Про эту вашу физику

Один физик по имени Роберт Милликен

так невзлюбил объяснение фотоэффекта

Эйнштейна, что решил экспериментально

его опровергнуть. Десять лет опытов,

и в итоге он доказал, что Эйнштейн был прав.

И — ирония.

Наконец-то настал тот самый момент, когда мы переходим к материалу, от которого станет совсем ничего не понятно. А значит можно втирать читателю всякую дичь. Именно так выглядят все популярные книги по квантовой механике. Даже тот знаменитый мем про то, как нарисовать сову, отдыхает по сравнению с опусами «просто о квантмехе». Как это бывает: сначала авторы обещают, что понятно будет даже пятикласснику, а на следующей странице публикуют уравнение Шредингера без комментариев. Дорогие читатели, обещаем, что мы не нарушим традицию — будет круто и непонятно. Но с шутками, прибаутками и депрессивной гуманитарной иронией.

Начнем мы срыв покрывал издалека. Вернемся, так сказать, к свету. В предыдущих лекциях мы выяснили, что свет — это электромагнитное поле, квант которого называют фотоном. Вспомним, как человечество докатилось до такого заумного понимания этого очевидного явления. Как свет нашего Отца-Солнца («Мать-Род-Макошь») вдруг стал набором интегралов с названиями чужеземных ученых?

Все началось как всегда с Ньютона. Тот, как известно, не только ловил головой падающие яблоки, но и любил проводить опыты со светом. Солнечным, разумеется, а не электрическим. Он раздобыл кучу всяких призм, линз, стеклышек и пропускал через них лучи, приходя к интересным результатам. Ньютон обнаружил, что белый свет состоит из семи цветов, что разные цвета преломляются по-разному, и даже догадался, что луч сам по себе не окрашен, а это наши глаза воспринимают цвета по каким-то неизвестным причинам. Умный дядька, что тут скажешь, хотя искал в Библии секретный код алхимии.

Но, самое главное для нашего рассказа, дядюшка Исаак, сделал вывод о том, что свет — это летящие через пространство частицы. Сразу стало понятно, почему лучи прямые, почему они отражаются от зеркал, почему появляется тень и так далее.

Тогда же, в середине 17 века жил еще один мечтатель по имени Гюйгенс. Он решил покритиковать идеи Ньютона и заявил, что есть основания полагать, что свет на самом деле волна. Ну как бы, если свет представляет собой поток частиц, то тогда с какого перепугу, лучи разных цветов преломляются в призмах под разными углами? А что если тут торчат уши волновых эффектов? Ну и так далее. Увы, Ньютон был авторитетнее. К тому же Гюйгенс рассказывал всем, что на других планетах может быть жизнь. Над ним посмеивались и крутили пальцем у виска. Вопрос о волновой природе света завис, а свет двести лет считали потоком каких-то неведомых частиц, природу которых однажды надеялись открыть.

В начале 19 века один востоковед (ха-ха! гуманитарий!) по имени Томас Юнг баловался с оптическими приборами — в итоге он взял и провел эксперимент, который сейчас называют опытом Юнга, и каждый физик считает этот опыт священным.

Томас Юнг всего лишь проткнул две дырки в картоне и направил луч света на этот картон, а позади поставил еще одну пластину-экран. Если бы свет был потоком частиц, то мы бы увидели на заднем фоне две светлые полосы.

Но, к несчастью всего научного мира, на экране-пластине появилась череда темных и светлых полос. Это повсеместное явление называется интерференцией — наложение двух (и более волн) друг на друга: там, где гребни волн совпадают, амплитуда, то есть высота гребня волны, увеличивается. Кстати, именно благодаря интерференции мы наблюдаем радужные переливы на пятне масла или на мыльном пузыре.

Иначе говоря, Томас Юнг экспериментально доказал, что свет — это волны. Ученый мир долго не хотел верить Юнгу, и одно время того так закритиковали, что он даже отказался от своих идей волновой теории — да, наука не для слабаков. Но потихоньку научный мир приходил к тем же самым выводам, и в итоге ученые стали считать свет волной. Правда, волной чего именно? — странный вопрос, ответ на который лучше бы никто никогда не узнавал.

Надо сказать, волновая природа света не сильно повлияла на классическую физику. Ученые поохали, поудивлялись, переписали формулы и стали полагать, что скоро весь мир падет к их ногам под единой универсальной формулой всего.

Но вы уже догадались, что, как всегда, всё испортил Эйнштейн.

Беда подкралась с другой стороны — сначала ученые заморочились расчетом энергии тепловых волн и открыли кванты (об этом мы уже рассказывали в лекции «Что такое кванты»). А затем с помощью этих самых квантов Эйнштейн нанес удар по классической физике, объяснив явление фотоэффекта.