Красная граница

Параллельно русский учёный Столетов изучал фотоэффект — испускание (внешний фотоэффект) или перераспределение по энергетическим уровням (внутренний фотоэффект) электронов под воздействием электромагнитного излучения с увеличением проводимости вещества. В классической физике, сила фототока зависела от интенсивности облучения (амплитуды волны). Однако Столетов поменял в схеме плюс на минус и обнаружил, что если понемногу увеличивать напряжение, то фототок прекратится не сразу, а на строго определенном значении. Причём главный особенность в том, что это напряжение зависит от длины волны излучения и материала электрода. А второе — если электрод облучали сильно красным и инфракрасным (длинноволновым) светом — фотоэффект не возникал вообще и опять же, интенсивность в расчет не бралось . Проделав это, Столетов был удивлен , потому как согласно классической физике частота не играла определяющего значения , а преобладала именно амплитуда-интенсивность. Вдобавок, в классической физике, для вырывания электрона под действием волны требовалось время, а тонкие опыты показали, что электроны выскакивают сразу. В течении пяти лет вопрос оставался открытым.

В 1905 Эйнштейна нашел происходящему объяснение, за которое в 1921 получил свой Нобелевскую премию. Изучая фотоэффект, Эйнштейн решил распространить планковскую дискретную модель энергии волны на свет. Он предположил, что свет представляет собой поток микроскопических частиц (фотонов), причем энергия каждого фотона пропорциональна частоте света. В итоге Эйнштейн показал, что гипотеза Планка о дискретности энергии отражает фундаментальное свойство электромагнитных волн: они состоят из частиц — фотонов, которые представляют собой маленькие порции или кванты света. Это открытие только усугубило предстваления физиков о действительности.

2. Споры о квантовой механике

«	Признак первосортных мозгов — это умение держать в голове две взаимоисключающие мысли одновременно, не теряя при этом способности мыслить	»
— Фрэнсис Скотт Фицджеральд

Рассматривать свет состоящим из потока частиц предложил ещё Ньютон. Ему оппонировал голландский физик Христиан Гюйгенс, утверждавший, что свет — это волна. В начале девятнадцатого века эксперименты английского физика Томаса Юнга показали, что Ньютон ошибался и свет — является волной.

Появление Эйнштейна с его представлением о фотоэффекте и фотонами-квантами вызвало у физиков сильное смятение в представление о том, чем является свет, ибо эксперименты действительно показывали, что происходит нечто странное. В самом шокирующем случае, который до сих пор приводит в трепет студентов-первокурсников, один набор инструментов показывает мир, сделанный из отдельных шариков-частиц, а те же инструменты, но расположенные по-другому, показывают мир, состоящий из энергетических волн.

Согласно здравому смыслу предположить, что на самом деле Х (чем бы он ни был) должен «быть» либо волной, либо частицей и не может «быть» и волной, и частицей, в зависимости от того, как мы «смотрим» на этот X. Некоторое время физики даже говорили, как бы в шутку, но в то же время с долей отчаяния, о «волночастицах.

В 1923 молодой французский аристократ, князь Луи де Бройль предположил, что корпускулярно-волновой дуализм свойственен не только фотонам, но и любой микрочастице. Это принесло ему эту Нобелевскую премию 1929 года и степень доктора философии(!)^[1]

Таким образом,  выяснилось, что масса должна иметь и волновое воплощение, и, соответственно, окружающая нас материя это и волны, и частицы одновременно.

Это озадачило ученных не меньше ,но высказывать свои сомнения уже не решались.

Дело в том, что волны и частицы суть лишь приближение и попытка математическими средствами понять окружающую нас реальность. Действительность гораздо сложнее и никто не может и не сможет сказать определенно, что на самом деле нас окружает, кроме разве что Создателя. Для боле простого представления можно рассматривать корпускулярно-волновой дуализм так:

• пока свет летит в пространстве, он ведет себя как волна — подвергается интерференции, дифракции, имеет поляризацию и т. д. Фотон-фотонного взаимодействия не существует (точнее, оно  возможно, но в не слишком сильных полях им можно пренебречь), а теория Максвелла — линейна.

• а вот когда свет (и любое ЭМ излучение) взаимодействует с веществом, излучается или поглощается — его приходится считать потоком частиц и квантовые эффекты. Простейший случай — рассеяние фотонов на электрончиках (Эффект Комптона).