Реферат: Яостался верен своей оценке Роберта Гука. Итут поддержку мне оказывают крупные

[вернуться к содержанию сайта]


МОРОЗ О.П. "СВЕТ ОЗАРЕНИЙ"

(М.: Знание, 1980. – фрагменты из книги)


стр. 29

Я остался верен своей оценке Роберта Гука. И тут поддержку мне оказывают крупные авторитеты. Вот что пишет, например, О Гуке Сергей Иванович Вавилов: "Это был человек с оригинальной фантазией и изобретательностью. Живость ума, связанная с крайней неустроенностью характера, отсутствием выдержки и настойчивости и болезненным самолюбием, была поистине роковой для Гука. Почти ни одно его изобретение, ни одна идея, ни один опыт не доводился до конца, а бросались на полдороги. Возникали непрерывные недоразумения, обиды, зависть, споры из-за приоритета, заполнявшие жизнь Гука. Почти всякий талантливый учёный-современник становился врагом Гука, потому что деятельность Гука в науке и технике была столь разносторонней, что постоянно приходилось затрагивать вопросы, так или иначе им изучавшиеся... Постоянная торопливость в работе и незнакомство с литературой нередко приводила Гука к открытию уже известных фактов. Некоторые биографы, повторяя ошибку самого Гука, обвиняли последнего в сознательном плагиате. Оснований для этого мало. Гук был настолько талантлив и разносторонен, что не приходится сомневаться в оригинальности и самостоятельности большинства его опытов, идей и изобретений».

Почти то же самое утверждает Павел Степанович Кудрявцев: «Кипучий темперамент Гука являлся источником и его разносторонних открытий и его многочисленных столкновений с учёными-современниками. Гук с исключительной остротой чувствовал актуальные проблемы эпохи... Но он не доводил до конца, до полного завершения своих идей... Вечными спорами и притязаниями он заслужил себе славу неуживчивого человека. Гениальный, но недисциплинированный ум — таков приговор, вынесенный историей Гуку».

В 1671 году Ньютон представил королю и Королевскому обществу изобретенный им телескоп-рефлектор. Прибор получил одобрение: сравнительно небольшой по размерам, он давал такое же увеличение, как и огромные зрительные трубы обычного типа. Однако каково же было удивление Ньютона, когда он услышал от Гука, что это, мол, вовсе не новость, что он, Гук, обладает таким средством, с помощью которого может довести «до последней степени совершенства» не только телескоп, но вообще любой оптический инструмент; так что все, что было когда-либо «изобретено или проектировано» или даже только «желаемо» в этой части, он может сделать «с лёгкостью и точностью».

В середине января 1672 года Ньютон, только что избранный членом Королевского общества, то есть академиком, сообщил секретарю Общества Ольденбургу, что он хотел бы представить «на апробацию» сообщение об одном открытии в области оптики. Это сообщение, или, как тогда говорили, мемуар, было доведено до сведения членов Общества уже вскоре, 6 февраля. Назывался мемуар «Новая теория света и цветов». В нём излагались знаменитые ньютоновские опыты с призмой, позволившие ему заключить, что цвета не возникают при преломлении и отражении, а представляют собой «первоначальные и прирождённые» свойства света. Эти свойства различны у различных лучей: лучу, обладающему определённой степенью преломляемости, всегда соответствует один и тот же цвет. Смешение лучей порождает новые цвета, отличающиеся от исходных, смешиваемых. Самое поразительное: смешение всех цветов, подобранных в определённой пропорции, даёт обыкновенный белый цвет.

Короче, в мемуаре, как и было обещано, действительно давалась новая блистательная теория цветов, прямо вытекающая из остроумных и тонких экспериментов. Однако теории света, вопреки обещанию, в нём не было.

Тем не менее Гук заподозрил в этих «прирождённых» свойствах света — цветах — намёк на то, что Ньютон придерживается взгляда, будто свет являет собой поток материальных частиц. Собственно, и сам Ньютон говорил об этом в своём мемуаре, хотя весьма туманно и невразумительно. Что-то в таком роде: всякое тело можно считать субстанцией, то есть веществом, если оно проявляет некие качества, доступные нашим ощущениям, а поскольку главные качества света — цвета – нами найдены, есть достаточно оснований считать, что и свет — это вещество.

