Поведение фотонов как частиц — физическая реальность. Поведение фотонов как волн — такая же физическая реальность.
Даже у плитки с волнистой черепицей можно с легкостью обнаружить похожую двойственность свойств. Когда она падает с крыши и ударяет прохожего по голове, он ни в алей-шей степени не замечает ее волнистости, зато сполна ощущает ее массивность. Но когда мальчишка пробегает мимо потирающего затылок невезучего пешехода и босой ногой наступает на уцелевшую плитку, он не получает никакого представления об ее массе, зато довольно болезненно чувствует ее волнистость. Какова же плитка на самом деле?
У фотона двойственная природа: он частица-волна!
Видите, история вовсе не вернулась «на круги своя». Световые корпускулы Ньютона сменились световыми волнами Гюйгенса, а затем пришли корпускулы-волны — «кентавры», как лет пятнадцать назад назвал их наш известный теоретик М. А. Марков. (Вспомнил о мифических полулюдях-полуживотных и западный философ-физик Ф. Франк).. Но и корпускулярность этих «кентавров» совсем не та, какой наделил Ньютон свои частицы, и волнообразность их совсем иного рода, чем думали прежде приверженцы волновой теории.
Представление о волнах-частицах или о частицах-волнах — завоевание физики XX века. И неисчислимы последствия этого странного представления. Они так неожиданны и так глубоки, что один из создателей науки о микромире — Луи де Бройль — назвал открытие двойственности волн-частиц «наиболее драматическим событием в современной микрофизике».
Если бы эти слова произнес писатель или историк, никто не удивился бы. Каждый только подумал бы, что говорить о физических идеях как о драматических событиях, пожалуй, не очень уместно; однако спорить тоже не стоит: известное дело — писатели любят выражать свои мысли красиво, а историки — патетически… Но тут о драматизме идей заговорил сам ученый! И мы еще не раз почувствуем его правоту.
А теперь надо вернуться к началу этих «путевых заметок», чтобы посмотреть наконец, как удается физикам сделать невидимое и неслышное явным.
Романтика без романтики. — Кинокадры однообразного фильма. — Кто они, строители туманных тоннелей? — Физик имел право улыбнуться. — Летит релятивистская частица! — Что делать с подробностями? — «Поющие электроны». — История расточительства. — Грация экономного чуда. — Начало арагацкой легенды. — Миражи, миражи… — Остаются ли развалины от воздушных замков?
1
Невзначай возникшее в памяти облачко на Арагаце все стоит у меня перед глазами. Оно зовет на эту гору очарований и разочарований, но напоминает о вещах, от науки далеких. Впрочем, может быть, и не таких уж далеких?
