Неизбежность странного мира - [46]

Если бы мы «въехали в атом» и огляделись по сторонам, нам не удалось бы установить, где он кончается: мы не поняли бы, где надо вбивать колышки, дабы обозначить его наружные границы. И наш гномик Майкельсон, устроившись на протоне, собственно, затруднился бы сказать, на чем он там сидит. У частиц нет внешних стенок. С бильярдными шариками, с неизменными кирпичиками мироздания мы уже простились навсегда.

Ограниченность без границ! — так здесь начинаются трудности. Но не станем с ними бороться, чтобы они не победили нас. Как бы то ни было, ясно — «настоящую» частицу можно поднести на блюдечке. И это главное: Она «вещь».

А фотон? Как его поднести на блюдечке? Со всех точек зрения это невозможно. Находиться в покое фотон не может — тогда его попросту нет. А двигаться со скоростью фотона не может блюдечко. Но если фотон все-таки «вещь», то совершенно необычайная: с точки зрения любого наблюдателя, у него нет объема, ибо есть только два измерения — третье он потерял. Недаром никакой воображаемый наблюдатель не может оседлать фотон, недаром на фотон нельзя даже мысленно поместить часы — они не будут показывать время, нельзя к фотону прикрепить линейку — она не будет измерять длины, по крайней мере в направлении его полета. Словом, фотон не может служить обычным телом отсчета.

Между прочим, когда физик и его оппонент стали извлекать из нулевой массы покоя все свои удивительные выводы, они начали с того, что никакое физическое тело не может догнать частицу света. Это значило, что нельзя найти такое тело отсчета расстояний и времен, относительно которого фотон пребывал бы в покое. Но разве не должно было закрасться в наши головы одно возражение: а что, если взять в качестве тела отсчета времен и расстояний (а значит, и скоростей!) какой-нибудь другой фотон? Летят они рядом и друг по отношению к другу наверняка покоятся, и, следовательно, оба не существуют, у обоих исчезает масса. А так как они оба при этом все-таки существуют, то… Иными словами, мы попали бы в труднейшее положение, если бы фотон мог служить телом отсчета. Но такой роли он принципиально играть не может: в его распоряжении нет необходимых для этого идущих часов и протяженных линеек — ему как бы нечем измерять чужую скорость и описывать чужое движение.

11

Должно ли нас удивлять, что портрет фотона обладает такими «невещественными» чертами? Что же тут неожиданного? Кванты излучения — представители вовсе не вещества, а другой формы существования материи: силовых полей. Разве не было бы странно, если бы в световых частицах не обнаруживала себя их физическая природа?

А природа света давно не вызывает сомнений: это волновой процесс в эфи… Хорошо, что я вовремя запнулся. Нет, эфир исчез из физической картины мира. Однако волны остались. Все-таки без них невозможно было бы понять многие явления и прежде всего дифракцию — огибание светом препятствий. Раньше ученые говорили об электромагнитных колебаниях эфира. А когда оказалась нереальной эта колеблющаяся среда, что заменило ее в картине мира? Да ничто не заменило! Стало ясным, что материален сам свет.

Помните строку Маяковского: «…как свет умерших звезд доходит»? Излучение отдаленных небесных тел идет к нам миллионы лет. Звезда могла умереть, но свет ее молодости продолжает еще идти к нам.

Прежде думалось: туда, куда свет еще не дошел, не дошли колебания эфира, но сам эфир от века был там, есть и будет[4]. Теперь ясно, что туда не дошла еще сама материя света — электромагнитное поле, его энергия-масса. Это она растекается в пространстве со скоростью света. Что и как колеблется в материи поля — это особый вопрос. Но теперь по крайней мере понятно, почему электромагнитные волны любой длины, начиная от длиннейших радиоволн и кончая самыми короткими гамма-волнами, распространяются с одинаковой скоростью. Это как бы не их собственная скорость, а быстрота растекания той полевой материи, в которой они возбуждены, той материальной сущности, что покидает источник излучения и начинает существовать независимо от него.

Раньше промелькнула перед нами картинка: камень на удочке опущен в пруд и колеблется, возбуждая все новые и новые волны в воде. Чем быстрее он колеблется, тем чаще отчаливают волны. На более быстрые колебания нужна в единицу времени затрата большей энергии. Она передается от камня волнам, и они уносят ее на своих гребнях к берегам. Пусть камень совершит за секунду одно полное колебание — отчалит одна волна. Пусть в другой раз число колебаний будет в десять раз больше — за секунду отчалят десять волн, и они унесут соответственно больше энергии.

Теперь нужно совершить маленький подвиг воображения: представим себе, что пруд наш разросся в гигантский океан, так что от камня до берегов — 300 тысяч километров, а в океане этом пусть не будет никакой воды — пусть камень на удочке сам источает нечто волнообразно колеблющееся и это «нечто» спешит к берегам со скоростью света. Одно колебание в секунду — и одна волна докатывается за секунду до берега. Сто колебаний камня — и сто волн ударяют о берег в течение такого же секундного промежутка. А размах колебаний камня один и тот же, и поэтому сто волн приносят пропорционально больше энергии.