Его Величество, Электрон

Аватар пользователя Koroeda
Систематизация и связи
Наука и техника

   Рубеж 19—начало  20 века был действительно великой эпохой, переломным моментом в истории человечества. Моментом «фазового перехода»  количественных изменений в качественные, временем  великих открытий, происходивших одно за другим, кардинально изменивших облик цивилизации. Это была истинная революция в науке и технике, когда человеческий разум получил наконец достаточный инструментарий, чтобы постичь самую великую загадку—загадку строения материи. 

  30 апреля 1897 года случилось знаменательное событие. В тот день глава Кавендишской лаборатории, английский физик Дж. Дж. Томсон выступил на заседании Лондонского королевского общества с докладом о своих опытах с усовершенствованной катодно-лучевой трубкой, приведших к открытию первой элементарной частицы—электрона. Этот день и считается «днем рождения» электрона, хотя открытие Томсона стало лишь завершающей точкой в многолетней работе целого ряда ученых. Открытие электрона оказало колоссальное влияние на развитие науки и технологии. Фактически, оно стало краеугольным камнем для всего здания современной цивилизации.

  С этого момента физики стали выдвигать разные модели строения атома, стремясь максимально приблизить ее к полученным экспериментальным данным.  Это был вполне нормальный научный процесс, где по мере получения новых данных изменялась и модель.

  Сам Томсон предложил свою модель в 1904 году, предположив, что атом представляет собой положительно заряженную сферу с вкрапленными в нее электронами, своего рода «сливовый пудинг». Модель Томсона была экспериментально опровергнута Гейгером и Мардсеном в 1909 году, путем эксперимента по рассеиванию альфа-частиц на золотой фольге.

   Следующая модель атома была предложена открывателем протона—Эрнестом Резерфордом. Это была так называемая Планетарная модель, согласно которой отрицательно заряженные электроны движутся вокруг положительно заряженного ядра по круговым орбитам подобно планетам в солнечной системе. Это была давно известная и принятая в  науке модель. Так почему же не применить ее в отношении атома? Именно так и поступил Резерфорд. Однако, эта модель имела в себе кардинальный недостаток—невозможность  объяснения ею устойчивости атомов. Из классической электродинамики следует, что если электроны движутся вокруг ядра, испытывая центростремительное ускорение как планеты вокруг Солнца, то они по законам классической электродинамики должны были бы излучать электромагнитные волны, терять орбитальную энергию движения и в результате упасть на ядро.

   Эту проблему надо было как-то решать, в результате чего в 1913 году  появилась «усовершенствованная модель» атома—квантовая модель Нильса Бора. В отличие от модели Резерфорда, в квантовой модели электроны движутся вокруг ядра не по произвольным орбитам, а только по орбитам со строго определенной энергией и удерживаются на некотором расстоянии от ядра, благодаря тому, что центробежная сила, уводящая электрон с орбиты, совпадает по величине с силой притяжения между электроном и ядром.  В свою очередь, излучение или поглощение происходит только в момент перехода с одной орбиты на другую, а стационарными являются лишь те орбиты, при движении по которым момент количества движения электрона равен целому числу постоянной Планка. Эта модель оказалась вполне применима к простейшему атому—атому водорода, однако плохо работала в описании более сложных атомов.

Тем не менее, она была взята за основу, которая лежит в основании современной квантово-механической модели атома. В современном квантово-механическом представлении  электрон предстает в  виде «электронного облака»  плотность участков которого пропорциональна вероятности нахождения там электрона. Примечательно, что в современном квантово-механическом представлении электрон не имеет структуры, являясь бесструктурной частицей.

  Это был судьбоносный момент в истории науки, своего рода «пограничная полоса», отделившая эпоху классической физики от квантово-механической. Долгое время вокруг квантовой механики велись ожесточенные споры, и многие выдающиеся умы, такие как Альберт Эйнштейн, так и не приняли ее. Но со временем квантовая механика, и порожденные ее представления о строении и свойствах материи стали господствующими. Вернее, господствующей  в науке стала «Копенгагенская школа» квантовой механики, основанная Нильсом Бором.

