История физики, изложенная курам на смех. Продолжение
Тут-то физики и спохватились. На их счастье в Королевском обществе был весьма кстати сделан феноменальный доклад - событие в мировой науке, почти целиком обязанное английскому климату, благоприятствующему всяческим ревматизмам; а в качестве соавтора здесь подвернулся естествоиспытатель Симмер. Он, представьте себе, усердно испытывал естество следующим образом: носил не одну пару толстых шерстяных чулок, а целых две, причем даже в сухую погоду. То-то был фейерверк, когда он снимал верхнюю пару! О чем он по всей науке и доложился. Тут уж ученые быстро разобрались, что во всех этих штучках-дрючках с искорками дело вовсе не в магии, а в электричестве, и что электричеств существует два типа: "стеклянное" и "смоляное". И что молния - не что иное, как обычное электрическое явление. Осознавши это, Бенджамин Франклин, по-видимому, первый предложил установить громоотводы - хотя бы на пороховых складах. Дело это приживалось со скрипом - кто ж не знал, что молнии есть оружие Бога! И надо же, нашелся пижон, который выставил над своим домом громоотвод в виде меча, торчащего в небо! На почве дремучего страха перед гневом божьим в городе началась такая паника, что бедного авантюриста даже отдали под суд.
Вообще, невежество тех времен просто поражает. Так, парижских академиков, наконец, вывели из терпения всевозможные неучи, выдававшие себя за очевидцев падения камней с неба, или, как эти очевидцы их называли, метеоритов. Для того, чтобы пресечь эти дешевые сенсации, Лавуазье (тот самый, который на 18 лет позже Ломоносова открыл закон сохранения массы вещества) подмахнул документ, в котором разъяснялось, что "падение камней с неба физически невозможно". Не прошло и двадцати лет, как такой "физической невозможностью" едва не прибило одного мэра, человека весьма серьезного и, казалось бы, вполне заслуживающего доверия. Но извещеннные об этом академики искренне огорчились: "Как печально, что целый муниципалитет заносит в протокол народные сказки..." Мэр, понятно, это дело так не оставил. "А если я, ученые крысы, в отставку подам?!"- сделал он официальный запрос. "Да на здоровьице,- не дрогнули академики.- Нам истина дороже". Когда они поняли, что немного погорячились, было уже поздно: оскорбленный в лучших чувствах мэр в отставку не подал, но до конца жизни оставался яростным врагом просвещения, мракобесом и душителем творческой мысли - человек был все-таки.
Кстати, несмотря на эту весьма поучительную историю, была выпущена в свет еще одна Декларация - для дураков, изобретающих вечные двигатели. Ну, по-человечески академиков можно понять: они решились на этот отчаянный шаг, чтобы хоть немного продохнуть от рецензий на письма с сумасбродными проектами (иногда такие друзья по переписке, действительно, сильно надоедают). Однако, эти академические надежды не оправдались. Оказалось, что все заинтересованные лица вовсе не забыли, как академики лопухнулись в деле с метеоритами. Поэтому, умело руководствуясь новым волюнтаристским указом, эти лица воспылали творческим духом куда пуще прежнего, так что рецензенты просто взвыли.
А всего-то, что надо было сделать этим страдальцам, так просто объявить конкурс "на лучший натурный образец вечного двигателя"! Ведь бумагу-то марать мы все умеем. А не угодно ли представить натурный образец?! Ах, говорите, на железо денежки нужны-с? Так ищите спонсора, мил человек. Как говорится, дурак дурака видит издалека. В общем, для начала было бы неплохо, чтобы эта Ваша штука двигалась. А уж будет она двигаться вечно или не вечно - это мы еще поглядим, не торопясь с выводами!.. Да, не додумали немного академики в свое время. В результате до сих пор так и не перевелись эти чокнутые изобретатели.
Но вернемся к электрическим жидкостям - почему-то их сначала считали жидкостями, как и теплоту. Хотя, с другой стороны, деваться было некуда: если электричество - не газ и не твердое тело, значит - жидкость. Кулон установил, что больше всего этой жидкости содержится в кошачьем мехе. Вскоре, стоило ему выйти из дому, как кошки с дикими воплями устраивались подальше и повыше. Они уже прекрасно знали, что стоит только попасться в его умелые руки, и с лишними кулонами уже не уйти. А то, что это было необходимо для науки, их совершенно не волновало. Несмотря на эти объективные трудности, Кулон проделал великолепную серию экспериментов на крутильных весах, которые специально для этого изобрел. Он их крутил и так, и сяк - а в качестве морали обнаружил, что электрические капельки взаимодействуют по закону, сильно смахивающему на закон всемирного тяготения.
Тем временем сделал свое открытие и Луиджи Гальвани. Вот какой забавный случай с ним произошел. Он, видите ли, был гурман. Впрочем, гурманов и без него хватало, а вот Гальвани был еще и пижон - в этом-то сочетании все дело. Он раз потребовал, чтобы для вкушания лягушачьих лапок ему подали не какие-нибудь там серебряные ножичек и вилочку, а чтобы ножичек - ладно уж, серебряный, но зато вилочку - непременно платиновую. Официант, предвкушая развлечение, не стал спорить. Едва Гальвани тыкнул свои орудия в недожаренные лапки, как этот деликатес сделал попытку сигануть из тарелки. "Что т...т...акое?"- обомлел Гальвани. "Да Вы же их просто гальванизируете, сеньор!"- объяснил ему официант, давясь от смеха. Так родилась электрофизиология...
В своей анатомической Гальвани зарезал целую партию лягушек и приступил к научно поставленным опытам. Вывод он сделал по тем временам ошеломляющий - у лягушки, дескать, есть такое же "животное электричество", как и у электрического ската. "О, времена, о, нравы!- простонал, узнав об этом, Алессандро Вольта, который любил животных, а лягушек - особенно.- Дело здесь не в лягушке, а в двух разных металлах!" В доказательство своих слов Вольта продемонстрировал изящный опыт, в котором он, в отличие от Гальвани, остроумно использовал вместо лягушки собственный язык. Кстати, язык для этого не требовал отрезания и препарирования, он и так хорошо работал. "И все-таки неубедительно",- возразил на это Гальвани и, чтобы доказать свою правоту, учинил над лягушкой такое, что препарированный образец трепыхался уже без прикосновений всяких там металлов. Этого Вольта уже не смог вынести, в связи с чем он и изобрел свой знаменитый столб - источник контактного напряжения. Возможно, что это изобретение спасло от преждевременной кончины не одну тысячу лягушек, поскольку Гальвани подумывал об их четвертовании в промышленных масштабах, чтобы смонтировать первую в мире электростанцию - при дворе Папы Римского. Тем не менее, борьба между "гальванианцами" и "вольтианцами" продолжалась еще довольно долго. И только В.И.Ленин впоследствии установил, что, не владея диалектическим подходом к вопросу, чушь пороли и те, и другие.
Но вольтов столб - это вам не стеклянный диск с меховыми обкладками, его вращать не надо! Для того, чтобы как следует отметить такое открытие, Вольта пригласил на кружку пива своих заграничных друзей - Ома и Ампера. Осушив свою кружку, Вольта расчувствовался. "Друзья!- воскликнул он. - Эту нашу встречу надо увековечить!"-"И то верно, - подхватил Ампер.- А не сочинить ли нам всем вместе какую-нибудь формулку?"-"Только что нибудь попроще,- взмолился Ом,- а то я от радости плохо соображаю."-"Не беда,- сказал Вольта,- один Ампер чего стоит!"-"Один Ампер чего стоит?- задумчиво повто- рил Ампер.- А вот чего стоит один Ампер!"- воскликнул он и набросал свой вариантец. "Вот это да!- выдохнул Вольта.- Но как же мы назовем этот - без преувеличения сказать - закон?" И здесь-то, к сожалению, друзья чуть было не перессорились! В итоге решили тянуть жребий, и Ому, как обычно, повезло.
