Продолжение заметок 'Ремесло и наука' и 'Как образуется система законов и правил'.
Что объединяет три слова в заглавии?
Последнее. Это не просто набор чего-то, а СИСТЕМЫ взаимно связанных элементов, что люди научились делать и в незапамятные времена и сравнительно недавно. Но нельзя из сапога выбрать подмётку или носок и заявить, что это - сапог! Это уже не будет нормально функционирующей системой, а неким дефективным ублюдком!
Аналогично в любой вещи созданной живыми существами.
И только в сфере интеллектуальной произошло нечто странное и алогичное. Бессвязный набор закончиков и правилец, по-большинству ad hoc, то есть созданных для данного конкретного случая, назвали 'НАУКОЙ' и блаженно, удоволенные сим интеллектуальным подвигом, сложили ручки на брюшке.
Любая наука обязана быть СИСТЕМОЙ накрепко свзяанных и взаимозависимых друг от друга элементов, а не кучей навоза, в которой исследователи, подобно курицам, искательно ворочая клювиками, стараются обнаружить спрятанные жемчужинки.
'Учёный млад, будь курице подобен:
Ищи в навозе зёрнышки идей!
Мы ВЕРИМ -- хлеб из этих зёрен будет сдобен,
Лишь только странный запах... для людей!'
И так построено очень много 'наук'.
Бессвязный набор неких деклараций (каждая из которых, возможно, и ПОДХОДИТ для некой отдельной реальной ситуации), но в целом, никак иначе, кроме высокопарного названия, друг с другом несвязанных.
От этих общих и в какой-то степени абстрактных заявлений, перейду к конкретности.
'Реликтовое излучение', некий микроволновый фон радиоизлучения, заполняющий Вселенную равномерно и изотропно. То есть его плотность всюду одна и та же, а равно и всевозможные направления в пространстве. Название 'реликтовое' придумал для него советский астрофизик Иосиф Самуилович Шкловский, поскольку по общему мнению это излучение - остатки так называемого Большого Взрыва, породившего нашу Вселенную лет пятнадцать-двадцать миллиардов тому назад.
Забавно, что такое, равномерно и изотропно заполняющее весь наш мир ищзлучение представляет собой некую Абсолютную Систему Отсчёта, ибо по нему для любого тела можно установить направление и скорость движения указанного тела. Допплеровский сдвиг частоты этого излучения чётко укажет куда и с какой скоростью ОТНОСИТЕЛЬНО ЭТОГО ИЗЛУЧЕНИЯ движется тело.
И само это излучение, возникнув когда-то и далее 'удлиняя свои волны с расширением Вселенной', существует как бы само по себе, не будучи связано с НАСТОЯЩИМ!
Фактически, НИ С ЧЕМ!
Стоят в астрофизике так одиноко
Реликта лучи в пустоте,
И дремлют, летая, и снами далёко
О Взрыве Большом в темноте.
М.Ю.Лермонтов 'На севере диком стоит одиноко...'
Перевод стихотворения H.Heine 'Ein Fichtenbaum steht einsam'
(В оригинал внесены незначительные изменения)
А теперь попробуем их связать в какую-то систему.
Первый вопрос, который возник у меня, вот сейчас, когда стал думать об этом излучении (кроме высказанного ранее, (об 'Абсолютной системе отсчёта'), о чём подумал давно), - это непонимание, откуда они берутся СЕЙЧАС? Ведь любое электромагнитное излучение и рассеивается в пространстве и, главное, ПОГЛОЩАЕТСЯ вещеетвом во Вселенной, газом, пылью и всеми другими материальными телами. За полтора десятка миллиардов лет хватило бы времени ВСЁ ПОГЛОТИТЬ НАЧИСТО!
А не поглотилось!!!
Отсюда сразу возникла мысль: А, может быть, оно всё же поглотилось, а потом снова излучилось? По идее, в случае поглощения веществом, такое излучение могло преобразоваться в тепловое излучения, а не в точности снова излучено поглотившим веществом. (Как нагрев в микроволновой печи).
Идея сомнительная!
Следующая: А, может быть, это ВОВСЕ НЕ РЕЛИКТОВОЕ а имеет какое-то другое происхождение?
