В фундаментальной физике назрел кризис интерпретации. Ярче всего он проявляется в догматичном представлении электрона как «точечной частицы без структуры». Этот постулат Стандартной модели входит в вопиющее противоречие с простым и наглядным экспериментом, известным каждому студенту, - опытом Штерна-Герлаха.
Сила требует протяжённости
Как известно, в этом опыте пучок атомов серебра или электронов расщепляется в неоднородном магнитном поле на несколько дискретных компонент. Современная интерпретация гласит: это доказывает квантование проекции спина - некой внутренней, абстрактной и «точечной» степени свободы.
Однако давайте включим элементарную логику и механику. Для отклонения частицы в неоднородном поле необходима сила. Классическая формула для силы, действующей на магнитный диполь: F ≈ ∇(μ·B), то есть она пропорциональна градиенту поля - разнице его величины на разных полюсах диполя. Возникает простой вопрос: как может возникнуть разность сил между двумя точками, если сама частица - математическая точка, не имеющая размера? Для этого необходимо расстояние между условными «полюсами» частицы, то есть её внутренняя пространственная структура. Иначе градиенту поля просто не за что «зацепиться». Утверждение, что точечный объект взаимодействует с неоднородностью поля, - логический нонсенс, маскируемый сложным математическим формализмом.
Абстракция как побег от понимания
Вместо признания очевидного вывода о наличии у частицы субструктуры, ортодоксальная физика изобрела удивительную концепцию. Она объявляет ключевую величину, спин, принципиально абстрактной, не имеющей классического аналога, «вектором в абстрактном пространстве состояний».
Это методологическая капитуляция. В механике любой вектор (скорости, момента импульса) возникает как следствие чего-то протяжённого и измеряемого: движения в пространстве, вращения тела, распределения массы. Объявить вектор «точечным свойством» - всё равно что говорить о скорости автомобиля, который никуда не перемещается и не имеет размеров. Это подмена физического объяснения математическим ярлыком.
Ещё более абсурдно звучит идея «проекции» этого абстрактного, внутреннего свойства на реальное пространство, в результате которой в опыте возникает вполне материальное, протяжённое разделение пучков. Как нечто нематериальное может причинно воздействовать на материальную траекторию?
Часто для объяснения подобного поведения приводят аналогию типа:
Представьте, что у вас есть игральный кубик с абстрактным свойством - числом от 1 до 6 на верхней грани. Само число "5" - это абстракция. Но если вы встроите этот кубик в механизм, где выпадение "5" замыкает конкретную электрическую цепь, которая включает лампочку в углу комнаты, то абстрактное число "5" станет причиной конкретного пространственного события - свечения лампочки. "Волшебства" нет, есть механизм (взаимодействие), спроектированный (природой) так, чтобы устанавливать соответствие между абстрактным свойством и пространственным исходом.
Но это чистая демагогия. В такой аналогии механизм связи числа и лампочки жёстко запрограммирован и детерминирован - то есть как раз предполагает те самые «скрытые параметры» и механическую предопределённость, которые квантовая механика яростно отрицает. Получается логический круг.
Заброшенная дорога: механические аналогии и кватернионы
Ирония в том, что адекватный математический аппарат для описания вращательных свойств существует и был открыт ещё до рождения квантовой механики - это кватернионы. В отличие от векторов, кватернионы естественным образом описывают вращение в трёхмерном пространстве. Знаменитая особенность спина, необходимость поворота на 720° для возврата в исходное состояние, имеет прямую механическую и топологическую интерпретацию. Это свойство ленты Мёбиуса или закрученного потока: чтобы распутать полный оборот скрученной структуры, требуется два оборота в обычном пространстве.
Ранее мной были предложены строгие гидродинамические (эфиродинамические) модели, где спин отождествляется с циркуляцией, вихревым движением некой субстанциональной среды - квантового вакуума или эфира. В таких моделях спин - это не абстрактная «метка состояния», а реальное механическое вращение (циркуляция) компактного устойчивого вихря. Именно вихревая структура обладает и магнитным моментом, и размером, и способностью взаимодействовать с градиентом поля всем своим протяжённым объёмом, что идеально и наглядно объясняет опыт Штерна-Герлаха без всяких логических противоречий.
Заключение: назад, к механике
Опыт Штерна-Герлаха не доказывает абстрактность спина. Напротив, он кричит о том, что частицы обладают внутренней пространственной структурой, ответственной за их магнитные свойства. Упорное отрицание этого факта, замена физической картины мира алгеброй абстрактных операторов - это тупиковый путь, ведущий к отрыву теории от реальности.
Постоянная и предсказуемая величина спина, его связь с магнитным моментом и чётко определённые правила преобразований говорят нам не о «странности квантового мира», а о существовании, может быть, неизвестного нам пока, но строго детерминированного механизма внутри частиц. Игнорирование механических аналогий, таких как вихревые модели и кватернионное описание вращения, - это следование догме, а не поиск истины.
Пора вернуть физике её изначальный смысл - изучение *природы* вещей, а не построение всё более изощрённых математических мифов об абстрактных точках, неспособных объяснить, почему их сдвигает в сторону магнит.