Между тем Эрстед уже давно обращал внимание, что во время гроз пахнет не только озоном, но и крупными открытиями. Он собрал богатую статистику случаев перемагничивания стрелки компаса вследствие удара молнии - итог одного из таких случаев и является сюжетом знаменитой картины И.Репина "Приплыли". Но, позвольте, господа, ведь молния - это электричество, а компас - это магнит! Значит, электричество и магнетизм как-то связаны! "Еще бы они не были связаны,- живо откликнулся Ампер.- Причем не "как-то", а очень даже: весь ваш магнетизм - это электричество и есть!"- "Как это?"- похолодел Эрстед. Ампер немного подумал и объяснил: "Понимаете, электрический ток - это движение электричества, а магнетизм - это просто кольцевые токи, и ничего больше."- "Но я надеюсь,- осторожно заметил Эрстед,- что под кольцевыми токами Вы подразумеваете всего лишь токи по кольцевым проводникам, а вовсе не орбитальное движение электронов в атомах?" -"Разумеется,- улыбнулся Ампер.- Не будем забегать вперед."
Благодаря открытиям Эрстеда и Ампера лаборатория Фарадея была оборудована по последнему слову: провода-провода-проводочки, магнитики, включатели и выключатели. Гальванометры тогда были в большом дефиците, поэтому экспериментаторы нашли остроумный выход. Они наловчились проверять наличие электрического напряжения на ощупь, причем для повышения чувствительности срезали себе кожу на кончиках пальцев. В общем, жалко было на них смотреть, на издерганных. Кстати, в биографии Шерлока Холмса есть эпизодик на эту тему. "Холмс, только послушайте, что писал "Санди Телегрэф" пятьдесят лет назад,- начал, как обычно, Ватсон.- Новости из Королевского института. Майкл Фарадей доказал тождественность всех видов электричества: "животного", "магнитного", гальванического, термоэлектричества, а также электричества, возникающего от трения. Как же это ему тогда удалось?"- "Элементарно, Ватсон!- без усилия объяснил Холмс.- Все они дергали одинаково!"- "Боже мой, Холмс,- проговорил обалдевший Ватсон,- неужели и это - с помощью дедукции?"- "Да, мой друг. Кстати, о дедукции. Хотите знать, что еще сделал Фарадей? Он открыл явление, которое я бы назвал электромагнитной дедукцией, в честь моего метода. Но Майкл, конечно, поступил наоборот." - "А Вы слышали, Холмс, однажды Фарадею понадобилось несколько электрических зарядов. Как быть? Голыми руками их не возьмешь! Так он снял свой цилиндр, обклеил его изнутри фольгой и наловил их, сколько надо. Все после него так делают..."-"Занятно",- пустил колечко дыма Холмс.- "А еще,- несло дальше Ватсона,- как-то раз он насыпал железные опилки прямо на силовые линии магнита, и линии натяжений в эфире стали всем очевидны!"- "Знаете, Ватсон,- прищурился Холмс,- я бы не торопился с такими фундаментальными выводами!"- и они по-дружески расхохотались.
Но мы немного отвлеклись, вернемся же к делу. Как и великие электрики, великие атомисты тоже время даром не теряли. Раз в таверне Авогадро, перебравши совсем капельку, имел неосторожность похвастаться дружку насчет остроты своего зрения - могу, дескать, различать отдельные молекулы. Дружок, хотя и не был физиком, сразу рюхнул 1, какую из этого можно извлечь выгоду. "А слабо тебе, Амедео, пересчитать молекулы в одном моле идеального газа при нормальных условиях?"- закинул он удочку и, видя, что Авогадро клюнул, подзадорил его: "Спорим на десять лир, что ни за что не сосчитаешь!"- "Это я-то не сосчитаю?!- загорелся Авогадро.- По рукам! Тащи сюда свой моль при нормальных условиях!" Ну, дальше сами знаете. Авогадро был очень гордый, отступать он не привык. Короче, считать ему пришлось всю оставшуюся жизнь. Число, которое получилось в итоге, теперь носит его имя - в знак признательности за этот титанический труд.
Тут-то и подошло времечко открытия фундаментального закона природы - закона сохранения и превращения энергии. Физики, понимавшие, какое огромное значение будет иметь этот закон, осторожничали и не торопились с публикациями на этот счет. Тем временем доктор медицины Майер установил этот закон на основе обыкновенных клинических наблюдений. Ничтоже сумняшеся, он сразу настрочил несколько работ, причем кое-что издал даже за свой счет. Но, разумеется, уважающие себя физики не читают всякую околофизическую чушь, которую сочиняют представители других специальностей. "Клистирная трубка - а туда же, в физику, суется",- прикидывают они, не замечая здесь досадной двусмысленности. Поэтому, когда Майер узнал, что закон сохранения энергии открыл, оказывается, Джоуль, а затем - ба!- еще и Гельмгольц, то он сдуру расстроился и решил побороться за свой приоритет. Тут уж уважающие себя проявили надежную профессиональную солидарность и не напрягаясь затравили возмутителя спокойствия до тяжелого нервного расстройства. И правильно, а то, как говорится, пусти козла на капустные грядки...
Дальше дела пошли еще веселее. Взять хотя бы случай Уатта - мощный был мужик! Как лошадь. Собственно, потому он и предложил соответствующую единицу мощности - лошадиную силу. Сразу видать, что по себе судить привык. Уязвленные коллеги, естественно, не долго медлили с ответными мерами. Сговорившись, они сконструировали единичку мощности - так себе, раз в семьсот меньшую, чем лошадиная сила, и назвали ее ради хохмы в честь Уатта! Не высовывайся-де в другой раз. Кстати, в русскоязычных научных кругах эта единичка зовется вовсе не "уатт", она зовется "ватт" - чтобы не путаться.
Так вот, пока ученые мужи плавили, кипятили и испаряли различные вещества, травили Майера, совершенствовали термометры и спорили, чья шкала температур лучше, между всеми этими делами как-то незаметно в семье разделов физики появилась на свет еще одна сестричка. Старшие сестры глядели-глядели на младшенькую, так ничего и не поняли и в конце концов махнули на нее рукой. Она в самом деле была какая-то странная - имела дело с совершенно, на первый взгляд, нефизическими величинами. Ведь - откройте любой учебник - физической величиной называется то, что можно измерить. А кто, простите, изобрел энтропиметр? Или хотя бы энтальпиметр? Открою секрет - таких приборов нет. И не предвидится. Так что же, энтропия и энтальпия (список неполный) - это нефизические величины? А вот и не угадали, они - натуральным образом физические! А что не измеряются - так это как раз то исключение, которое лишь подтверждает правило. И, представляете, вот эти простые вещи пришлось растолковывать старшим сестрам, чтобы они относились ко младшенькой, как к родной! Ну, дуры просто. Да еще им, видите ли, не понравилось, как ее нарекли. Действительно, когда счастливые отцы новорожденной собрались на семейный совет по этому поводу, то приключился небольшой конфуз. Было предложено назвать ее красивым именем - Термодинамикой. "Но, господа,- робко возразил какой-то отец.- Взгляните на это дитя! В ней же нет ни одной производной по времени! Какая же она динамика?" - "Оно конечно,- был ответ,- ей бы больше подошло имечко Термостатика. Но, во-первых, это... неприлично. Не дай бог подумают, что это от слова "термостат". А во-вторых, все, кому не лень, будут потом зубоскалить, что мы, дескать, не знали диалектики. Так что, господа, предложение остается в силе." А что, имя-то взаправду красивое!
Короче, так или иначе, а поначалу младшенькую недолюбливали. Одна за локон ее дернет, другая - ножку подставит. "Зря вы так, сестрицы милые,- плакала Термодинамика. - Вот ужо, погодите, будет у нас еще одна сестра...- У нее случайно открылся дар, гм, научного предвидения. - Звать сестру будут Механика, но Механика не простая, а Хитромудрая... И тогда бегите ее, ибо она суть волк в овечьей шкуре... не то будет великий плач и скрежет зубовный..."- "Типун-те на язык, дефективная",- говаривала на это Механика Классическая, не подозревая, что за такие родственные чувства когда- нибудь аукнется. Но Термодинамика лишь тихо вздыхала в ответ и только однажды молвила так: "Истинно говорю вам: необратимы деянья ваши". Сестры от изумления разинули ротики; первой опомнилась Классическая Механика: "Необратимого не бывает! Ежели кто бросит в меня камень, который полетит по параболе, а я этого не стерплю, так и в обратную он полетит по той же параболе!"- "Конечно,- тихо сказала Термодинамика.- А вот тепло души само по себе переходит только от более нагретого тела к менее нагретому."
