и
используя закон сохранения энергии, согласно которому изменение энергии фотона
равно изменению потенциальной энергии. Учитывая выше перечисленные соотношения, сразу получаем
ћ
= Mф· g· (Z2-Z1).
Хотя
это выражение и дает правильный результат для изменения частоты в
гравитационном поле, получено оно совершенно формально и не отражает существо
физического явления.
Действительно, фотоны движутся в гравитационном поле с постоянной скоростью, и гравитация не
приводит к изменению их скорости, а это значит, что их масса равна нулю.
Изменение же частоты фотона связано с различным течением времени в точках
пространства с разным гравитационным потенциалом. "Покраснение"
фотона при движении вверх очень просто может быть зарегистрировано в земных
условиях с помощью метода ядерной гамма - резонансной спектроскопии (описание
этих экспериментов можно найти в учебнике физики за 11 класс под редакцией А.
А. Пинского).
Думаю, что этот пример вряд ли мог убедить скептически настроенного читателя в том, что описание на языке полей с точки зрения современной физики является не
совсем полным; это значит, что существуют такие физические явления, которые
можно понять при описании взаимодействий на языке потенциалов и нельзя понять
при введении силовых полей.
Впервые
ясно проблема неэквивалентности языка силовых полей и потенциалов при описании
взаимодействий была сформулирована в статье Якира Ааронова и Дэвида Бома в 1959
году. Они предсказали эффект, который был позднее экспериментально обнаружен и
который ясно демонстрировал, что векторы напряженности электрического поля и
магнитной индукции не описывают полностью действие электромагнитного поля на
движущийся электрон.
Для
того, чтобы понять их идеи, нам придется сделать небольшой экскурс в
электродинамику и квантовую механику. Начнем с того, что запишем выражение для
силы Лоренца, действующей на заряженную частицу в электромагнитном поле: