Этюды о свете

Американский ученый и писатель Джон Хорган в книге «Конец науки» предсказал: «Дальнейшие исследования не дадут великих открытий или революций, а только малую, незначительную отдачу». Так ли это?

Подобное было и накануне прошлого века. Когда юный Макс Планк решил посвятить себя физике, профессор Жолли мрачно заметил, что она в основном уже закончена, осталось уточнить детали. Лишь два облачка виднелись на ее чистом небе. Опыт Майкельсона не обнаружил эфира, а формулы излучения расходились с опытом. Но первое облачко привело к теории относительности, второе — к теории квантов. Они стали новыми основами новой физики. Кто-нибудь это предсказал?

Неугомонность исследователей и святая к физике любовь еще дадут великие открытия. Сегодня на горизонте науки десятки «облачков», каждое заключает в себе возможность фундаментального открытия. Одно из них — свет и его производные.

Бернард Шоу говорил, что наука не в состоянии решить ни одного вопроса, не поставив при этом десятка новых. Действительно, на пути к открытию тайны света — вопросы, вопросы, вопросы.

НОВАЯ ТАЙНА СВЕТА

Сенсационное открытие сделали недавно ученые МКБ «Электрон» — крупного оборонного предприятия страны. Они обнаружили наличие в лазерном свете так называемого псиквантового излучения. Об этом сообщила пресса в рекордно жаркие июльские дни 2001 года. Под стать погоде жгучей была и новость: псикванты убивали все живое.

«Объяснить природу псиквантового излучения сегодня мы не в состоянии, — говорил журналистам генеральный директор предприятия Леонид Виленчик. — Что это? Поток нейтрино ультранизких энергий? Продольные электромагнитные волны? Тогда почему оно выходит за физические модели всех известных излучений?»

Псикванты полностью разрушают иммунную систему. Получается своего рода СПИД в новой упаковке, скрытый в лучах бытовых и медицинских лазеров. Но это означает, что на карту поставлено здоровье множества людей.

Начались поиски защиты от патогенного воздействия лазерного излучения. Специалисты предприятия нащупали направление, по которому надо двигаться. Однако для дальнейших исследований нужны достаточно большие средства, которыми ученые не располагают.

Таким образом, свет вновь показал нам, что он далеко не познан, что в нем есть неизвестные грани. Что же это может быть?

Нейтрино? Нет. Во-первых, оно почти неуловимо, и приборы «Электрона» вряд ли его обнаружили бы. Во-вторых, оно безвредно.

Продольные электромагнитные волны? Тоже нет. Продольное движение волн света само по себе невредно. И в тонком лазерном луче даже теоретически невозможно переплетение синусоид электромагнитной индукции, электромагнитных волн. Уравнения Максвелла тут неприменимы.

А вот мизерное сечение субквантов не препятствует их сжатию в луче.

Субквантовое содержание света дает основание предположить: лазерные псикванты — это энергомутанты.

У природы нет лазеров, токамаков и синхрофазотронов. То, что возникает в этих и им подобных сооружениях, природе несвойственно. Таковы трансурановые элементы, жгуты плазмы. Они — искусственные продукты деятельности исследователей. Таковы же, видимо, и побочные продукты лазерного излучения — псикванты.

В сгустке фотонов лазерного луча сталкиваются мириады субквантов, которые совмещаются и этим резко повышают частоту света, образуют фрагменты, всплески рентгеновского и гамма — излучения. Они-то и обладают большой проникающей способностью, разрушают эритроциты крови.

Нелинейная оптика, как известно, допускает такие различные сочетания фотонов, сложение их частоты. Экспериментальный замер частоты в лазерных лучах, вероятно, подтвердит суть такого рода энергомутантов.