Папаши не могли нарадоваться на такую не по годам умницу, но чужие дяди их восторгов совсем не разделяли. "Послушать, что она мелет, так с ума сойти можно,"- говорили они друг другу. Выходила действительно какая-то несуразица: если теплота является движением отдельных молекул, которое подчиняется обратимым механическим законам, то почему же в совокупности это движение уже необратимо? Так все и посходили бы с ума, если б не Больцман. Он как-то неосторожно выпустил фразочку, которая впоследствии стала крылатой: "Статистика знает все". Поэтому к нему-то и обратились - давай, мол, если такой грамотный. И, знаете, не ошиблись, этот великий комбинатор в грязь лицом не ударил! По статистике, оказывается, необратимый процесс - просто наиболее вероятный из всех возможных. То есть, чудеса, в общем-то, случаются, но - чем чуднее, тем реже. Просто, как все тривиальное! Разом вернулись к жизни все бывшие пессимисты, которые рассуждали так: если тепло переходит от горячих тел к холодным... то рано или поздно все тела станут теплыми... и всем нам будет крышка... (которую они сговорились называть "тепловой смертью Вселенной"). Ясно же, что ничего чуднее этого не бывает, значит, этого не бывает никогда.
Но это, так сказать, теория. На практике же переход тепла от горячих тел к холодным очень досаждал, особенно Дьюару. Наступил момент, когда Дьюар плюнул, отправился в лавочку к старьевщику и разорился там на пару термосов. Проблема была решена! С тех пор благодарные физики и называют термос "сосудом Дьюара". Еще бы - ведь впоследствии он оказался настоящей находкой для физики низких температур! Ну, что без этого сосуда делал бы Каммерлинг-Оннес? Разве мог бы он позволить себе искать ответ на вполне конкретный вопрос: что выйдет, если хорошенько заморозить ртуть? А вышло вот что. Пока атомы ртути еще дрожат от холода, они худо-бедно мешают двигаться электронам, проводящим электрический ток (в этом и заключается причина омического сопротивления). Но если мороз еще покрепчает, то, се ля ви, последняя дрожь атомов замирает, а электроны-живчики шастают, не испытывая никакого сопротивления! Это явление назвали сверхпроводимостью (позже, во избежание путаницы, к этому названию добавили слово "низкотемпературная", потому что высокотемпературной сверхпроводимостью стала заниматься, соответственно, физика высоких температур).
Да-да, Допплер вон поначалу тоже совсем не путался. Счастливчик, он находил гармонию не только в вальсах и опереттах, но и в паровозных гудках, которые изменяли тон, когда поезд пролетал мимо. Эта музыкальная идиллия оборвалась, когда Допплер случайно узнал, что для машиниста тон этих же гудков постоянен. Тут-то и замаячил проклятый вопрос: на самом ли деле изменяется тон, или это только кажется? Проще говоря, физический ли это эффект, или - лечиться надо? Лечиться, понятное дело, не хотелось: хлопотно это, да и накладно. Пришлось сбацать теорию, по которой выходило, что эффект - вполне физический. Только было несолидно выдвигать уши на роль измерительного прибора, поэтому явление Допплера, известное каждому привокзальному мальчишке, было экспериментально подтверждено лишь несколько лет спустя. Но это еще не все; давайте-ка забежим немного вперед! У Допплера все основано на том, что скорость звука фиксирована только относительно среды, в которой он звучит. Физо, решив, что свет в этом отношении ничем не хуже звука, лихо распространил принцип Допплера и на него. А чего, спрашивается, не распространить - ведь тогда считалось, что есть и светоносная среда, эфир так называемый, который от хорошей жизни выдумали сторонники волновой теории света. Знай Физо, что вскоре от эфира останется шиш с вакуумом, он был бы осмотрительнее. Ведь, нет среды - нету принципа Допплера! И сейчас в оптике явление Допплера носит это имя исключительно по старой памяти.
Вот как к этому пришли. Эстафету от Фарадея подхватил Максвелл. Он поставил себе благородную по тем временам цель - построить механическую модель эфира. Понимаете, Эйнштейн тогда еще не появился на свет, поэтому Максвелл по простоте своей считал, что электромагнитные волны - это механические упругие волны в эфире. Причем эфир, несмотря на завет мудрого Демокрита, считался сплошной средой, ибо если был бы он дискретным, то не потянул бы он роль посредника. Тут, понимаете, дело принципа: либо заряды взаимодействуют через пустоту, либо - через посредника. И если уж выбираешь посредника, так будь добр, чтобы насчет пустот - ни-ни! Вот Максвелл и старался. Обладая богатой фантазией, он придумывал разные там колесики, звездочки, шестереночки. Почти все было как в сказке: дерни, деточка, за один зарядик - он крутанет ближайшие колесики, которые в свою очередь заденут за шестереночки - соседний зарядик и сдвинется. Но - на тебе! - между колесиками и шестереночками всегда оставались, будь они неладны, промежуточки. И так - несколько раз! Когда Максвелл дошел до остервенения, его посетила гениальная мысль. "Все эти колесики,- подумал он,- нужны лишь для того, чтобы записать уравнения движения эфира. Получи я уравнения для его механических натяжений - потом на эти колесики с промежуточками начхать я хотел, эфир будет как бы сплошным!"
Так он, кстати, и сделал: получил и начхал. То-то поначалу было радости у коллег! Один из них, помнится, воскликнул: "Не боги ли начертали эти уравнения, до чего красиво!" Он не догадывался, что из этой красоты получится дальше. А получилась из нее, сами понимаете, значение скорости электромагнитной волны в эфире. Но раз уж имеет место скорость волны, то логично предположить, что имеет место и сама волна, не так ли? Кстати, следует принимать во внимание, что, говоря об злектромагнитных волнах, Максвелл и его современники имели в виду волны, мягко говоря, радиодиапазона, а отнюдь не видимый свет. Свет и радиоволны неспроста считались тогда двумя принципиально различными феноменами - ведь о свете не имели представления разве только слепцы, а что касается радиоволн, так их еще даже не открыли. Можете вообразить, как екнули сердечки физиков, когда с легкой руки Максвелла скорость этих еще не открытых радиоволн с какой-то стати практически совпала со скоростью света, которую тогда уже измерили и Физо, и Фуко, и все остальные, кому не лень. В принципе, конечно, оставалась возможность одного из двух: либо перемудрил Максвелл, либо недомудрили Физо, Фуко, и все остальные, кому не лень. А если нет? Вдруг это совпадение - неспроста? Короче, срочно потребовалось, открыв радиоволны, измерить их скорость, да поточнее. И так как свято место долго пусто не бывает, то Герц-молодец тут и отличился. Подумать только - оказалось, что эти волны шастают табунами, особенно во время гроз: стоило молнии шваркнуть, детекторы этими волнами буквально захлестывало!
Когда Попов увидел это своими глазами, причем с помощью детектора, склепанного своими руками, то до мысли о долгожданном открытии радио он дошел своим умом. Он понял главный секрет - приемная аппаратура должна быть сделана добротно. То есть она должна обладать хорошей этой самой, как бы это сказать... Долго мучился Попов, подбирая название для этого свойства. Сейчас-то каждый радиолюбитель знает, что добротная аппаратура должна обладать хорошей добротностью, чем же еще! А Попов-то хотел изобрести термин, не используя готовеньких словечек откуда ни попадя, чтобы был виден, так сказать, полет фантазии!
