Андрей Сахаров - страница 4
Человек, бросавший когда-либо мяч, и без формул знает: чем больше масса мяча и скорость, тем сильнее толкнет мяч того, в кого попадет. Иначе говоря,
(физик уточнит это равенство словами «на единицу площади за единицу времени»).
Учитывая это, слегка перепишем знаменитую формулу:
Значит, чтобы подсчитать световое давление p надо энергию света разделить на скорость света – огромную величину, равную около 300 тысяч километров в секунду. Поскольку делить надо на столь большое число, давление света очень мало. В этом был корень всех трудностей экспериментаторов вплоть до Лебедева.
А теоретикам трудно было уложить новые идеи в рамки тогдашних научных представлений. Британская идея электромагнитного поля, заполняющего пространство, была особенно чужеродной для германской физики, которая знала лишь заряды и силы, действующие между ними. Несколько десятилетий в науке царила неопределенность – не было оснований отвергнуть идеи Фарадея – Максвелла и не хватало духу поверить в них.
В физике самый надежный путь к вере – опыт, и как раз опыты германского ученого Генриха Герца подтвердили теорию Максвелла. Герц скептически смотрел на британские формулы, однако сумел их воплотить «в железе», а в результате убедился сам и убедил других, что электромагнитные колебания могут путешествовать без проводов, и действительно со скоростью света. Однако давление света оставалось под вопросом. В него не верил даже соотечественник Максвелла, лорд Кельвин, хотя он получил дворянство за научные заслуги в области электричества – а именно за участие в знаменитом проекте трансатлантического телеграфа.
Обнаружить световое давление могла бы вертушка Крукса, если ее как следует усовершенствовать. Прежде всего, надо было удалить из-под колпака воздух, мешавший измерениям. К тому времени, когда Лебедев познакомился с проблемой, его опытные коллеги научились откачивать воздух на 99,999 %. Однако и этого остатка было слишком много – слабенькие веяния воздуха все еще во много раз превышали силу светового давления.
И вот за дело, начатое англичанами, взялся русский физик, получивший отличное немецкое образование в полуфранцузском Страсбурге. Тогда, на рубеже ХХ века тридцатилетний Лебедев был в расцвете сил, и все они ему пригодились, чтобы сделать то, что не давалось многоопытному Круксу – Лебедев придумал, как уменьшить долю остающегося под колпаком воздуха еще в сто раз и добился, наконец, чтобы помехи стали меньше светового давления. Несколько лет потребовалось на ловлю эффекта, незаметного даже для самой маленькой блохи. Это, конечно, удивительно, но… кому нужны столь легковесные измерения?
В предыдущих абзацах есть искусные англичане, русский умелец и блоха – все необходимое, чтобы вспомнить знаменитый сказ Лескова о Левше. Там, однако, русские мастера подковали «аглицкую» блоху, но при этом она утратила прыгучесть. Лебедев же свою блоху подковал, чтобы она лучше прыгала. И он старался, потому что эта прыгучесть была важна для науки – для мировой науки. Результат его опытов, несмотря на малость измеренной им величины, отвечал на большой вопрос того времени.
Вот почему доклад Лебедева о его экспериментах на Международном конгрессе физиков 1900 года[2] быстро сделали ему имя, и заодно вынудили именитого Кельвина признать, наконец, электродинамику Максвелла.
«Нам не дано предугадать, как слово наше отзовется…» Это наблюдение поэта в полной мере относится и к истории науки. Герц не верил, что открытые им электромагнитные волны можно использовать для дальней связи. Лебедев думал, что его опыты объяснят силы между молекулами. Однако судьба полученного результата часто не зависит от намерений и надежд авторов. Через семь лет после опытов Герца родилась радиосвязь. Через пять лет после опытов Лебедева теория Максвелла нашла свое завершение в теории относительности Эйнштейна. Кратчайшим изложением теории относительности и главным ее результатом стала та самая формула E = mc², с помощью которой мы прояснили опыты Лебедева. Однако фактический ход событий был противоположным: опыт Лебедева, окончательно убедив физиков в правильности теории Максвелла, упрочил фундамент, на котором предстояло строить и не раз перестраивать здание физики нового века.