Znanstvenici vole reći da svaka teorija vrijedi nešto ako se može prikazati jednostavnim jezikom koji je dostupan više ili manje pripremljenim laicima. Kaže da kamen pada u zemlju u takvom i onakvom luku takvom i takvom brzinom, kažu, a njihove riječi potvrđuje i vježba. Supstanca X dodana u rastvor Y postat će plava, a supstanca Z dodana u istu otopinu zelene boje. Na kraju, gotovo sve što nas okružuje u svakodnevnom životu (s izuzetkom niza potpuno neobjašnjivih pojava) ili je objašnjeno sa stanovišta znanosti, ili je uopće, poput, na primjer, bilo koje sintetike, njezin proizvod.
Ali s tako temeljnim fenomenom kao što je svjetlost, sve nije tako jednostavno. Na primarnom, svakodnevnom nivou, čini se da je sve jednostavno i jasno: postoji svjetlost, a njeno odsustvo je tama. Prelomljeno i odbijeno, svjetlost dolazi u različitim bojama. Pri jakom i slabom osvjetljenju, objekti se vide drugačije.
Ali ako malo dublje ispadnete, ispostavilo se da je priroda svjetlosti još uvijek nejasna. Fizičari su se dugo svađali, a onda su došli do kompromisa. Nazvan je "dualizam talasa i tijela". O takvim stvarima ljudi govore „ni meni, ni tebi“: neki su svjetlost smatrali strujom čestica-krvnih zrnaca, drugi su mislili da je svjetlost valovi. Donekle su obje strane bile i u pravu i u krivu. Rezultat je klasični pull-push - ponekad je svjetlost val, ponekad - tok čestica, riješite to sami. Kada je Albert Einstein pitao Nielsa Bohra šta je svjetlo, predložio je pokretanje ovog pitanja s vladom. Odlučit će se da je svjetlost val, a fotoćelije će morati biti zabranjene. Odlučili su da je svjetlost tok čestica, što znači da će difrakcijske rešetke biti zabranjene.
Izbor činjenica danih u nastavku neće vam pomoći razjasniti prirodu svjetlosti, naravno, ali ovo nije sve teorija objašnjenja, već samo neka jednostavna sistematizacija znanja o svjetlosti.
1. Iz školskog kursa fizike mnogi se sjećaju da je brzina širenja svjetlosti ili, tačnije, elektromagnetskih valova u vakuumu 300 000 km / s (u stvari 299 793 km / s, ali takva tačnost nije potrebna ni u znanstvenim proračunima). Ova brzina za fiziku, kao i Puškin za književnost, naše je sve. Tela se ne mogu kretati brže od brzine svetlosti, zaveštao nam je veliki Ajnštajn. Ako odjednom neko tijelo dopusti da prekorači brzinu svjetlosti za čak metar na sat, time će prekršiti princip uzročnosti - postulat prema kojem budući događaj ne može utjecati na prethodni. Stručnjaci priznaju da ovaj princip još nije dokazan, iako primjećuju da je danas neoboriv. A drugi stručnjaci godinama sjede u laboratorijama i dobivaju rezultate koji u osnovi pobijaju temeljnu cifru.
2. 1935. godine postulat o nemogućnosti nadmašivanja brzine svjetlosti kritikovao je izvanredni sovjetski naučnik Konstantin Ciolkovski. Teoretičar kosmonautike elegantno je potkrijepio svoj zaključak s gledišta filozofije. Napisao je da je lik koji je izveo Einstein sličan biblijskim šest dana potrebnim za stvaranje svijeta. To samo potvrđuje zasebnu teoriju, ali ni na koji način ne može biti osnova univerzuma.
3. Davne 1934. godine sovjetski naučnik Pavel Čerenkov, emitujući sjaj tečnosti pod uticajem gama zračenja, otkrio je elektrone čija brzina premašuje faznu brzinu svetlosti u datom medijumu. 1958. godine Čerenkov je zajedno s Igorom Tammom i Iljom Frankom (vjeruje se da su potonja dvojica pomogla Čerenkovu da teoretski potkrijepi otkriveni fenomen) dobio Nobelovu nagradu. Ni teorijski postulati, ni otkriće, ni nagrada nisu imali efekta.
