Удивительные волны

Даже простейшая волна – регулярная последовательность пульсаций – носит периодический характер. Подумайте о том, что происходит, когда вы щиплете струну гитары. Ее тон зависит от ее частоты – то есть, количества колебаний в минуту. Вода, свет и звук представляют собой примеры периодических волн.

Можно создавать волновое движение в слабо натянутой струне, «раскачивая» ее, либо с помощью толчка или серии рывков. Толчок или импульс может быть большим или малым, даже совсем крохотным. Ваше тело представляет собой пульсирующую среду. Если вы очень чувствительны к своему телу, то можете ощущать свой «пульс», или сердцебиение.

Каково происхождение этого пульса или жизненной силы? В главе 7 я делал предположение, что квантовые волны (и струны) просто есть во вселенной – они представляют собой сущность, силу молчания большего Бытия, частью которого мы являемся. Как индивиды, мы можем создавать колебания и новые волны, как мы это делаем в музыке; возможно, вся вселенная создает небольшие «вибрации» или флуктуации в поле нулевой энергии,[139] посредством которых она пробуждает все сущее к жизни.

Остановимся ненадолго на колебаниях, которые описывает математическая физика. Колебание – это общее название движения, создающего любую волну – реальную или мнимую. (См. приводимые ниже рисунки).

(Надписи на первом рисунке: вверху – Колебание, дающее начало периодической волне; внизу – Простая периодическая волна)

На нижнем рисунке можно видеть, как колебание распространяется по натянутой гибкой струне, прикрепленной к стене. Это простой вид волнового движения.

(Надписи на втором рисунке, сверху вниз: Колебания создают волновое движение. Этот рисунок показывает, как колебание создает волну во времени. Часы показаны кружочком; Колебание, созданное слева вверху, становится волной, которая движется направо. В последовательные моменты времени t', t'', t''', и так далее волна находится в разных местах.)

Если колебания исходят не только от одного, а от обоих концов струны (скажем, потому, что волна «отскакивает», или отражается от стены), то мы замечаем нечто очень типичное для всех волн. Волны, приходящие с противоположных сторон взаимно складываются или вычитаются. Они могут складываться в большую волну, либо погашать друг друга. Ученые называют это явление «суперпозицией» или наложением волн.