CC BY
11Серов Н.В.
доктор культурологии, к.х.н., Оптическое общество им. Д. С. Рождественского
ВЫГОДЫ И РИСКИ УЧЕНОГО В РЕАЛИЯХ СОВРЕМЕННОЙ ЦИВИЛИЗАЦИИ
Ключевые слова: информационная модель, идеальное и материальное в науке, цивилизационное неприятие новых методов, анализ терминологии, квантовая механика.
Keywords: information model, ideal and material in a science, civilized aversion of new methods, quantum mechanics, the terminology analysis.
Посвящаю незабвенным М.А. Ельяшевичу, Ю.Н. Демкову и О.В. Константинову
Введение
Гуманитарии нередко представляют естественнонаучную область знания как нечто совершенное, неоспоримое и полагаются на ее адекватность современному развитию науки, которая, по их мнению, становится все более и более далекой от понимания. В самом деле, сегодня практически ни один раздел физики, химии и даже биологии и/или психологии не обходится без отсылок к такому «непонятному» предмету как квантовая механика (КМ)1, которой сегодня на словах приписываются все мыслимые и немыслимые успехи в развитии современных технологий. А основаны эти приписки на вере в слова или на знании слов?
Вообще говоря, каждое религиозное направление начиналось со Слова (Писания). Что же означают «слова» в современном познании? Могут ли они предварять мир природы и/или культуры? Являются ли они информацией или это лишь данные для их информационной интерпретации? Ведь еще Людвиг Витгенштейн выявлял в «словах» собственно «игру слов». Игра... Словами или смыслами? И будет ли эта «игра» иметь определенные правила, или появятся какие-то «принципы неопределенности», «аксиомы вероятностных знаний», которые историко-семантически восходят к построению «веры» (религиозности), разделяющей человечество на различные слова (терминологию) даже в точных науках?
В связи с этим вспоминается мнение Шредингера, согласно которому понятия импульса и положения нужно отбросить в случае, когда они имеют только «размытые» значения, - что для Эйнштейна было достаточно обоснованным: «Успокоительная философия - или скорее религия? - Гейзенберга-Бора так хитро устроена, что каждому истинно верующему она дает мягкую подушку, от которой его очень трудно оторвать. Поэтому лучше оставить его на ней лежать» .
Можно ли сказать, что верующий обманывает себя? Нет, ибо он верит. Но верующий ученый - нонсенс, ибо критерий науки - верификация. В КМ же верификация отменена «принципом неопределенности», несмотря на то, что даже эталон длины определен именно по спектроскопическим параметрам микромира.
Сегодня практически все гуманитарные науки все ближе и ближе подходят к необходимости начать формализацию своих баз данных. Поэтому цель настоящего сообщения - попытка представить возможности и ограничения путей этой формализации на примере квантовой механики и семантической логики в соотнесении с гетеанскими принципами хроматизма. Для понимания смысла дальнейшего изложения читатель может просто не обращать внимания на несколько формул, приведенных в качестве семантического обоснования логических рассуждений.
Да, и судя по тенденциям развития информатики, гуманитариям пора уже привыкать к трансформации своего многозначного языка хотя бы в метаязык I порядка, как это, например, принято в логической семантике. Ибо без этого не может быть и реальных кодов познания. Зададимся вопросом: чем гуманитарный язык отличается от естественнонаучного? Не тем ли, что не имеет ни одного метаязыка (исключения лингвистика - семантическая логика и философия - эпистемологическая дихотомия на идеальное и материальное)? Ниже мы увидим, что причины этого отсутст-
1 Заключения о КМ ее основоположников: Н. Бор: «Если вы думаете, что понимаете ее, то это только показывает, что вы не имеете даже приблизительного представления о ней». Э. Шредингер: «Это не только практически недоступно, но и просто немыслимо. Или, чтобы быть более точным, мы, конечно, можем думать об этом, что это более понятно, чем треугольный круг, и менее понятно, чем крылатый лев». «Никто не понимает квантовую теорию», - обобщал в 1980 г. Р. Фейнман, один из крупнейших физиков нашего времени (все цит. по: Ганкин В.Ю., Ганкин Ю.В. Общая химия XXI век. Пер. с англ. - СПб.: Химиздат, 2011. - С. 31).
