Ремесло Выживания

— Уже тогда я участвовал в нескольких научных проектах и активно прогуливал все «неинтересные» уроки. — Покачав головой я повернулся к доске и написал на ней название первой статьи: «Что такое свет?». — В марте 1905 года вышла статья Эйнштейна, в которой он глубже раскрыл природу света. Ученые к тому времени уже доказали, что свет распространяется подобно волнам на поверхности воды. Однако в рамках волновой теории не удавалось объяснить одну из особенностей физического явления, называемого фотоэффектом. Дело в том, что яркий красный свет, который имеет большую длину волны и распространяется дальше других частей видимого спектра, падая на пластину из определенного металла, не вызывает электрического тока, тогда как слабый синий свет, с гораздо меньшей длиной волны, вызывает. Эту особенность и объяснил Эйнштейн. Согласно гипотезе Эйнштейна, при определенных условиях можно считать, что свет состоит из маленьких порций энергии — квантов. Кванты с разной энергией нами воспринимаются как свет разного цвета. Если кванты света, позже названные фотонами, имеют достаточную энергию, они могут выбивать электроны из атомов некоторых металлов. Фотоны красного света слишком слабые, чтобы справиться с этой задачей. В ходе взаимодействия света с веществом возникает электрический ток. На теории фотоэффекта, разработанной Эйнштейном, основаны такие технические новшества, как передающие трубки телекамер, солнечные батареи и фотоэкспонометры. — Последнее слово я, на всякий случай написал на доске. — За вклад в понимание природы света Эйнштейну в 1921 году была присуждена Нобелевская премия по физике. Его статья способствовала появлению нового раздела науки — квантовой теории, которая в свою очередь нашла применение в разных областях, например: в ядерной физике, электронике и нанотехнологии, но все это мы будем разбирать позже.

— Постой, ты что собираешься учить нас квантовой физике? — Подскочила Сая, но услышав покашливание своей матери краснея села на место.

— Квантовая теория слишком обширна. Так что мы с вами пройдем основные понятия и в качестве лабораторной работы соберем несколько полезных или просто интересных вещей. — Я ободряюще улыбнулся, пусть манера общения у Саи все также оставляет желать лучшего, но это была первая попытка диалога со стороны учеников. — Пожалуйста не стесняйтесь задавать вопросы или высказывать свое мнение. Я считаю, что обычная лекция войдет вам в одно ухо и выйдет из другого совсем не задевая мозг, поэтому я буду рад если у нас состоится равный диалог, в который вы будете вовлечены столь же сильно как и я.

— Спасибо… сенсей. — С едва скрытым трудом выдавила из себя Сая. Я же вновь взял в руки мел, чтобы написать название следующей статьи Эйнштейна: «Танец пыльцы».

— Несколько месяцев спустя Эйнштейн обратил свое внимание на атомы и молекулы. Он дал теоретическое обоснование тому, каким образом они действуют на мельчайшие частицы пыльцы, взвешенные в воде. Еще в 1827 году ботаник Роберт Броун, исследуя пыльцу растений под микроскопом, заметил, что ее частицы, погруженные в воду, беспорядочно движутся. Хотя он открыл этот «танец пыльцы», получивший название броуновского движения, понять его причины он так и не смог. В статье, напечатанной в мае 1905 года, Эйнштейн объяснил, как колеблющиеся молекулы воды вызывают броуновское движение. Он не только вычислил размеры этих молекул, но и предсказал некоторые характеристики их атомов. Другие ученые продолжили работать в этом направлении, и существование атомов стало неоспоримым фактом. — Рей подняла руку и я кивнул ей. — Пожалуйста, Миямото-сан.

— С этой статьёй тоже будет связана какая-нибудь лабораторная работа?

— Обязательно, хотя мы не будем ничего мастерить, но повторим опыт Эйнштейна с вычислением характеристик молекул и атомов на основе броуновского движения. — Я покрутил мел в руках. — Следующая статья: «Время относительно». До Эйнштейна ученые, в частности Исаак Ньютон, считали, что время в любой точке пространства течет одинаково. Специальная или частная теория относительности, опубликованная Эйнштейном в июне 1905 года, шла вразрез с этим, на первый взгляд очевидным, фактом. Хотя сегодня теория Эйнштейна общепризнанна, ее следствия могут показаться странными. Например, вы с другом точно сверили часы. Затем ваш друг облетает вокруг света, а вы все это время остаетесь дома. Когда он возвращается, его часы чуть-чуть отстают от ваших. С вашей точки зрения, время для вашего друга-путешественника текло медленнее. Конечно, при обычных, земных скоростях разница в показаниях часов будет бесконечно малой. Однако по мере приближения к скорости света можно заметить не только замедление времени, но и сокращение размеров тел, а также увеличение их массы. Согласно теории Эйнштейна, одинаковым в любой точке пространства является не течение времени, а скорость света. — Дождавшись пока они закончат конспектировать я продолжил. — Подобная теория открыла ученым путь к межзвездным путешествиям, но исследования в этой области оказались бесперспективными.