Aos científicos gústalles dicir que calquera teoría vale algo se pode presentarse nunha linguaxe sinxela e accesible a un profano máis ou menos preparado. A pedra cae ao chan con tal e tal arco con tal e tal velocidade, din, e as súas palabras confírmanse coa práctica. A substancia X engadida á solución Y colorearáa azul e a substancia Z engadida á mesma solución daralle unha cor verde. Ao final, case todo o que nos rodea na vida cotiá (coa excepción dunha serie de fenómenos completamente inexplicables) explícase desde o punto de vista da ciencia ou, en absoluto, como, por exemplo, calquera sintético, é o seu produto.
Pero cun fenómeno tan fundamental como a luz, todo non é tan sinxelo. No nivel primario, todos os días, todo parece ser sinxelo e claro: hai luz e a súa ausencia é escuridade. A luz refractada e reflectida en diferentes cores. En luz brillante e pouca, os obxectos vense de xeito diferente.
Pero se profundizas un pouco máis, resulta que a natureza da luz aínda non está clara. Os físicos discutiron durante moito tempo e logo chegaron a un compromiso. Chámase "dualismo onda-corpúsculo". A xente di sobre esas cousas "nin para min nin para ti": algúns consideraban que a luz era un fluxo de partículas-corpúsculos, outros pensaban que a luz eran ondas. En certa medida, ambas as partes estaban ben e mal. O resultado é un clásico pull-push (ás veces a luz é unha onda, ás veces) un fluxo de partículas. Cando Albert Einstein preguntoulle a Niels Bohr que era a luz, suxeriu plantexar esta cuestión co goberno. Decidirase que a luz é unha onda e haberá que prohibir as fotocélulas. Deciden que a luz é un fluxo de partículas, o que significa que as reixas de difracción quedarán prohibidas.
A selección de feitos que se indican a continuación non axudará a esclarecer a natureza da luz, por suposto, pero non todo isto é unha teoría explicativa, senón só unha certa sistematización simple do coñecemento sobre a luz.
1. Do curso de física escolar, moitos lembran que a velocidade de propagación da luz ou, máis precisamente, das ondas electromagnéticas no baleiro é de 300.000 km / s (de feito, 299.793 km / s, pero esa precisión non é necesaria nin nos cálculos científicos). Esta velocidade para a física, como Pushkin para a literatura, é todo o noso. Os corpos non poden moverse máis rápido que a velocidade da luz, legounos o gran Einstein. Se de súpeto un corpo se permite superar a velocidade da luz nin sequera un metro por hora, violará así o principio de causalidade, o postulado segundo o cal un suceso futuro non pode influír no anterior. Os expertos admiten que este principio aínda non foi probado, aínda que observan que hoxe é irrefutable. E outros especialistas sentan nos laboratorios durante anos e reciben resultados que refutan fundamentalmente a figura fundamental.
2. En 1935, o postulado da imposibilidade de superar a velocidade da luz foi criticado polo destacado científico soviético Konstantin Tsiolkovsky. O teórico da cosmonautica fundamentou elegantemente a súa conclusión desde o punto de vista da filosofía. Escribiu que a cifra deducida por Einstein é semellante á bíblica de seis días que tardou en crear o mundo. Só confirma unha teoría separada, pero de ningún xeito pode ser a base do universo.
3. Xa en 1934, o científico soviético Pavel Cherenkov, emitindo o brillo de líquidos baixo a influencia da radiación gamma, descubriu electróns, cuxa velocidade superaba a velocidade de fase da luz nun determinado medio. En 1958, Cherenkov, xunto con Igor Tamm e Ilya Frank (crese que estes dous últimos axudaron a Cherenkov a fundamentar teoricamente o fenómeno descuberto) recibiron o premio Nobel. Nin os postulados teóricos nin o descubrimento nin o premio tiveron ningún efecto.
4. O concepto de que a luz ten compoñentes visibles e invisibles formouse finalmente só no século XIX. Nese momento dominaba a teoría das ondas da luz e os físicos, despois de descompoñer a parte do espectro visible polo ollo, foron máis alá. Primeiro descubríronse os raios infravermellos e despois os raios ultravioleta.
5. Por moi escépticos que sexamos sobre as palabras dos psíquicos, o corpo humano realmente emite luz. Certo, é tan débil que é imposible velo a simple vista. Tal brillo chámase brillo ultra baixo, ten unha natureza térmica. Non obstante, rexistráronse casos cando todo o corpo ou as súas partes individuais brillaban de tal xeito que era visible para as persoas que o rodeaban. En particular, en 1934, os médicos observaron na inglesa Anna Monaro, que padecía asma, un brillo na zona do peito. O brillo normalmente comezou durante unha crise. Despois do seu remate, o brillo desapareceu, o pulso do paciente acelerouse por pouco tempo e a temperatura aumentou. Tal brillo débese a reaccións bioquímicas -o brillo dos escaravellos voadores ten a mesma natureza- e ata o de agora non ten explicación científica. E para ver o brillo ultra pequeno dunha persoa común, temos que ver 1.000 veces mellor.
