Кванты и музы

Лишь о некоторых открытиях я попытаюсь рассказать в этой книге.

ГЛАВА 1

Стремление к познанию является основной чертой человека, признаком его высшего происхождения.

М. Лауэ, ПУГАЮЩАЯ «АРИФМЕТИКА»

ПРОКЛЯТЫЕ ВОПРОСЫ

В науке, как и в искусстве, есть вечные темы, волнующие человечество. Каждая эпоха вкладывала в эти животрепещущие темы свой, особый смысл.

Пожалуй, нет и не было в науке проблемы, на решение которой потрачено столько сил и времени, сколько на проблему строения материи — проблему частиц и волн, вещества и излучения. Возникнув в глубокой древности, она не покорилась учёным и в наши дни. Более того, теперь, когда мы познали её глубже, она представляется более сложной, чем когда-либо ранее.

Эта проблема больше чем любая иная фонтанировала самыми разнообразными сенсациями, и истинными, и ложными.

Представление о простейших неделимых атомах позволило древним мудрецам нарисовать картину вечно изменяющегося мира. Они учили: мир — это атомы и пустота. Но позднее боязнь пустоты заставила Аристотеля отвергнуть мысль о существовании атомов. Пространство, считал он, сплошь заполнено материей. Эту материю он назвал эфиром. Точка зрения великого философа просуществовала века…

Такое же ложное ощущение истины создалось у людей и по отношению к природе света. Луч света ещё от Евклида считался символом прямой линии. Но ни один из мудрецов не мог объяснить, как прямая линия, не изгибаясь, может оббегать препятствия и в чём тайна семицветной радуги…

Уже Роджер Бэкон предчувствовал волновую сущность оптических явлений. И величайшие оптики всех времён — Гюйгенс, Гримальди, Френель — верили, что свет — это волны заполняющего мир океана материи, волны эфира. Одни считали свет продольными волнами эфира, другие — поперечными, некоторые говорили о натяжении эфирных струп, фантазировали об игре эфирных вихрей.

Только Ньютон заговорил о частицах света, корпускулах, которые могут распространяться в пустоте без помощи эфира. Но он же интуитивно почувствовал, что многообразие оптических явлений не может быть непротиворечиво объяснено ни на основе корпускул, летящих в пустоте, ни при помощи волн в океане светоносного эфира. Он склонялся к признанию корпускул, но понимал, сколь трудно примирить их с явно периодическими явлениями, проявляющимися в поведении света, со многими свойствами света, которые Ньютон подробно изучил при помощи опытов и описал математическими формулами.

Ньютон поставил проблему волн и корпускул перед потомками в серии вопросов, завершавших его замечательную «Оптику». Это был XVII век, а в следующем веке волновая теория света, опирающаяся па эфир и построенная Гюйгенсом, а затем усовершенствованная Френелем, вытеснила корпускулярную теорию Ньютона. Решающим аргументом послужила возможность объяснить всё разнообразие известных явлений при помощи одной-единственной гипотезы: свет — это поперечные колебания эфира.