Квантовая теория завоевала себе право гражданства. Многие явления могут быть объяснены только с помощью этой теории.
Волновую теорию квантовая не отрицает. Каждая из этих теорий имеет свой круг вопросов, только ей подведомственных. Сейчас создается новая отрасль физики — волновая механика, воедино сливающая волновую и квантовую теории.
Явления, изучавшиеся Столетовым, способствовали пересмотру старых физических представлений, подготовили приход новой эры в физике.
Квантовая теория открыла в физике новую замечательную эпоху, завоевала себе широкий мир применения. Но свет обладает двойственной природой — и корпускулярной и волновой. Поэтому квантовая теория не упразднила волновую теорию, она сосуществует с нею. Целый ряд физических явлений может быть объяснен только с точки зрения волновой теории, в частности такие явления, как спектральное разложение света, преломление света, интерференция и т. д.
Но есть обширный круг явлений, куда волновая теория не вхожа, — это фотоэффект, это явление излучения энергии нагретыми телами и т. д.
Квантовая теория распространила свое влияние и на атомную физику. Она стала вместе с электронной теорией, также во многом обязанной своим рождением освоению наследия Столетова, тончайшим орудием в исследовании мира сверхмельчайшего, мира атомов, электронов, протонов, фотонов и т. д.
Новая физика, когда-то носившая отвлеченный, теоретический характер, за недолгий срок, на наших глазах воплотилась в технику.
Это неизбежный путь любой самой абстрактной теории, иначе и быть не может. Так называемая «чистая наука», «наука для науки» — это миф. Не было, нет и не может быть бесполезной науки. Бесполезна только лженаука, порой искусно маскирующаяся под науку, — бесплодная, пустопорожняя возня, прикидывающаяся научным исследованием.
Настоящее же знание — всегда для жизни, для людей. Какими бы поначалу ни казались далекими от практики научные открытия, они обязательно — рано или поздно — проложат себе дорогу к океану практических дел, подобно тому, как сильно забивший родник пробивает дорогу к морю, превратившись по пути в могучую реку.
Множество примеров тому дал XX век. Неэвклидова геометрия Лобачевского — уж что может быть отвлеченнее! — но и она нашла применение. Ее идеи лежат в фундаменте теории относительности. Эта теория, которая долгое время выглядела чистейшей абстракцией, ныне служит практике — ее формулы нужны конструкторам ядерных ускорителей и проектировщикам атомных реакторов.
А давление света?
Непревзойденными рекордными экспериментами Лебедева восхищались, но кто мог помыслить, что его исследования дадут что-то практике? А они дали. Опыты Лебедева показали, что свет обладает массой тем большей, чем свет ярче, чем больше его энергия. Удивительная связь между энергией и массой потом была выражена в знаменитой формуле Эйнштейна Е = mс2 — ныне главной формуле атомной энергетики.
Давление света и само по себе существенное явление. Солнечные лучи, как ветер, отдувают хвост кометы.
Если свет очень ярок, то его давление заметная сила. Рассчитывая действие термоядерного взрыва, физики обязаны учитывать и давление света.
Совершенно в новом аспекте предстает явление, изученное Лебедевым, в свете изобретения последнего времени — квантовых генераторов, за создание которых членам-корреспондентам Академии наук СССР Н. Басову и А. Прохорову и американскому физику И. Таунсу присуждена Нобелевская премия 1964 года.
Луч лазера в миллион раз ярче, чем свет Солнца. Тонкий испепеляющий лучик лазера прожигает самые твердые материалы, проделывает в них тончайшие отверстия.
Мощные лазеры дают свет такой интенсивности, что, рассчитывая действия их лучей, надо принимать во внимание и силу светового давления.
В научной печати рассматривались проекты использовать лучи лазеров для «подправления» траектории искусственного спутника Земли: подталкивая его вверх лучами, не давать ему снижаться, удерживать спутник на стационарной орбите.
Разумеется, из того факта, что самое поначалу абстрактное знание будет рано или поздно помогать практике, отнюдь не следует, что ученый обязан все наперед знать о своем открытии.
Как вреден науке узкий до беспредельности практицизм с его ультимативным требованием дать сейчас же — «вынь да положь» — немедленный ответ: «А зачем нужно это открытие, что оно даст?»
Настроенный чрезвычайно практически лорд спрашивал Фарадея, зачем изучать какие-то курьезные электрические явления, тратить время на такие пустяки. Применяясь к образу мышления своего высокопоставленного собеседника, Фарадей ответил, что наступит время, когда электричество будут облагать налогами.
Реализация открытия наступит, обязательно наступит. Рано или поздно. Говоря о прошлых временах, чаще приходится употреблять второе из этих наречий.
Наступление армии, как известно, начинается с разведки. Есть свои разведчики и у великой армии труда, покоряющей природу, — люди, первыми вторгающиеся в незнаемое, непознанное, неразгаданное: ученые, изобретатели, новаторы.
Разведчики всегда, во все времена вырывались вперед. Но как медленно когда-то шло к ним подкрепление!
Две с половиной тысячи лет отделяют дни, когда натертый янтарь в руках Фалеса Милетского заставил взлететь пушинку, от времени, когда электричество стало делать настоящую работу. Почти две тысячи раз успела обежать Земля вокруг Солнца, пока человечество от первой вертушки Герона Александрийского пришло к первой паровой турбине. Долог был путь от открытия до изобретения, и медленно входили изобретения в жизнь, неторопливо расселялись по планете. Уж где-то запыхтел паровичок, но долго еще люди продолжали передвигаться в дилижансах, омнибусах, телегах. Засиял в лаборатории трепещущий волосок электрической лампы, но в домах еще с полвека чадили лучины, мерцали свечи, горели керосиновые лампы.
Как же волшебно сократилось в наши дни время от научного открытия до реализации основанного на нем изобретения! Как стремительно врывается главная сила — производство — в проделанный наукой проход!
Давно ли стало известно, что ядра атомов урана можно разрушить, обстреливая их нейтронами?.. Подождите! Давно ли мы вообще узнали, что у атома есть ядро? А уже в 1954 году подмосковные колхозы были поставлены в снабжении электрической энергией на атомное довольствие и в доилках заработал ток первой в мире атомной электростанции.
Сокращение расстояния от открытий до изобретений сильно убыстрилось уже во второй половине XIX века.
Первый в мире фотоэлемент Столетова очень скоро стал родоначальником целого семейства «электрических глаз».
Всего лишь через 17 лет после опытов Столетова изучение электрических явлений в разреженных газах привело к изобретению электронной лампы — младшей сестры фотоэлемента. Вакуумная установка Столетова явилась прообразом этого замечательного прибора. Ведь и в этой лампе трудятся электроны, летящие через пустоту. Но только здесь они покидают металл электрода не под действием света, а под действием высокой температуры.
Инженеры находили все новую и новую работу фотоэлементам — видящим приборам — и электронной лампе, ставшей мастером на все руки. Электронные лампы могут превращать переменный ток в постоянный, усиливать в сотни тысяч раз слабые токи, генерировать радиоволны. Электронная лампа удесятерила могущество великого русского изобретения — радио, открыла в радиотехнике новую главу. Она стала сердцевиной и радиопередатчиков и радиоприемников. С приходом этой лампы в радиовещание сразу же неслыханно возросла деятельность радиопередач. Эта лампа сделала возможным передачу по радио не только сухого треска точек и тире телеграфной азбуки, но и человеческого голоса и музыки.