Впрочем, у Ньютона это сказано ещё более неопределённо.

Естественно, «распознав» в Ньютоне сторонника корпускулярной теории, Гук набросился на него со всем свойственным ему пылом и энергией. Он доказывал, что опыты Ньютона гораздо лучше можно объяснить волновой теорией, разработанной им, Гуком. Отрицал он и то, что цвет являет собой «первоначальное», «прирождённое» свойство света и что все цвета содержатся в белом луче...

Ньютон ответил Гуку лишь через полгода. Ответил письменно, как принято было тогда. Он признавал, что из его теории следует заключение о «телесности» света, но выражал при этом недоумение, почему его противник столь решительно возражает против такого заключения: ведь корпускулярная гипотеза вполне совместима с волновой гипотезой Гука. Представьте себе, писал Ньютон, что лучи света состоят из маленьких частиц, потоки которых испускаются светящимся телом во всех направлениях. Попадая на поверхность твёрдого тела — отражающую или преломляющую, — они неизбежно должны возбудить в эфире колебания, точно так же, как вызывает волны камень, брошенный в воду. Попадая в наш глаз, эти колебания создают ощущение света. Вот мы и пришли к вашей гипотезе, г-н Гук. Не правда ли, сколь малое расстояние разделяет нас с вами?

Я не знаю, однако, продолжает Ньютон, как мой оппонент преодолеет с помощью своей гипотезы некоторые трудности. Если бы свет действительно представлял колебания эфира, он должен был бы не распространяться по прямой, а расходиться по кривым линиям, обходя все препятствия, разрушая все тени, растекаясь подобно звуку по всевозможным закоулкам и протокам. Далее, при освещении одной стороны предмета неизбежно должна была бы освещаться и другая, противоположная: ведь колебания эфира неминуемо должны были бы распространиться с одной стороны на другую. Или я заблуждаюсь, заключал Ньютон, или опыт и наблюдения свидетельствуют, что на деле происходит обратное.

Пришлось отбиваться Ньютону и от других критиков. Некоторые из них строили свои возражения попросту на том веском основании, что им никак не удавалось повторить опыты Ньютона. Полемика заняла около четырёх лет, к исходу которых Ньютон совершенно впал в уныние, порывался выйти из Королевского общества и вообще оставить занятия наукой.

Впрочем, в конце 1675 года он представил Обществу ещё один мемуар, заранее предупредив, однако, что не будет отвечать ни на какую критику.

Мемуар был довольно длинный и читался в нескольких заседаниях. Естественно, Гук снова выступил с возражениями, причём, как и в случае с телескопом, с возражениями скандальными: оспаривая приоритет Ньютона, он утверждал, что всё основное в представленной работе уже содержалось в его, Гука, «Микрографии». Хотя Ньютон и зарекся втягиваться в полемику, он всё же вынужден был ответить Гуку. Отведя от себя главные обвинения, он в то же время кое в чем отдал должное своему противнику в связи с его опытами по исследованию цветов тонких пластинок. Внешне после этой очередной стычки они как будто примирились, однако чаша терпения Ньютона была переполнена. Тогда-то, как считают многие историки, он и решил не публиковать ничего, касающегося оптики, пока жив его неизменный оппонент. Однако Гук продолжал донимать его и по другим поводам. Таков уж был характер этого человека.

В 1704 году, после смерти Гука (впрочем, не исключено, что это было более или менее случайное совпадение), Ньютон издал свою «Оптику», которая подводила итог его исследованиям оптических явлений. В эту пору он уже не занимался такого рода исследованиями, точнее, занимался ими лишь время от времени. Основные труды остались далеко позади, где-то в семидесятых годах минувшего XVII столетия. Не переставая, однако, размышлять над проблемами оптики, хотя и «не имея возможности приняться вновь за исследования», как сам он об этом пишет, Ньютон заканчивает свою книгу «вопросами». Эти «вопросы» представляют собой программу исследований для грядущих поколений учёных, если хотите, научное завещание великого физика.

