Томаш посочи сноповете светлина върху фотографската плака, която служеше като екран.
— Виждаш ли тази картина? — попита той. — Ако светлината се състоеше от частици, както твърдял Нютон, на екрана щяха да се появят само две ивици светлина — едната минава през единия процеп, другата — през втория. Само че не това се случва, нали? Както сама виждаш, ивиците не са две, а пет.
— Да, наистина! — потвърди тя, като едва сега се заинтригува от демонстрацията. — Интересно. Всъщност трябва да бъдат две светли ивици — по една през всеки процеп, но те са пет. Защо става така?
— Защото светлината не е частица, а вълна — обясни историкът. — При преминаването си през двата процепа светлината интерферира и формира картина на последователни ивици на екрана.
— Схванах заключението, но не разбирам добре механизма…
Историкът взе бележника и с черен маркер нахвърли някаква схема.
— Виждаш ли? — попита той, показвайки рисунката. — Ето какво се случва: светлината от проектора тръгва от точка S и достига до преградата, но преминава през двата процепа, обозначени като S1 и S2. Оттам светлинните вълни, преминаващи през S1, интерферират със светлината, преминаваща през S2, по такъв начин, че светлината достига до екрана с по-голям интензитет не в две точки, както би се случило, ако това бяха частици, а в пет, отбелязани в схемата с B и D.
— Светлината има поведение на вълна.
— Точно така. Експериментът на Йънг показва, че Хюйгенс е бил прав, и убедил научната общност. Спорът изглеждал приключен. Само че за да обясни странните характеристики на излъчването на черните тела, които противоречали на очакванията на класическата физика, през 1900 г. немският физик Макс Планк намекнал, че електромагнитната енергия не се излъчва или абсорбира непрекъснато, а на порции, наречени кванти, като по този начин неволно формулира квантовата теория, която изследва микроскопичния свят на елементарните частици и атомите. Изявлението на Планк разрешавало проблема с излъчването на черните тела, за което класическата физика нямала логично обяснение. Все пак тезата на немския физик звучала толкова странно и сюрреалистично, че само един човек му обърнал внимание. — Историкът повдигна вежди. — Алберт Айнщайн.
— Най-големият учен на XX век…
— Въпреки резултатите от експеримента с двата процепа, Айнщайн вярвал, че светлината е съставена от частици. Затова прибягнал до идеята на Планк и през 1905 г. използвал понятието квант в разкриването на друга физична загадка — фотоелектричния ефект[28]. Айнщайн доказал, че тя може да бъде разрешена само ако се изходи от принципа, че светлината представлява частици, които се излъчват и абсорбират на порции — така наречените кванти.
Мария Флор разтърси глава и посочи към проектора и кадастрона с двата процепа.
— Извинявай, но не разбирам. Експериментът с двата процепа не доказа ли, че светлината е вълна? Защо казваш, че Айнщайн доказва, че тя е частица? В крайна сметка кое от двете?
Томаш се усмихна.
— Светлината е и вълна, и частица.
— В това няма логика. Аз или съм човешко същество, или не съм; ти или живееш в апартамент, или не живееш в апартамент; Португалия или се намира в Европа, или извън Европа; светлината е или вълна, или частица. Не може да е и двете неща едновременно.
— Да, но истината е, че светлината е и вълна, и частица.
— Как е възможно?
Историкът отново включи проектора и когато екранът светна, постави кадастрона с двата процепа срещу снопа светлина.
— Отговорът на този въпрос е сложен — предупреди той. — С появата на тази странна двойственост вълна — частица и с развитието на технологиите експериментът с двата процепа се усъвършенства, за да изследва поведението на светлината. Разбирайки, че светлината е също и частица — т. нар. фотон, учените открили начин да накарат проектора да излъчва само по един фотон.
— Възможно ли е това?
— Разбира се. — Томаш се наведе над проектора. — Може да проведем експеримента тук, ако искаш. Ето, гледай.
Историкът настрои фокуса и намали снопа светлина, докато той изчезна напълно. Тогава на екрана започнаха да се появяват точки — първо само една, после втора, трета и така нататък, на произволни интервали.
— Светлината изчезна.
— Не, проекторът продължава да излъчва светлина. Просто намалих излъчването на един фотон на около две секунди. Фотонът е толкова малък, че е практически невидим за човешкото око, но забележи, че този екран, снабден с фото умножител, всъщност е детектор за фотони, който регистрира всеки фотон през две секунди. Всяка точица на екрана съответства на една фотонна частица.
28
Фотоелектричният ефект, или накратко фотоефектът, представлява взаимодействие на светлина (фотони) с дадено вещество, при което от него се отделят електрони. Открит е от Хайнрих Херц през 1887 г., а законът за фотоефекта е изведен от Алберт Айнщайн през 1905 г. и му носи Нобелова награда за физика. — Б. пр.