерий истины по диалектическому материализму) – все люди и даже учёные видят, как Солнце встаёт из-за горизонта, описывает полукруг и скрывается. Звёзды делают то же! Чем не подтверждение опытом, что мы – в ЦЕНТРЕ!??? 
Предсказанные по этой системе места и времена появления звёзд и планет на небе В ТОЧНОСТИ подтверждают расчёты!
Значит система Птолемея верна?

За несколько сотен лет до Птолемея Аристарх Самосский выдвинул гипотезу гелиоцентрическую, то есть, что Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца. Гипотеза эта подтверждалась наблюдениями за небом ОЧЕНЬ ПЛОХО!
Ибо математика Птолемея была разработана намного лучше, чем у Аристарха!

Сотни лет все расчёты теплового баланса производятся по теории ТЕПЛОРОДА, ФЛОГИСТОНА Шталя, неверной в самой своей основе. А все расчётаы ПОДТВЕРЖДАЮТСЯ!
Значит теория флогистона верна?

Знаменитые Преобразования Лорентца-Фтцджеральда, вошедшие в Специальную Теорию Относительности, были задолго до Фитцджеральда и Лорентца получены немецким физиком Фойгтом для расчёта движения тел в упругой среде, эфире, заполняющем всё пространство. Идея в основе своей неверная!
А математика работает превосходно по сей день и подтверждается опытами!

В этих случаях и во многих других, думаю, фокус заключён именно в математике. Математика описывает нечто, совершенно неважно, ЧТО, ибо смысл, который мы вкладываем в символы, для математики роли не играет! Она оперирует только с символами и следит, чтобы все операции были правильны, согласно аксиомам и алгоритмам. А ЧТО мы подразумеваем под ними -- лучи, электроны, пули, снежинки, стаи леммингов или толпы людей, это абсолютно неважно! Математика даёт ОПИСАНИЕ модели явления, включая и будущее, то есть предсказывает, как эта модель явления будет изменяться. (Ведь любое описание обычно включает Прошлое модели, Настоящее и её Будущее). Но она НЕ ДАЁТ ответа на вопрос: ПОЧЕМУ? Она не даёт объяснения! Ей это безразлично! Поэтому она может математически точно предвидеть путь изменения той или иной модели мира, без малейшего интереса к тому, ЧТО ЖЕ ПРОИСХОДИТ НА САМОМ ДЕЛЕ!
Я уже не раз писал, что хорошая математика может быть плохой физикой, и не только физикой.
Я не верю в одно из основных положений Квантовой механики о дуализме частиц, то есть в то, что микрочастицы являются и частицами и волнами!
Пример:
Электрон, де, волна, ибо он испытывает чисто волновое изменение своего движения за щелью в экране (за кристаллической решёткой на его пути). Он дифрагирует. Но, если он -- волна, то он ОДИН должен дать полную картину дифракционных колец! А он оставляет ТОЧКУ на экране. И лишь множество «дифрагировавших» электронов создают в совокупности картину волновых колец.
Я считаю, что микрочастицы – никакие не волны, а лишь взаимодействуют с кристаллом или с отверстием в экране ДИСКРЕТНО, создавая ВИДИМОСТЬ волновой дифракции. Все эти дифракции – это лишь прерывистое, скачками, квантами взаимодействие частиц с веществом экрана или кристаллической решёткой. Поэтому и возникают очерченные кольца (скачки!) и эта аналогия, схожесть картины с волнами звука или волнами на поверхности воды, создаёт ИЛЛЮЗИЮ «волнообразия»!
Грустно, но такой уж я «в прошедшем веке запоздалый» «неклассик».

2 XI 2018

P.S.  Только что,  второго ноября в 20.10  поискал в Encyclopaedia Britannica подробную информацию об Анри Беккереле (Henri Antoine Becquerel) и обнаружил, что дело было не совсем так, как описал это Луи де Бройль. После открытия Рентгена, Беккерель, зная, что стекло вакуумированного сосуда в опытах Рентгена светилось, предположил, что есть глубокая фундаментальная связь между флюоресценцией материалов и их способностью излучать также невидимые, рентгеновские лучи.  Когда Беккерель заметил потемнение фотопластинки, он начал, конечно же, серию опытов, подражая Рентгену. А затем, в течение одного 1896-го года, опубликовал семь статей об обнаруженном им явлении. Он именно и предположил, что уран обладает ДЛИТЕЛЬНЫМ и  НЕВИДИМЫМ ПОСЛЕСВЕЧЕНИЕМ (фосфоросценцией) вот этими проникающими лучами! Он и продолжал думать, что освещение солнечным светом инициировало это последующее испускание невидимых лучей!  Причём не просто «продолжал думать», а сформулировал постулат, что как соли, так и даже металлический уран приобретают способность к некому проникающему излучению, длящемуся очень долго после несколькочасового освещения их солнечным светом.  То есть он думал так, как и следовало думать учёному, хотя и совершенно неверно. Естественная доминантная идея (ФОСФОРОСЦЕНЦИЯ!!!) в его сознании ДОЛЖНА была господствовать  и подавлять любое «инакомыслие». Лишь со временем (часто очень длительным) новые идеи постепенно могут отвоевать себе место в мышлении!
Макс Планк ещё в 1907 году, то есть через семь лет после его собственной гипотезы о квантах, призывал А.Ф.Иоффе  НЕ СПЕШИТЬ с признанием физической реальности квантов света -- фотонов!
А Нильс Бор до 1927 года (открытие эффекта Комптона – рассеивания фотонов на электронах) вообще воевал против идеи фотонов Эйнштейна (1905г), хотя очень любил и уважал последнего! Долгие годы были друзьями! Бор оставался другом и научным противником Эйнштейна не только до, но и после смерти Эйнштейна!
Кстати, термин РАДИОАКТИВНОСТЬ был придуман для этого явления не Беккерелем, а Марией Кюри-Склодовской. Позже вместе с супругами Кюри разделил Нобелевскую премию по физике. А излучение, им открытое, тогда прозвали «Лучи Беккереля»!
Насчёт того, что Беккерель счёл открытое им излучение не имеющим ничего общего с рентгеновским, тоже далеко от истины. Он как раз предполагал, что уран излучает именно эти лучи!

Я очень ценю и уважаю Луи де Бройля, но тут, понятно, гордость за Францию усилила его восторженность достижениями французских физиков и привела  к упомянутым в статье драматической романтизации и фантастическим преувеличениям. У Франции в те времена хватало талантливейших физиков самого высокого ранга. И сам  Луи де Бройль, один из основателей настоящей квантовой физики, мог бы, обойдясь без преувеличений,  смело гордиться Францией.