В вопросах, многие из которых, впрочем, содержат и предположительные ответы, опять-таки проглядывает склонность Ньютона отдавать предпочтение корпускулярной гипотезе, точнее гипотезе истечения. Уже в первом вопросе он размышляет, не действуют ли тела на свет на расстоянии и не изгибают ли этим его лучей, причем не будет ли это действие сильнее всего на наименьшем расстоянии? Ясно, что под действием здесь подразумевается что-то подобное тяготению. Но чтобы быть подверженным такому действию, свет должен представлять собой нечто телесное, вещественное. Впрочем, поскольку речь тут идет о дифракции, то имеется в виду, что тела отталкивают световые лучи, а не притягивают их. Так что здесь именно подразумевается сила, подобная гравитации, а не сама она.

Кстати, в последнем, тридцать первом, вопросе Ньютон поясняет, каким образом силу отталкивания можно примирить с силой притяжения. Он полагает, что здесь всё происходит аналогично тому, как случается в химических реакциях: металлы, растворённые в кислотах, притягивают к себе лишь небольшое количество кислоты, поскольку их притягательное действие распространяется только на небольшое расстояние. На значительных же удалениях, напротив, должно происходить отталкивание: ведь мы видим в алгебре, говорит Ньютон, что там, где исчезает положительная мера, там появляется отрицательная. Это «отрицательное» отталкивающее действие и проявляется, по-видимому, в изгибании светового луча. И не только в изгибании, но и в отражении, и в самом испускании. При изгибании и отражении лучи отталкиваются телами без непосредственного соприкосновения с ними, то есть когда между лучом и телом сохраняется небольшое расстояние. При испускании же луч выбрасывается из светящегося тела вследствие колебательного движения его частей, выходит за пределы притяжения и увлекается с огромной скоростью наружу, ибо если сила отталкивания может возвращать луч при отражении, почему она не может оказывать какого-то похожего действия при испускании?

Вопрос двадцать девятый ставится Ньютоном уже совершенно определённо: не являются ли лучи света очень малыми телами, испускаемыми светящимся веществом? Ньютон явно склоняется к утвердительному ответу, подкрепляя его всеми аргументами, которые он так или иначе и прежде использовал в спорах со сторонниками волновой теории. Во-первых, такие тела, или, сказать точнее, частицы, при распространении своем не будут отклоняться в тень, как и положено световым лучам. Во-вторых, эти частицы будут обладать различными неизменными свойствами, в том числе таким, которое мы обозначаем словом «цвет». (Вот когда, наконец, Ньютон прямо признался, что, по его представлениям, за «неизменными свойствами» неминуемо должны стоять корпускулы, а ведь проницательный Гук догадался, что Ньютон имеет в виду, более тридцати лет назад!) В-третьих, между прозрачными веществами и лучами обнаруживается действие на расстоянии: вещества преломляют, изгибают и отражают лучи, а те, в свою очередь, приводят в движение части этих веществ, нагревая их. Такое взаимодействие очень похоже на притягательную силу между телами. В-четвертых, если сложить вместе две линзы — плоско-выпуклую и двояковыпуклую — вокруг места их соприкосновения становятся видны концентрические радужные кольца. Как полагает Ньютон, это явление можно объяснить только в том случае, если лучи света состоят из частиц различных размеров, возбуждающих колебания в той среде, на которую они действуют. Наконец, в-пятых, и двойное преломление света в кристалле исландского шпата вроде бы легче поддаётся истолкованию при помощи корпускул. Ньютон объясняет его через явление поляризации, которое, по его мнению, трудно понять, если не считать лучи света состоящими из материальных тел.

В следующем, тридцатом вопросе Ньютон опять говорит о частицах света. Он спрашивает: не могут ли «большие тела» превращаться в свет и не может ли свет оборачиваться телами? Почему бы и нет, собственно говоря? Разве это не соответствует общему «ходу природы», которая как бы «услаждается» подобными метаморфозами? И ещё один вопрос: не способны ли тела получать значительную долю своей активности от частиц света (вот где употребляются эти слова!), входящих в их состав?

Можно сказать, что это предположение о взаимном превращении света в вещество и вещества в свет — одно из гениальных пророчеств Ньютона, подтвердившееся — правда, совсем на другой основе — в нашем столетии.


стр. 131

^ В ГЛУБИНЫ ГЛУБИН

Когда сюжет этой книги приблизился к голландскому физику Гендрику Антону Лоренцу, мне очень захотелось возобновить наш с Владимиром Ивановичем спор насчёт гипотез.

