Forskare gillar att säga att vilken teori som helst är värt något om den kan presenteras på ett enkelt språk som är tillgängligt för en mer eller mindre beredd lekman. Stenen faller till marken i en sådan och en sådan båge med sådan hastighet, säger de, och deras ord bekräftas av övning. Ämne X tillsatt till lösning Y blir blått och ämne Z som läggs till samma lösning blir grönt. I slutändan förklaras nästan allt som omger oss i vardagen (med undantag för ett antal helt oförklarliga fenomen) antingen ur vetenskaplig synvinkel, eller alls, som till exempel alla syntetiska ämnen, är dess produkt.
Men med ett så grundläggande fenomen som ljus är allt inte så enkelt. På den primära, vardagliga nivån verkar allt vara enkelt och tydligt: det finns ljus och dess frånvaro är mörker. Ljus bryts och reflekteras i olika färger. I starkt och svagt ljus ses föremål annorlunda.
Men om du gräver lite djupare visar det sig att ljusets natur fortfarande är oklar. Fysiker argumenterade länge och kom sedan till en kompromiss. Det kallas "Wave-corpuscle dualism". Människor säger om sådana saker ”varken för mig eller för dig”: vissa ansåg att ljus var en ström av partiklar, andra trodde att ljus var vågor. Till viss del var båda sidor både rätt och fel. Resultatet är ett klassiskt pull-push - ibland är ljus en våg, ibland - en ström av partiklar, sortera ut det själv. När Albert Einstein frågade Niels Bohr vad ljuset var föreslog han att ta upp denna fråga med regeringen. Det kommer att bestämmas att ljus är en våg och att fotoceller måste förbjudas. De bestämmer att ljus är en ström av partiklar, vilket innebär att diffraktionsgaller kommer att förbjudas.
Urvalet av fakta som ges nedan hjälper naturligtvis inte till att klargöra ljusets natur, men detta är inte allt en förklarande teori, utan bara en viss enkel systematisering av kunskap om ljus.
1. Från skolans fysikkurs kommer många ihåg att ljusets fortplantningshastighet eller, mer exakt, elektromagnetiska vågor i vakuum är 300 000 km / s (faktiskt 299 793 km / s, men sådan noggrannhet behövs inte ens i vetenskapliga beräkningar). Denna hastighet för fysik, som Pushkin för litteratur, är vår allt. Kroppar kan inte röra sig snabbare än ljusets hastighet, testamenterade den stora Einstein oss. Om en kropp plötsligt tillåter sig att överstiga ljusets hastighet med till och med en meter per timme, kommer den därmed att bryta mot kausalitetsprincipen - postulatet att en framtida händelse inte kan påverka den tidigare. Experter erkänner att denna princip ännu inte har bevisats, samtidigt som de noterar att det idag är obestridligt. Och andra specialister sitter i laboratorier i flera år och får resultat som i grunden motbevisar den grundläggande siffran.
2. År 1935 kritiserades postulatet för omöjligheten att överträffa ljusets hastighet av den enastående sovjetiska forskaren Konstantin Tsiolkovsky. Kosmonautteoretikern underbyggde elegant sin slutsats ur filosofins synvinkel. Han skrev att figuren som dras av Einstein liknar de bibliska sex dagar som det tog för att skapa världen. Det bekräftar bara en separat teori, men det kan inte på något sätt vara grunden för universum.
3. Redan 1934 upptäckte den sovjetiska forskaren Pavel Cherenkov, som släppte ut glödet av vätskor under påverkan av gammastrålning, elektroner vars hastighet översteg ljusets fashastighet i ett givet medium. 1958 fick Cherenkov, tillsammans med Igor Tamm och Ilya Frank (man tror att de två sistnämnda hjälpte Cherenkov att teoretiskt underbygga det upptäckta fenomenet) Nobelpriset. Varken de teoretiska postulaten eller upptäckten eller priset hade någon effekt.
4. Konceptet att ljus har synliga och osynliga komponenter bildades äntligen först på 1800-talet. Vid den tiden dominerade vågteorin om ljus, och fysiker, efter att ha sönderdelat den del av spektrumet som var synligt av ögat, gick längre. Först upptäcktes infraröda strålar och sedan ultravioletta strålar.
5. Oavsett hur skeptiska vi är över psykiska ord, avger människokroppen verkligen ljus. Det är sant att han är så svag att det är omöjligt att se honom med blotta ögat. En sådan glöd kallas ultralåg glöd, den har en termisk natur. Emellertid registrerades fall när hela kroppen eller dess enskilda delar skenade på ett sådant sätt att den var synlig för människorna runt omkring. I synnerhet 1934 observerade läkare hos engelska kvinnan Anna Monaro, som led av astma, en glöd i bröstområdet. Glödet började vanligtvis under en kris. Efter att ha slutförts försvann glödet, patientens puls ökade under en kort tid och temperaturen steg. En sådan glöd beror på biokemiska reaktioner - glödet från flygande skalbaggar har samma natur - och har hittills ingen vetenskaplig förklaring. Och för att se en ultralätt glöd från en vanlig människa måste vi se 1000 gånger bättre.