Приставка «пси» (от греческого «псилос» — голый, лысый) к слову «квант» увеличивает число самых разнообразных применений этого некогда ясного и точного понятия. Квант стал модным словом, о смысле которого, похоже, не заботятся. Оно украшает вывески многих заведений, кафе и магазинов. В Москве, на Сухаревке, например, это магазин женского белья. Появилась компания «Квант интернешнл», причастная к нефти. Новосибирцы издали книгу Плоткина «Фонологические кванты», Фредерик Пол — бестселлер «Пришествие квантовых котов». Газета «Время МН» недавно писала о квантовых свойствах толстых журналов. Есть телесериал «Квантовый скачок». И т. д.

Но по физической сущности псикванты — это серьезно и опасно. Вряд ли можно устранить их в лазерном свете. Попытаться уменьшить или вовсе устранить их вредное влияние совершенно необходимо. И это возможно.

Есть любопытнейшее явление: свободное прохождение довольно слабых радиоволн через стены домов и полная непроходимость гораздо более энергичных фотонов видимого света даже через тонкий лист бумаги или картона.

Значит, есть вероятность, что, используя свойства различных материалов, можно найти способ защиты от вредоносных пси-квантов лазерных лучей.

Так, например, родство некоторых свойств субквантов и электронов, сходство их оптик, математического формализма их описания дают возможность сопоставить лазерное излучение с прохождением вещества электронами. В книге Валерия Рябова «Эффект каналирования» есть описание условий и принципов, применение которых при нейтрализации отрицательного воздействия псиквантов на здоровье может быть успешным.

И в книге лауреата Нобелевской премии Жореса Алферова «Физика и жизнь» ряд статей посвящен связи лазеров и гетерогенных сред. Отнюдь не исключено, что нейтрализовать псикванты можно применением гетерогенных материалов, уже много давших науке и технике.

Как бы то ни было, открытие псиквантового излучения — еще один шаг в познании света. А значит, у острословов остается все меньше оснований говорить, что свет — это самое темное место в физике.

ОТ ГЛАЗНЫХ ЛУЧЕЙ ДО ПСИКВАНТОВ

Давным-давно единственным оптическим прибором у человека были его глаза. Свет и зрение представлялись ему чем-то близким и общим. Дошедшие до нас первые попытки ответить на вопрос, что такое свет, связаны с образом лучей, которые исходили из глаз и освещали увиденное. Доводы к такому представлению о свете не отличались сложностью: закрывшие глаза ничего не видят, а глаза животных светятся в темноте.

Но уже в IV веке до нашей эры Аристотель возражал: «Если истечения дают видения, то почему мы не видим в темноте?» А Эмпедокл считал, что кроме глазных лучей есть и такие, которые идут от самих предметов. Платон предполагал иное: от предметов исходит флюид, и он встречается со светом, излучаемым глазами человека. Афинский ученый Эпикур и римский философ-поэт Лукреций Кар утверждали, что от светящихся тел отделяются тончайшие пленки, повторяющие форму видимых предметов. Попадая в глаза, такие пленки создают их точный облик.

Демокрит перенес идеи атомизма и на свет. Он полагал, что зрение вызывают мелкие атомы, испускаемые светящимися телами.

В этот период познания света Пифагор, Эвклид и Птолемей создали теорию отражения света и геометрической оптики. В XV веке оптика — в переводе «наука о зрении» — стала самостоятельным разделом физики.

XVII век по праву называют «золотым веком оптики». В те годы были открыты многие новые свойства света, изобретены телескоп и микроскоп. В 1604 году Кеплер объяснил действие очковых линз и описал явление полного отражения света. Точную формулировку закона преломления света нашли Снеллиус и Гюйгенс, Декарт и Ферма. В 1663 году Бойль описал явление интерференции, а в 1665 году Гримальди описал дифракцию. В том же году Ньютон произвел свои знаменитые опыты по разложению солнечного света призмами.

Это явление было известно еще в I веке, но осталось непонятым. Ньютон писал секретарю Королевского общества: «Цвета не являются, как думают обыкновенно, видоизменениями света, претерпеваемыми им при преломлении или отражении от естественных тел, но суть — первоначальные прирожденные свойства света». Он утверждал, что белый цвет — это совокупность простых цветов, составляющих спектр, а свет — поток мельчайших частиц.