Кто видел такое вещество в природе? Никто никогда не видел, и тем не менее приходилось мириться с таким союзником. Другого выхода не было. Ученые были вынуждены думать, что эфир — это очень разреженный газ. Настолько разреженный, что он не тормозит извечных движений планет, но при этом увлекает их друг к другу и особенно к Солнцу, что, проникая в недра Земли, звезд и других тел, эфир конденсируется и превращается в обычные газы и жидкости. При этом эфир очень упруг, ибо он должен обеспечить периодические явления при взаимодействии света с телами. Кроме того, он текуч, как жидкость, но маслянист, так как должен «прилипать к порам тел», чтобы осуществить притяжение.
Трудно поверить, что эти фантазии разделял великий Ньютон.
Его борьба с эфиром шла с переменным успехом. В основном труде Ньютона о свете, в знаменитой «Оптике», вышедшей в 1704 году, эфир вовсе не упоминается. Более того, в издании 1706 года сказано: «Не ошибочны ли все гипотезы, в которых свет приписывается давлению или движению, распространяющемуся через некоторую жидкую среду?»
Казалось, вопрос исчерпан. Но еще через несколько лет Ньютон добавляет к следующему изданию «Оптики» (1717 год) восемь вопросов по теории света. Ответить на них без помощи гипотезы эфира невозможно! В следующем издании (1721 год) и в последнем (1730 год), которые Ньютон редактировал лично, он оставил эти вопросы без изменения. Тем самым он как бы отказался от окончательного решения вопроса об эфире. Эфир для него «гипотеза», а «гипотезы» не должны рассматриваться в экспериментальной философии. Казалось бы, все ясно…
«Уже в 70-х годах, — пишет великий русский химик Менделеев, — у меня настойчиво засел вопрос: да что же такое эфир в химическом смысле? Сперва я полагал, что эфир есть сумма разреженнейших газов в предельном состоянии. Опыты велись мною при малых давлениях — для получения намека на ответ».
Действуя почти так же, как Ньютон, Менделеев написал в статье «Попытка химического понимания мирового эфира»: «Мне кажется мыслимым, что мировой эфир не есть совершенно однородный газ, а смесь нескольких близких к предельному состоянию, т. е. составлен подобно нашей земной атмосфере из смеси нескольких газов». Удивительно, насколько близко это к мыслям молодого Ньютона!
Сейчас мало кто помнит о том, что Менделеев поместил свой эфир в нулевую группу периодической системы элементов и назвал его ньютонием.
Выродок в семье физических субстанций
Эфир шествовал по столетиям, переходя из одной теории в другую и видоизменяясь. Его то временно отменяли как нелепость, то снова молились на него как на избавителя, потому что ничего другого в качестве посредника между телами ученые найти не могли… Разные умы придавали эфиру различные оттенки. Он по желанию ученых менял свой облик, словно глина в руках скульптора.
Но всегда за ним сохранялся ореол неопределенности, зыбкости. Недаром эфир, один из немногих научных терминов, непринужденно перешел в поэзию. Помните, о таинственной ночи у Пушкина: «Ночной зефир струит эфир»?
Эфир не раз выручал физиков в безвыходных положениях. Так, Френелю уже в XIX веке он помог при создании новой волновой теории света, способной объяснить не только то, что знал Гюйгенс, но и не объясненное им явление поляризации света. Явление непонятное, если не ввести гипотезу о том, что световые волны не продольные, подобные звуку, как считал Гюйгенс, а поперечные, больше похожие на морские волны, чем на звуковые.
Но как мог выйти из положения французский путейский инженер Френель, знавший, что поперечные волны могут распространяться только в твердых телах? Он и объявил эфир твердым телом. А расчеты немедленно подтвердили, что этот твердый эфир к тому же несравненно более упруг, чем сталь. По упругости он не уступает прежнему газообразному эфиру…
В качестве носителя сил тяготения и продольных световых волн Гюйгенса эфир должен быть подобным газу, обладающему невероятными свойствами. Но чтобы справиться с задачей передачи новых, поперечных световых волн Френеля, он должен был превратиться в не менее фантастическое твердое тело. Позже он вновь предстанет перед Менделеевым в форме газа. Было от чего прийти в уныние!