2 Цит. по: Petersen A. The Philosophy of Niels Bohr // Niels Bohr. A centenary volume / Ed. by A.P. French, P.J. Kennedy). - Harvard: Harvard University Press, 1985. - Р. 299-310.
вия могут заключаться не столько в несовершенстве познания внешнего мира и/или интеллекта, сколько в формальнологическом методе нашей науки.
Так, например, проблема естественного интеллекта обусловлена гуманитарным характером не столько самого предмета анализа, сколько его интерпретаций. К примеру, как констатируют психологи1, «кардинальные различия объяснения в психологии и в естественных науках усугубляются и тем обстоятельством, что часто в основу психологических объяснений кладутся не эмпирические законы, а такие понятия, как либидо, морбидо и т.п., которые сами по себе требуют не только объяснения, но и доказательств того, что за ними стоит какая-либо реальность». И «разорвать этот порочный круг, - полагает А.В. Юревич, - можно только одним способом - разомкнув пространство психологического объяснения путем изменения отношения к редукционизму». Однако боязнь решения психологами ими же созданной психофизической проблемы никак не позволяет изменить им это отношение.
Аналогичное заключение можно сделать и о такой области физики как квантовая механика (КМ). Ибо и здесь мы встречаемся с трансформацией сознания ученого в квантово-изменяющемся мире: традиционные коды классической картины мира (имевшей денотаты в релевантных классах вещей) сменились на такие прагматико-виртуальные методики взаимодействия теории с практикой, правила игры с которыми уже можно не объяснять ни себе, ни окружающим - любой «игры слов»2.
Отсюда и проблемы современного образования: коды классической науки и культуры сменялись на все более и более ужесточающиеся инструкции и требования министерств вести студентов не к знаниям, а к успешности и/или прагматике, не к смыслам, а к форме, к формальным компетенциям, а этим, - и к сведению проблемы языковой компетентности к угадыванию тестовых ответов, т.е. к форме, а не к содержанию.
Для примера приведу и высказывания физика 3: «Метафизический язык основан на убеждении, что понятию "фотон" отвечают не только математические символы, но и некоторая "реальная" физическая сущность с какими-то априорными свойствами (элементами физической реальности — по известной формулировке Эйнштейна) и что любое электромагнитное поле излучения состоит из набора таких независимых сущностей, подобно тому как идеальный газ состоит из невзаимодействующих атомов). Вообще, в квантовой физике наблюдается резкий контраст между очень высокой точностью некоторых расчетов, дающих иногда совпадение с измеренными значениями в седьмом знаке (и лучше), и туманностью вербального описания явлений, приводящей в отчаяние студентов. Дополнительные трудности создает отсутствие в учебниках четкой границы между математикой и физикой, между классической и квантовой физикой, а также неудачная терминология».
Итак, и физики, и психологи говорят практически об одном и том же: слова есть, а вещи исчезли. В чем же дело? Как понять причины этого парадокса? Каким путем подойти к решению этой проблемы? Реально ли совместить все эти достаточно разнородные представления в едином языке, в единой информационной картине мира? Как обойти полисемантическую ограниченность и гипотетичность гуманитарного дискурса философов, психологов и/или социологов? Можно ли адекватно формализовать связи онтологически идеальных предикатов с их материальными денотатами для последующей классификации и строго научного анализа?
В ответах на эти вопросы оказалось актуальным построение информационных моделей (ИМ) излучения (ИМИ) и его поглощения атомом (ИМ атомного поглощения - ИМАП) и, или молекулой (ИМ аддитивности термов - ИМАТ) для обобщения представленных положений. Цель настоящей работы - показать возможности и ограничения при построении формализованных языков этих и других ИМ в сопоставлении с их восприятием теоретиками.