Дело в том, что Лоренц с самого начала заявил: если мы хотим заглянуть глубже в природу явлений, понять, каким образом электрические и магнитные свойства зависят от температуры, плотности, химического строения или кристаллического состояния вещества, то есть сделать шаг вперёд по сравнению с Максвеллом, мы вынуждены будем обратиться к какой-нибудь гипотезе относительно скрытого механизма, лежащего в основе всех явлений. В качестве такой гипотезе он принял представление об электронах (сам термин "электрон" был введён в научный обиход Дж. Стони в 1891 году.) — «крайне малых электрически заряженных частичках, которые в громадном количестве присутствуют во всех весомых телах». (Термином «весомые тела» в то время обозначали все состоящее из «обычной» материи в отличие от «свободного эфира».)

С помощью электронов Лоренц вознамерился объяснить «все электрические и оптические явления, которые происходят не в свободном эфире».

На первых порах под электронами понимали как положительно, так и отрицательно заряженные частицы. Считалось, что внутри проводника они находятся в свободном состоянии и могут перемещаться под действием электродвижущей силы: положительные частицы в одну сторону, отрицательные — в другую. Это перемещение представляет собой так называемый ток проводимости. Что касается диэлектриков, каждый электрон в них привязан к некоторой точке, пребывает в положении равновесия. Тем не менее, как предполагает Лоренц, и в диэлектриках электроны могут чуть сдвигаться под влиянием электрической силы, возникающей в эфире (эфир пронизывает всю «весомую материю»). Однако такое смещение немедленно вызывает ответную силу упругости, удерживающую электроны «в известных границах». Это быстро пресекаемое шараханье электронов и представляет собой то, что Максвелл назвал током смещения.

Наконец — что для нас особенно интересно — под влиянием упругих сил электроны способны колебаться около положения равновесия, излучая в окружающий эфир волны. Эти волны можно истолковать как тепловое или как световое излучение...

Так обстоит дело с электронами. Не менее важная часть физической картины, нарисованной Лоренцом, относится к эфиру. Одно из главных его предположений: эфир не только занимает всё пространство между молекулами, атомами и электронами, но и пронизывает все эти частицы насквозь. И ещё гипотеза: как бы частицы ни двигались, эфир всегда остаётся в покое.

Поскольку внутри электрона имеется эфир, говорит Лоренц, там может существовать и электромагнитное поле. В таком случае всё, что остаётся исследователю сделать, — найти систему уравнений, которая была бы справедлива и для внешнего и для внутреннего поля. Лоренц выводит такую систему, опираясь на уравнения Максвелла, и подробно анализирует её, рассматривает её применение для различных случаев...

Между прочим, как одно из следствий теории он получает зависимость между диэлектрической постоянной и показателем преломления, аналогичную той, которую получил Максвелл. Однако есть и разница: в уравнении Лоренца показатель преломления не остаётся постоянным — он зависит от длины волны света в полном соответствии с данными опыта. «Теория электронов позволила нам пойти дальше Максвелла»,— говорит по этому поводу Лоренц.


^ ЭФИР НЕ НУЖЕН

Хотя Лоренц действительно сделал значительный шаг вперёд по сравнению с Максвеллом — перевёл разговор об электромагнитных, в том числе и оптических, явлениях на новый уровень, он мало добавил нового к нашему пониманию природы света. Что касается эфира, Лоренц вовсе лишил его каких бы то ни было осязаемых примет. («В представлении Лоренца... — писал Григорий Самуилович Ландсберг,— эфир есть безграничная неподвижная среда, единственной характеристикой которой является лишь определённая скорость распространения в ней электромагнитных возмущений и, в частности, света...»)

Собственно говоря, в своих рассуждениях об эфире Лоренц взял за основу подход Френеля: тот ведь тоже полагал эфир неподвижным и всепроникающим.

Если принять такое предположение, скорость света, распространяющегося, допустим, в потоке воды, будет различной (по отношению к неподвижному эфиру) в зависимости от того, совпадает ли направление света с направлением потока или противоположно ему. В первом случае она окажется больше, чем во втором. Естественно, скорость света по отношению к движущейся среде будет отличаться от скорости по отношению к неподвижной из-за влияния эфира.

