Свет — это не вещество

Свет — это не вещество

Веществом физики издавна называли все окружающие нас тела, небесные и земные, а также те части, из которых они состоят, — молекулы и атомы. Вещество обладает рядом характерных для него свойств. В XIX веке эти свойства представляли в следующем виде. Вещество воспринимается нами непосредственно: например, все тела видимы, а если молекулы и атомы невидимы, то только в силу их чрезвычайной малости. Если же мы сложим эти «малости» в одно целое, то целое будет видимо. Вещество обладает механическими свойствами. Оно непроницаемо. Частицы и тела притягивают друг друга, а заряженные либо притягивают, либо отталкивают. Одно тело (или частица) передает энергию другому либо при помощи удара, либо при помощи упругих волн. Движение вещества — это перенос его из одного места пространства в другое. К веществу применимы законы сохранения массы, энергии, импульса (импульсом тела называют в механике меру механического движения, пропорциональную массе и скорости тела). Таково было представление о веществе в прошлом веке.

Когда было доказано, что свет обладает волновыми свойствами, ученые стали искать такое подходящее вещество, в котором можно создать упругие волны; с помощью таких волн в веществе они думали объяснить все световые явления.

Но такого вещества в природе не находилось. Свет распространяется даже там, где физики не находили никакого вещества. Многие известные свойства света (в частности, характер колебаний) оказалось невозможным совместить со свойствами любого из известных веществ. Тогда физики придумали некую мировую среду — мировой эфир. Эфир мыслился как вещество, но чтобы в нем могли протекать электромагнитные процессы, его пришлось наделить особыми свойствами. Считалось, что эфир заполняет сплошь все пространство, пронизывая также и тела. Непосредственно органами чувств он не воспринимается. Эфир мыслился неподвижным в целом и покоящимся во всех своих частях. Временами по нему пробегают упругие волны; их мы и воспринимаем как свет (вообще как электромагнитные излучения).

Ученые (в том числе и Максвелл) думали с помощью этого эфира создать механическую модель световых процессов. Но такая модель не получалась. Для объяснения одного свойства света эфир наделяли одним качеством, для объяснения другого свойства — другим качеством и т. д. Но все эти придуманные качества эфира вставали в противоречие друг с другом. Всякие новые попытки приводили только к нагромождению новых противоречий. Английский ученый Уипекер очень хорошо описал это нагромождение противоречий в двухтомной книге «История теорий эфира и электричества». Это очень поучительные страницы истории физики.

Итак, все многочисленные остроумные попытки крупнейших физиков XIX века построить теорию светоносного эфира пропали даром. Причина этого ясна. В самой задаче было внутреннее противоречие: механическая модель не могла выразить электромагнитные процессы. Никакими механическими свойствами придуманного вещества — эфира нельзя объяснить электромагнитные свойства света.

Свет — это не вещество и не его движение.