    Однако, насколько  принятая на настоящий момент в квантовой механике модель электрона близка к реальности? Сама постановка этого вопроса выглядит в глазах физиков-ортодоксов крамольной. А между тем, вопрос об этом к настоящему моменту стоит как никогда остро. Почему?

    Как известно, главным критерием истинности какой бы то ни было теории является практика. Так когда-то, в свое время, классическая механика привела к воплощению в реальную жизнь множества инженерных новинок, и во многом послужила причиной начала промышленной революции. Верная для своего времени физическая картина мира послужила основанием к целому ряду технологических прорывов, заложивших основу современной цивилизации.

   Согласно этой логике, квантовая механика, ставшая «Святым Граалем» современной физики, должна была привести к огромному их количеству. Однако, в должной мере  этого так и  не произошло. Более того, как считают некоторые физики, в физической науке начался застой, который можно охарактеризовать как период «60-ти лет без побед».

  Что явилось причиной этого? Может быть, не вполне верная физическая картина мира, мало связанная с реальностью? И как может быть такое, чтобы целые поколения ученых до сих пор не заметили этого? А если и заметили, то почему не взяли на себя мужество открыто заявить об этом?

   Вероятно, ответ на этот вопрос лежит в первую очередь в социальной плоскости, в самом устройстве науки как социального феномена. Сообщество ученых—это сообщество людей, и ничего человеческое им не чуждо. В нем действуют все те же «социальные механизмы», что и в человеческом обществе в целом. К примеру, наиболее древний и действенный их них—авторитет. И как известно, авторитетная  идея или учение, обретая массу сторонников (овладевая массами), становится «материальной силой». Но при этом, зачастую, она становится и доктриной (важнейшим инструментом управления), посягательство  на которую вызывает жестокий отпор со стороны ее сторонников. Есть замечательная ирония в том, что сам  К. Маркс, впервые выведший эту формулу, стал ее жертвой.

   Возможно ли посягнуть на авторитет знаменитого ученого, без соответствующих последствий? Возможно ли пытаться опровергнуть общепринятую систему взглядов без «оскорбления чувств» ее последователей? История человечества дает весьма однозначный ответ на этот вопрос.  В лучшем случае смельчака ждет судьба Галилея, в худшем—судьба Бруно. Хотя, бывали и исключения. Но они лишь подтверждают правило: борьба идей иногда столь же жестока, как и борьба их носителей—людей. Однако, раз за разом, рано или поздно, Галилей все же появляется, и это так же закономерно, как «падение» яблока на голову Ньютона. Человеческую мысль остановить невозможно. Так произошло и в этот раз.

   Наука продолжала накапливать экспериментальные данные, и со временем накопилось большое число загадок, требующих объяснения. И вполне закономерно, что ученые, пытавшиеся их решить, пытались иначе взглянуть и на модель электрона. Однако, длительное время эти попытки оставались безуспешными. Вероятно, это было следствием того, что физики-теоретики продолжали мыслить в прежней, квантово-механической парадигме, что и явилось сильным связующим фактором для научной мысли. Совершив «поворот не туда», наука оказалась в многолетнем тупике. Выход из него был невозможен без коренного изменения парадигмы мышления, выработки принципиально нового понимания механизма поведения электрона.

  Наконец, выход из сложившейся тупиковой ситуации был найден известным американским ученым, доктором Рэнделлом Миллзом. Именно ему впервые удалось предложить намного более успешную,  альтернативную модель электрона, которая принципиально иначе объясняет механизм его поведения, нежели квантово-механическая модель.

  Новая концепция электрона была изложена доктором Миллзом в его фундаментальной теоретической работе «Большая объединенная теория классической физики» (The Grand Unified Theory of Classical Physics).

             Что же представляет собой электрон  в модели доктора Миллза?  

                                    Вот наглядная картина этой модели.

