Владимир Келер - Сергей Вавилов
Таким образом, правильно осознав ведущие принципы подобных оптических исследований, голландский физик в то же время не сумел их правильно же использовать.
* * *Человек, пребывающий во власти большой идеи, часто не умеет (может быть, и не хочет) скрывать своих чувств. Окружающие в этих случаях обычно очень быстро узнают, в чем источник его радостей и огорчений.
С. И. Вавилов был человеком иного склада. Его переживания никогда не выставлялись напоказ. Даже близкие друзья (за исключением жены) о них как правило, не подозревали. Сергей Иванович никогда не ликовал бурно, даже завершив успешно сложное исследование. Он не огорчался видимо для всех, когда случались неудачи. В отличие от брата — души, общества, весельчака и балагура, постоянно окруженного друзьями и поклонниками, — Сергей Иванович был очень сдержан, пожалуй, даже замкнут. Он не терпел внешнего проявления эмоций и даже с Ольгой Михайловной на людях держался суховато и на отдалении.
Одной лишь фразой Вавилов выдавал восторг по поводу удачно выполненного опыта или интерес к неожиданной идее. Он говорил: «Полна чудес могучая природа…» Желая поторопить сотрудника, он замечал: «Помните, бежит завистливое время».
Все это было, конечно, не от недостатка внутренней теплоты. Сергей Иванович был предупредителен к людям и невероятно добр. Один из учеников его, Н. А. Толстой, рассказывал: «Он никогда не хвалил своих учеников в глаза, но позднее мы узнавали, с какой теплотой он отзывался о многих из нас и как гордился нашими успехами».
Сергей Иванович был русским интеллигентом в самом широком и лучшем смысле. Душа большого физика была душой поэта. Он замечал вокруг то, чего не замечают прозаические натуры. Он любил стихи и превосходно их читал, особенно Тютчева, Пушкина, Блока. У Пушкина его любимыми были сцена Полтавского боя из «Полтавы», у Блока — «Пролог» к «Возмездию» и «Равенна».
Но большинство из окружающих могло лишь догадываться о богатейшем внутреннем мире Вавилова. Он был недоступен здесь для всех, за исключением Ольги Михайловны. Единственный уголок его души, который часто раскрывался для друзей и знакомых, был тот, где у людей гнездится чувство юмора.
Сергей Иванович скорее был грустен по натуре (мы поговорим об этом дальше). Но шутку он любил, понимал ее, и когда смеялся, то смеялся от души, иногда в буквальном смысле слова до слез. Смеялся он, впрочем, не всему. Юмор Вавилова был необыкновенно чист и не мирился, например, с анекдотами.
Если юмор раскрывал немного лирическую сторону души Вавилова, то было еще одно, что выдавало его научные стремления: это то упорство, с которым он постоянно возвращался к тому, что его больше всего мучило и волновало.
Не довольствуясь зрительными опытами для изучения флуктуации, Сергей Иванович, параллельно с ними или перемежаясь с ними, старался обнаружить квантовые черты света и в таких оптических явлениях, которые всегда считались раньше типично волновыми. Сюда относится, например, явление интерференции света.
Само слово «интерференция» (от латинских корней «интер» — взаимно, между собою, и «ференс» — несущий, переносящий) было введено для обозначения явления сложения в пространстве двух или нескольких волн. Применительно к распространению света это наложение друг на друга световых пучков. В одних местах пространства эти пучки усиливают друг друга, в других — друг друга гасят. На экране появляются чередующиеся темные и светлые круги или полосы.
С точки зрения квантовой теории, при очень малых интенсивностях света классическая интерференционная картина должна нарушаться. Темные места, в которые фотоны не попадают ни при слабых, ни при сильных интенсивностях интерферирующих лучей, должны, естественно, остаться неизменными. Зато свечение ярких полос должно флуктуировать во времени, если на них будет падать разное количество световых квантов.
— Картина эта механически наглядна, — сказал как-то Сергей Иванович молодому научному сотруднику Е. М. Брумбергу. — Для ее проверки надо лишь создать достаточно точную установку. Но ведь она есть уже — та самая, с помощью которой проводились опыты по изучению квантовых флуктуации. Мне кажется, эта установка вполне пригодна для проверки квантовой картины интерференции.
С. И. Вавилов и Е. М. Брумберг ставят соответствующие опыты и действительно обнаруживают, что темные места на интерференционной картине остаются темными всегда, светлые же временами меняют свою яркость.
Результаты своих исследований два физика излагают в статье «Статистическая структура интерференционного поля», которую публикуют в 1934 году. Интересные опыты Вавилова и Брумберга показывают впервые, что даже в типично волновых процессах можно обнаружить квантовые свойства. Корпускулярно-волновой дуализм света выступает здесь с особой убедительностью.
После этих опытов Вавилов с поразительной простотой и легкостью осуществляет ряд других удачных опытов по обнаружению прерывистой природы света. Как маг-волшебник, он обращается то к одному, то к другому волновому процессу и, «взмахнув волшебной палочкой», превращает этот процесс в четко выраженный корпускулярный.
Поместив на пути пучка зеленого естественного света так называемую бипризму Френеля, преломляющее ребро которой расположено горизонтально, Сергей Иванович получал в поле зрения два симметрично расположенных зеленых пятна. Уменьшая освещенность пятен до допустимого предела, наблюдатель видел, как обе точки совершенно отчетливо флуктуировали одна относительно другой, и весьма редко они были видны в одно и то же время. «Это явление, — писал Вавилов, — независимых относительных колебаний когерентных (то есть вышедших из одного источника и обладающих постоянной разностью фаз. — В. К.) лучей имеет катастрофическое значение для волновой теории, если пытаться ее защищать и в данном случае».
Не менее остроумные эксперименты были проведены с поляризованным («расщепленным» во взаимно-перпендикулярных направлениях) светом. С помощью призмы Волластона С. И. Вавилов получал на экране два пятна, освещаемые поляризованными зелеными лучами. С точки зрения классической волновой теории, оба пятна должны были бы иметь одинаковую яркость. Однако, когда интенсивность исходного естественного пучка достигала минимума, два зеленых пятна флуктуировали совершенно независимо друг от друга. Это убедительно доказывало, что оба поля освещались независимо отдельными световыми квантами.
Все же одно оптическое явление — одно-единственное! — Вавилову не удалось «превратить» в характерное квантовое явление. Не удалось по той простой и уважительной причине, что в этом случае не могла помочь даже высокая чувствительность глаза; лабораторная же техника не располагала нужной сверхчувствительной аппаратурой (кстати, не располагает ею и сейчас; благодаря чему и в наше время, на пороге эры космоса, задача, не решенная Вавиловым, продолжает оставаться нерешенной).
