Zinātnieki labprāt saka, ka jebkura teorija ir kaut ko vērta, ja to var pasniegt vienkāršā valodā, kas ir pieejama vairāk vai mazāk sagatavotam laicīgam cilvēkam. Viņi saka, ka akmens tādā un tādā lokā nokrīt zemē ar tādu un tādu ātrumu, un viņu vārdus apstiprina prakse. Šķīdumam Y pievienotā viela X to padarīs zilu, un viela Z, kas pievienota tam pašam šķīdumam, kļūs zaļa. Galu galā gandrīz viss, kas mūs ieskauj ikdienas dzīvē (izņemot vairākas pilnīgi neizskaidrojamas parādības), tiek vai nu izskaidrots no zinātnes viedokļa, vai pat, tāpat kā, piemēram, jebkura sintētika, ir tā produkts.
Bet ar tik fundamentālu parādību kā gaisma viss nav tik vienkārši. Šķiet, ka primārajā, ikdienas līmenī viss ir vienkāršs un skaidrs: ir gaisma, un tās neesamība ir tumsa. Lauzta un atstarota gaisma ir dažādās krāsās. Spilgtā un vājā apgaismojumā priekšmeti tiek skatīti atšķirīgi.
Bet, ja jūs rakt mazliet dziļāk, izrādās, ka gaismas daba joprojām nav skaidra. Fiziķi ilgi strīdējās un tad nonāca pie kompromisa. To sauc par "viļņu-korpusu duālismu". Cilvēki par šādām lietām saka “ne man, ne jums”: vieni uzskatīja, ka gaisma ir daļiņu-korpusu plūsma, citi domāja, ka gaisma ir viļņi. Zināmā mērā abas puses bija gan pareizas, gan nepareizas. Rezultāts ir klasisks pull-push - dažreiz gaisma ir vilnis, dažreiz - daļiņu plūsma, sakārtojiet to pats. Kad Alberts Einšteins jautāja Nīlam Bohram, kas ir gaisma, viņš ierosināja šo jautājumu izvirzīt valdībā. Tiks nolemts, ka gaisma ir vilnis, un fotoelementi būs jāaizliedz. Viņi nolemj, ka gaisma ir daļiņu plūsma, kas nozīmē, ka difrakcijas režģi tiks aizliegti.
Zemāk sniegtā faktu atlase, protams, nepalīdzēs noskaidrot gaismas būtību, taču tā nav visa skaidrojošā teorija, bet tikai zināma vienkārša zināšanu par gaismu sistematizēšana.
1. No skolas fizikas kursa daudzi atceras, ka gaismas vai, precīzāk, elektromagnētisko viļņu izplatīšanās ātrums vakuumā ir 300 000 km / s (faktiski 299 793 km / s, taču šāda precizitāte nav vajadzīga pat zinātniskos aprēķinos). Šis fizikas ātrums, tāpat kā Puškins ir literatūrai, ir mūsu viss. Ķermeņi nevar pārvietoties ātrāk par gaismas ātrumu, lielais Einšteins novēlēja mums. Ja pēkšņi ķermenis ļauj sev pārsniegt gaismas ātrumu pat par metru stundā, tas tādējādi pārkāps cēloņsakarības principu - postulātu, saskaņā ar kuru nākamais notikums nevar ietekmēt iepriekšējo. Eksperti atzīst, ka šis princips vēl nav pierādīts, vienlaikus atzīmējot, ka šodien tas ir neapgāžams. Un citi speciālisti gadiem ilgi sēž laboratorijās un saņem rezultātus, kas fundamentāli atspēko fundamentālo figūru.
2. 1935. gadā postulātu par gaismas ātruma pārsniegšanas neiespējamību kritizēja izcilais padomju zinātnieks Konstantīns Ciolkovskis. Kosmonautikas teorētiķis eleganti pamatoja savu secinājumu no filozofijas viedokļa. Viņš rakstīja, ka Einšteina secinātais skaitlis ir līdzīgs Bībeles sešām dienām, kas bija nepieciešamas pasaules radīšanai. Tas tikai apstiprina atsevišķu teoriju, bet nekādā gadījumā tas nevar būt Visuma pamats.
3. Vēl 1934. gadā padomju zinātnieks Pāvels Čerenkovs, izstarojot šķidruma spīdumu gamma starojuma ietekmē, atklāja elektronus, kuru ātrums attiecīgajā vidē pārsniedza gaismas fāzes ātrumu. 1958. gadā Čerenkovs kopā ar Igoru Tammu un Iļju Franku (tiek uzskatīts, ka pēdējie divi palīdzēja Čerenkovam teorētiski pamatot atklāto parādību) saņēma Nobela prēmiju. Ne teorētiskajiem postulātiem, ne atklājumam, ne balvai nebija nekādas ietekmes.