Что это за такое странное излучение, равномерно и изотропно наполняющее всё пространство??? ЧТО его постоянно излучает, ведь в соответствии с только что высказанной мыслью, оно должно и непрерывно поглощаться! Раз оно есть, значит существует некий баланс, динамическое равновесие поглощаемого и испускаемого излучения.(Некое термодинмическое равновесие излучения с веществом). Поскольку во Вселенной есть много разнообразного вещества, атомов этого вещества, то можно преположить, что именно атомы его излучают и поглощают
Допустим.
Согласно теории Нильса Бора, атом излучает ТОЛЬКО при переходе электронов с одной орбиты на другую. В невозбуждённом, 'основном' состоянии атом устойчив и ничего не излучает. Но речь идёт о специфическом излучении неких неделимых 'атомов' энергии - квантов, порций.
А реликтовое излучение - микроволновое, и сомнительно, чтобы было 'зерниствым', квантовым.
Тогда остаётся предположить, допуская всё предыдущее, что атомы могут излучать и некое слабое НЕКВАНТОВОЕ электромагнитное излучение.
Сразу два вопроса:
А как быть тогда с устойчивостью атомов, если они излучают энегргию, то, теряя её, должны вроде бы распадаться на составляющие?
Второй вопрос: Что это за процесс, вызывающий НЕКВАНТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ?
Возможный ответ:
Поскольку электроны вращаются по разным орбитам с разными скоростями, то очевидно, что ОБЩЕЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ АТОМА, создаваемое положительным ядром и вращающимися по эллиптическим орбитам электронами, не есть нечто стабильное и неизменное во времени, а слегка пульсирующее. Но даже слабо пульсирующее, то есть периодически изменяющееся общее поле атома есть, условно говоря, электрический ДИПОЛЬ, способный излучать электромагнитные волны. Как их излучает любая антенна.
Электроны, вращаясь по разным орбитам могут создавать периодические скопления и разряжения электрического заряда, а, следовательно колеблющееся электрическое поле. Оно и излучает, при этом устойчивость самих орбит от этого не меняется и электроны на орбитах своей энергии существенно (вынуждающего к перескоку на другие орбиты) не изменяют. Получается некое очень слабое неквантовое излучение всего атома как колеблющегося диполя с периодически меняющимися электрическими и магнитными полями.
Ладно, примем ПОКА и такое допущение.
Но ведь излучение, пусть даже очень слабое и неквантовое, всё же уносит энергию, Что это за энергия и как она атомами восполняется.
Допустим, что это и есть ТЕПЛОВАЯ энергия отдельного атома. При низких температурах, близких к абсолютному нулю - эти колебания низкочастотные и находятся в микроволновом диапазоне реликтового излучения. Даже при нуле излучается некая 'нулевая энергия'.
По мере добавления атому энергии, взаимная конфигурация его электронных орбит изменяется и частота излучения перемещается (по закону Вина) в инфракрасный диапазон, а, когда начинаются уже квантовые переходы, -- во все остальные коротковолновые.
А восполнение идёт именно из того же реликтового фонового излучения. Одни атомы чуть теряют, другие чуть преобретают, затем снова теряют, излучая и такой процесс динамического равновесия излучения является самоподдерживающимся и постоянным.
Но вспомним про 'конфигурационные изменения'. Я писал в своих предыдущих заметках, что тепло НЕ ЕСТЬ кинетическая энергия атомов и молекул, а их ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ энергия, обусловленная взаимоположением электронных орбит друг относительно друга. 'Разогрев' атомов - это не убыстрение их движения, а изменение взаимной конфигурации электронных орбит, то есть потенциальная энергия видоизменяющего положения орбит атомов. Колебания полного электрического поля атома, о которых шла речь выше, при этом учащаются.
А при чём здесь первоначальные рассуждения о системе??? Здесь мы видим нагромождение неких завиральных гипотез автора без связи со всякими системами!
Как раз НАОБОРОТ! Мы соединили реликтовое излучение с другими физическими факторами и теперь оно стало частью некой системы понятий, а не просто отдельным, ни с чем несвязанным, явлением во Вселенной. Начав с его описания, мы постепенно привлекали и другие явления в тесной связи с ним и создали, пусть совершенно фантастическую на первый взгляд систему взаимосвязанных явлений и понятий.
Реликтовое излучение перестало быть отдельным странным феноменом, а вошло в новую систему взглядов, в которой оно накрепко привязано ко всем остальным, а они - с ним!
Вновь, смысл этой заметки не столько в выдвижении новых гипотез, а в том, что мы связали в некую понятийную систему целый ряд эффектов и явлений, вроде бы и не связанных вначале.