Mokslininkai mėgsta sakyti, kad bet kuri teorija yra ko nors verta, jei ją galima pateikti paprasta kalba, prieinama daugiau ar mažiau pasirengusiam pasauliečiui. Akmuo krenta ant žemės tokiu ir tokiu lanku tokiu ir tokiu greičiu, sako jie, ir jų žodžius patvirtina praktika. X tirpale pridėta medžiaga X taps mėlyna, o į tą patį tirpalą pridėta medžiaga Z taps žalia. Galų gale beveik viskas, kas mus supa kasdieniniame gyvenime (išskyrus daugybę visiškai nepaaiškinamų reiškinių), yra arba paaiškinta mokslo požiūriu, arba netgi, kaip, pavyzdžiui, bet kuri sintetika, yra jos produktas.
Tačiau esant tokiam esminiam reiškiniui kaip šviesa, viskas nėra taip paprasta. Pirminiame, kasdieniame lygmenyje viskas atrodo paprasta ir aišku: yra šviesa, o jos nebuvimas yra tamsa. Lūžusi ir atspindėta šviesa būna skirtingų spalvų. Esant ryškiai ir silpnai apšviestiems objektams, matomi skirtingai.
Bet jei pasigilinsite šiek tiek giliau, paaiškės, kad šviesos prigimtis vis dar neaiški. Fizikai ilgai ginčijosi, tada priėjo prie kompromiso. Tai vadinama „bangos-korpuso dualizmu“. Žmonės apie tokius dalykus sako „nei man, nei tau“: vieni šviesą laikė dalelių-korpusų srautu, kiti manė, kad šviesa yra bangos. Tam tikru mastu abi pusės buvo teisingos ir neteisingos. Rezultatas yra klasikinis traukimas-stūmimas - kartais šviesa yra banga, kartais - dalelių srautas, sutvarkykite patys. Kai Albertas Einšteinas paklausė Nielso Bohro, kas yra šviesa, jis pasiūlė šį klausimą iškelti vyriausybei. Bus nuspręsta, kad šviesa yra banga, o fotoelementus teks uždrausti. Jie nusprendžia, kad šviesa yra dalelių srautas, o tai reiškia, kad difrakcinės grotelės bus uždraustos.
Žemiau pateiktas faktų pasirinkimas, žinoma, nepadės išsiaiškinti šviesos prigimties, tačiau tai ne visa aiškinamoji teorija, o tik paprastas žinių apie šviesą susisteminimas.
1. Iš mokyklos fizikos kurso daugelis prisimena, kad šviesos ar, tiksliau, elektromagnetinių bangų sklidimo vakuume greitis yra 300 000 km / s (iš tikrųjų 299 793 km / s, tačiau tokio tikslumo nereikia net atliekant mokslinius skaičiavimus). Šis fizikos greitis, kaip ir Puškinas literatūrai, yra mūsų viskas. Kūnai negali judėti greičiau nei šviesos greitis, didysis Einšteinas palikimas mums. Jei staiga kūnas leidžia sau viršyti šviesos greitį net metru per valandą, tai pažeis priežastingumo principą - postulatą, pagal kurį būsimas įvykis negali paveikti ankstesnio. Ekspertai pripažįsta, kad šis principas dar neįrodytas, tačiau pastebi, kad šiandien jis yra nepaneigiamas. Kiti specialistai metų metus sėdi laboratorijose ir gauna rezultatus, kurie iš esmės paneigia pamatinę figūrą.
2. 1935 m. Postulatą apie neįmanoma įveikti šviesos greitį sukritikavo iškilus sovietų mokslininkas Konstantinas Ciolkovskis. Kosmonautikos teoretikas elegantiškai pagrindė savo išvadą filosofijos požiūriu. Jis rašė, kad Einšteino išvesta figūra yra panaši į Biblijos šešias dienas, kurių prireikė pasauliui sukurti. Tai tik patvirtina atskirą teoriją, tačiau jokiu būdu negali būti visatos pagrindas.
3. Dar 1934 m. Sovietų mokslininkas Pavelas Cherenkovas, skleisdamas skysčių spindesį veikiamas gama spinduliuotės, atrado elektronus, kurių greitis tam tikroje terpėje viršijo šviesos fazinį greitį. 1958 m. Cherenkovas kartu su Igoriu Tammu ir Ilya Franku (manoma, kad pastarieji du padėjo Cherenkovui teoriškai pagrįsti atrastą reiškinį) gavo Nobelio premiją. Nei teoriniai postulatai, nei atradimas, nei prizas neturėjo jokio poveikio.
