Правда, сам он, конечно, даже не подозревал, что его опыты сыграют ключевую роль в квантовой механике, которая возникнет только спустя более ста лет. Он просто был любознателен и изучал природу света.
Итак, он взял непрозрачную ширму, сделал в ней 2 прорези и направил на нее луч света. За ширмой Юнг поставил экран. Теория Ньютона говорила, что свет – это поток частиц. Поэтому Юнг рассчитывал увидеть на экране за ширмой 2 вертикальных световых полосы от пролетевших сквозь прорези частиц.
Эксперимент Томаса Юнга
Однако, к своему изумлению, он обнаружил на экране картину с множеством полосок. Словно через щели проходили световые волны, которые накладывались друг на друга («интерферировали»).
После этого опыта на сто с лишним лет вопрос о «природе света» был закрыт.
Опыт Юнга недвусмысленно говорил: свет – это волна!
Тем не менее, в середине XIX века было открыто явление «фотоэффекта». Фотоэффект – это выбивание светом электронов с поверхности некоторых материалов.
Именно этот эффект, кстати, лежит в основе работы солнечных батарей.
В начале XX века Эйнштейн объяснил, почему именно отдельные электроны выбиваются светом. Потому что свет также состоит из отдельных частиц – фотонов. Эти фотоны, словно бильярдные шары, вышибают электроны со своих мест.
Это объяснение впоследствии было многократно подтверждено экспериментально. И опять вопрос о «природе света» был закрыт. Свет состоит из частиц – «фотонов»!
Теперь полученный ранее Юнгом результат с интерференционными полосами, подтверждающий «волновую» природу света, приобрел совершенно новое значение.
Объяснения Эйнштейна и Юнга были абсолютно надежно подтверждены экспериментально. И… при этом оказались совершенно противоположны.
• Свет – это волна! – утверждал один эксперимент.
• Свет – это частица! – настаивал другой.
Квантово-волновой дуализм
Каким-то непостижимым образом свет одновременно проявлял свойства и частицы, и волны одновременно. Это явление получило название «квантово-волновой дуализм». Оно полностью противоречило здравому смыслу и буквально взорвало научный мир.
Однако, возможно, что так себя ведет только свет? Ведь свет – действительно совершенно уникальная субстанция, у которой нет массы и заряда, но имеется энергия.