1. Идеальное и материальное
Поскольку базовое уравнение КМ ИХР=Б^ считается «материальным» из-за описания материальных объектов микромира, то в качестве возможной альтернативы появилось «идеальное» уравнение Ет = К,^Дп для описания информационных (энергетических) функций микромира, которое было получено в 1982 г.4 и конкретизировано в «Оптике и спектроскопии»5 на примере молекулы водорода с более высокой точностью, чем результаты КМ расчетов6. Тогда же была развита информационная модель аддитивности термов (ИМАТ) (Пример ИМАТ для молекулы водорода представлен на рис. 1).
Электронный спектр поглощения Н2 как спектр наиболее простой молекулы, позволил сделать заключения о распределении электронной плотности в молекуле. Согласно одноэлектронному приближению, Те Н2 интерпретируется переходами одного из двух электронов при фиксации второго в основном состоянии. Вопрос: как это приближение может объяснить тот факт, что из двух «равноправных» электронов один переходит в возбужденное состояние, тогда как другой - нет? Поэтому коэффициент К , выносимый за знак суммы в «идеальном» уравнении, указывал на то, что в электронном переходе участвует равная часть от электронной плотности обоих атомов. Экспериментальное под-
1 Юревич А.В. Объяснение в психологии. // Психолог. журн. 2006. - Т.27, № 1. - С. 97-106.
2 Wittgenstein L. Remarks on colour. - Berkeley: University of California Press, 1977. - P. 29.
3 Клышко Д.Н. Квантовая оптика: квантовые, классические и метафизические аспекты // Успехи физических наук. 1994. -Т. 164, №11. - С. 1187-1214.
4 Серов Н.В. Метод расчета молекулярных постоянных. - Л.: ФТИ им. А.Ф.Иоффе АН СССР, 1982. - 48 с.
5 Серов Н.В. Электронные термы простых молекул // Оптика и спектроскопия, 1984. - № 3. - С. 390.
6 После этого понадобилось еще 30 лет работы, чтобы получить базовое равенство для описания идеальных аспектов взаимодействия света и вещества [Серов Н.В. Информационная модель квантования света // НТИ. Серия 2. - М., 2016. - № 5. - С. 1527. - http://link.springer.com/article/10.3103/S0005105516030055], о чем будет сказано ниже.
тверждение ИМАТ было проведено на примере электронных спектров поглощения всех гомоядерных молекул данного типа, что позволило получить надежную спектроскопическую информацию о высоколежащих термах, кратностях химической связи, энергии ее разрыва и др. Теоретический и практический материал предназначался для специалистов в области химии неорганических соединений, квантовой химии и химической физики.
Рисунок 1.
Образование термов Н2 суммами термов Н. Абсцисса - суммы атомных термов, ордината - термы Н2
За прошедшее время экспериментаторы многократно определяли новые полосы поглощения с отнесением неизвестных ранее электронных термов, которые с хорошей точностью совпадали с данными, предсказанными по ИМАТ в публикациях 1982-1985 гг. Теоретики же КМ, насколько мне известно, так и не смогли «осознать» ИМАТ1.
Возникает закономерный вопрос: почему ИМАТ за все это время не могла быть принята или опровергнута теоретиками? И, вообще говоря, может ли существовать пост-квантово-химическая «картина мира»? Или КМ - «абсолютная истина»2, - впрочем, до сих пор так и не просчитавшая термы даже для молекулы кислорода? Не будем вдаваться в известную сложность и затратность времени суперкомпьютеров для КМ расчетов тех же молекулярных термов, которые с большей точностью просчитывались по ИМАТ буквально на калькуляторе, ибо все это - дело истории науки.
Любопытно, что более 30 лет, прошедших с момента публикации «идеального» уравнения, сопровождались полным его замалчиванием... С чем это было связано? Сотни университетов, в каждом из которых тысячи научных сотрудников трудились над реализацией и/или совершенствованием равенств КМ. Зачем же им было осваивать ИМАТ, если ни их завкафедрами, ни грантодатели не могли дать им ни времени, ни денег для его использования на практике и, тем более, для разработки теории.