6. Tanken att solljus har en impuls, det vill säga kan påverka kroppar fysiskt, kommer snart att vara 150 år gammal. År 1619 märkte Johannes Kepler, som observerade kometer, att kometens svans alltid riktas strikt i motsatt riktning mot solen. Kepler föreslog att kometens svans avböjs av vissa materialpartiklar. Det var inte förrän 1873 att en av de största forskarna i ljuset i världsvetenskapens historia, James Maxwell, föreslog att kometernas svansar påverkades av solljus. Under lång tid förblev detta antagande en astrofysisk hypotes - forskare uppgav att solljus hade en puls, men de kunde inte bekräfta det. Först 2018 lyckades forskare från University of British Columbia (Kanada) bevisa förekomsten av en puls i ljuset. För att göra detta behövde de skapa en stor spegel och placera den i ett rum isolerat från alla yttre influenser. Efter att spegeln var upplyst med en laserstråle visade sensorerna att spegeln vibrerade. Vibrationen var liten, det var inte ens möjligt att mäta den. Emellertid har förekomsten av lätt tryck bevisats. Idén att göra rymdfärder med hjälp av gigantiska tunnaste solseglar, uttryckta av science fiction-författare sedan mitten av 1900-talet, kan i princip realiseras.
7. Ljus, eller snarare, dess färg påverkar även absolut blinda människor. Efter flera års forskning tog den amerikanska läkaren Charles Zeisler ytterligare fem år för att göra ett hål i väggen för redaktörer för vetenskapliga publikationer och publicera ett arbete om detta faktum. Zeisler lyckades ta reda på att i näthinnan i det mänskliga ögat, förutom vanliga celler som är ansvariga för synen, finns det celler som är direkt kopplade till hjärnområdet som styr dygnsrytmen. Pigmentet i dessa celler är känsligt för blå färg. Därför påverkar blåtonad belysning - enligt temperaturklassificeringen av ljus är detta ljus med en intensitet över 6500 K - blinda människor lika sooporific som på människor med normal syn.
8. Det mänskliga ögat är absolut känsligt för ljus. Detta höga uttryck innebär att ögat reagerar på minsta möjliga del av ljus - en foton. Experiment som utfördes 1941 vid University of Cambridge visade att människor, även med genomsnittlig syn, reagerade på 5 av 5 fotoner som skickades i deras riktning. Det var sant att ögonen var tvungna att "vänja sig" vid mörkret inom några minuter. Även om det i detta fall i stället för att "vänja sig vid" är mer korrekt att använda ordet "anpassa" - i mörker stängs ögonkottarna, som är ansvariga för uppfattningen av färger, gradvis och stavarna spelar in. De ger en svartvit bild, men är mycket känsligare.
9. Ljus är ett särskilt viktigt begrepp i målningen. För att uttrycka det enkelt, det här är nyanserna i belysning och skuggning av dukens fragment. Bildens ljusaste fragment är bländningen - platsen från vilken ljuset reflekteras i betraktarens ögon. Den mörkaste platsen är den egna skuggan av det avbildade objektet eller personen. Mellan dessa ytterligheter finns det flera - det finns 5 - 7 - graderingar. Naturligtvis talar vi om objektmålning och inte om genrer där konstnären försöker uttrycka sin egen värld etc. Även om från samma impressionister i början av 1900-talet föll blå skuggor i traditionell målning - före dem målades skuggorna i svart eller grått. Och ändå - i målning anses det vara dålig form att göra något lätt med vitt.
10. Det finns ett mycket märkligt fenomen som kallas sonoluminescens. Detta är utseendet på en stark ljusblixt i en vätska där en kraftfull ultraljudsvåg skapas. Detta fenomen beskrevs redan på 1930-talet, men dess väsen förstods 60 år senare. Det visade sig att under påverkan av ultraljud skapas en kavitationsbubbla i vätskan. Den ökar i storlek under en tid och kollapsar sedan kraftigt. Under denna kollaps frigörs energi som ger ljus. Storleken på en enda kavitationsbubbla är väldigt liten, men de visas i miljoner och ger en stabil glöd. Under lång tid såg studier av sonoluminescens ut som vetenskap för vetenskapens skull - vem är intresserad av 1 kW ljuskällor (och detta var en stor prestation i början av 2000-talet) med en överväldigande kostnad? Trots allt förbrukade ultraljudgeneratorn el hundratals gånger mer. Kontinuerliga experiment med flytande media och ultraljudsvåglängder förde gradvis ljuskällans kraft till 100 W. Hittills varar en sådan glöd väldigt kort tid, men optimister tror att sonoluminescens kommer att tillåta inte bara att erhålla ljuskällor utan också utlösa en termonukleär fusionsreaktion.