Впрочем, все опыты такого рода не должны давать больших расхождений в значениях измеряемых скоростей. Поэтому, если пренебречь величинами второго порядка малости, можно сказать, что движение Земли, например, не оказывает никакого влияния на распространение световых лучей.

Однако в случае учёта этих малых величин такого утверждения уже нельзя сделать — тут полёт Земли сквозь неподвижный эфир должен сделаться заметен.

И действительно, все опыты, поставленные с целью проверки этого предположения, опыты, в которых величины второго порядка не учитывались, вроде бы подтвердили его справедливость. Что касается экспериментов, которые позволили бы взять на учёт величины второго порядка, их долго не удавалось провести. Первый эксперимент такого рода поставил в 1881 году Альберт Майкельсон. Однако ввиду технического несовершенства этого опыта результаты его невозможно было истолковать однозначно (по крайней мере так считал Лоренц). Шесть лет спустя Майкельсон повторил эксперимент вместе с Эдвардом Морли, значительно усовершенствовав его.

Идея этих опытов такова. Луч, посылаемый источником света, попадает на пластинку, установленную под углом 45 градусов. При этом он разделяется на два луча: один из них свободно проходит через пластинку, продолжая двигаться в том же направлении, что и первоначальный луч, другой, будучи отражённым от пластинки, следует перпендикулярно к первоначальному направлению. На пути обоих лучей, на одинаковом расстоянии от точки разделения, установлены два зеркала. Отразившись от них, лучи возвращаются к этой точке и здесь интерферируют друг с другом. Если установку разместить так, чтобы направление одного из лучей совпадало с направлением движения Земли (а направление второго, естественно, приходилось бы поперёк этого движения), тогда к моменту встречи, из-за влияния неподвижного эфира, должна была бы образоваться некоторая разность фаз. Несмотря на то что предсказываемая величина была второго порядка малости, техника эксперимента позволяла обнаружить её: благодаря многократному отражению от зеркал путь, проходимый лучами, был достаточно велик.

В действительности, однако, никакой разности фаз, которую можно было бы приписать влиянию эфира, экспериментаторы не обнаружили...

Теперь мы знаем, что этот опыт знаменовал собой начало одного из величайших переворотов в истории науки. Прекрасная иллюстрация того, какое значение может обрести эксперимент с отрицательным результатом. Казалось бы, что за досада: собирается сложнейшая установка (источник света, зеркала, зрительная труба помещаются на каменной плите, которая плавает в бассейне с ртутью), проводятся тончайшие измерения и — нулевой результат! Однако если посмотреть на дело шире, как раз он-то и давал все основания для удовлетворения и радости. Будь этот результат положительным, опыт Майкельсона и Морли стал бы одним из многих, подтверждающих теорию неподвижного эфира. Теперь же он занял совершенно исключительное место. Его результат предстояло тщательно обдумать.

Между прочим, весьма интересно, как повёл себя Лоренц, когда стало известно об этом результате. Он мог бы сразу отказаться от гипотезы эфира и вообще от своей теории распространения электромагнитных волн. Вместо этого, как многие авторы теорий в подобном положении, он продолжал её защищать, выдвинув ещё одну гипотезу, причём весьма странную и искусственную (в чём он сам признавался). Лоренц предположил, что все твёрдые тела при движении сквозь эфир несколько сокращаются в том направлении, в котором они движутся. Так что в эксперименте Майкельсона-Морли луч света, совпадающий по направлению с движением Земли, в действительности преодолевает более короткий путь, чем луч, перпендикулярный к нему. И эта-то разница в длине пути скрадывает ожидаемую разность фаз.

Интересно, что сокращение движущегося тела Лоренц понимал как грубый механический процесс: во время движения каким-то образом изменяются силы притяжения и отталкивания, действующие между молекулами, это и ведёт к уменьшению размеров тела. Более того, даже электроны при движении сплющиваются...

Такого рода предположения, писал Лоренц, позволяют предсказать, что никакой опыт с земными источниками света не в состоянии обнаружить влияния движения Земли, даже в том случае, если он будет чувствителен не только к величинам второго порядка, но и вообще любого порядка малости. Иными словами, это влияние невозможно заметить в принципе.