Остается только согласиться с Эйнштейном, т.е. оставить покоиться квантовиков с миром. Гуманитарии же и далее могут пребывать в неведении, что квантовая механика/химия принципиально непознаваемы, о чем говорят и замечательные примеры со студентами, которые перед экзаменом «зубрят» предмет, отчаявшись хоть как-то понять
3
его сущность .
В связи с этим коллектив ученых США еще в 80-е годы ХХ века организовал Комитет по пересмотру учебников по общей химии в надежде, что их разработки дадут представление базовых знаний без привлечения «не подлежащих пониманию» основ КМ. На мой взгляд, эти учебники ничего не изменят, поскольку упомянутые тысячи кафедр возглавляют профессора-квантовики, которым на протяжении 20-30 лет приходилось заниматься внедрением КМ в умы студентов. И, разумеется, они будут всячески замалчивать какие-либо публикации, альтернативные их курсам лекций.
1 См., например, данные по синглетам О2 в базах данных N181 СБТЬ, где - как и 30 лет назад - остается много больше вопросов экспериментаторов, чем ответов теоретиков.
2 Таковой до КМ ХХ в. считалась, например, «теория мирового эфира» XIX века, до абсолютизации которой - «теория теплорода» XVIII века и т.д.
Р.Дж. Гиллеспи считал, что «даже если [студенты] ставят перед собою цель понять [квантовую химию], то обычно вскоре приходят к выводу, что это слишком сложно, по крайней мере, в рамках доступного времени», и тогда они обращаются к заучиванию материала (цит. по: Ганкин В.Ю., Ганкин Ю.В. Общая химия XXI век. - С. 39).
В 1928 г. Дирак сделал провокационное заявление: «В настоящее время химия низведена до уровня математики»1. Действительно, с позиций Бора в КМ говорилось не о внешнем, объективном мире, а о той информации, которая может быть получена в результате измерения и релевантной интерпретации параметров квантовых систем. В философии науки эта позиция названа инструментализмом, - в противовес реалистической трактовке квантово-механичес-кого аппарата2.
В химическом образовании в течение последних 50 лет нарушается «золотое» правило любого образования: новый материал, объясняемый учащимся, должен быть основан на материале, который учащиеся освоили в предшествующий период обучения. В настоящее время основные физические и химические явления в учебниках объясняются первокурсникам на основе КМ. Основу же этих КМ объяснений составляет математический аппарат, который изучается на последних курсах физико-математических факультетов университетов. Поэтому идея исключения КМ из химических курсов не встретила существенных возражений со стороны многих преподавателей США. Большинство из них и ранее было против преподавания этого раздела из-за трудностей как его изложения, так и восприятия учащимися3.
В США дискуссии о химическом образовании продолжались 30 лет. Главный тормоз в разрешении проблемы был связан в первую очередь с эйфорией от первых успехов КМ, во вторую - с инерцией мышления. По результатам работы комиссии вышли статьи, в которых основное внимание было уделено устранению КМ объяснений, однако новых вариантов объяснений предложено не было из-за отсутствия альтернативы. Несмотря на критику КМ объяснений, эти авторы не смогли представить общую химию без КМ теории, которая мало доступна пониманию, хотя и опиралась на достижения 20-х годов прошлого столетия.
2. Информационная модель
Опыт создания информационных моделей (ИМ) постоянно показывал, что информация как продукт и/или результат, тут же превращается в данные. В чем дело? Как можно, и можно ли разделить данные и информацию, и, в частности, квант и фотон?
С позиций онтологии информация идеальна относительно данных, но материальна относительно субъекта-интерпретатора. В свою очередь, именно так характеризуется и «слово» как идеальное относительно его опредмечен-ного вида (в фонеме ли, или в лексеме, в символе, или в знаке), но материальное относительно его смысла (семантического наполнения, кодов интерпретации и т.п.).
