Прерывное в непрерывном

В науке есть свой символизм. Слово «квант» родилось или, лучше сказать, получило гражданство

в науке вместе с XX веком. И любому, кого интересует «биография идей», история его рождения не может не показаться волнующей и даже трагичной.

Макс Планк был уже вполне зрелым ученым, когда его привлекла проблема излучения электромагнитных волн нагретыми телами. Формирование Планка, как и других ученых его поколения, протекало целиком под влиянием той величественной и, казалось, вполне законченной картины мира, которая именуется классической физикой. Здесь прочным фундаментом было ньютоновское понимание движения, и даже бурное развитие теории электромагнитного поля не внесло коренных изменений в его гармоничность и законченность.

0251.gif

Но наука сама является непрерывным движением. В ней самой вызревают силы, опрокидывающие любые «законченные» теории. Руками Макса Планка, классика в самом широком смысле этого слова, была пробита первая брешь в бастионе классической физики *). Врешь, которой суждено было расширяться и через которую хлынул вскоре такой поток новых идей, которого сам Планк не мог предвидеть. Он, по-видимому, до самого конца своей долгой жизни так и не смог полностью с этими идеями примириться.

Но в чем же состояло открытие Планка?

Вы помните, что совершенно неожиданно для физиков самая, казалось, строгая теория теплового излучения приводила к явно нелепым результатам вроде того, что человеческое тело должно ярко светиться. В поисках устранения этого вопиющего несоответствия между опытом и теорией Планк показал, что все трудности исчезают, если только предположить, что атомы испускают электромагнитную энергию отдельными порциями, которые были названы квантами. Заметьте, что из классической максвелловской электродинамики эти «порции» никак не вытекали. Больше того, они были для нее совершенно инородным телом.

Огромная заслуга Планка состояла в том, что он первым понял необходимость сделать логический скачок, принять предположение, противоречащее электродинамике Максвелла, чтобы добиться объяснения опытных фактов. Нужно в каком-то пункте пойти вразрез с классической теорией. Может быть, что-то во взаимодействии света с зарядами или в самих законах, управляющих электромагнитными волнами, было неточно? Планк не знал. Он установил факт. Объяснить его он не умел. А события развивались бурно.

Из того факта, что свет излучается порциями, еще не вытекает прерывистая структура самого светового луча. «Если пиво всегда продают в бутылках, содержащих пинту,— говорил Эйнштейн,— отсюда вовсе не следует, что пиво состоит из неделимых частей, равных пинте». Однако эксперименты по вырыванию светом электронов из вещества настойчиво указывали, что свет поглощается также только отдельными порциями. Излученная порция световой энергии сохраняет свою индивидуальность и в дальнейшем.

0252.gif

Впервые эта мысль была высказана Эйнштейном в 1905 году. В развитой им «эвристической точке зрения» свет всегда как бы складывается из отдельных порций, обладающих энергией и импульсом. Порция света оказывается неожиданно очень похожей на то, что всегда раньше связывалось с частицей.

1 2 3