Поразительно, как придирчивые физики, яростно протестующие против самой малой неточности в расчетах, экспериментах, теориях, так долго не замечали, что эфир — «выродок в семье физических субстанций», как назвал' его впоследствии Эйнштейн. И они не только мирились с капризами эфира, но подлаживались под него, словно боялись лишиться его поддержки.
Самое странное в этой истории то, что, хотя все ученые единогласно считали эфир вездесущей субстанцией, его никто, никогда, ни в одном эксперименте не обнаруживал! Он никому не давался в руки, ни одному ученому. Ни в одном опыте.
Своей неуловимостью эфир напоминал теплород; невесомое вещество, которое долго занимало трон в науке о теплоте, пока ученые не изгнали его, обнаружив, что король-то голый…
А опыты по обнаружению эфира между тем предлагались, проводились, и были среди них такие, которые, казалось, не могли не обнаружить его, если он действительно существует. Один из самых знаменитых опытов ставил своей целью поймать «эфирный ветер». Мысль была такой: если эфир наполняет собой все космическое пространство, а Земля, как корабль, движется сквозь этот океан, значит, можно попытаться определить ее скорость относительно эфира.
Логично? И Майкельсон, искуснейший экспериментатор XIX века, потратил на тщательные опыты не один год.
Эфир ничем не выдал себя.
И даже это не отрезвило ученых. Если эфир не проявляет себя в этом опыте, значит, решили ученые, он не вполне неподвижен. Значит, Земля в своем движении увлекает эфир за собой — вот почему невозможно заметить ее движение. При таком предположении эфир из твердого тела превращался в какое-то желе, студень!
Пошли разговоры об эфирных хвостах, которые все небесные тела тянут за собой при движении через эфирный студень: большие тела тащат большие хвосты, за малыми тянутся маленькие хвостики. Наверно, и в этом случае можно было бы придумать какой-то эксперимент по поимке эфира… Но такие опыты показались ненужными, ибо внимание физиков привлекла более чем странная гипотеза Фицджеральда — все тела при движении через эфир деформируются, меняя свои размеры, в том числе измерительные линейки, часы и другие приборы… Из этой теории следовало, что движение тел через эфир вообще нельзя обнаружить.
Ученые так привыкли к непостижимому характеру эфира, что эта гипотеза некоторым показалась не только правдоподобной, но даже доказывающей существование эфира. Раз эфир не допускает обнаружение движения тел сквозь себя, значит, он тем самым заявляет о себе! Такая уж это необычная субстанция…
«Выродок» продолжает жить?
Казалось бы, после появления теории относительности Эйнштейна, которая без помощи эфира рассказала людям о космосе все, что интересовало их в первой половине XX века, физики наших дней больше не вспомнят о нем. Каково же было мое удивление, когда недавно я вновь услышала об эфире, и не от неопытного в науке новичка, не от прожектера, а от одного из серьезных, интересных и дальновидных ученых, который создал ряд убедительных, бесспорно новаторских работ.
Было это в Будапеште.
В каждой стране есть свой кумир. В Англии в наш период истории почитают Поля Дирака, предсказавшего антивещество; во Франции гордятся Луи де Бройлем, отцом волновой механики. В Японии вторым лицом после императора считают Хидэки Юкаву, творца теории ядерных сил. В Венгрии национальная гордость — академик Лайош Яноши.
Разумеется, это не означает, что другие венгерские физики хуже. Там много талантливых ученых. И Яноши выделяется не потому, что он самый главный, или потому, что ученикам случалось видеть его в двух галстуках и непарных ботинках. Не многие могут создать собственную трактовку теории относительности. А Яноши создал.
Десять лет жизни отдал он труду под названием «Теория относительности, основанная на физической реальности». В ней он изложил свой взгляд на мир — особый взгляд, мало кем разделяемый.