Каким путем подойти к решению этой проблемы? Реально ли совместить все эти достаточно разнородные представления в единой информационной картине мира? Как обойти полисемантическую ограниченность и гипотетичность гуманитарного дискурса философов, психологов и/или социологов? Можно ли адекватно формализовать связи онтологически идеальных предикатов с их материальными денотатами для последующей классификации и строго научного анализа?
С другой стороны, интенсиональная семантика любого метаязыка, благодаря универсалиям информационных моделей, позволяет дополнять известные методики и/или теории сущностными дополнениями, основанными на опыте. Прежде всего, это связано с тем, что - из-за совмещения «несовместимых» для обычного языка баз данных и/или представлений в едином смысловом пространстве метаязыковых баз знаний - ИМ создает новую информацию, которая уже далее формально-логическими средствами начинает обосновываться в точных науках. Т.е. принятая нами методология дала основания для решения поставленных задач.
Последовательность действий была следующей: к/4 составляло угол ф;=0,78539 радиан. Это была первая точка октавы для шага в 45 . Оказалось, что все точки этой октавы (ф2=1,57080, ф3= 2,35619 и т.д.) с точностью до 5 знаков совпадали с известной шкалой энергии в электронвольтах (Е;=0,78539 эВ, Е2=1,57080, Е3=2,35619 и т.д.). Отсюда по формуле X=ch/E были получены длины волн X, а также определенные числа q и-Z, которые соответствовали порядковым номерам индексов у величин ф и Е.
Верификация полученных таким путем значений первой октавы подтверждалась и соответствием энергии Ej =0,78539 эВ в точке пересечения кривых sin2E/AE(AX) и cos 2E/AE(AX), т.е. характеристической величине tg2E при 1=1578,63 нм. А это, в свою очередь, подтверждало известное положение о минимизации квантовых эффектов при переходе от видимой к ИК области излучения при нормальных условиях эксперимента (в слабом поле).
Вообще говоря, если зависимость всех ТФ от AE=const давала гармоники, а от AX=const - прогрессию, то ТФ от AE(AX) показывали характеристические свойства спектра излучения в ИМИ. Вероятно, это обусловлено тем, что, согласно определению «информации», коды источника и приемника информации оказались согласованными из-за естественного характера и точечного источника излучения, и проекции приемника. Если же с X=1578,63 нм начиналось квантование континуума, то, по-видимому, необходимо было говорить о возможности построения информационной
1 Цит. по Шмидт В. Оптическая спектроскопия. - М.: Техносфера, 2007. - С. 35-36. Несмотря на то, что методами КМ с помощью современных суперкомпьютеров теоретически можно с определенной надежностью получить информацию о сложных соединениях, аналитический спектральный анализ остается незаменимым экспериментальным средством при их изучении.
2 Timpson C. Information, Immaterialism, Instrumentalism: Old and New in Quantum Information. 2007. - http://users.ox.ac. uk/~bras2317/iii_2.pdf
3 КМ объяснения химических явлений в существующих учебниках не оставляют у студентов сомнений, что такие явления, как волновые свойства частиц и делокализованные электроны, существуют в действительности, что электроны могут находиться только на орбиталях и что эти орбитали могут гибридизироваться. То, что эти объяснения на самом деле являются выдумкой авторов, было указано в учебнике «Quantum Chemistry», который многократно переиздавался с 1970 по 2004 г. [Ганкин В.Ю., Ганкин Ю.В. Общая химия XXI век. - С. 8].
модели квантования (ИМК), которая в нулевом приближении могла базироваться на полученных соотношениях ТФ между ИМИ и ИМАП.
В соотношения между членами октав порядковый номер определялся выражением n=Z2n/q2n; в каждой октаве значения порядкового номера q (от 1 до 8) получались по зависимости q=yZ/E, где q - коэффициент корреляции; Z - целое число, соответствующее порядковому номеру характеристических линий/полос ТФ во всей оптической области, начиная с точки пересечения функций sin 2E/AE(AX) и c os2E/AE(AX). В следующих (II и III) октавах значения порядкового номера в каждом периоде q (от 1 до 8) находились по этой же формуле. Как это можно интерпретировать?