                                          Рис. с сайта  http://millsian.com/

   В понимании доктора Миллза, электрон вне атома, свободный электрон, представляет собой двухмерную неделимую мембрану (плоскую тонкую пленку), состоящую из отрицательно заряженных токовых петель, которая при захвате зарядом ядра может полностью изменить свою форму (на сферическую). 

  Таким образом, электрон в атоме  представляет собой «орбитсферу»—сферическую оболочку (наподобие мыльного пузыря), окружающую ядро. Однако, сфера эта не монолитна, а состоит из непрерывного распределения токовых петель, которые создают два вектора угловых моментов, которые порождают явление спина электрона. В целом орбитсфера представляет собой очень тонкую сверхпроводящую поверхность с однородной массой и плотностью заряда.

   В атоме  орбитсфера работает как «динамически резонирующая полость», расширяющаяся и сжимающаяся про мере поглощения и излучения  ею дискретных частот света (фотонов), что является физической основой квантования. После захвата, собственные электрические поля  фотонов изменяют баланс сил, существующий между протоном и электроном. Комбинация свойств электронной орбиты и захваченного фотона определяет радиус оболочки электрона. Когда поглощенные фотоны увеличивают радиус электрона до его ионизации, он становится свободным электроном, который в отсутствие внешних полей, которые влияют на его кривизну, снова возвращается в форму диска.

    Вот наглядная картина того, что представляют собой электроны в атоме, на примере первых 20-ти элементов таблицы Менделеева.

                                   Рис. с сайта  http://millsian.com

   В молекулах электроны растягиваются на два ядра, образуя вытянутую сфероидальную оболочку с ядрами в фокусах, так называемую «молекулярную орбиталь».

                 Так что, самая простая молекула, молекула водорода выглядит так.

                                          

                                          Рис. с сайта  http://millsian.com/

                                          А вот так выглядит молекула воды

                                        

                                             Рис. с сайта  http://millsian.com/

  Таким образом, согласно теории доктора Миллза, атомы и связи состоят из дискретных поверхностей отрицательного заряда, а не облаков плотности вероятности.Такой подход иначе решает проблему устойчивости атома, нежели квантово-механическая модель, возвращая понимание электрона в русло классической физики (электродинамике  Максвелла). Это, совершенно новое понимание  природы электрона, послужило основой целого ряда открытий.

  Однако первоначально, выдвинутое доктором Миллзом новое понимание природы электрона было весьма скептически встречено в научном сообществе, поскольку кардинально противоречило распространенным квантово-механическим представлениям о нем. На него обрушился шквал критики со стороны «авторитетных ученых».

        В этом случае, возникает вопрос: насколько верна модель доктора Миллза?

    Вернее, правомерной является другая постановка вопроса: насколько она ближе к реальности, чем квантово-механическая модель? И что останется «в сухом остатке», если удалить «авторитетные мнения» множества критиков Миллза, главное обвинение которых состоит в том, что он посягнул на устоявшуюся, хорошо известную, и так все объясняющую, старую, добрую квантовую механику, обесценивая научный авторитет множества ее последователей, как в прошлом, так и в настоящем?

 Правильно. Уже упоминавшийся, единственный критерий истинности теории—практика.

  Все познается в сравнении. Так каковы практические результаты применения новой модели электрона, и основанной на ней теории? 

  А для чего вообще нужны модели? Естественно, с целью получения объяснений и генерации предсказаний. И, чем лучше объяснения, и чем эффективнее предсказания, тем лучше работает модель. Именно на этом поприще новая модель доктора Миллза проявила себя как нельзя лучше.

     Одним из направлений, где новая модель атома показала свою удивительную эффективность, стала аналитическая химия, а именно, компьютерное моделирование молекулярных структур. Разработанная на основе теории Миллза компьютерная программа моделирования (на настоящий момент—Millsian  2.1) оказалась гораздо более эффективной в расчетах, нежели ее конкуренты, основанные на квантово-механической модели.

                    Вот сравнительный график эффективности двух моделей.

               Рис. с сайта http://brilliantlightpower.com/ (презентация доктора Миллза)

 Как видно из графика, эффективность модели доктора Миллза многократно выше, что позволяет рассчитать и представить точные профили для молекул любого размера и сложности, и с удивительной точностью моделировать такие сложные молекулы, как инсулин и ДНК.