Эх, знал бы он, как будут обстоять дела с этим полетом фантазии лет через шестьдесят, он бы, наверное, не испытывал таких мук творчества. Вот, полюбуйтесь. Начнем с лучей. Они, как известно, бывают мягкие и жесткие. А шумы? Тоже ничего - например, белый да розовый. Далее на очереди стоят частоты. Пожалуйста: затянутые, захваченные и привязанные. А как насчет спектров? Тут можно особо отметить полосатых и зарезанных. Что касается элементарных частиц, то среди них встречаются странные и очарованные, обладающие цветом, ароматом и, само собой, красотой. А возьмите атомные ядра. Они бывают материнскими и дочерними (но почему-то не бывают отцовскими и сыновними). А еще среди них попадаются меченые, обстрелянные и ободранные. Атомы, сидя в яме, могут еще радоваться своей степени свободы. А могут резво мигрировать, очевидно, в поисках каких-никаких вакансий; но со временем приходит усталость, идет старение и, наконец, наступает предел выносливости, когда люминофоры деградируют, а уровни энергии вырождаются. И все-таки больше всего, по-видимому, повезло электронам. Их, оказывается, можно связать, а можно, так и быть, освободить. Тогда порой они могут вальсировать, а когда не очень жарко - даже спариваться. Тут уж и фотонам приходится краснеть.
Это все к тому, что бывают отверстия, а бывают, между прочим, и дырки! А то вон одна машинистка, печатая дипломный проект бедолаге-злектронщику, в порядке творческой инициативы везде заменила ненаучное слово "дырка" на научное - "отверстие". Вот до чего доводит скудоумие при наречении нового термина!
Ну, а что касается скорости радиоволн в сравнении со скоростью света, то все оно чудненько сошлось, так что Физо и Фуко, действительно, старались не зря. На радостях электромагнитную природу света окончательно разоблачили, в результате чего шкала частот электромагнитных волн развернулась во всю свою дурную ширь - от нуля до самой бесконечности. Пустячок, как говорится, а интегрировать приятно.
Эйфория по поводу всех этих свершений длилась до тех пор, пока какой-то шутник не спросил: "Господа теоретики! Дак ежели скорость света фиксирована в ефире, и ежели мы, к примеру, в ентом ефире движемся, дак для нас-то скорость света будет уже другая, ась?"- "Соображаешь, - ответили ему теоретики.- Кстати, пускай экспериментаторы этим займутся, а то давно уже дурака валяют."
Дело в том, что к тому времени уже имелись кой-какие данные на этот счет: вроде получалось, что движение в эфире на скорость света не влияет. "Что же вы хотите,- комментировали это теоретики,- точность у этих опытов, извиняемся, плохонькая ("до первого порядка", как они выражались), маловато будет. Так что, цели ясны, задачи определены - за работу, господа."
Здесь мы на минуточку прервемся. Дело в том, что в городке Ульме, в семье скромного предпринимателя Германа Эйнштейна - большая радость: родился мальчик! Довольный акушер, укладывая чемоданчик, - ой! - нечаянно разбил какую-то склянку, и резкий запах распространился по комнате. "Ах, извините,- засуетился акушер,- я эфир раскокал..."-"Что-о?! - вдруг отчетливо заговорил младенец.- О чем там лопочет этот самозванец? Эфир-р-раскокаю я, понял?" Домочадцы остолбенели, но дальнейшее развитие Альберта Германовича протекало нормально.
Так вот, затаив обиду за "валяние дурака", экспериментаторы принялись за дело так круто, что эфир, бедняга, аж заскрипел. В один из чудных берлинских вечерочков, когда теоретики ни о чем таком не подозревали, Майкельсон то и дело сбивался со счета полос в своем интерферометре. Прибор был очень чувствительным, поэтому главной помехой были вибрации - то бургомистр в своем пижонском экипаже спешил к шлюхам, то какие-нибудь унтера в обнимку возвращались из кабака, горланя что-нибудь патриотическое. "У, кретины! - скрежетал зубами Майкельсон.- Не понимают, какое значение будет иметь отрицательный результат моего эксперимента!" Впрочем, зря он так кипятился - на скрежет зубов прибор тоже реагировал. "Ну что, получили?- с чувством сказал, наконец, Майкельсон, завершив эксперимент - как будто теоретики могли его слышать.- Посмотрим, что вы теперь запоете."
Но эти бравые ребята не стушевались. Они запели примерно следующее: "Господин Майкельсон, Вы, конечно, блестящий экспериментатор, руки у Вас золотые, и все такое. Мы Вас уважаем, и все такое. Но, знаете, пусть кто-нибудь еще повторит опыт, а то вдруг - что-нибудь такое? Да нам, собственно, и не к спеху, а?"- "Как скажете, так и будет,"- ответствовали экспериментаторы и взялись за дело так, что из эфира дым пошел...
А пока настало золотое времечко для всяких там околофизиков. Это те, кто только и ждут момента, когда общепринятые ученые попадут в затруднительное положение, чтобы поспекулировать на этих временных трудностях. Самыми изощренными спекулянтами той поры считались Мах и Оствальд. Эта парочка, постепенно наглея, стала заявлять, что поиски эфира - это мартышкин труд. "Я эфира не знаю,- говорил Мах.- Движение тела можно проследить только относительно других тел".- "И вообще,- вторил ему Оствальд,- эфир - это произвольная, надуманная гипотеза; она рано или поздно рухнет, и будет считаться, что свет распространяется через "абсолютную пустоту."- "Кстати,- продолжал Мах,- возможно, что будущая физика будет измерять длины именно длинойсветовой волны в пустоте, а времена - продолжительностьюее колебания, и что эти две основные меры превзойдут все другие".- "И в конце концов,- добавлял Оствальд,- любое свойство материи, в том числе и ее масса, проявляется лишь через посредство какой-либо энергии." Всю эту чушь Маха и Оствальда впоследствии должным образом заклеймили: мировоззрение первого обозвали махизмом, а второго - энергетизмом.
В другую крайность касательно эфира вдарился Г.А.Лорентц. Его теория называлась "Эфир, один только эфир, и ничего, кроме эфира". Лорентц был вообще большой оригинал. Он пришел к выводу (впоследствии особенно полюбившемуся Эйнштейном), что у теоретика, движущегося в эфире, линейки и часы должны быть не такими, как у покоящегося, если этот движущийся хочет записать такие же уравнения Максвелла, как и покоящийся. Но это - еще цветочки. Самые серьезные подозрения вызывало то, что теория Лорентца объясняла ну все известные тогда явления в электричестве, магнетизме, оптике и теплоте! Представляете? Единственное, в чем Лорентц прокололся, можно видеть из его реакции на результат опыта Майкельсона-Морли. Лорентц тогда вполсилы (т.е. сила Лорентца в два раза больше) хлопнул себя по лбу и сказал: "Господи, это же прямое следствие моей теории! Где я раньше был!" Из-за этой своей недоработочки он и угодил в соавторы гипотезы Фицджеральда о сокращении длины движущегося стержня.
Что же касается технической физики, то здесь тоже не зевали. И даже время от времени демонстрировали свои достижения, для чего устраивали Всемирные выставки. На одной из них можно было видеть молодого человека приятной наружности, скромно держащего кончиками пальцев обычную электролампу - за цоколь. При этом лампа, как бы это сказать... в общем, она светилась. Хотя Никола Тесла (а это был он) и не подвел к ней каких-нибудь "тонюсеньких проводков". Заинтересованным посетителям Тесла выкладывал все как на духу. Дескать, проводков и не надо, ток идет прямо через мое тело. Видите, я прислонился к генератору? Отошел - гаснет... Что Вы, это совсем не больно, потому что ток высокочастотный... Да, Вы правы, что я держу лампу одной рукой, и проводник получается как бы один, а не два. А два и не нужно, я же говорю Вам, что ток высокочастотный... Да, моя рука - плохой проводник. Но для высокочастотных токов провод даже лучше делать из диэлектрика... Да, Вы совершенно правильно угадали - можно обойтись вообще без проводов. Правда-правда! Вот, изволите ли взглянуть, электродвигатель. Беру его в руки - подводящих проводов нет. А вон, видите, передающий генератор. Если угодно, я махну платочком ассистенту, он его запустит, и этот двигатель заработает!.. И ведь Тесла не шутил - по мановению платочка двигатель работал. Господи, да что же это такое! Эх, был бы на месте лопуха-посетителя какой-нибудь современный физик, он бы этого Николу сразу расколол. Он спросил бы, во-первых, какую же мощность надо излучать, чтобы эта сопля так вертелась? Попади я под такое излучение, у меня сразу же все волосы повылезли бы, а тут стоишь - и ничего, даже приятно. Во-вторых, а где же, кстати, передающая и приемная антенны-то? Ведь их же нет! Шутишь, брат! Ой, да мало ли чего еще он спросил бы - известно, как шибко грамотны современные физики. А то ведь стоял посетитель с разинутым ртом и выслушивал байки о том, что обмотки здесь не просто высокочастотные, а еще и резонансные, и что тогда ни проводов, ни антенн не нужно... В общем, ясно, что тебе показывают фокус, но секрета его не понял никто. Сгоряча решили выдать автору свидетельство типа "да, работает, но принципы работы не являются физическими"- всяк сверчок знай свой шесток, мол. Однако, вовремя одумались: "Батюшки! Так значит, бывают нефизическиепринципы работы? Спаси и сохрани!" И не выдали свидетельства.