Предположим, излучение электромагнитного поля состоит из фотонов Z, энергия которых поэтому может принимать лишь дискретный ряд значений, кратный неделимой порции - одному кванту Z. С другой стороны, если фотон -единица света (оптической области электромагнитного поля), а квант - количество фотонов, согласно зависимости Z(q,9), то с позиций информационного подхода это выглядит следующим образом. «Фотон» - как элементарная частица электромагнитного поля - имеет определенную энергию в ИМИ, тогда под «квантом» должна пониматься энергия фотона, преобразованная в ИМАП по равенству ИМК: E=hv=ch/X=Zy/q, где q и Z выявленные выше порядковые номера в октаве (периоде) и во всей оптической области, соответственно, X - длина волны, ф - угол проекции ИМИ на ИМАП, с - скорость света.
Итак, были получены возможности для создания альтернативной и/или взаимодополняющей картины квантового мира. Сопоставим эту картину с «материальным» уравнением КМ. С позиций построения ИМ в онтологии относительного детерминизма денотатов и имен можно показать, что при обозначении денотата как материального его имя будет материальным относительно значения, но идеальным относительно денотата. В свою очередь, значение оказывается материальным относительно имени, но материальным относительно смысла. И, наконец, смысл представляет собой идеальное по отношению ко всем компонентам данной онтологии.
Иначе говоря, физик, оперирующий понятием волновой функции ¥, находится в виртуальном мире исключительно из-за различий в представлении реальности1. И поскольку ¥ принадлежит к пустому классу имен, человеку ничего иного не остается, как включать формальную логику, которая наглядно представлена в центре рис.2 при сопоставлении с бытовой (слева) и творческой (справа).
Имя íMrl ИмяШт! ИмяГМт»
Вещь (Ма) Вещь Вещь (Ма)
Рисунок 2.
Хроматические схемы бытового, формального и творческого мышления
Поскольку же ¥ как вещь отсутствует, то формальная логика приводит ученого к все большему и большему числу виртуальных парадоксов, негативные коннотации которых в последнее время увеличиваются в геометрической прогрессии. О каком-либо творческом мышлении здесь и речи не может идти до тех пор, пока не появляется гений, живущий в идеальном мире виртуальной реальности - между ощущением (S) и смыслом (Id-) вещи.
3. Спектроскопия ИМ
Понятие «спектроскопия» обычно включает аналитический метод, основанный на разделении электромагнитного излучения по длине волны X и/или по энергии излучения/поглощения E = ch/X. Если же произведение XE = ch = qZ = const, то - с учетом семантического разнесения энергии фотона EV(Z) и кванта как количества фотонов Zn - произведение Xat(Z)-Ev(Z) должно показывать линейную зависимость от Zn как характеристической величины ТФ: Zn = f[Xnat(Z), Env(Z)], где Zn - включающий количество фотонов порядковый номер терма в серии Лаймана, т.е. наблюдающейся в поглощении; Xnat _ длина волны перехода, соответствующая по Zn энергии ТФ Env(Z).
Поскольку функция E9(Z) определялась самосогласованным кодом данных фотона E9(Z) и метода их обработки в атоме произведением Xat(Z) -Ef(Z), то должна была наблюдаться информация о группе термов, релевантных квантовым числам: Zn = 1 + (Xnat-Env - b) /a, где a и b - эмпирические коэффициенты, которые в современном варианте модели Бора коррелируют с постоянными экранирования а и квантовыми дефектами As в LS схеме, ибо также пропорционально растут с увеличением Z в каждой группе ПСЭ.