                                          Рис. с сайта http://millsian.com

  Примечательно, что снимки молекул, сделанные под электронным микроскопом, и полученные Миллзом модели молекул совпадают практически полностью. Вот, к примеру, фотография молекулы пентацина, наложенная на ее же компьютерную модель.

             Рис. с сайта http://brilliantlightpower.com/ (презентация доктора Миллза)

  Таким образом, новая модель строения атома, выдвинутая доктором Рэнделлом Миллзом,  оказалась весьма эффективной на поприще моделирования, показав отличные результаты в предсказаниях.

  Однако, GUT-CP теория доктора Миллза  стала прорывной не только в химии, но еще во множестве других направлений в науке и технике. Например, в космологии, где решила множество загадок, таких, как загадка солнечной короны, загадка темной материи, загадка феномена ускорения расширения вселенной, и даже загадку феномена гравитации.

  Но наиболее замечательный, судьбоносный для истории человечества прорыв доктор Рэнделл Миллз совершил в области энергетики, поскольку его теория предсказала существование особо компактного состояния водорода—гидрино (см. рис. гидрино в периодической таблице выше).  Превращаясь в гидрино, водород выделяет огромное количество энергии, в сотни раз больше, чем при сжигании водорода.

   Открытие гидрино послужило основанием для создания компактного, дешевого, невероятно мощного и экологически чистого источника энергии, который в перспективе позволит человечеству решить такую фундаментальную проблему, как зависимость от ископаемого топлива, и связанную с ней проблему вредных выбросов в атмосферу. Внедрение нового источника энергии, как это уже не раз было в истории человечества, в будущем приведет к новой промышленной революции, кардинально изменив облик человеческой цивилизации.

   Решив загадку электрона, и выдвинув принципиально новую физическую картину мира, доктор Рэнделл Миллз заложил основу для очередной революции в науке и технике.

                           Достаточно ли этого, чтобы победить скептицизм?

5
Ваша оценка: Нет Средняя: 5 (1 голос)

Комментарии

Аватар пользователя philozan

...Человеческий разум получил наконец достаточный инструментарий, чтобы постичь самую великую загадку—загадку строения материи. 

Это не "самая великая загадка"...

Аватар пользователя professor

Спасибо за очень интересную и прекрасно иллюстрированную статью. Чего стоит лишь один анимированный рисунок инсулина!   Один вопрос: автор ничего не пишет о работах Эрвина Шредингера и его знаменитом уравнении. А ведь оно сыграло большую роль в создании современной квантовой химии, в объяснении закономерностей изменения свойств химических элементов периодической системы Д.И.Менделеева.

Привлекает очевидное стремление автора статьи к междисциплинарному подходу. Это сближает нас. Не интересуется ли автор гуманитарными науками, социологией, политической экономией? Не входит ли в область его интересов связь между науками, взаимодействие наук? Не желает ли автор вместе со мной заняться изучением фундаментальных законов общественного развития на основе достижений естествознания, математики и гуманитарных наук? Думаю, это могло бы быть плодотворным сотрудничеством.

С уважением, Владислав Фельдблюм, доктор химических наук, профессор

Аватар пользователя Леонид Кондратьев

 

Например, в космологии, где решила множество загадок, таких, как загадка солнечной короны, загадка темной материи, загадка феномена ускорения расширения вселенной, и даже загадку феномена гравитации.

Спасибо за интересную статью.Где можно найти материал по этим темам? 

Аватар пользователя Konan

Однако, GUT-CP теория доктора Миллза  стала прорывной не только в химии, но еще во множестве других направлений в науке и технике. Например, в космологии, где решила множество загадок, таких, как загадка солнечной короны, загадка темной материи, загадка феномена ускорения расширения вселенной, и даже загадку феномена гравитации.

И как же она решила? Где эти решения? Кто с ними согласился? Какие рекомендации прогнозы для проверки? Какие технологии появились или появятся на ее базе?