4. Koncept da svjetlost ima vidljive i nevidljive komponente konačno je formiran tek u 19. stoljeću. U to je vrijeme prevladala talasna teorija svjetlosti, a fizičari su, razgradivši dio spektra vidljiv okom, prošli dalje. Prvo su otkriveni infracrveni zraci, a zatim ultraljubičasti.
5. Bez obzira koliko smo skeptični prema riječima vidovnjaka, ljudsko tijelo zaista emitira svjetlost. Istina, toliko je slab da ga je nemoguće vidjeti golim okom. Takav sjaj naziva se ultra niskim sjajem, ima toplotnu prirodu. Međutim, zabilježeni su slučajevi kada je cijelo tijelo ili njegovi pojedinačni dijelovi blistali na takav način da je to bilo vidljivo ljudima u okolini. Konkretno, 1934. godine liječnici su kod Engleskinje Ane Monaro, koja je patila od astme, primijetili sjaj u predjelu grudi. Sjaj je obično započinjao tokom krize. Nakon njegovog završetka, sjaj je nestao, pacijentov je puls ubrzao nakratko i temperatura je porasla. Takav sjaj je posljedica biokemijskih reakcija - sjaj letećih kornjaša ima istu prirodu - i zasad nema naučno objašnjenje. A da bismo vidjeli ultra mali sjaj obične osobe, moramo vidjeti 1000 puta bolje.
6. Ideja da sunčeva svjetlost ima impuls, odnosno da može fizički utjecati na tijela, uskoro će biti stara 150 godina. Godine 1619. Johannes Kepler, promatrajući komete, primijetio je da je rep bilo koje komete uvijek usmjeren strogo u smjeru suprotnom od Sunca. Kepler je sugerirao da rep komete odvraćaju neke čestice materijala unazad. Tek 1873. godine, jedan od glavnih istraživača svjetlosti u istoriji svjetske nauke, James Maxwell, sugerira da su repovi kometa bili pod utjecajem sunčeve svjetlosti. Dugo je ova pretpostavka ostala astrofizička hipoteza - naučnici su konstatovali činjenicu da sunčeva svjetlost ima puls, ali nisu je mogli potvrditi. Tek 2018. godine naučnici sa Univerziteta Britanske Kolumbije (Kanada) uspjeli su dokazati prisustvo impulsa u svjetlosti. Da bi to učinili, trebali su stvoriti veliko ogledalo i smjestiti ga u sobu izoliranu od svih vanjskih utjecaja. Nakon što je ogledalo bilo osvijetljeno laserskim zrakom, senzori su pokazali da ogledalo vibrira. Vibracija je bila sićušna, čak je nije bilo moguće izmjeriti. Međutim, dokazano je prisustvo laganog pritiska. Ideja o svemirskim letovima uz pomoć gigantskih najtanjih solarnih jedra, koju su, u principu, iskazali pisci naučne fantastike od sredine dvadesetog vijeka.
7. Svjetlost, tačnije, njena boja, pogađa čak i apsolutno slijepe ljude. Američkom liječniku Charlesu Zeisleru, nakon nekoliko godina istraživanja, trebalo je još pet godina da napravi rupu u zidu urednika naučnih publikacija i objavi rad o ovoj činjenici. Zeisler je uspio otkriti da se u mrežnici ljudskog oka, pored običnih ćelija odgovornih za vid, nalaze i ćelije direktno povezane s dijelom mozga koji kontrolira cirkadijalni ritam. Pigment u tim ćelijama osjetljiv je na plavu boju. Stoga osvjetljenje plavih tonova - prema temperaturnoj klasifikaciji svjetlosti, ovo je svjetlost intenziteta iznad 6.500 K - utječe na slijepe osobe podjednako uspavljujuće kao i na ljude normalnog vida.
