Даниил Данин - Неизбежность странного мира

Когда фотоны огибают препятствия, ученые вспоминают о волнах, И теперь создается впечатление, что свет — действительно волны, и только волны! Колебания определенной частоты в электромагнитном поле есть? Есть. Непрерывность поля налицо? Налицо. Что еще нужно?

Получается: в одних случаях — град, в других — ветерок. А на самом деле? Такой вопрос волей-неволей срывается с языка. Между тем он бессмыслен. Бессмыслен, ибо и то и другое имеет место на самом деле! Поведение фотонов как частиц — физическая реальность. Поведение фотонов как волн — такая же физическая реальность.

Даже у плитки с волнистой черепицей можно с легкостью обнаружить похожую двойственность свойств. Когда она падает с крыши и ударяет прохожего по голове, он ни в алей-шей степени не замечает ее волнистости, зато сполна ощущает ее массивность. Но когда мальчишка пробегает мимо потирающего затылок невезучего пешехода и босой ногой наступает на уцелевшую плитку, он не получает никакого представления об ее массе, зато довольно болезненно чувствует ее волнистость. Какова же плитка на самом деле?

У фотона двойственная природа: он частица-волна!

Видите, история вовсе не вернулась «на круги своя». Световые корпускулы Ньютона сменились световыми волнами Гюйгенса, а затем пришли корпускулы-волны — «кентавры», как лет пятнадцать назад назвал их наш известный теоретик М. А. Марков. (Вспомнил о мифических полулюдях-полуживотных и западный философ-физик Ф. Франк).. Но и корпускулярность этих «кентавров» совсем не та, какой наделил Ньютон свои частицы, и волнообразность их совсем иного рода, чем думали прежде приверженцы волновой теории.

Представление о волнах-частицах или о частицах-волнах — завоевание физики XX века. И неисчислимы последствия этого странного представления. Они так неожиданны и так глубоки, что один из создателей науки о микромире — Луи де Бройль — назвал открытие двойственности волн-частиц «наиболее драматическим событием в современной микрофизике».

Если бы эти слова произнес писатель или историк, никто не удивился бы. Каждый только подумал бы, что говорить о физических идеях как о драматических событиях, пожалуй, не очень уместно; однако спорить тоже не стоит: известное дело — писатели любят выражать свои мысли красиво, а историки — патетически… Но тут о драматизме идей заговорил сам ученый! И мы еще не раз почувствуем его правоту.

А теперь надо вернуться к началу этих «путевых заметок», чтобы посмотреть наконец, как удается физикам сделать невидимое и неслышное явным.

Романтика без романтики. — Кинокадры однообразного фильма. — Кто они, строители туманных тоннелей? — Физик имел право улыбнуться. — Летит релятивистская частица! — Что делать с подробностями? — «Поющие электроны». — История расточительства. — Грация экономного чуда. — Начало арагацкой легенды. — Миражи, миражи… — Остаются ли развалины от воздушных замков?

Невзначай возникшее в памяти облачко на Арагаце все стоит у меня перед глазами. Оно зовет на эту гору очарований и разочарований, но напоминает о вещах, от науки далеких. Впрочем, может быть, и не таких уж далеких?

…Вездеход застрял в грозе. Вернее, застрял-то он в грязи, но вокруг была гроза. Вокруг, а не над нами. Молнии не имели тут никакого сходства с ветвистыми трещинами неба, с зигзагами предупреждающих стрел: «Осторожно! Высокой напряжение!» Прямо из-за каменных бурунов слева и справа выплескивались тусклые вспышки. И тотчас грохот перекатывался по каменным осыпям ниже и выше нас.

Кто-то сострил, что на Арагаце у света и звука скорость, наверное, одна и та же. Однако сочувствия острота не вызвала — потоки воды заливали машину и грозили сделать дорогу совсем непроходимой, вездеход увязал все глубже, точно хотел доказать, что со словами «везде» и «всегда» надо обращаться осмотрительней.

А было это уже в июне, когда весна добралась, наконец, из Араратской долины до арагацких высот. Блаженное время года. Но здесь и оно умеет подстраивать людям каверзы. Утром с горы сообщили по радио: «Погода прекрасная». Облачко на склоне Арагаца было, конечно, не в счет. Но к полудню оно стало шириться и наливаться синевой. Руководитель арагацких физиков Артемий Исаакович Алиханян предупредил шофера: «Наденьте цепи!»

Однако молодой шофер ослушался. Он и машины не обул и сам не надел ни ватника, ни брезентовой штормовки. Теперь его красивый зеленоватый пиджак был исхлестан тропическим ливнем, а физики ругали его, не жалея слов, и помогали ему, не жалея сил. Долгая задержка была на редкость некстати, а сидение в грозе — на редкость ненадежным. Но я думаю, что против легкомыслия водителя вздыбились тогда не только обстоятельства минуты, но и вся история Арагацкой высокогорной лаборатории.