Так, соотношение между длиной волны атомного терма Xat(Z) и релевантной по Z энергией ИМК Ef(Z) выявило неизвестную ранее линейную регрессию Xat(Z)-E9(Z) как функцию квантовых чисел Zn,, представленную на рис. 3 для
1 Несмотря на то, что такие понятия как «гибридизация», «резонанс структур», «орбитали» и т.д. и т.п. не имеют ничего общего с реальностью (кроме результатов чисто математических расчетов), во многих монографиях и/или учебниках их относят к
действительным процессам взаимодействия атомов в молекуле и пытаются заставить студентов «понять это» [Ганкин В.Ю., Ганкин Ю.В. Общая химия. - С.39].
известных термов нейтральных атомов И, Не и Ы. Рядом на рис.4 показано сравнение рассчитанных Ш() и экспериментальных 1/8 жИ^ данных для Периодической системы элементов
900 и 800 -700 600 500 400 -300 -200 -100 -
Рисунок 3.
Регрессия X^(Z). 1 - Н; 2 - Не; 3 - Li: a - P3/2, b Pi/2, c - D3/2. Абсцисса - (Z-1), ордината -Xat(Z)E9(Z)-b, нмэВ
1 10 19 28 37 46 55 64 73 82 91
Рисунок 4.
Спектроскопическая модель ПСЭ. Абсцисса порядковый номер элемента, ордината -(Ыг)Еф^)-Ь), нмэВ
Это, в свою очередь, позволило полагать обоснованным проведение корреляции между свойствами ТБ и атомных термов, что было подтверждено опытными данными. Так, в частности, ИМАП оказалась альтернативой известному описанию одноэлектронного атома, и, - что существенно, - детализировало его по ф в 8 раз с адекватным сохранением свойств атомных систем. Это и стало решением парадокса КМ о выделении отдельного электрона в атоме/молекуле, само понятие о котором базировалось лишь на грубом (одноэлектронном) приближении1.
Рисунок 5.
Соответствие ИМАТ спектру молекулы цезия. Абсцисса - ровибронный спектр молекулы цезия
2
и ниже электронные термы; ордината - суммы указанных атомных термов
1 Ельяшевич М.А. Атомная и молекулярная спектроскопия. - М.: Эдиториал УРСС, 2001. - С. 197, 729.
2 Спектр представлен по данным: Constants of diatomic molecules: NIST Standard Reference Data, 2008. - http//physics.nist. gov/PhysRe/Data
Поскольку с помощью квантовых чисел Е, ц, ф, 2 можно определять углы, термы и зависимости параметров излучения от квантовых чисел п и I, то для верификации допущений о принципах построения ИМ в молекулярной спектроскопии была использована информационная модель аддитивности термов (ИМАТ), согласно которой электронный терм Та* молекулы аЬ коррелирует с относительной суммой термов Т„ атомов а и Ь при их минимальным различии по
величине: = К( У Т | ЛТ | —> пип (Ап=0;1; Л1=0;1), где — коэффициент корреляции ИМАТ; Лп и А/ -' 'а 1т
различие состояний образующих молекулу атомов по главным п и орбитальным I квантовым числам. Представленная на рис. 1 и 5 аналитическая зависимость ИМАТ наглядно и достаточно точно (дисперсия с = 0,0025 по всем состояниям вплоть до потенциала ионизации) описывает электронные термы молекулы Н2 через квантовые числа и термы образующих молекулу атомов. Полученная точность во многом превышает точность расчетов, достигнутую в модельных предположениях квантовой химии об одноэлектронном возбуждении двухэлектронной системы Н2. Достоверность ИМАТ при интерпретации молекулярного спектра цезия, представленная на рис. 5, не требует комментариев.