4. Sąvoka, kad šviesa turi matomus ir nematomus komponentus, galutinai susiformavo tik XIX a. Tuo metu dominavo šviesos bangų teorija, o fizikai, suskaidę akimi matomą spektro dalį, žengė toliau. Pirmiausia buvo atrasti infraraudonieji spinduliai, o paskui - ultravioletiniai spinduliai.
5. Kad ir kokie skeptiški mes būtų ekstrasensų žodžiai, žmogaus kūnas tikrai skleidžia šviesą. Tiesa, jis toks silpnas, kad jo neįmanoma pamatyti plika akimi. Toks švytėjimas vadinamas itin mažu švytėjimu, jis turi terminį pobūdį. Tačiau buvo užfiksuoti atvejai, kai visas kūnas ar atskiros jo dalys spindėjo taip, kad tai būtų matoma aplinkiniams žmonėms. Visų pirma 1934 m. Gydytojai pastebėjo astma sergančios anglės Annos Monaro švytėjimą krūtinės srityje. Švytėjimas dažniausiai prasidėjo krizės metu. Ją baigus, švytėjimas dingo, paciento pulsas trumpam paspartėjo ir temperatūra pakilo. Toks švytėjimas atsiranda dėl biocheminių reakcijų - skraidančių vabalų švytėjimas turi tą patį pobūdį - ir kol kas neturi jokio mokslinio paaiškinimo. Ir norėdami pamatyti itin mažą paprasto žmogaus švytėjimą, turime pamatyti 1000 kartų geriau.
6. Idėjai, kad saulės šviesa turi impulsą, tai yra, gali fiziškai paveikti kūnus, netrukus sukaks 150 metų. 1619 m. Johanesas Kepleris, stebėdamas kometas, pastebėjo, kad bet kurios kometos uodega visada nukreipta griežtai priešinga Saulės link. Kepleris pasiūlė, kad kometos uodega būtų atitraukta kai kurių medžiagų dalelių. Tik 1873 m. Vienas pagrindinių pasaulio mokslo istorijos tyrinėtojų Jamesas Maxwellas pasiūlė, kad kometų uodegas paveikė saulės šviesa. Ilgą laiką ši prielaida išliko astrofizine hipoteze - mokslininkai konstatavo faktą, kad saulės šviesa turi impulsą, tačiau jie negalėjo to patvirtinti. Tik 2018 m. Britų Kolumbijos universiteto (Kanada) mokslininkams pavyko įrodyti pulso buvimą šviesoje. Norėdami tai padaryti, jiems reikėjo sukurti didelį veidrodį ir pastatyti jį į kambarį, izoliuotą nuo visų išorinių poveikių. Apšvietus veidrodį lazerio spinduliu, jutikliai parodė, kad veidrodis vibruoja. Vibracija buvo mažytė, jos net neįmanoma išmatuoti. Tačiau įrodyta, kad yra lengvas slėgis. Idėja vykdyti kosminius skrydžius pasitelkiant milžiniškas ploniausias saulės bures, kurią mokslinės fantastikos rašytojai išreiškė nuo XX a. Vidurio, iš esmės gali būti įgyvendinta.
7. Šviesa, tiksliau sakant, jos spalva veikia net visiškai aklus žmones. Amerikiečių gydytojas Charlesas Zeisleris po kelerių metų tyrimų dar penkerius metus užtruko skylę mokslinių redaktorių sienoje ir paskelbė dokumentą apie šį faktą. Zeisleriui pavyko išsiaiškinti, kad žmogaus akies tinklainėje, be įprastų už regėjimą atsakingų ląstelių, yra ląstelių, tiesiogiai susijusių su smegenų regionu, valdančiu paros ritmą. Šių ląstelių pigmentas yra jautrus mėlynai spalvai. Todėl mėlynos spalvos apšvietimas - atsižvelgiant į šviesos temperatūros klasifikaciją, tai yra šviesa, kurios intensyvumas viršija 6500 K - neregius paveikia taip pat mieguistai, kaip ir įprasto regėjimo žmones.
