Мы говорим “свет”, но видим солнце[392].
Грэм Грин, “Сила и слава”Вполне понятно, что мой рассказ о Солнце залит светом. Эта глава начинается с попыток человека измерить скорость света, изучает явление цвета, затем сдвигается в область истории культуры, следуя по пути уменьшения яркости света до наступления полной темноты.
Что есть свет? Поэт и философ Эмпедокл, современник Пифагора, проявил блестящую интуицию, предполагая, что свет есть текучая субстанция, но отметил, что из-за высокой скорости мы не замечаем его движения. Как и Платон, он считал, что существовал некий “огонь в глазу” и мы смотрим будто через своего рода светильник. Более традиционное мнение заключалось в том, что предметы испускали частицы света, которые попадали в глаза наблюдателя, свет при этом передавался мгновенно.
Идея о том, что свет может обладать измеримой скоростью, не возникала до 1632 года, когда Галилей в своем “Диалоге о двух главнейших мировых системах” вложил эту мысль в уста наивного Симпличио:
Повседневный опыт показывает, что распространение света совершается мгновенно. Если вы наблюдаете с большого расстояния действие артиллерии, то свет от пламени выстрелов без всякой потери времени запечатлевается в нашем глазу в противоположность звуку, который доходит до уха через значительный промежуток времени[393].
Галилей был уверен, что свет обладает конечной скоростью, но его эксперименты были довольно неточными (он просто ставил два светильника на вершинах холмов менее чем в миле друг от друга), и он даже не приблизился к оценке той невероятной скорости, что в действительности имеет место. Первая серьезная оценка, сделанная датским астрономом Оле Ремером (1644–1710), составляла около 220 тыс. км в секунду, но она осталась в тени дискуссии между Гюйгенсом и Ньютоном о волновой и корпускулярной природе света. В 1728 году английский ученый Джейм Брэдли, исходя из предположения, что скорость распространения света в 10 тыс. раз превышает скорость перемещения Земли по орбите, пришел к удивительно близкой цифре в 295 тыс. км / с, что означало семь с половиной минут на дорогу от Солнца до Земли.
Почти столетие спустя дальнейшие эксперименты французских физиков Ипполита Физо и Леона Фуко (один использовал вращающиеся зубчатые колеса, другой – вращающиеся зеркала) показали цифру 309 тыс. км / с[394]. В 1859 году последовало открытие Густава Кирхофа (1824–1887), физика из Восточной Пруссии, – он показал, что изучение света, излучаемого небесными телами, может дать много информации о самих телах. Это стало важной вехой и заложило основу новой научной дисциплины – астрофизики, что совпало с еще одним научным прорывом – уравнениями Максвелла, которые Эйнштейн назвал “самым глубоким и плодотворным достижением в физике со времен Ньютона”. Великий шотландский ученый Джеймс Клерк Максвелл (1831–1879) открыл, что частица света (фотон) в действительности является пучком электрических и магнитных полей. Как отмечает физик Митио Каку, “Максвелл внезапно понял, что все – и сияние летнего восхода, и яростные лучи заходящего солнца, и ослепительные цвета радуги, и звезды на ночном небосклоне – можно описать при помощи волн, которые он небрежно изобразил на клочке бумаги”[395]. Максвелл смог вычислить скорость света исходя из базовых параметров электричества и магнетизма. А еще позже квантовая физика покажет, что, хотя в пространстве свет ведет себя как волна, при столкновении с материей он проявляет свойства частицы.
