О чем рассказывает свет

Кристаллы и были использованы в качестве дифракционной решетки для рентгеновских излучений. В этой решетке «преграды» и «щели» — это сами атомы и промежутки между ними. А атомы лежат не на плоскости, а расположены в пространстве. Но рассчитать дифракцию от такой решетки можно. В 1912 году физики подвергли кристалл рентгеновскому облучению и получили его дифракционный спектр. Природа рентгеновских излучений была установлена: это электромагнитные излучения, как и радиоволны, как и видимый свет.

Два крупных физика-кристаллографа — русский ученый Ю. В. Вульф и англичанин В. Брэгг одновременно установили, как можно рассчитать длину волны рентгеновских излучений, если известно расстояние между слоями атомов в кристаллической решетке и дана самая картина спектра. Формула, выражающая эту связь, называется формулой Вульфа — Брэгга.

На примере развития техники спектрального анализа видно, что по мере того, как возникают трудности и ставится новая задача, находятся и пути ее разрешения.

О природе света

Борьба материализма и идеализма в физике

В этой книжке мы уже видели, как сложен путь науки. Сколько было споров о том, что такое свет — поток частиц или череда волн! Казалось, что в XIX веке этот спор был решен окончательно, притом решен в пользу волновой природы света. Этот вывод подтверждали все опыты, об этом говорила и стройная систематика излучений — шкала электромагнитных излучений, отличающихся друг от друга только длинами волн. Однако в XX веке споры эти разгорелись вновь и на новой основе.

Казалось бы, что все это — чисто физические споры. И решаться они должны легко: в чью пользу говорит опыт, тот и прав. Сама природа дает ответ, разрешает все сомнения.

На самом деле вопрос не так прост. Ведь иногда новый экспериментальный материал приводит к необходимости менять старые представления. Происходит бурная ломка понятий. Возникает вопрос о том, какова же ценность тех представлений, которые мы сначала создаем, а затем сами должны менять. К чему они относятся — к объективному миру вне нас или же это только способ «упорядочить» наши собственные восприятия? Так наступает кризис познания.

Сомнения в объективности законов природы распространяют на общественное развитие: если в природе нет объективных законов и все развивается произвольно, то объективных законов в развитии общества не существует и подавно. Например, захотят властные люди, и общество будет развиваться не к коммунизму, а к феодализму! И напротив, кто заинтересован именно в таком толковании произвольного развития общества, тот заинтересован в том, чтобы такое же мнение распространялось и на толкование законов природы: нет объективной природы, нет ее законов, независимых от человека, а есть только человеческое восприятие, которое он «упорядочивает».

Это — позиция субъективного идеализма. В развитии подобных взглядов заинтересованы господствующие классы капиталистического общества.

Никто не может отрицать, что в процессе познания физических свойств природы возникают трудности. Это, как говорят философы, теоретико-познавательные, или гносеологические трудности. В ходе познания они всегда преодолеваются. Но коль скоро они возникают, вокруг них разгорается идеологическая борьба.

Раскрывая процесс познания свойств света, мы должны рассказать и о том, какие гносеологические трудности при этом возникали уже в нашем веке и как идеалисты пытались обратить их в свою пользу.

Мы снова возвращаемся к вопросу о том, что такое свет, какова его природа, но возвращаемся уже на новой основе.

Вопрос этот физики ставили двояко. Первый смысл вопроса таков: что такое свет — вещество или не вещество? И если не вещество, то что это такое? Второй смысл вопроса: что такое свет — частицы или волны?

Посмотрим, как отвечали физики на эти вопросы и какая идеологическая борьба шла вокруг их ответов.

Свет — это не вещество

Веществом физики издавна называли все окружающие нас тела, небесные и земные, а также те части, из которых они состоят, — молекулы и атомы. Вещество обладает рядом характерных для него свойств. В XIX веке эти свойства представляли в следующем виде. Вещество воспринимается нами непосредственно: например, все тела видимы, а если молекулы и атомы невидимы, то только в силу их чрезвычайной малости. Если же мы сложим эти «малости» в одно целое, то целое будет видимо. Вещество обладает механическими свойствами. Оно непроницаемо. Частицы и тела притягивают друг друга, а заряженные либо притягивают, либо отталкивают. Одно тело (или частица) передает энергию другому либо при помощи удара, либо при помощи упругих волн. Движение вещества — это перенос его из одного места пространства в другое. К веществу применимы законы сохранения массы, энергии, импульса (импульсом тела называют в механике меру механического движения, пропорциональную массе и скорости тела). Таково было представление о веществе в прошлом веке.