История физики, изложенная курам на смех

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!”