Для нас сейчас очевидно, что положение дел, когда учёный одно за другим вводит различные искусственные допущения, стремясь то там, то здесь подновить какую-то свою концепцию, больше, чем что другое, свидетельствует: эта концепция терпит крах. Необходимы были какие-то совершенно новые идеи. Их выдвинул Эйнштейн. Он предположил, что не существует какого-то абсолютного времени и пространства. Они относительны. Их масштабы изменяются при переходе от одной системы координат к другой, от неподвижной — к движущейся. В принципе часы у человека, стоящего на земле, и проезжающего мимо него в поезде, идут с различной скоростью. Разной величины деления на линейках, которые лежат у них в портфелях. При этом различия в единицах длины и времени таковы, что, описывая с их помощью различные наблюдаемые явления (на земле и внутри поезда), оба человека придут к одним и тем же результатам.

В этом, если говорить коротко, и заключалась суть специальной теории относительности. С математической точки зрения почти все её соотношения уже были в готовом виде у Лоренца. «Теория Лоренца дала готовый математический остов теории относительности Эйнштейна», — писал Сергей Иванович Вавилов. Привнесённая Эйнштейном новизна состояла в общем взгляде на природу вещей.

Если же подойти к делу с другого конца, можно сказать так: упрямо защищая свою (или Френеля) гипотезу о неподвижном эфире, гипотезу, вступившую в противоречие с данными эксперимента, придумывая всякого рода физические и математические костыли, которые хотя бы немного её поддержали, Лоренц весьма преуспел в разработке математического аппарата теории относительности, вплотную приблизился к ней. Гипотезы и в данном случае оказались полезны (это я подчеркиваю, имея в виду наши с Корниловым споры).

Из постулатов теории относительности сам собой следовал тот вывод, который Лоренц сделал, после того как узнал об отрицательном результате опыта Майкельсона и Морли: никакой опыт с земными источниками света не может обнаружить влияние движения Земли... Однако тут Эйнштейн ещё прибавил: «...и доказать существование эфира». Отдавая Эйнштейну должное, Лоренц в то же время писал с некоторой досадой: «...Эйнштейн просто постулирует то, что мы старались... вывести из основных уравнений электромагнитного поля. При этом он, конечно, требует от нас, чтобы мы заранее верили, что отрицательный результат опытов, подобных опытам Майкельсона... является не случайной компенсацией противоположных эффектов, но выражением общего и основного принципа».

Вначале результаты эксперимента Майкельсона и Морли были восприняты большинством физиков как свидетельство того, что эфир увлекается Землёй при её орбитальном движении (поэтому, дескать, его влияние и невозможно заметить). Однако постулат об относительности пространства и времени, позволивший создать стройную и логичную теорию, сделал эфир ненужным. Представление о нём было исключено из научного обихода, хотя утверждать, как это часто делается, будто эйнштейновская теория доказала отсутствие эфира, у нас нет оснований. Вавилов так говорил по этому поводу: «Правильнее было бы вообще излагать теорию относительности, её экспериментальные основы безо всякого отношения, как мирного, так и враждебного, к гипотезе эфира. Учение Эйнштейна не содержит гипотез (в ньютоновском смысле). Всякая гипотеза заключает предположение о ненаблюдаемой (или даже принципиально ненаблюдаемой) вещи. В теорию относительности входят только наблюдаемые факты и логические следствия из них».

Несмотря на это Вавилов с некоторым сожалением пишет о вынужденном расставании с эфиром, ибо концепция эфира, без сомнения, давала весьма наглядный образ всех происходящих в нём явлений. У нас же присоединиться к этому сожалению есть дополнительная причина: по существу, с появлением теории относительности мы лишились среды, в которой распространяется свет. А ведь мы уже свыклись с этой средой, она стала частью нашего представления о мире — некая разреженная, но вместе с тем довольно упругая материя, разлитая везде и повсюду, проникающая во все и вся (именно так её трактовала волновая теория света). Максвелловская электромагнитная теория сделала понятие об эфире более неопределённым — не очень ясно было, какова должна быть «жидкость», переносящая электромагнитные волны. Однако теперь, повторяю, мы вовсе лишились этого переносчика. Известно только, что волны света, как и прочие электромагнитные волны, распространяются... Но в чём?

С того самого момента, как мы отказались от эфира, эти волны, по словам Эйнштейна, перестали быть «состояниями гипотетической среды». Они сделались «самостоятельными образованиями, которые испускаются источниками света, совсем как в теории истечения».