4. Jēdziens, ka gaismai ir redzamas un neredzamas sastāvdaļas, beidzot tika izveidota tikai 19. gadsimtā. Tajā laikā dominēja gaismas viļņu teorija, un fiziķi, sadalījuši acs redzamo spektra daļu, devās tālāk. Pirmkārt, tika atklāti infrasarkanie stari un pēc tam ultravioletie stari.
5. Lai cik skeptiski mēs izturētos pret ekstrasenču vārdiem, cilvēka ķermenis patiešām izstaro gaismu. Tiesa, viņš ir tik vājš, ka viņu nav iespējams redzēt ar neapbruņotu aci. Šādu mirdzumu sauc par īpaši zemu mirdzumu, tam ir termisks raksturs. Tomēr tika reģistrēti gadījumi, kad viss ķermenis vai tā atsevišķās daļas mirdzēja tā, ka tas bija redzams apkārtējiem cilvēkiem. Jo īpaši 1934. gadā ārsti novēroja anglietes Annas Monaro, kura cieta no astmas, mirdzumu krūšu rajonā. Spīdums parasti sākās krīzes laikā. Pēc tā pabeigšanas mirdzums pazuda, pacienta pulss uz īsu brīdi paātrinājās un temperatūra paaugstinājās. Šādu mirdzumu izraisa bioķīmiskās reakcijas - lidojošo vaboļu mirdzumam ir tāds pats raksturs - un līdz šim tam nav zinātniska izskaidrojuma. Un, lai redzētu parastā cilvēka īpaši mazo mirdzumu, mums tas ir jāredz 1000 reizes labāk.
6. Idejai, ka saules gaismai ir impulss, tas ir, tā spēj fiziski ietekmēt ķermeņus, drīz būs 150 gadu. 1619. gadā Johanness Keplers, novērojot komētas, pamanīja, ka jebkuras komētas aste vienmēr ir vērsta stingri pretēji Saulei. Keplers ieteica, ka dažas materiāla daļiņas komētas asti atliec atpakaļ. Tikai 1873. gadā viens no galvenajiem gaismas pētniekiem pasaules zinātnes vēsturē Džeimss Maksvels ierosināja, ka komētu astes ietekmē saules gaisma. Ilgu laiku šis pieņēmums palika astrofiziska hipotēze - zinātnieki paziņoja, ka saules gaismai ir impulss, taču viņi to nevarēja apstiprināt. Tikai 2018. gadā Britu Kolumbijas Universitātes (Kanāda) zinātniekiem izdevās pierādīt pulsa klātbūtni gaismā. Lai to izdarītu, viņiem vajadzēja izveidot lielu spoguli un ievietot to telpā, kas izolēta no visām ārējām ietekmēm. Pēc tam, kad spogulis tika apgaismots ar lāzera staru, sensori parādīja, ka spogulis vibrē. Vibrācija bija niecīga, to pat nebija iespējams izmērīt. Tomēr ir pierādīta gaismas spiediena klātbūtne. Ideju par kosmosa lidojumu veikšanu ar milzu plānāko saules buru palīdzību, ko zinātniskās fantastikas rakstnieki pauduši kopš divdesmitā gadsimta vidus, principā var realizēt.
7. Gaisma, pareizāk sakot, tās krāsa ietekmē pat absolūti neredzīgus cilvēkus. Amerikāņu ārsts Čārlzs Zeislers pēc vairāku gadu pētījumiem prasīja vēl piecus gadus, lai iesistu caurumu zinātnisko redaktoru sienā un publicētu rakstu par šo faktu. Zeisleram izdevās noskaidrot, ka cilvēka acs tīklenē papildus parastajām šūnām, kas atbild par redzi, ir šūnas, kas tieši saistītas ar smadzeņu reģionu, kas kontrolē diennakts ritmu. Šajās šūnās esošais pigments ir jutīgs pret zilu krāsu. Tāpēc zilā toņa apgaismojums - saskaņā ar gaismas temperatūras klasifikāciju - tā ir gaisma, kuras intensitāte pārsniedz 6500 K - ietekmē neredzīgos cilvēkus tikpat nomierinoši kā cilvēkus ar normālu redzi.