6. A idea de que a luz solar ten un impulso, é dicir, é capaz de influír fisicamente nos corpos, pronto cumprirá 150 anos. En 1619, Johannes Kepler, observando os cometas, notou que a cola de calquera cometa sempre está dirixida estritamente na dirección oposta ao Sol. Kepler suxeriu que a cola do cometa foi desviada cara atrás por algunhas partículas materiais. Non foi ata 1873 cando un dos principais investigadores da luz na historia da ciencia mundial, James Maxwell, suxeriu que as colas dos cometas estaban afectadas pola luz solar. Durante moito tempo, esta suposición seguiu sendo unha hipótese astrofísica: os científicos afirmaron o feito de que a luz solar tiña un pulso, pero non puideron confirmalo. Só en 2018, científicos da Universidade de Columbia Británica (Canadá) conseguiron demostrar a presenza dun pulso na luz. Para iso, necesitaban crear un espello grande e colocalo nunha habitación illada de todas as influencias externas. Despois de que o espello se iluminase cun raio láser, os sensores mostraron que o espello estaba a vibrar. A vibración era pequena, nin sequera era posible medila. Non obstante, comprobouse a presenza de presión lixeira. A idea de facer voos espaciais coa axuda de xigantescas velas solares máis delgadas, expresada por escritores de ciencia ficción desde mediados do século XX, en principio, pode realizarse.
7. A luz, ou mellor dito, a súa cor, afecta incluso ás persoas absolutamente cegas. O médico estadounidense Charles Zeisler, despois de varios anos de investigación, tardou outros cinco anos en perforar a parede dos editores científicos e publicar un artigo sobre este feito. Zeisler conseguiu descubrir que na retina do ollo humano, ademais das células comúns responsables da visión, hai células directamente conectadas á rexión do cerebro que controla o ritmo circadiano. O pigmento destas células é sensible á cor azul. Polo tanto, a iluminación de tons azuis - segundo a clasificación de temperatura da luz, é unha luz cunha intensidade superior a 6.500 K - afecta ás persoas cegas tan soporíferas como a persoas con visión normal.
8. O ollo humano é absolutamente sensible á luz. Esta forte expresión significa que o ollo responde á menor porción de luz posible: un fotón. Os experimentos realizados en 1941 na Universidade de Cambridge demostraron que as persoas, incluso con visión media, reaccionaron a 5 de cada 5 fotóns enviados na súa dirección. Certo, para iso os ollos tiveron que "acostumarse" á escuridade aos poucos minutos. Aínda que no canto de "acostumarse" neste caso é máis correcto empregar a palabra "adaptarse": na escuridade, os conos dos ollos, que son responsables da percepción das cores, apáganse gradualmente e as varas entran en xogo. Dan unha imaxe monocroma, pero son moito máis sensibles.
9. A luz é un concepto especialmente importante na pintura. En poucas palabras, estas son as sombras na iluminación e na sombra dos fragmentos do lenzo. O fragmento máis brillante da imaxe é o brillo: o lugar desde onde a luz se reflicte nos ollos do espectador. O lugar máis escuro é a propia sombra do obxecto ou persoa representada. Entre estes extremos hai varias - hai 5 - 7 - gradacións. Por suposto, estamos a falar de pintura por obxectos, e non de xéneros nos que o artista busca expresar o seu propio mundo, etc. Aínda que dos mesmos impresionistas de principios do século XX, as sombras azuis caeron na pintura tradicional; antes, as sombras pintábanse en negro ou gris. E aínda así, na pintura considérase mala forma facer algo lixeiro con branco.
10. Hai un fenómeno moi curioso chamado sonoluminiscencia. Esta é a aparición dun brillo de luz nun líquido no que se crea unha poderosa onda de ultrasóns. Este fenómeno describiuse nos anos 30, pero a súa esencia comprendeuse 60 anos despois. Descubriuse que baixo a influencia do ultrasonido, créase unha burbulla de cavitación no líquido. Aumenta de tamaño durante algún tempo e despois cae bruscamente. Durante este colapso, a enerxía é liberada, dando luz. O tamaño dunha única burbulla de cavitación é moi pequeno, pero aparecen por millóns, dando un brillo estable. Durante moito tempo, os estudos de sonoluminiscencia parecían ciencia en aras da ciencia: a quen lle interesan as fontes de luz de 1 kW (e este foi un gran logro a principios do século XXI) cun custo abrumador? Despois de todo, o propio xerador de ultrasóns consumiu electricidade centos de veces máis. Experimentos continuos con medios líquidos e lonxitudes de onda de ultrasóns levaron gradualmente a potencia da fonte de luz a 100 W. Ata o momento, tal brillo dura moi pouco tempo, pero os optimistas cren que a sonoluminescencia permitirá non só obter fontes de luz, senón tamén desencadear unha reacción de fusión termonuclear.