Потужил-потужил Тесла, да делать нечего - надо дело делать! Вернулся он в Лонг-Айленд и ну руководить там строительством Башни! Да какой Башни! С ее помощью он собирался обеспечить бесперебойную работу своих чудо-двигателей, находящихся в любых точках земного шара!
Фантастика, говорите. Конечно, Вам сейчас легко говорить. А каково было специалистам тогда, в разгар строительства? Короче, почти достроенную башню пришлось на всякий случай из строя вывести. Еще спасибо доброму дяде Нобелю за динамит, а то горела бы она долго, зараза. Опять же, нет худа без добра: динамит динамитом, а не будь его - с каких шишей выплачивалась бы Нобелевская премия?! Тесла, между прочим, был одним из первых ее лауреатов. Только он от нее отказался. Ну, чудак, право. Другим больше досталось!
В общем, время тогда было такое, что некогда было разбираться с тесловской чепухой, тут своих забот - полон рот! Электроны положительные, электроны отрицательные. Волны носятся в эфире, вихри, трубки - красотища! Или вот еще - очень модная тогда штука - катодные лучи. Разве это не прелесть? Казалось, что Ленард раздраконил ее вдоль и поперек. Но когда за дело взялся Дж.Дж.Томсон, то оказалось, что это и не лучи вовсе, а поток обычных отрицательных электронов, "неисчерпаемых, как атом"...
Впрочем, за лучами тоже дело не стало - правда, всего лишь рентгеновскими. Потому что их открыл Рентген. Главная штука, совсем не надрывался-то: впихнул на путь потока электронов какую-то болванку; а лучи из нее сами поперли, просвечивая все на своем пути. Естественно, такое открытие нашло применение сразу же. Порой казалось, что оно самой природой предназначено для приобщения широких народных масс к событиям на переднем крае науки. Вы только представьте: идет публичная лекция. "Я попрошу выключить свет!"- бодро чеканит лектор. Свет гаснет. "Прошу прощения,- вспоминает в темноте лектор.- Я забыл сказать, что слабонервным лучше выйти из зала". И выдерживает эффектную паузу. После этого можно показать на экране хоть Венеру Милосскую, все подпрыгнут. Но на экране - одновременно с истерическими визгами, взрывавшими напряженную тишину - появлялся великолепный рентгеновский снимок скелета натурщицы, принявшей вальяжную позу... Я не знаю, были ли случаи разрыва сердца среди публики, страдающей суевериями, а что касается обмороков, так их просто никто не считал. Иной раз включат свет - все в обмороке. Приобщились, значит. Ну и нормалек!
Напуганная ужасными слухами об этом небывалом наступлении науки на общественное сознание, тетка Беккереля решила сделать последнюю попытку наставить любимого племянника на путь истинный. После приличествующей случаю обстоятельной душеспасительной речи она подарила ему большой литой крест. Проводивши тетушку, беспутный племяш окинул взором кабинет в поисках подходящего места, куда бы этот подарок можно было подальше спрятать. Не найдя ничего лучшего, он сунул его в сейф (прямо на пакет с какой-то урановой солью), а сверху прикрыл нераспечатанной фотопластинкой - для верности. Ночью Беккерель проснулся в холодном поту. Ему во сне явилась тетушка и ласково попросила: "Прояви пластинку, шельмец!" - хотя Беккерель точно знал, что она имела о фотоделе примерно такое же представление, какое он сам имел о пятом даре Святого Духа. На следующую ночь кошмар повторился. "Не отстанет ведь, душеспасительница",- понял Беккерель и, чертыхаясь, выполнил эту идиотскую просьбу. Что Вы думаете - на пластинке отчетливо узнавались контуры креста! "Боже мой",- прошептал Беккерель. Еще чуть-чуть, и старания тетки не пропали бы даром; но ум ученого, зашедший за разум, нашел-таки силы вернуться в исходное положение. "Черт возьми!"- воскликнул Беккерель (это и означало открытие радиоактивности). Черта не пришлось долго упрашивать...
Раз уж пошла такая пьянка, то и Хевисайду, да и все тому же неугомонному Лорентцу ничего не осталось, кроме как выступить с официальным заявлением о том, что масса электрона должна расти по мере роста его скорости. Везунчик Кауфман ставит опыт - а она и взаправду растет! Что еще нужно для полного счастья? А нужно, чтобы всякие там идеалисты воду не мутили: им говорят, масса растет, а они в ответ - нет, мол, это материя исчезает! Ну, чудаки, что с них взять! Хотя, с ними веселее. И вот уже профессора говорят студентам - дескать, жалко вас, господа, ведь физика вот-вот закончится...
Тем не менее, оставалась чертовщинка со скоростью света. Как только не ерзали в эфире экспериментаторы, она, паршивка, все равно вела себя так, словно она какая-нибудь из себя фундаментальная постоянная. Обычно это описывают так: два опытных наблюдателя - стоящий на перроне и едущий в поезде - измеряли скорость света вдоль рельсов и получали одно и то же значение. "Абсурд!- ломали головы наблюдатели.- Взять хотя бы летящую ворону. Ну не может она лететь с одной и той же скоростью относительно нас обоих! Чем же свет отличается от вороны?" Скажу по секрету, что отличие было существенное: ворона-то, само собой, летела в каком-то одном направлении, например, по ходу поезда, а вот свет, скорость которого там измеряли, обязательно летел и по ходу, и против - туда-сюда, понимаете? С вороной никто в таком режиме не экспериментировал, поэтому чертовщина продолжалась... И сказал Эйнштейн, что, эх, господа, нашли над чем голову ломать - лично я, дескать, это просто постулирую. Заслышав такие речи, физики - как бы это помягче выразиться - временно потеряли дар соображения. "Все гениальное просто, но не до такой же степени,"- говорили они. Наконец они пришли в себя: "Позвольте, но Ваша теория ничего не говорит о том, как ведет себя свет по отношению к эфиру!" К такому повороту событий Эйнштейн был готов. "Это потому,- объяснил он,- что никакого эфира нет. Если бы он был, я обязательно сказал бы на этот счет пару слов. А нет - увольте."- "Как Вы интересно рассуждаете,- загорелись физики,- а что же тогда описывают уравнения Максвелла, которые, кажется, Вам дороги, как память?"- "Во-первых, они мне дороги не только как память, - обиделся Эйнштейн.- Куда же я их дену, если на их лорентц-инвариантности у меня все и держится? А ежели хотите, чтобы они еще и описывали что-то, так я разве против? Пусть хотя бы поле и описывают. Правда, раньше полем назывались натяжения в эфире. Так вот теперь - все то же самое, только без эфира, понимаете? Очень просто."-"Ну, если очень просто, тогда, конечно, понимаем,- кивали физики.- Небось, мы не глупее паровоза-то..."