Схематическое согласование определенных атрибутов атомных и молекулярных термов по схеме Рассела-Саундерса (ЬБ - связь) с параметрами построенных ИМ представлено в табл. 1:
Таблица 1
Моделирование корреляции между схемой Ь8 и параметрами ИМ
ЬБ1 ИМК ПСЭ ИМАП ИМАТ
п2 Главное квантовое число п=1, 2, 3,...,<» № октавы п = 7.2ж / Ц2Ж № периода (число оболочек) 1(К),2(Ь)... № атомного терма п = 2п + 1 Минимальное различие термов по Ап =0; 1
1 Орбитальное квантовое число 1= 0, 1, 2, 3,. №(.) ТФ по всей области 1=п-1=2п № группы (число валентных электронов) Характеристика валентных электронов Минимальное различие термов по А1 =0; 1
г № элемента (общее число электронов) Число фотонов 2у = цЕ / ф № элемента (общее число электронов) Число термов Количество электронов 2е = Еф / ф1 Величина электронной плотности 5. =1/ К
« Ь, 8, 7 - квантовые числа атома 0(Б), 1(Р),... № (.) ТФ в октаве Качество фотонов ц= 4ф-/ п № (.) в каждом периоде Ц = фп / ф1 Значение терма в атоме Качество электронов ц= Хп-ф-2 / сИ п1п1 - квантовые числа молекулы (по состояниям Ридберга)
ф Ь = И / 2п (360°)3 ф1 = ф / ц (45°) ф1 = п / 4 (45°) И = п-Хп-2 / 4с (45°) фт = аг^ К
Е Е = Ну Е = 2- ф / ц Еф = ф1 2 Еп= сИ / \п Ет = К£Еп
Приведенные в таблице корреляции между величинами ИМ и схемой ЬБ для одноэлектронного атома позволили сопоставлять известные ранее и полученные соотношения. Отсюда следовало, что нами была получена многоэлектронная альтернатива для одноэлектронного приближения КМ.
Заключение
Возвращаясь к поставленной цели, а также отвечая на перманентный вопрос оппонентов хроматизма («А хочет ли собственно гуманитария и/или виртуально-квантовая теория стать наукой»?), мы попытались обосновать следующие положения. Прежде всего, в перспективах построения естественной картины мира (не разделенной формальной логикой) все более и более актуальным становится тезис о необходимости представить информационную модель и/или хотя бы ареал единой науки о развивающейся личности в целостном мире субъект-объектных отношений психофизической культурантропологии. При этом всегда следует учитывать необходимость верификации полученных информационных моделей, чтобы не скатываться в метафизический раздел квантовой механики, - как это неоднократно оговаривает Д.Н. Клышко. Ибо «основными критериями при сравнении достоинств альтернативных языков являются, очевидно, возможность предсказания новых эффектов, способность к объединению, классификации и сис-
4
тематизации явлений, универсальность, компактность, простота, наглядность» .
Все эти атрибуты присутствуют в построенных нами ИМ. Вместе с тем, история показывает, что заинтересованность в них отсутствует не только у теоретиков. Так, управленцы, грантодатели и т.п. полагаются на отчеты, а не на существо вопроса, на прагматику старых известных методов, а не на внедрение новых. Ибо, как известно, диссер-табельны старые методы с новыми данными, но никак не новые методы со старыми данными. Правителям же, вообще говоря, нет дела до науки, им нужны результаты. И современный гений вносит вклад в науку, несмотря на то,
1 Схема Рассела-Саундерса работает в кулоновском поле ядра одноэлектронного атома, т.е. с правилами отбора для диполь-ного излучения Д1=0, ±1 и Дт=0, ±1 [Ельяшевич М.А. Атомная и молекулярная спектроскопия. - М.: Эдиториал УРСС, 2001. -С. 117].
2
Квантовое число п несет многозначную семантику, т.е. в ИМАП, как и в ЬБ, может характеризовать и орбиту в атоме Бора, и порядковый номер терма, и собственно период ПСЭ (2п2).
3 Проекции векторов Ь,БД в ЬБ-схеме квантуются кратными Ь (углам 360о) [Шмидт В. Оптическая спектроскопия. - М.: Техносфера, 2007. - С. 38, 212].
4 Клышко Д.Н. Квантовая оптика: квантовые, классические и метафизические аспекты // Успехи физических наук. 1994. -Т. 164, № 11. - С. 1212.
что его выгоды не очевидны, а риски далеко не всегда оправдываются прагматическими реалиями современной цивилизации.
Благодарности
Искренняя признательность В.Н. Паку и В.В. Степанову за плодотворные консультации.