8. Žmogaus akis yra absoliučiai jautri šviesai. Ši garsi išraiška reiškia, kad akis reaguoja į kuo mažesnę šviesos dalį - vieną fotoną. 1941 m. Kembridžo universitete atlikti eksperimentai parodė, kad žmonės, net turėdami vidutinį regėjimą, reagavo į 5 iš 5 jų kryptimi siunčiamų fotonų. Tiesa, tam akys per kelias minutes turėjo „priprasti“ prie tamsos. Nors šiuo atveju teisingiau vartoti žodį „prisitaikyti“, o ne „priprasti“ - tamsoje akių kūgiai, atsakingi už spalvų suvokimą, palaipsniui išsijungia, o lazdelės pradeda veikti. Jie suteikia vienspalvį vaizdą, tačiau yra daug jautresni.
9. Šviesa yra ypač svarbi tapybos sąvoka. Paprasčiau tariant, tai yra drobės fragmentų apšvietimo ir šešėlių atspalviai. Ryškiausias paveikslo fragmentas yra akinimas - vieta, iš kurios žiūrovo akyse atsispindi šviesa. Tamsiausia vieta yra paties pavaizduoto objekto ar asmens šešėlis. Tarp šių kraštutinumų yra keletas - yra 5 - 7 - gradacijos. Žinoma, mes kalbame apie objektų tapybą, o ne apie žanrus, kuriuose menininkas siekia išreikšti savo pasaulį ir pan. Nors iš tų pačių dvidešimtojo amžiaus pradžios impresionistų į tradicinę tapybą pateko mėlyni šešėliai - prieš juos šešėliai buvo dažomi juodai arba pilkai. Ir vis dėlto - tapyboje laikoma bloga forma padaryti ką nors lengvo su balta spalva.
10. Yra labai įdomus reiškinys, vadinamas sonoliuminescencija. Tai yra ryškus šviesos blyksnis skystyje, kuriame sukuriama galinga ultragarso banga. Šis reiškinys buvo aprašytas dar 1930-aisiais, tačiau jo esmė buvo suprasta po 60 metų. Paaiškėjo, kad veikiant ultragarsui, skystyje susidaro kavitacijos burbulas. Kurį laiką jis padidėja, o tada smarkiai žlunga. Šio žlugimo metu išsiskiria energija, suteikianti šviesą. Vieno kavitacinio burbulo dydis yra labai mažas, tačiau jie pasirodo milijonais, suteikdami stabilų švytėjimą. Ilgą laiką sonoliuminescencijos tyrimai atrodė kaip mokslas vardan mokslo - kam įdomūs 1 kW galios šviesos šaltiniai (o tai buvo puikus pasiekimas XXI amžiaus pradžioje) su didžiulėmis sąnaudomis? Juk pats ultragarso generatorius elektros energiją sunaudojo šimtus kartų daugiau. Nuolatiniai eksperimentai su skystomis terpėmis ir ultragarso bangos ilgiais šviesos šaltinio galią palaipsniui padidino iki 100 W. Kol kas toks švytėjimas trunka labai trumpai, tačiau optimistai mano, kad sonoliuminescencija leis ne tik gauti šviesos šaltinius, bet ir sukelti termobranduolinę sintezės reakciją.
11. Atrodytų, kas gali būti bendro tarp tokių literatūros veikėjų kaip pusiau išprotėjęs inžinierius Garinas iš Aleksejaus Tolstojaus „Inžinieriaus Garino hiperboloido“ ir praktinio gydytojo Clobonny iš Žiulio Verne'o knygos „Kapitono Hattero kelionės ir nuotykiai“? Garinas ir Clawbonny sumaniai panaudojo šviesos spindulių fokusavimą, kad būtų sukurta aukšta temperatūra. Tik daktaras Clawbonny, iškirpęs objektyvą iš ledo luito, sugebėjo užsidegti ir paganyti save ir savo draugus nuo bado ir šalčio mirties, o inžinierius Garinas, sukūręs sudėtingą aparatą, šiek tiek primenantį lazerį, sunaikino tūkstančius žmonių. Beje, užsidegti lediniu objektyvu yra visai įmanoma. Kiekvienas gali pakartoti daktaro Clawbonny patirtį užšaldant ledą įgaubtoje plokštelėje.