Но передышки Эйнштейну не дали. На него тут же набросились совсем уж темные нерюхи, которым, видите ли, не понравились следовавшие из теории Эйнштейна "новые представления о пространстве и времени". Насквозь погрязнув в предрассудках, нерюхи кричали о том, что эти представления противоречат какому-то, простите за выражение, "здравому смыслу". Из вежливости пришлось держать ответ и перед этой публикой. С ней, правда, было проще. Есть народная примета: если теория заключается в постулировании опытных фактов, то это к тому, что такая теория будет неплохо подтверждаться опытом. И, едва заслышав, что теория Эйнштейна подтверждается на опыте блестяще, руководствовавшаяся здравым смыслом публика моментально прекращала свои реакционные нападки. Так что мало-помалу гениальность теории стали, кроме Эйнштейна, понимать еще человека четыре. А когда для подсчета этих особо понятливых не стало хватать пальцев на обеих руках, то философы спохватились и решили добиться того, чтобы эту гениальность понимал каждый. И ведь, молодцы, как же они старались, чертяки!
Кстати, до сих пор встречаются недоумки, которые считают, что все было сделано еще до Эйнштейна: Мах и Освальд, дескать, потрудились на идеологическом фронте, Лорентц и Кє - на математическом, Майкельсон и Кє - на экспериментальном. Нет - нужен был гений Эйнштейна, чтобы сделать следующий шаг, сказавши: "Ребята, да ведь все оно так и есть!" Более того, насчет экспериментального фронта - это еще как сказать! "Мне часто задают вопрос,- заявил как-то Эйнштейн,- знал ли я о результатах опыта Майкельсона-Морли до написания своих классических работ. Неужели не ясно, господа, что однозначно ответить на этот вопрос невозможно? В самом деле, первый результат был получен, когда мне было два годика, после чего он неоднократно перепроверялся. Ну, и что с того? Мог я не знать об этих результатах? Конечно, мог. Поэтому я и не уточнял в тех работах, какие именно эксперименты я там имел в виду."
Надо сказать, что к этому времени в физике уже завершилось "великое разделение труда": из аморфного конгломерата тружеников выделились земледельцы от физики, т.е. экспериментаторы, и скотоводы, то бишь, теоретики. Это произошло не по чьей-то прихоти - просто физика в своем развитии достигла такого уровня, когда одному человеку стало уже не под силу двигать науку, что-то в ней делая и в то же время соображая, что же ты делаешь. Вот они промеж собою и рассудили: ты, дескать, делай, а я, так и быть, соображать буду. И работа закипела! Вскоре, однако, теоретики осознали минусы своего положения. Понимаете, так уж издавна повелось, что критерием истинности теории считается ее согласие с экспериментом. "Хорошенькое дело получается,- сетовали теоретики,- мы, значит, сушим мозги, создавая дивные теории, а эти, с позволения сказать, коллеги, которые только и могут накручивать гайки, искать течи и затыкать дыры, говорят нам "извините" вместо "спасиба". Понятно, что подобные настроения мало способствовали научному прогрессу. Так вот, оздоровил эту неприглядную ситуацию опять же не кто иной, как Эйнштейн. Он показал, что любую душе угодную теорию можно блестяще подтвердить экспериментами! Чтобы подчеркнуть особую важность такого рода экспериментов, их стали называть "мысленными". Легко видеть, что, умело применяя этот могучий инструмент познания, можно попутно съэкономить целую прорву финансовых и материальных ресурсов!
И что же сделали противники теории относительности, получив в подарок этот могучий инструмент? Да ясно, что: они употребили его исключительно на отравление жизни Эйнштейну. Не умея корректно осуществлять такие эксперименты, эти недруги то и дело получали различные нелепые парадоксы. Их ошибки, как быстро понял Эйнштейн, имели общий корень. Дело в том, что сначала его теория была справедлива лишь для систем отсчета, "движущихся друг относительно друга равномерно и прямолинейно", а все эти опровергатели, подстраивая свои парадоксы, неизбежно выходили за границы применимости теории - от ускорений-то не избавиться! "Так, чего доброго, они в конце концов догадаются, что такой вариант теории неприменим в реальной жизни,- испугался как-то Эйнштейн.- Надо бы ее обобщить, что ли. Причем на все системы отсчета, а?" Эта задумка, действительно, была неплохая, но было непонятно, как же быть с опытным подтверждением такого обобщенного варианта. Надо ж было сделать так, чтобы в смысле опытного подтверждения и на этот раз комар носа не подточил! Эта мысль не давала Эйнштейну покоя. Как-то, после очередного бесплодного дня, он незаметно задремал. И вдруг... Знаете, многие из своих открытий великие люди делают во сне. Дают себе задание на ночь, и к утру - готово. (Не верите? Любой великий человек может в этом легко убедиться, если сам попробует.) Так, Менделееву приснилась таблица Менделеева, Максвеллу - уравнения Максвелла, Лорентцу - преобразования Лорентца. Правда, были и неудачи. Так, академику Мигдалу и, независимо от него, С.П.Капице приснилась единая теория поля Мигдала-Капицы, но им просто никто не поверил. Так вот, Эйнштейну приснилось, будто он понял разгадку. Поскольку, разумеется, номер с постулатами фактов дважды не пройдет, то поступить следует диаметрально противоположно: закрутить теорию так, чтобы экспериментаторы поняли, как же все это проверить, минимум лет через двести. Эйнштейн проснулся от того, что подпрыгнул во сне, и уже довольно скоро коллеги вытаращили глаза на "непревзойденную вершину теоретической физики". Поначалу они лишь подталкивали друг друга: "Ты здесь что-нибудь понимаешь?"- и опускали взоры, переживая свою бестолковость. Наконец у Гроссмана от радости дыханье сперло: "Братцы! кажется, понял!"- "Ну?"- "Да, чтобы не трепаться зря, здесь объяснена природа гравитации!"- "Иди ты!"- "Ей-ей! Эта природа - ускорение! Представьте, что вы сидите в лифте, причем существенно, чтобы он был без окон и дверей. Тогда две ситуации - лифт подвешен, а Земля его притягивает, или же Земли нет, а лифт тащат с ускорением вверх - будут для вас совершенно неразличимы (вот зачем нужно, чтобы лифт был без окон и дверей!) А если гравитация и ускорение неразличимы, значит, то и другое - одно и то же! Я просто балдею!" Позже, когда это объяснение перекочевало на страницы многочисленных популярных изданий, балдеж приобрел массовый характер. Эйнштейн уже радостно потирал руки...
Ах, если бы все шло, как он надеялся! Не тут-то было - подтвердить на опыте общую теорию относительности сразу же вызвался Артур Эддингтон. Делать ему было нечего, я гляжу! Этот выскочка решил запечатлеть, как загибается свет от звезд, проходящий вблизи Солнца - известного массивного тела. Сложность здесь заключалась не только в ожидании подходящего солнечного затмения. Главное, что в Европе, понятное дело, нашлось бы много больно умных советчиков, вот почему этого сэра понесло аж в Южную Америку. Как и следовало ожидать, первые же фотографии подтвердили, что свет от звезд, проходя вблизи Солнца, по-хамски расшвыривается нестационарной солнечной короной куда душе угодно. Поэтому дело выбора из примерно двухсот опознанных смещенных изображений звезд хотя бы трех, блестяще подтверждавших предсказания Эйнштейна, требовало от исследователя определенной усидчивости. Но Эддингтона ничуть не смутили эти трудности; в общем, и на этот раз пронесло, триумф был полный.
Уж простите мне некоторые издержки, связанные с нарушением хронологии, но что поделаешь, если еще один острый сюжет раскручивался на фоне всех этих релятивистских преобразований. Начинался этот сюжет с того, что сначала Кирхгоф, затем Стефан с Больцманом и Вин (а уж затем и все остальные) никак не могли взять в толк - чего это ради черное тело излучает именно по-черному. Тут необходимо небольшое пояснение насчет черного тела. Чтобы получить представление о таковом, совсем необязательно барахтаться в саже. Или глядеть в дырочку, просверленную в металлической сфере, как это советуют лихие популяризаторы - с еще большим успехом можно всматриваться, извините за выражение, негру в задницу. Все проще: разуйте глаза, и только; черные тела-то - вот они! Например, Солнце - это "абсолютно черное тело при температуре 6000є К", или другие звезды - это "абсолютно черные тела с температурой до 20000є К". В сравнении с этими гигантами черноты какая-нибудь там электрическая дуга - это просто пшик несерьезный. Здесь неискушенный в физике читатель может удивиться: как это, Солнце и звезды - черные тела? А ведь все именно так. Дело в том, что физики говорят не просто о "черных телах", а об "абсолютно черных телах". А поскольку абсолютный идеал недостижим, то и приходится иметь дело лишь с приближениями к идеалу, лучшими из которых и являются Солнце, звезды, и т.п. Так вот, почему они все-таки излучают по-черному? "А не потому ли,- догадался Планк,- что атомы излучают не непрерывно, а порциями? Квантами, попросту говоря. А?"