11. Ao parecer, que podería haber en común entre personaxes literarios como o enxeñeiro medio tolo Garin de "O hiperboloide do enxeñeiro Garin" de Alexei Tolstoi e o médico práctico Clobonny do libro "As viaxes e aventuras do capitán Hatteras" de Jules Verne? Tanto Garin como Clawbonny empregaron habilmente o enfoque dos feixes de luz para producir altas temperaturas. Só o doutor Clawbonny, tras sacar unha lente dun bloque de xeo, conseguiu incendiarse e rozar a si mesmo e aos seus compañeiros de fame e morte fría e o enxeñeiro Garin, ao crear un complexo aparello lixeiramente parecido a un láser, destruíu miles de persoas. Por certo, conseguir lume cunha lente de xeo é moi posible. Calquera pode repetir a experiencia do doutor Clawbonny conxelando xeo nunha placa cóncava.
12. Como sabes, o gran científico inglés Isaac Newton foi o primeiro en dividir a luz branca nas cores do espectro do arco da vella ao que estamos afeitos hoxe. Non obstante, Newton contaba inicialmente 6 cores no seu espectro. O científico era un experto en moitas ramas da ciencia e da tecnoloxía de entón, e ao mesmo tempo era un apaixonado afeccionado á numeroloxía. E nela, o número 6 considérase diabólico. Polo tanto, Newton, despois de moitas deliberacións, Newton engadiu ao espectro unha cor que chamou "índigo" - chamámolo "violeta", e había 7 cores primarias no espectro. Seven é un número afortunado.
13. O Museo da Historia da Academia das Forzas Estratéxicas de Mísiles exhibe unha pistola láser en funcionamento e un revólver láser. A "Arma do Futuro" fabricouse na academia en 1984. Un grupo de científicos dirixido polo profesor Viktor Sulakvelidze xestionou completamente a creación do conxunto: fabricar armas pequenas con láser non letais, que tampouco poden penetrar na pel da nave espacial. O feito é que as pistolas láser estaban destinadas á defensa de cosmonautas soviéticos en órbita. Supostamente debían cegar aos opositores e bater con equipos ópticos. O elemento rechamante foi un láser de bombeo óptico. O cartucho era análogo a unha lámpada flash. A luz dela foi absorbida por un elemento de fibra óptica que xerou un raio láser. O alcance da destrución foi de 20 metros. Entón, ao contrario do dito, os xenerais non sempre se preparan só para guerras pasadas.
14. Os monitores monocromáticos antigos e os dispositivos tradicionais de visión nocturna daban imaxes verdes non por capricho dos inventores. Todo se fixo segundo a ciencia: escolleuse a cor para que cansase os ollos o menos posible, permitise a unha persoa manter a concentración e, ao mesmo tempo, dar a imaxe máis clara. De acordo coa proporción destes parámetros, escolleuse a cor verde. Ao mesmo tempo, a cor dos alieníxenas estaba predeterminada: durante a implementación da busca de intelixencia alieníxena na década de 1960, a exhibición de son dos sinais de radio recibidos desde o espazo amosábase nos monitores en forma de iconas verdes. Os astutos reporteiros xurdiron de inmediato cos "homes verdes".
15. A xente sempre intentaba iluminar as súas casas. Incluso para a xente antiga, que mantivo un lume nun lugar durante décadas, o lume serviu non só para cociñar e quentar, senón tamén para acender. Pero para iluminar de xeito sistemático as rúas, levou milenios de desenvolvemento da civilización. Nos séculos XIV-XV, as autoridades dalgunhas grandes cidades europeas comezaron a obrigar aos habitantes da cidade a iluminar a rúa diante das súas casas. Pero o primeiro sistema de iluminación pública verdadeiramente centralizado dunha gran cidade non apareceu ata 1669 en Amsterdam. O residente local Jan van der Heyden propuxo colocar lanternas nos bordos de todas as rúas para que a xente caese menos nas numerosas canles e fose exposta a invasións delituosas. Hayden era un verdadeiro patriota; hai uns anos propuxo a creación dunha brigada de bombeiros en Amsterdam. A iniciativa é punible: as autoridades ofrecéronlle a Hayden que tome un novo negocio problemático. Na historia da iluminación, todo foi como un plano: Hayden converteuse no organizador do servizo de iluminación. Para o crédito das autoridades da cidade, cómpre ter en conta que en ambos os casos o emprendedor habitante da cidade recibiu un bo financiamento. Hayden non só instalou 2.500 farolas na cidade. Tamén inventou unha lámpada especial dun deseño tan exitoso que as lámpadas Hayden utilizáronse en Amsterdam e noutras cidades europeas ata mediados do século XIX.