Но это ещё не всё. Так же, как корпускулярная теория, теория относительности признавала перенос массы от излучающего тела к поглощающему. Ведь согласно знаменитой эйнштейновской формуле Е = тс2 масса и энергия любого тела пропорциональны друг другу.

Вместе с тем, как отмечал Эйнштейн, теория относительности ничего не изменила в нашем представлении о структуре излучения, о структуре света. «...Я полагаю, что в этом аспекте проблемы,— писал он вскоре после создания этой теории,— мы стоим в самом начале пока ещё необозримого, но, без сомнения, исключительно интересного пути».


стр. 141

– Высокоуважаемое собрание! – произнёс Владимир Иванович и строго оглядел аудиторию поверх очков, потирая руки на манер старого профессора. – Быть может, вам покажется странным и в некотором смысле дерзким, что я намерен в это отпускное время (дело было в разгар лета, кажется, в июле), когда все ваши помыслы обращены в направлении парков и садов, пляжей и лесов, привлечь на короткий срок ваше внимание к теме чисто научного характера.

По залу прошёл одобрительный шорох. Кто-то засмеялся. Видно было, что слушатели приняли игру. «Каково! А? Каково!» — всем своим видом показывал Возницын.

— Но именно сейчас,— продолжал между тем лектор,— находит многостороннее подтверждение та истина, что научно-технический прогресс возможен лишь в том случае, если каждый, имеющий хотя бы косвенное отношение к науке и технике, какой бы пост он ни занимал, денно и нощно пополняет арсенал своих знаний, не смущаясь всякого рода соблазнами и не задаваясь вопросом, для чего это нужно.

Снова раздался смех. Атмосфера потеплела. Рассеялась первоначальная напряжённость, свойственная почти всякому собранию.

— Помня эту истину, я превозмог одолевавшие меня сомнения и теперь хочу, пользуясь данным мне почётным поручением, пригласить вас подняться на светлые вершины чистого исследования, а именно исследования физического. Я буду говорить сегодня о природе света, исходя из того, что, конечно, давно известно каждому из вас ещё со школьной и институтской скамьи, но имея в виду также новые проблемы, ожидающие пока своего разрешения. Сначала коротко остановимся на истории... Для вопроса о физической сущности светового луча весьма важное значение имело открытие того факта, что свет — исходящий от звёзд или от некоторых земных источников — требует определённого, поддающегося измерению времени, чтобы распространиться от места своего возникновения до места восприятия...

— Что же представляет собой то нечто, что в пустом мировом пространстве или в атмосферном воздухе распространяется во все стороны с чудовищной скоростью в триста тысяч километров в секунду? — эту фразу Владимир Иванович произнёс как-то особенно патетически и вслед за этим, несколько понизив голос, но по-прежнему велеречиво и торжественно принялся излагать взгляды Ньютона, который, хотя и с многочисленными оговорками, сделал «самое простое и естественное предположение, что свет — это некоторые маленькие материальные частицы, вылетающие из источника света», взгляды Гюйгенса, который противопоставил этой теории волновую, «оказавшуюся значительно более плодотворной».

— И сторонники корпускулярной теории и сторонники волновой,— продолжал Владимир Иванович,— при всём различии их взглядов сходились на том, что решение вопроса о природе света нужно искать на почве механистического мировоззрения. Однако в середине прошлого столетия Максвелл выступил со смелым утверждением, согласно которому свет является электромагнитным процессом. Конечно, сущность электромагнитных процессов нисколько не яснее для нас, чем сущность процессов оптических. Но значение теории Максвелла заключается в том, что она соединила две области, физики — оптику и электродинамику, в то время как механистическое мировоззрение пыталось свести электродинамику к механике тем, что рассматривало в качестве носителя электрических воздействий некую упругую среду — эфир. Решительный удар по этому представлению нанесла теория относительности, из постулатов которой следует, что ни в каком эфире нет ни малейшей необходимости... Любопытно отметить, как легко и, так сказать, бесшумно осуществился в физической литературе переход от механической к электромагнитной точке зрения — хороший пример того, что суть всякой физической теории заключается не в тех взглядах, из которых она исходит, а в тех законах, к которым она ведёт. Основные уравнения оптики остались неизменными — они ведь были в согласии с опытом, но они стали толковаться не в механическом смысле, а в электромагнитном, а потому область их применения расширилась до поразительных размеров. Место периодических колебаний эфира заняло колеблющееся напряжение электромагнитного поля.

