Физики о физиках - [4]

В наш век радио можно и не говорить, что любому школьнику известно, что такое электромагнитное излучение, электромагнитные волны. Они просто стали бытом, повседневностью всех и каждого.

Однако ведь еще и ста лет не прошло, как Максвелл, один из величайших физиков, предсказал это явление. Любое изменение электрического поля влечет за собой изменение магнитного поля и наоборот. Эти попеременные колебания полей сопровождаются излучением электромагнитной энергии, которая в виде волн распространяется в пространстве. Новое, совершенно неизвестное тогда науке явление Максвелл открыл теоретически, как неизбежное следствие своих уравнений — знаменитых ныне уравнений Максвелла.

Если раньше внимание физиков привлекали электрические токи, заряженные тела, заряды, то Максвелл перенес внимание на поле. Ареной действия стало пространство, а главными действующими лицами — электрические и магнитные поля или их количественная характеристика — величина напряженности поля.

Уравнения Максвелла есть, по существу, самое лаконичное, самое красивое и в то же время самое общее и полное описание электромагнитных явлений. То есть описание возникновения электрических и магнитных полей, их взаимодействия, их «работы», их распространения.

Высшим достижением теории Максвелла по праву считается предсказание электромагнитного излучения — никем еще тогда не «пойманного», никак себя не обнаруживающего, почти гипотетического. Максвеллу удалось рассчитать и скорость, с которой электромагнитные волны должны распространяться в пространстве. Число это было физикам знакомо. Оно почти не отличалось от ранее измеренной ими скорости света. Такое совпадение позволило Максвеллу с полной убежденностью заключить, что видимый свет есть не что иное, как один из видов электромагнитного излучения.

Удивительна все-таки инерция мышления человека. Правда, может быть, она есть некое выражение его стремления к устойчивости — и понятий и всего мироздания.

Меньше всего, по идее, такой инертности должны быть подвержены ученые, ведь им сама профессия велит обладать подвижностью и гибкостью мысли при их диалогах с природой; да и со своими собратьями тоже. А между тем сколько есть примеров, когда косностью оказывались больны именно люди науки.

Это довольно легко объяснимо, когда открытие ломает укоренившиеся представления, ниспровергает принятые всеми истины. Так было с неэвклидовой геометрией, а в нашем веке — с теорией относительности.

Теория Максвелла ничего такого сверхпарадоксального, противоречащего здравому смыслу в себе не несла. Тем не менее ее поначалу не поняли, не приняли и не оценили. Как не оценили и гениальность ее творца.

Может быть, в данном случае, причина такого неприятия лежала главным образом не в труднодоступных и ошеломляющих идеях, какими были, как известно, идеи неэвклидовой геометрии и теории относительности. Она заключалась в сложном для большинства физиков тех дней математическом аппарате. Кстати, сложности математического изложения неэвклидовой геометрии и теории относительности тоже были немалым дополнительным препятствием на их пути к признанию.

Но если правильность неэвклидовой геометрии была доказана непротиворечивостью всей ее конструкции, то справедливость общей теории относительности доказывали и подтверждали не столько логикой, сколько экспериментальными следствиями теории, прежде всего отклонением лучей света в поле тяготения и аномальным, необъяснимым ньютоновской механикой смещением перигелия Меркурия.

Подобным же образом теорию Максвелла можно было утвердить, экспериментально доказав правильность ее следствий.

Эксперименты, подтверждавшие и утвердившие общую теорию относительности, были проведены, пусть не буквально, на глазах у Эйнштейна. Он присутствовал при полном ее признании и торжестве. Максвелл не дождался экспериментального подтверждения и торжества электромагнитной теории.

Немецкий физик Генрих Герц лишь через несколько лет после смерти Максвелла создал вибратор, который генерировал электромагнитное излучение. Герц не только получил электромагнитные волны, но и доказал экспериментально, что скорость распространения их та же, что и скорость света.

Вторым из предсказанных Максвеллом главных следствий его теории было давление света. В «Трактате по электричеству и магнетизму» ученый писал:

«В среде, в которой распространяется волна, появляется в направлении ее распространения давящая сила, которая во всякой точке численно равна количеству находящейся в волне энергии, отнесенной к единице объема. Если положить, что в ясную погоду солнечный свет, поглощаемый одним квадратным метром, дает 123,1 килограммометра энергии в секунду, то на эту поверхность он давит в направлении своего падения с силой 0,41 миллиграмма».

Чтобы утвердить теорию Максвелла, надо было доказать существование этого ничтожного давления и измерить его величину. Такую задачу поставил перед собой Петр Николаевич Лебедев: как бы ни было трудно — измерить давление света, доказать, что оно не фикция, не домысел, а явление, реально существующее в природе. Кстати, и эффекты, подтверждавшие грандиозную общую теорию относительности, тоже очень малы по величине и тоже были весьма трудны для измерения.