8. Cilvēka acs ir absolūti jutīga pret gaismu. Šī skaļā izteiksme nozīmē, ka acs reaģē uz iespējami mazāko gaismas daļu - vienu fotonu. Kembridžas universitātē 1941. gadā veiktie eksperimenti parādīja, ka cilvēki pat ar vidēju redzi reaģēja uz 5 no 5 viņu virzienā sūtītiem fotoniem. Tiesa, šim nolūkam dažu minūšu laikā acīm bija jāpierod pie tumsas. Lai gan šajā gadījumā “pierast” vietā ir pareizāk lietot vārdu “pielāgoties” - tumsā acu konusi, kas ir atbildīgi par krāsu uztveri, pamazām izslēdzas, un stieņi sāk spēlēt. Viņi piešķir vienkrāsainu attēlu, bet ir daudz jutīgāki.
9. Gaisma ir īpaši svarīgs jēdziens glezniecībā. Vienkāršāk sakot, tie ir audekla fragmentu apgaismojuma un ēnojuma nokrāsas. Spilgtākais attēla fragments ir atspīdums - vieta, no kuras gaisma atspoguļojas skatītāja acīs. Tumšākā vieta ir paša attēlotā objekta vai cilvēka ēna. Starp šīm galējībām ir vairākas - ir 5 - 7 gradācijas. Protams, mēs runājam par objektu glezniecību, nevis par žanriem, kuros mākslinieks cenšas izteikt savu pasauli utt. Lai gan no tiem pašiem divdesmitā gadsimta sākuma impresionistiem tradicionālajā glezniecībā iekrita zilas ēnas - pirms tām ēnas tika krāsotas melnā vai pelēkā krāsā. Un tomēr - glezniecībā tiek uzskatīts par sliktu formu padarīt kaut ko vieglu ar baltu.
10. Pastāv ļoti kurioza parādība, ko sauc par sonoluminiscenci. Tas ir spilgtas gaismas zibspuldzes izskats šķidrumā, kurā tiek radīts spēcīgs ultraskaņas vilnis. Šī parādība tika aprakstīta vēl pagājušā gadsimta 30. gados, bet tās būtība tika saprasta pēc 60 gadiem. Izrādījās, ka ultraskaņas ietekmē šķidrumā tiek izveidots kavitācijas burbulis. Kādu laiku tas palielinās, un pēc tam strauji sabrūk. Šī sabrukuma laikā tiek atbrīvota enerģija, dodot gaismu. Viena kavitācijas burbuļa izmērs ir ļoti mazs, taču tie parādās miljonos, nodrošinot stabilu mirdzumu. Ilgu laiku sonoluminiscences pētījumi zinātnes labad izskatījās kā zinātne - kuru interesē 1 kW gaismas avoti (un tas bija liels sasniegums 21. gadsimta sākumā) ar milzīgām izmaksām? Galu galā pats ultraskaņas ģenerators patērēja elektrību simtiem reižu vairāk. Nepārtraukti eksperimenti ar šķidru barotni un ultraskaņas viļņu garumiem gaismas avota jaudu pakāpeniski noveda līdz 100 W. Pagaidām šāds mirdzums ilgst ļoti īsu laiku, taču optimisti uzskata, ka sonoluminiscence ļaus ne tikai iegūt gaismas avotus, bet arī izraisīt kodoltermiskās kodolsintēzes reakciju.
11. Šķiet, kas varētu būt kopīgs starp tādiem literāriem personāžiem kā Alekseja Tolstoja “Trakais inženieris Garins no“ Inženiera Garina hiperboloīda ”un Žila Verna grāmatas“ Kapteiņa Hatēras ceļojumi un piedzīvojumi ”praktiskais ārsts Clobonny? Gan Garins, gan Klonbijs prasmīgi izmantoja gaismas staru fokusēšanu, lai radītu augstu temperatūru. Tikai ārsts Clawbonny, izgriezis objektīvu no ledus bloka, spēja iegūt uguni un ganīt sevi un savus biedrus no bada un aukstuma nāves, un inženieris Garins, izveidojis sarežģītu aparātu, kas nedaudz atgādināja lāzeru, iznīcināja tūkstošiem cilvēku. Starp citu, iegūt uguni ar ledus objektīvu ir pilnīgi iespējams. Ikviens var atkārtot Dr Clawbonny pieredzi, sasaldējot ledu ieliektā plāksnē.