Владимир Иванович ещё некоторое время говорил о попытках вернуться к эфиру, предпринимавшихся вслед за опубликованием теории относительности, о бесконечных повторениях опыта Майкельсона–Морли, в процессе которых эфир то «обнаруживался», то снова «исчезал», о том, что в конце концов от этих попыток отказались, равно как и от самого эфира...

Наконец, Владимир Иванович провозгласил патетически:

— С этой достигнутой на тернистом и многотрудном пути вершины учение о свете представляется законченным прочным зданием, внутри которого все факты, столь различные сами по себе, укладываются в строгом порядке друг возле друга и управляются одними и теми же законами.

В этой пышной фразе слушатели уловили близкий конец лекции, кое-кто зашевелился, Возницын привстал со стула, но Корнилов призвал всех к спокойствию властным жестом.

— Милостивые государи! — обратился он к залу, как бы опять напоминая о разыгрываемом здесь шутливом спектакле.— Если бы я держал эту речь лет двадцать назад, то я мог бы её окончить на этом месте, ибо я не мог бы прибавить ничего существенно нового и мне оставалось бы только ожидать окончательного завершения нарисованной мною картины к вящей славе современной физики. Но, вероятно, я вообще тогда не держал бы этой речи из опасения предложить вам в ней слишком мало нового по сравнению с тем, что вы узнали ещё в школе. Однако ныне всё обстоит совершенно иначе. Гордое здание, которое я вам нарисовал, обнаружило изъяны в самых своих основах, и многие физики считают, что подвести под него новый фундамент будет нелегко. Причина этого заключается в открытии новых фактов. Для начала я позволю себе остановиться на одном из них.

Владимир Иванович отхлебнул из стоявшего перед ним стакана и продолжал:

— Если поверхность металла, помещённого в вакуум, осветить ультрафиолетовыми лучами, из этой поверхности вылетает определённое количество электронов. Поскольку их скорость не зависит от того состояния, в котором находится металл, в частности от его температуры, естественно сделать заключение, что источник энергии вылетающих электронов не в металле, а в лучах света, которые на него падают. Далее, отодвигая источник света от металла, легко установить, что скорость электронов не зависит от интенсивности света. Она зависит лишь от длины волны: чем волна короче, тем больше скорость. Объяснение этого факта представляет непреодолимую трудность для нашей теории. Непонятно, откуда электроны берут свою энергию, ведь при равномерном волнообразном распространении излучения во все стороны на единицу площади металлической поверхности будет попадать всё меньше и меньше энергии от удаляющегося источника, так что в конце концов она станет вовсе ничтожной...

Владимир Иванович снова внимательно оглядел присутствующих.

— Единственное возможное объяснение этого факта, по-видимому, заключается в том, что световая энергия распространяется не совсем равномерно — она остаётся сосредоточенной в некоторых сгустках, которые летят по всем направлениям со скоростью света. Каждый такой сгусток, попадая на поверхность металла, может передать электрону свою энергию, причём эта энергия, разумеется, остаётся той же самой, как бы велико ни было расстояние от источника света.

Тут лектор сделал паузу, необходимую для того, чтобы присутствующие могли в полной мере оценить всё значение сказанного им, и продолжал:

— Как мы видим, здесь снова воскресает старая корпускулярная теория света, хотя и в совершенно изменённом виде. Однако то же самое явление, которое в своё время встало на пути световых корпускул, представляет ныне огромные трудности и для сгустков света. Я имею в виду интерференцию. Нам трудно сегодня объяснить, каким образом два световых сгустка, встречаясь друг с другом, могут нейтрализовать друг друга, не нарушая при этом закон сохранения энергии.

Владимир Иванович вопросительно посмотрел на слушателей, будто ожидая, что кто-то поможет ему разрешить эту загадку, но, не получив ответа, сам продолжал словно бы размышлять вслух:

— При такой ситуации естественно предположить, что источник энергии отрывающихся от металла электронов заключён всё же не в лучах, а в самом металле. Что касается лучей, они лишь освобождают её, служат своего рода запалом — ведь одной искры бывает довольно, чтобы взорвать б