Эта догадка оказалась весьма плодотворной, хотя, между нами, до сих пор никто не знает, что такое квант. Но у квантовой теории - этакого птенчика - крылышки все крепли и крепли. Не по душе это было Эйнштейну, ох как не по душе! Птенчик-то, известное дело, прожорлив, соответственно и гадит он в огромных количествах: никак не вписывались эти дискретные кванты в любимые эйнштейновы уравнения Максвелла - уравнения сплошной среды - хоть ты тресни! Открутить бы этому птенчику башку - так ведь прикрылся, понимаешь, желтеньким пушком и пищит так доверчиво, подлец! Впрочем, дескать, живи пока, размышлял Эйнштейн, ведь кое-что в квантах, безусловно, есть - смотрите, например, как здорово с их помощью можно описать фотоэффект! (И надо же, позже ему за это по иронии судьбы взяли да присудили Нобелевскую премию! Вот это была невезуха - бедняга, небось, локти кусал!)
Между тем наш птенчик развивался не по дням, а по часам; узнать его было все труднее: вот чьими-то заботами у него уже сформировался хвостик, чьими-то стараниями - рыльце, а еще чьими-то - рожки, а еще - копытца... Кошмар! Перепуганные физики решили срочно придать своему питомцу более эстетический вид; для этого они организовали в Брюсселе междусобойчик, который назвали Сольвеевским конгрессом. А почему Сольвеевским, а не Брюссельским? Да просто господин Сольвей, по такому случаю вызвавшийся оплатить все расходы на койко-места и сосиски с капустой, очень хотел, чтобы физики всегда помнили его доброту (это я на всякий случай напомнил, а то вдруг там кто-нибудь забыл).
Итак, леди (мадам Кюри) и джентльмены, прошу встать - Сольвеевский конгресс идет! Прошу садиться. Слушается доклад о поведении кванта, находящегося в акте испускания упомянутого кванта атомом. В разгар прений по ключевому вопросу - сколько же времени длится этот "акт испускания" - Эйнштейна, как обычно, озарило: "Господа! А ведь, ей-богу, лучше, если он вообще не длится, а осуществляется мгновенно! Раз, и все! Ведь если он длится конечное время, то все кто попало начнут от праздности умножать это время на скорость света и получать в результате длину кванта. А разве, хе-хе, бывает у кванта длина? Если бывает, то все кто попало начнут себе прикидывать, сколько же на этой длине укладывается длин волн. Хотя и ежу понятно, что никак не меньше десятка 2. Так эти длины волн, говорят, бывают аж по километру штука! Ничего себе дура получится вместо кванта! Вместо такой махонькой крошечки! Не зря же он квантом называется. Вот я и говорю - пусть испускается мгновенно. А то хуже будет!"
Это захватывающее предложение было с энтузиазмом принято, причем сейчас уже можно сказать, что - всерьез и надолго. Правда, и здесь не обошлось без приключений. Никто не ожидал такой заявочки от мадам Кюри, но она с умным видом выдала в ходе дискуссии - дескать, вот вы все говорите о квантах, но для описания мгновенного испускания кванта ведь уравнения Максвелла совершенно неприменимы, так как вы на это смотрите? Переглянулись конгресс-мены - конечно, неприменимы, но разве можно вслух задавать такие некорректные вопросы? Да еще на этаком форуме! Дескать, женская логика, туда-сюда. Замнем, в общем. А в остальном все было просто изумительно - всем так понравилось, что конгресс постановили неоднократно повторить. Лишь Эйнштейн напустил на себя какую-то задумчивость. Ну, это понятно, он-то понимал проблему несколько глубже. Вот как, примерно: "Что-то я, действительно, того... увлекся немного с этими квантами. Мне ведь без уравнений Максвелла оставаться никак невозможно! В общем, мерси, мадам, что вовремя напомнили - пока у меня склероз не начался!"
Однако, поздно он вспомнил про склероз. Да еще долго раздумывал чегой-то...
...Тем временем Резерфорд, имея весьма наивные представления о строении атома, вздумал подшутить над новеньким студентом в своей знаменитой лаборатории. В итоге он зарекся больше так не шутить, потому что студент, добросовестно выполняя это шуточное задание, получил экспериментальный результат, из которого и вытекало, что представления шефа о строении атома были наивными. Чтобы хоть как-то спасти свою репутацию, Резерфорд и предложил планетарную модель атома. Сейчас-то о ней даже школьникам говорят. А тогда это было весьма ново и удивительно - ведь, теоретически, вращающийся вокруг ядра электрон должен был бы так резво излучить всю свою энергию, что атом прекратил бы существование, не успев даже ойкнуть. Выручил Резерфорда молодой, подававший надежды Бор. "Знаете что,- доверительно сообщил он,- по классической теории это, конечно, удивительно. А по квантовой - обычное дело! Я уверяю Вас, что у электронов в атоме есть стационарные орбиты, на которых они вертятся до тошноты, но ничегошеньки не излучают!"-"Откуда Вы это знаете?"- ахнул Резерфорд.-"Господи,- воскликнул Бор,- да из моих постулатов это же прямо следует!"
Этот удар был силен! Ведь классическая физика билась-билась, как рыба об лед, а так и не сподобилась сколько-нибудь вразумительно объяснить, откуда же берутся у атомов характерные для них частоты, которые излучаются, если атомы как следует возбудить. А уж как переживали-то за эту труженицу классическую - это и словами не высказать. И вот, здрасьте-пожалста, подруливает на готовенькое эта паразитка, физика квантовая, и нахально заявляет, что, дескать, и говорить-то не о чем - атом может излучать только вот эти частоты потому, что все остальные частоты он излучать просто не может. И рад бы, так сказать, да не может - согласно постулатам-то. Причем это справедливо и для поглощения, чтобы обидно не было. "Простите,- удивилась собственной смелости классическая физика,- а что же делает Ваш квант, если он попадает в среду, у атомов которой нет подходящей для него частоты?"-"Ну как что, милая,- он с этими атомами не взаимодействует и летит себе, как в вакууме."- "А почему же при этом его скорость меньше, чем в вакууме?"- Тут квантовая физика на минуточку призадумалась... "А, понятно,- сообразила она.- Я полагаю, что если на пути кванта попадается атом, с которым он взаимодействовать не может, то ничего не остается, кроме как облететь этот атом где-нибудь сбоку. Так что, пока каждый атом облетишь - небось скорость тебе и уменьшится!"
Видя, что дело дошло уже до откровенных издевательств, Эйнштейн решился, наконец, на крайние меры. Но бывшего птенчика голыми руками стало уже не взять. Сидит, сволочь, и нагло ухмыляется, а протянешь руку - разевает ужасный клюв с каким-то мерзким шипением. Еще долбанет, чего доброго! Ненормальный же, сразу было видно. И ведь, главное, просто в горле кость, острая и хроническая. Пришлось пускаться на хитрости. Эйнштейн предложил изящненький "решающий эксперимент" (по измерению ширины линии излучения быстро движущихся частиц), чтобы он решил раз и навсегда, что свет - это волны, черт побери, а не кванты. Ух, было бы смеху-то! Но талантливый Бор опять не утерпел и наплевал-таки в душу. Он быстренько показал, что - хоть волны, хоть кванты, а результат "решающего эксперимента" будет один и тот же. Не успел Эйнштейн продумать, каким образом обратить все это в шутку, как Комптон испортил ему настроение окончательно, добыв опытные свидетельства того, что кванты света не только существуют, но и ведут себя как заправские частицы. Вот же едрена-фотона, в конце-то концов! Что он там о себе воображает, этот свет - прикидывается волнами, а на самом деле это поток частиц, что ли? Или, постойте - он, наоборот, прикидывается частицами, а на самом деле... Да что же это такое на самом деле?!
