Читаем Столетов полностью

Ученым пришлось отказаться от привычного представления о свете как только о волновом процессе. В некоторых случаях свет ведет себя как поток частиц — отдельных квантов света. Лучи разного цвета имеют кванты различной величины. Чем выше частота света, тем большую энергию имеют частицы, из которых он состоит.

Красный свет самый длинноволновый, низкочастотный в видимом спектре — это как бы залп из мелкой дроби — бекасинника; зеленый — с большей частотой — это уже залп картечи; голубой придется сравнить с пулями, а ультрафиолетовый — это уже снаряды.

Квантовая теория света легко и просто объясняет все особенности фотоэффекта. Падение света на электрод — это как бы обстрел металла быстро движущимися частицами света — фотонами. Сталкиваясь с электроном, фотон сообщает ему свой запас энергии и заставляет его вылетать из металла. Если фотоны мелкие, как, например, у красного света, и их энергия меньше той работы, которую нужно затратить электрону для преодоления поверхностного слоя, свет не сможет породить тока, хотя бы его интенсивность и была велика, фотонов падало на металл много. Крупный же фотон обязательно выбьет электрон, и с тем большей скоростью, чем крупнее он сам. Фотоны, составляющие тот или иной свет, одинаковы, как близнецы, и, следовательно, все электроны, выбитые _чими, должны иметь одинаковую, совершенно определенную для данного вида света скорость. Просто объясняется и основной закон фотоэффекта: больше интенсивность — значит, больше фотонов, а чем больше фотонов в световом залпе, тем больше вылетает электронов — ток пропорционален интенсивности освещения.

Квантовая теория завоевала себе право гражданства. Многие явления могут быть объяснены только с помощью этой теории.

Волновую теорию квантовая не отрицает. Каждая из этих теорий имеет свой круг вопросов, только ей подведомственных. Сейчас создается новая отрасль физики — волновая механика, воедино сливающая волновую и квантовую теории.

Явления, изучавшиеся Столетовым, способствовали пересмотру старых физических представлений, подготовили приход новой эры в физике.

Квантовая теория открыла в физике новую замечательную эпоху, завоевала себе широкий мир применения. Но свет обладает двойственной природой — и корпускулярной и волновой. Поэтому квантовая теория не упразднила волновую теорию, она сосуществует с нею. Целый ряд физических явлений может быть объяснен только с точки зрения волновой теории, в частности такие явления, как спектральное разложение света, преломление света, интерференция и т. д.

Но есть обширный круг явлений, куда волновая теория не вхожа, — это фотоэффект, это явление излучения энергии нагретыми телами и т. д.

Квантовая теория распространила свое влияние и на атомную физику. Она стала вместе с электронной теорией, также во многом обязанной своим рождением освоению наследия Столетова, тончайшим орудием в исследовании мира сверхмельчайшего, мира атомов, электронов, протонов, фотонов и т. д.

Новая физика, когда-то носившая отвлеченный, теоретический характер, за недолгий срок, на наших глазах воплотилась в технику.

Это неизбежный путь любой самой абстрактной теории, иначе и быть не может. Так называемая «чистая наука», «наука для науки» — это миф. Не было, нет и не может быть бесполезной науки. Бесполезна только лженаука, порой искусно маскирующаяся под науку, — бесплодная, пустопорожняя возня, прикидывающаяся научным исследованием.

Настоящее же знание — всегда для жизни, для людей. Какими бы поначалу ни казались далекими от практики научные открытия, они обязательно — рано или поздно — проложат себе дорогу к океану практических дел, подобно тому, как сильно забивший родник пробивает дорогу к морю, превратившись по пути в могучую реку.

Множество примеров тому дал XX век. Неэвклидова геометрия Лобачевского — уж что может быть отвлеченнее! — но и она нашла применение. Ее идеи лежат в фундаменте теории относительности. Эта теория, которая долгое время выглядела чистейшей абстракцией, ныне служит практике — ее формулы нужны конструкторам ядерных ускорителей и проектировщикам атомных реакторов.

А давление света?

Непревзойденными рекордными экспериментами Лебедева восхищались, но кто мог помыслить, что его исследования дадут что-то практике? А они дали. Опыты Лебедева показали, что свет обладает массой тем большей, чем свет ярче, чем больше его энергия. Удивительная связь между энергией и массой потом была выражена в знаменитой формуле Эйнштейна Е = mс² — ныне главной формуле атомной энергетики.

Давление света и само по себе существенное явление. Солнечные лучи, как ветер, отдувают хвост кометы.

Если свет очень ярок, то его давление заметная сила. Рассчитывая действие термоядерного взрыва, физики обязаны учитывать и давление света.

Совершенно в новом аспекте предстает явление, изученное Лебедевым, в свете изобретения последнего времени — квантовых генераторов, за создание которых членам-корреспондентам Академии наук СССР Н. Басову и А. Прохорову и американскому физику И. Таунсу присуждена Нобелевская премия 1964 года.