11. Det verkar som om vad kan vara gemensamt mellan sådana litterära karaktärer som den halvgalen ingenjör Garin från ”The Hyperboloid of Engineer Garin” av Alexei Tolstoy och den praktiska läkaren Clobonny från boken ”The Travels and Adventures of Captain Hatteras” av Jules Verne? Både Garin och Clawbonny använde skickligt fokusering av ljusstrålar för att producera höga temperaturer. Bara Dr. Clawbonny, efter att ha huggit ut en lins från ett isblock, kunde få eld och beta sig själv och hans kamrater från hunger och kall död, och ingenjör Garin, efter att ha skapat en komplex apparat som liknade en laser, förstörde tusentals människor. Förresten, det är mycket möjligt att få eld med en islins. Vem som helst kan upprepa Dr. Clawbonnys upplevelse genom att frysa is i en konkav tallrik.
12. Som ni vet var den stora engelska forskaren Isaac Newton den första som delade vitt ljus i regnbågsspektrumets färger som vi är vana vid idag. Newton räknade dock ursprungligen 6 färger i sitt spektrum. Forskaren var en expert inom många grenar av vetenskapen och den dåvarande teknologin, och var samtidigt passionerat förtjust i numerologi. Och i den anses siffran 6 djävulsk. Därför lade Newton, efter mycket övervägande, till spektrumet en färg som han kallade "indigo" - vi kallar det "violett", och det fanns 7 primärfärger i spektrumet. Sju är ett lyckligt nummer.
13. Museum of History of the Strategic Missile Forces visar en fungerande laserpistol och en laserrevolver. "Framtidens vapen" tillverkades på akademin redan 1984. En grupp forskare under ledning av professor Viktor Sulakvelidze klarade helt uppsättningen: att göra icke-dödliga laserarmar, som inte heller kan tränga in i rymdfarkosten. Faktum är att laserpistoler var avsedda för försvar av sovjetiska kosmonauter i omloppsbana. De skulle blinda motståndare och slå på optisk utrustning. Det slående elementet var en optisk pumplaser. Patronen var analog med en blixtlampa. Ljuset från det absorberades av ett fiberoptiskt element som genererade en laserstråle. Räckvidden för förstörelse var 20 meter. Så i motsats till ordspråket förbereder sig inte generaler bara för tidigare krig.
14. Forntida monokroma skärmar och traditionella nattsiktsglasögon gav gröna bilder, inte efter uppfinnarnas infall. Allt gjordes enligt vetenskapen - färgen valdes så att den skulle tröttna ögonen så lite som möjligt, låta en person behålla koncentrationen och samtidigt ge den tydligaste bilden. Enligt förhållandet mellan dessa parametrar valdes den gröna färgen. Samtidigt var utlänningens färg förutbestämd - under genomförandet av sökandet efter främmande intelligens på 1960-talet visades ljudvisningen av radiosignaler som mottogs från rymden på bildskärmar i form av gröna ikoner. Sluga reportrar kom omedelbart med de "gröna männen".
15. Människor försökte alltid tända sina hem. Även för det forntida folket, som höll elden på ett ställe i årtionden, tjänade elden inte bara för matlagning och uppvärmning utan också för belysning. Men för att systematiskt belysa gatorna centralt tog det årtusenden av civilisationsutveckling. Under XIV-XV-talet började myndigheterna i vissa stora europeiska städer tvinga stadsborna att tända gatan framför sina hus. Men det första riktigt centraliserade gatubelysningssystemet i en stor stad uppträdde inte förrän 1669 i Amsterdam. Den lokala bosättaren Jan van der Heyden föreslog att lyktor skulle placeras vid kanterna på alla gator så att människor skulle falla mindre i många kanaler och utsättas för kriminella angrepp. Hayden var en sann patriot - för några år sedan föreslog han att inrätta en brandkår i Amsterdam. Initiativet är straffbart - myndigheterna erbjöd Hayden att starta ett nytt besvärande företag. I berättelsen om belysning gick allt som en ritning - Hayden blev arrangör av belysningstjänsten. Uppskattningsvis för stadens myndigheter bör det noteras att i båda fallen fick den företagsamma stadsboren god finansiering. Hayden installerade inte bara 2500 lyktstolpar i staden. Han uppfann också en speciell lampa med så framgångsrik design att Hayden-lampor användes i Amsterdam och andra europeiska städer fram till mitten av 1800-talet.