Массовое брожение умов, к счастью, продолжалось недолго. Ведь когда сталкиваешься с совершенно неординарным явлением, то первое, что следует сделать - это подобрать для него грамотный термин, и природа явления сразу станет гораздо понятнее. В этом случае со светом быстро отыскался восхитительный термин: "дуализм", и проблема легко и весело разрешилась. Охмелев от восторга, Луи де Бройль загнул тираду в том духе, что, дескать, вот мы спервоначалу думали про свет, что это волны, а оказалось, что здесь дуализм; но про электроны-то мы думаем, что это частицы, так вот не окажется ли, что и там - дуализм?"- "Отчего же не окажется-то,- загорелись Дэвиссон да Джермер.- Дуализм - он, брат, везде дуализм". И продемонстрировали, что в умелых опытных руках электроны ведут себя, как заправские волны! "Неужели как волны?"- кисло переспросила научная общественность и добавила, что, мол, впрочем, этого и следовало ожидать. Слишком уж была издергана эта общественность потоком последних свершений, выворачивающих набекрень закостенелые мозги. Так что, заговори тогда электроны человеческим голосом - ее реакция была бы аналогичной.
Вот таким вот образом вскрылась-таки всеобщая волновая природа той самой материи, которая до этого умело маскировалась под частицы. Стало так: в какую частицу ни плюнь - в волну де Бройля попадешь! По такому случаю потребовалась механика уже не простая, а волновая (или статистическая). Отвечая запросам времени, младое племя теоретиков рвалось в бой, едва не выскакивая из штанов. Каждый наперебой расхваливал свое детище; галдеж стоял, как на базаре. Кстати, этот базар весьма чутко реагировал на малейшие изменения спроса: каждый свежий опытный результат приводил к появлению на прилавках новых версий теории, а также новых интерпретаций старых версий. Ошалевший Эйнштейн насчитал несколько десятков таких интерпретаций и сбился со счета: в глазах зарябило. Ему было обидно и досадно: он-то, записывая свои уравнения, всегда пояснял, что с физической точки зрения означает в уравнении каждая закорючка, и давал рецепт, как соотнести закорючку с практикой. Пускай иногда - с помощью мысленных экспериментов, но это был все-таки рецепт! А тут пришлось столкнуться с принципиально новым подходом. Напористая молодежь гнула линию такую, что физическая цель, дескать, оправдывает математические средства. В этой связи новые закорючки раздавались направо и налево без всяких рецептов, и вскоре физики с интересом обнаружили у себя развитие привыкания к этим новшествам. Стало даже считаться признаком хорошего тона подтрунивать друг над другом по этому поводу: как ты, мол, не привык еще? А я, брат, уже со вчерашнего дня!
Самым жутким было бессилие, с которым возмущенные потребители взирали на бесчинства этих базарных молодчиков. В самом деле, как таких урезонишь - если тебе суют закорючку без рецепта, то в ответ ничего не возразишь по существу! Ну, скажешь ты ему "спасибо, не надо" - а он, наглец, тебе вдогонку: "Ничего, и без тебя дураков хватит!" Эйнштейн просто места себе не находил. Дураков, действительно, хватало и без него: подрастающее поколение, как обычно, с восторгом впитывало в себя любые свежие веяния. "Что же делать?!- сокрушался он.- Неужели придется заниматься философскими беседами с этими сынками? Боже, стыд-то какой..."
А творилось ужас что: один сынок - Гейзенберг - распоясался до того, что ввел в физику, эту исконно точную науку, принцип неопределенности! А второй, которого звали Шредингером, отчебучил следующее: выдал на-гора свое уравнение, после чего прикинулся шлангом - разбирайтесь, мол, сами. "Нет, Вы погодите,- приставали к нему,- скажите хотя бы, как Вы получили эту прелесть?"-"Далось вам, как я ее получил,- отшучивался Шредингер.- Умеючи! Главное, что эта прелесть вполне сгодится для описательных нужд статистической механики, ведь правда? Ну и радуйтесь молча!"
Кто бы молча радовался,- только не Эйнштейн. "Что нам подсовывают?- гневно бормотал он.- Дурилку статистическую! Чертовщину полнейшую! Вот-вот, именно чертовщину, ведь Бог в кости не играет! Эх, ребятки, погубили вы свои души... Мозгопудры вы, если честно..." Как назло, такая честность шла вразрез с правилами научной этики, поэтому пришлось действовать тонко. "Поверьте, мне неприятно это говорить,- тактично начал Эйнштейн.- Неужели вы всерьез полагаете, что статистические свойства микрообъектов физически реальны?"- "Да ведь эти свойства на опыте наблюдаются,- прикинулись дурачками ребятки, погубившие свои души,- стало быть, мы полагаем всерьез."- "Да вы что - моих трудов не читали? Мало ли что на опыте наблюдается! Все же относительно, сколько раз вам объяснять!"- "Это действительно, все относительно; но, с нашей точки зрения, критерий физической реальности таков: если мы что-то как-то наблюдаем, то в этом "чем-то" есть нечто от реальности. А с Вашей?"- "Хм, с моей? По-моему, так: если мы что-то в чем-то понимаем, то за этим "чем-то" есть нечто от реальности. А то у вас чепуховина получается: если я, например, держу фигу в кармане, то, по-вашему, она не реальна."- "А у Вас получается еще похуже, чем чепуховина: если Вы вытащите свою фигу из кармана, но непонятно зачем, так она будет не реальна по-Вашему!"
Вот так с ними всегда: ты им слово, а они тебе в ответ - десять. Единственное, до чего удалось договориться, так это о замене несуразного названия "волновая механика" на более благозвучное - механика квантовая. Термин хорошо прижился, да много ли в этом радости? Последней соломинкой, за которую ухватился Эйнштейн в море отчаяния, была идейка о возможной неполноте квантовой механики. По этому вопросу он и затеял с Бором "дискуссию века". За ходом этого мозгового побоища научная общественность следила с замиранием сердца. Позднее наблюдатели с удовлетворением отметили, что острые критические замечания Эйнштейна и блестящие контрдоводы Бора способствовали небывалому углублению понимания физической природы вещей. И верно, об итоговой степени этого углубления можно достоверно судить по последним аргументам, пущенным в ход - уже в частной переписке. Эйнштейн горько упрекал всех этих "копенгагенцев" в том, что их воззрения противоречат - чему бы Вы думали?- здравому смыслу! Ему резонно парировали в том духе, что, дескать, шутите, папаша - Вам в теории относительности это можно, а почему же тогда нам нельзя. Мы, мол, всегда считали себя Вашими любимыми учениками!
На этом обе стороны иссякли, но необычайный душевный подъем, восторги и ликования физиков бурлили еще довольно долго (читайте небезызвестные сборники "Физики шутят" и "Физики продолжают шутить", а также недавний бестселлер того же издательства - "Физики все еще шутят"). И мало кто осознал, что уже сбылось пророчество юродивой Термодинамики.
Когда я слышу, что Галилей заложил основы научного физического метода, я понимаю: мелко же плавал этот Галилей! Куда ему до титанов, которые заложили и перезаложили всю физику с потрохами. Так оно всегда и выходит, когда любителей вытесняют профессионалы.
Но я открою вам большой секрет. Правду говорит диалектика: "Все, что ни делается - все к лучшему". Вот увидите!
Будьте здоровы, уважаемый читатель!
Примечания
1. Рюх-нуть, -аю, -аешь (научн. жарг.). Смекнуть, понять. Прорюхать – разобраться в вопросе. Синонимы: прорубить, просечь, и др.
2. Лорентц не без оснований полагал, что эта цифра составляет несколько миллионов. Несложный расчет показывает, что Лорентц был умнее ежа, по крайней мере, в сто тысяч раз.