8. Ljudsko oko je apsolutno osjetljivo na svjetlost. Ovaj glasan izraz znači da oko reaguje na najmanji mogući dio svjetlosti - jedan foton. Eksperimenti izvedeni 1941. godine na Univerzitetu u Cambridgeu pokazali su da su ljudi, čak i sa prosječnim vidom, reagirali na 5 od 5 fotona poslanih u njihovom smjeru. Istina, za to su se oči morale "naviknuti" na tamu u roku od nekoliko minuta. Iako je umjesto „navikavanja“ u ovom slučaju ispravnije koristiti riječ „prilagoditi se“ - u mraku se očni čunjevi, koji su odgovorni za percepciju boja, postupno isključuju i štapovi stupaju u igru. Daju jednobojnu sliku, ali su mnogo osjetljiviji.
9. Svjetlost je posebno važan pojam u slikarstvu. Pojednostavljeno, to su nijanse u osvjetljenju i sjenčanju fragmenata platna. Najsvjetliji fragment slike je odsjaj - mjesto odakle se svjetlost odbija u očima gledatelja. Najtamnije mjesto je vlastita sjena prikazanog predmeta ili osobe. Između ovih krajnosti postoji nekoliko - postoji 5 - 7 - gradacija. Naravno, govorimo o slikanju predmeta, a ne o žanrovima u kojima umjetnik nastoji izraziti vlastiti svijet itd. Iako su od istih impresionista s početka dvadesetog stoljeća u tradicionalno slikarstvo padale plave sjene - prije njih sjene su bile crno ili sive boje. Pa ipak - u slikanju se smatra lošom formom napraviti nešto svijetlo bijelom bojom.
10. Postoji vrlo znatiželjan fenomen koji se naziva sonoluminescencija. Ovo je pojava jarkog bljeska svjetlosti u tečnosti u kojoj se stvara snažni ultrazvučni talas. Ovaj fenomen je opisan još 1930-ih, ali je njegova suština shvaćena 60 godina kasnije. Pokazalo se da se pod utjecajem ultrazvuka u tečnosti stvara kavitacijski mjehurić. Povećava se neko vrijeme, a zatim se naglo urušava. Tokom ovog kolapsa oslobađa se energija koja daje svjetlost. Veličina jednog kavitacijskog mjehurića je vrlo mala, ali pojavljuju se u milijunima, dajući stabilan sjaj. Dugo su studije sonoluminiscencije izgledale kao nauka zarad nauke - koga zanimaju izvori svjetlosti snage 1 kW (a to je bilo veliko postignuće na početku 21. vijeka) s ogromnim troškovima? Napokon, sam ultrazvučni generator trošio je struju stotine puta više. Kontinuirani eksperimenti sa tečnim medijima i ultrazvučnim talasnim dužinama postepeno su doveli snagu izvora svjetlosti do 100 W. Zasad takav sjaj traje vrlo kratko, ali optimisti vjeruju da će sonoluminiscencija omogućiti ne samo dobijanje izvora svjetlosti, već i pokretanje reakcije termonuklearne fuzije.
11. Čini se, šta bi moglo biti zajedničko između takvih književnih likova kao što su poluludi inženjer Garin iz „Hiperboloida inženjera Garina” Alekseja Tolstoja i praktični doktor Clobonny iz knjige „Putovanja i avanture kapetana Hatteras” Julesa Vernea? I Garin i Clawbonny vješto su koristili fokusiranje svjetlosnih zraka za proizvodnju topline. Samo je dr. Clawbonny, izvadivši sočivo iz ledenog bloka, uspio dobiti vatru i ispašiti sebe i svoje saputnike od gladi i hladne smrti, a inženjer Garin, stvorivši složeni aparat pomalo nalik laseru, uništio je hiljade ljudi. Inače, vatra sa lećama je sasvim moguća. Svatko može ponoviti iskustvo dr. Clawbonnyja zamrzavanjem leda u konkavnoj ploči.