12. Kā jūs zināt, izcilais angļu zinātnieks Īzaks Ņūtons bija pirmais, kas balto gaismu sadalīja varavīksnes spektra krāsās, pie kurām mēs esam pieraduši šodien. Tomēr sākotnēji Ņūtons savā spektrā skaitīja 6 krāsas. Zinātnieks bija daudzu zinātnes nozaru un toreizējo tehnoloģiju eksperts, tajā pašā laikā kaislīgi mīlēja numeroloģiju. Un tajā skaitlis 6 tiek uzskatīts par velnišķīgu. Tāpēc Ņūtons pēc ilgām pārdomām Ņūtons spektram pievienoja krāsu, kuru viņš dēvēja par “indigo” - mēs to saucam par “violetu”, un spektrā bija 7 pamatkrāsas. Septiņi ir laimīgs skaitlis.
13. Stratēģisko raķešu spēku akadēmijas Vēstures muzejā apskatāma strādājoša lāzera pistole un lāzera revolveris. “Nākotnes ierocis” akadēmijā tika ražots 1984. gadā. Zinātnieku grupa, kuru vada profesors Viktors Sulakvelidze, pilnībā tika galā ar komplekta izveidi: izgatavot nenāvējošus lāzera kājnieku ieročus, kas arī nespēj iekļūt kosmosa kuģa ādā. Fakts ir tāds, ka lāzera pistoles bija paredzētas padomju kosmonautu aizsardzībai orbītā. Viņiem vajadzēja apžilbināt pretiniekus un iesist optisko aprīkojumu. Pārsteidzošais elements bija optiskais sūknēšanas lāzers. Kasetne bija analoga zibspuldzei. No tā gaismu absorbēja optisko šķiedru elements, kas radīja lāzera staru. Iznīcināšanas diapazons bija 20 metri. Tātad, pretēji teiktajam, ģenerāļi ne vienmēr gatavojas tikai iepriekšējiem kariem.
14. Senie vienkrāsainie monitori un tradicionālās nakts redzamības ierīces sniedza zaļus attēlus ne pēc izgudrotāju iegribām. Viss tika darīts pēc zinātnes - krāsa tika izvēlēta tā, lai tā pēc iespējas mazāk nogurdinātu acis, ļautu cilvēkam saglabāt koncentrēšanos un vienlaikus sniegtu skaidrāko tēlu. Pēc šo parametru attiecības tika izvēlēta zaļā krāsa. Tajā pašā laikā citplanētiešu krāsa tika iepriekš noteikta - īstenojot citplanētiešu izlūkošanas meklēšanu 60. gados, monitoros tika parādīts no kosmosa saņemtu radio signālu skaņas displejs zaļo ikonu veidā. Viltīgie reportieri nekavējoties nāca klajā ar "zaļajiem cilvēciņiem".
15. Cilvēki vienmēr centās apgaismot savas mājas. Pat senajiem cilvēkiem, kuri gadu desmitiem ilgi turēja uguni vienā vietā, uguns kalpoja ne tikai ēdiena gatavošanai un sildīšanai, bet arī apgaismojumam. Bet, lai sistemātiski centralizēti apgaismotu ielas, vajadzēja tūkstošiem gadu civilizācijas attīstību. XIV-XV gadsimtā dažu lielu Eiropas pilsētu varas iestādes sāka uzlikt pilsētniekiem pienākumu apgaismot ielu viņu māju priekšā. Bet pirmā patiešām centralizētā ielu apgaismojuma sistēma lielā pilsētā parādījās tikai 1669. gadā Amsterdamā. Vietējais iedzīvotājs Jans van der Heidens ierosināja laternas izvietot visu ielu malās, lai cilvēki mazāk nokļūtu daudzajos kanālos un netiktu pakļauti noziedzīgiem pārkāpumiem. Heidens bija īsts patriots - pirms dažiem gadiem viņš ierosināja izveidot ugunsdzēsēju brigādi Amsterdamā. Iniciatīva ir sodāma - varasiestādes piedāvāja Heidenam sākt jaunu traucējošo biznesu. Apgaismošanas stāstā viss noritēja kā projekts - Heidens kļuva par apgaismojuma dienesta organizatoru. Pilsētas varas iestāžu godā jāatzīmē, ka abos gadījumos uzņēmīgais pilsētas iedzīvotājs saņēma labu finansējumu. Heidens pilsētā ne tikai uzstādīja 2500 lukturu stabus. Viņš arī izgudroja īpašu tik veiksmīga dizaina lampu, ka Hayden lampas līdz 19. gadsimta vidum tika izmantotas Amsterdamā un citās Eiropas pilsētās.