12. Kaip žinote, puikus anglų mokslininkas Isaacas Newtonas pirmasis padalijo baltą šviesą į vaivorykštės spektro spalvas, prie kurių esame įpratę šiandien. Tačiau iš pradžių Niutonas savo spektre suskaičiavo 6 spalvas. Mokslininkas buvo daugelio mokslo šakų ir tuometinių technologijų ekspertas, tuo pačiu metu aistringai pamėgęs numerologiją. Ir joje skaičius 6 laikomas velnišku. Todėl Niutonas, po ilgų svarstymų, Niutonas į spektrą įtraukė spalvą, kurią jis pavadino „indigo“ - mes ją vadiname „violetine“, o spektre buvo 7 pagrindinės spalvos. Septyni yra laimingas skaičius.
13. Strateginių raketų pajėgų akademijos istorijos muziejuje rodomas veikiantis lazerinis pistoletas ir lazerinis revolveris. „Ateities ginklas“ buvo pagamintas akademijoje dar 1984 m. Profesoriaus Viktoro Sulakvelidze vadovaujama mokslininkų grupė visiškai susitvarkė su rinkinio kūrimu: pagaminti nemirtinus lazerinius šaulių ginklus, kurie taip pat negali prasiskverbti į erdvėlaivio odą. Faktas yra tas, kad lazeriniai pistoletai buvo skirti orbitoje esančių sovietų kosmonautų gynybai. Jie turėjo apakinti oponentus ir pataikyti į optinę įrangą. Ryškus elementas buvo optinis pumpuojantis lazeris. Kasetė buvo analogiška blykstės lemputei. Šviesą iš jos sugėrė optinis pluoštas, generavęs lazerio spindulį. Sunaikinimo nuotolis siekė 20 metrų. Taigi, priešingai nei sakoma, generolai ne visada ruošiasi tik praeities karams.
14. Senovės vienspalviai monitoriai ir tradiciniai naktinio matymo prietaisai pateikė žalius vaizdus ne išradėjų užgaidoje. Viskas buvo daroma pagal mokslą - spalva parinkta taip, kad ji kuo mažiau vargintų akis, leistų žmogui išlaikyti susikaupimą ir tuo pačiu suteiktų aiškiausią vaizdą. Pagal šių parametrų santykį buvo pasirinkta žalia spalva. Tuo pačiu metu buvo nustatyta iš anksto ateivių spalva - vykdant ateivių žvalgybos paiešką 1960-aisiais, iš kosmoso gautų radijo signalų garsinis rodymas monitoriuose buvo rodomas žalių piktogramų pavidalu. Gudrūs žurnalistai iškart sugalvojo „žaliuosius žmogeliukus“.
15. Žmonės visada stengėsi apšviesti savo namus. Net senovės žmonėms, dešimtmečius laikiusiems ugnį vienoje vietoje, ugnis tarnavo ne tik maisto ruošimui ir šildymui, bet ir apšvietimui. Bet norint sistemingai apšviesti gatves, prireikė tūkstantmečių civilizacijos vystymosi. XIV – XV amžiuje kai kurių didelių Europos miestų valdžia ėmė įpareigoti miestiečius apšviesti gatvę priešais savo namus. Tačiau pirmoji tikrai centralizuota gatvių apšvietimo sistema dideliame mieste atsirado tik 1669 m. Amsterdame. Vietinis gyventojas Janas van der Heydenas pasiūlė žibintus pastatyti visų gatvių pakraščiuose, kad žmonės mažiau patektų į daugybę kanalų ir būtų patirti nusikalstamų išpuolių. Haydenas buvo tikras patriotas - prieš kelerius metus jis pasiūlė Amsterdame sukurti ugniagesių komandą. Ši iniciatyva yra baudžiama - valdžia pasiūlė Haydenui imtis naujo varginančio verslo. Apšvietimo istorijoje viskas vyko kaip piešinys - Haydenas tapo apšvietimo tarnybos organizatoriumi. Miesto valdžios nuopelnas turėtų būti pažymėtas, kad abiem atvejais iniciatyvus miesto gyventojas gavo gerą finansavimą. Haydenas mieste įrengė ne tik 2500 žibintų stulpų. Jis taip pat išrado specialią tokio sėkmingo dizaino lempą, kad „Hayden“ lempos Amsterdame ir kituose Europos miestuose buvo naudojamos iki XIX amžiaus vidurio.
