Но история науки еще интереснее. Английский физик Крукс — нечаянно, для других целей, — сделал первую световую вертушку, когда Лебедев еще не ходил в школу. С тех пор физики успели понять, что причина вращения вертушки — действительно свет, но не его давление. Попав под солнечные лучи, легко ощутить тепло, но никакого давления не чувствуешь. Именно это ощутимое тепло и вращает вертушку, нагревая воздух около лопастей. Теоретики подсчитали, что эти слабенькие «тепловоздушные» силы в тысячи раз больше предсказанных сил светового давления.
Давление света предсказал в 1865 году, за год до рождения Лебедева, британский физик Максвелл, придумавший электромагнитную теорию света — очень необычную по тем временам. Магнетизм, электричество и свет столь очевидно различались, что долгое время физики исследовали их порознь. О взаимосвязи электричества и магнетизма догадался Фарадей, а Максвелл воплотил догадку в точную теорию. Из нее следовало, что электромагнитные сигналы могут путешествовать без проводов и что их скорость близка к скорости света; отсюда ученый предположил, что и сам свет представляет собой электромагнитные колебания, и тогда поток света должен не только нагревать освещаемую поверхность, но и давить на нее. Максвелл вычислил это давление и обнаружил, что оно чрезвычайно мало.
Правоту Максвелла можно пояснить с помощью знаменитой формулы Е = mс>2, с которой нынче знакомы даже те, кто не знает, что обозначают входящие в нее буквы, что Е — это энергия, т — масса, а с — скорость света.
Человек, бросавший когда-либо мяч, и без формул знает: чем больше масса мяча и скорость, тем сильнее толкнет мяч того, в кого попадет. Иначе говоря:
давление р — масса * скорость = тс.
(Физик уточнит это равенство словами «на единицу площади за единицу времени».)
Учитывая это, слегка перепишем знаменитую формулу:
Е = тс>2 = тс*с = рс, или р = Е/с.
Значит, чтобы подсчитать световое давление р, надо энергию света разделить на скорость света — огромную величину, равную 300 тысячам километров в секунду. Поскольку делить надо на такое большое число, давление света получается очень маленьким. В этом был корень всех трудностей экспериментаторов вплоть до Лебедева.
А теоретикам трудно было уложить новые идеи в рамки тогдашних научных представлений. Британская идея электромагнитного поля, заполняющего пространство, была особенно чужеродной для германской физики, которая знала лишь заряды и силы, действующие между ними. Несколько десятилетий в науке царила неопределенность — не было оснований отвергнуть идеи Фарадея — Максвелла и не хватало духу поверить в них.