12. Kao što znate, veliki engleski naučnik Isaac Newton prvi je podijelio bijelu svjetlost u boje duginog spektra na koje smo navikli danas. Međutim, Newton je u početku brojao 6 boja u svom spektru. Naučnik je bio stručnjak za mnoge grane nauke i tehnologije tog doba, a istovremeno je strastveno volio numerologiju. I u njemu se broj 6 smatra đavolskim. Stoga je Newton, nakon dugog razmišljanja, Newton spektru dodao boju koju je nazvao „indigo“ - mi je zovemo „ljubičasta“, a u spektru je bilo 7 osnovnih boja. Sedam je sretan broj.
13. Muzej istorije Akademije strateških raketnih snaga prikazuje radni laserski pištolj i laserski revolver. "Oružje budućnosti" proizvedeno je na akademiji davne 1984. godine. Grupa naučnika koju je vodio profesor Viktor Sulakvelidze u potpunosti se izborila sa postavkom: da naprave nesmrtonosno lasersko malokalibarsko oružje, koje takođe nije u stanju da prodre u kožu svemirske letelice. Činjenica je da su laserski pištolji bili namijenjeni odbrani sovjetskih kosmonauta u orbiti. Trebali su zaslijepiti protivnike i pogoditi optičku opremu. Upadljivi element bio je optički pumpajući laser. Uložak je bio analogan bljeskalici. Svjetlost iz njega upijao je optički element koji je generirao laserski zrak. Doseg razaranja bio je 20 metara. Dakle, suprotno izreci, generali se ne pripremaju uvijek samo za prošle ratove.
14. Drevni jednobojni monitori i tradicionalni uređaji za noćni vid davali su zelene slike ne po volji izumitelja. Sve je urađeno prema nauci - boja je odabrana tako da što manje umara oči, omogućava čovjeku da održi koncentraciju i istovremeno daje najjasniju sliku. Prema omjeru ovih parametara odabrana je zelena boja. U isto vrijeme, boja vanzemaljaca bila je unaprijed određena - tokom provođenja potrage za vanzemaljskom inteligencijom 1960-ih, zvučni prikaz radio signala primljenih iz svemira bio je prikazan na monitorima u obliku zelenih ikona. Lukavi novinari odmah su smislili "zelene ljude".
15. Ljudi su se uvijek trudili da osvijetle svoje domove. Čak i za drevne ljude, koji su vatru decenijama držali na jednom mestu, vatra nije služila samo za kuvanje i grejanje, već i za osvetljenje. Ali da bi se sistematski centralno osvjetljavale ulice, bili su potrebni tisućljeći civilizacijskog razvoja. U XIV-XV veku vlasti nekih velikih evropskih gradova počele su obavezivati građane da osvetljavaju ulicu ispred svojih kuća. Ali prvi istinski centralizirani sustav ulične rasvjete u velikom gradu pojavio se tek 1669. godine u Amsterdamu. Lokalni stanovnik Jan van der Heyden predložio je postavljanje lampiona na rubove svih ulica kako ljudi ne bi manje padali u brojne kanale i bili izloženi kriminalnim zadiranjima. Hayden je bio pravi patriota - prije nekoliko godina predložio je stvaranje vatrogasne jedinice u Amsterdamu. Inicijativa je kažnjiva - vlasti su ponudile Haydenu da započne novi problematičan posao. U priči o rasvjeti sve je išlo kao po principu - Hayden je postao organizator rasvjetne službe. Svaka čast gradskim vlastima, valja napomenuti da je u oba slučaja poduzetni gradski stanovnik dobio dobra sredstva. Hayden nije samo instalirao 2.500 stupova sa lampama u gradu. Također je izumio posebnu svjetiljku tako uspješnog dizajna da su se svetiljke Hayden koristile u Amsterdamu i drugim evropskim gradovima do sredine 19. vijeka.
