— Невнимательный, необученный глаз дает беспорядочные показания, — объяснял Вавилов на основе собственного опыта. — Это очень скрупулезная и ответственная оптическая служба. К ней можно допускать лишь человека, прошедшего надежную тренировку. Нетренированный человек, а также попросту больной или быстро устающий не сумеют добиться своевременной регистрации всех наблюдаемых им вспышек. От такого человека немного пользы, даже если он во всех отношениях аккуратен и добросовестен.
Не все относились к этим опытам серьезно. Находились люди, которым это представлялось настолько методологически неоправданным, что они острили:
— Просидишь столько времени в темноте, не только кванты — самого черта увидишь!
Все же опыты принесли тот результат, который от них ожидали.
Кропотливая обработка колоссального экспериментального материала, осуществленная методами теории вероятностей, показала, что световые флуктуации имеют статистический характер. Это могло быть вызвано только одной причиной: случайными колебаниями числа фотонов вокруг порогового зрительного значения. Говоря иначе, существование флуктуаций окончательно подтверждало справедливость квантовой теории, причем самым наглядным, убедительным для всех образом.
— Человек, который первым увидел кванты! — полушутя-полусерьезно говорили о Сергее Ивановиче студенты.
Сотрудников лаборатории физической оптики вместе с их руководителем называли дружески «охотниками за фотонами».
Сейчас, когда прошло уже много лет со дня тех опытов, приходится порою слышать, что Вавилов перестарался, убив так много времени, чтобы убедиться в квантовой структуре света. Ведь, когда ставились знаменитые вавиловские опыты в темноте, было и без того достаточно убедительных свидетельств, что свет состоит из квантов. Говорят: необязательно было перепроверять это заново, да еще вводя такой элемент установки, как выдержанное в темноте зрение лаборанта.
В действительности невозможно переоценить научное значение экспериментов, проведенных под руководством Сергея Ивановича Вавилова по визуальной проверке квантовой природы света: оно огромно.
Подтверждением того, что свет действительно «зернист» и что «зернистость» эту можно увидеть воочию — непосредственным зрением, — не ограничилось значение ленинградских экспериментов. Этот цикл работ важен еще в том отношении, что он много дал фактических материалов для обоснования нового, чрезвычайно чувствительного метода исследования самих свойств зрения.
Сергей Иванович, который очень любил те опыты и гордился ими, часто говорил:
— Преимущество визуального метода еще и в том, что он дает новое, весьма тонкое средство для исследования недр глаза.
Благодаря этому методу оказалось возможным производить определение пороговой чувствительности глаза в зависимости от длин волн падающего света. Появилась возможность считать фотоны «штуками».
Было установлено, например, что для зеленых световых лучей с длиною волн от 500 до 550 миллимикрон число световых квантов, соответствующее пороговому значению глаза, колеблется у различных наблюдателей от 8 до 47, в среднем около 20. Однако общее число падающих при этом на глаз квантов примерно в десять раз больше: от 108 до 335, в среднем около 200 «штук».
Отсюда ясно, что значительная часть фотонов, попадающих в глаз, поглощается глазными средами и не вызывает зрительного ощущения. Пользуясь этим обстоятельством, можно исследовать прозрачность глазных сред по отношению к световым лучам с различными длинами волн.
И по сей день визуальные опыты Вавилова оцениваются очень высоко.
«Значение опытов по визуальному наблюдению квантовых флуктуаций не ограничивается наглядностью, с которой они демонстрируют квантовую структуру светового потока, — писал Петр Петрович Феофилов, бывший ученик Вавилова, крупнейший советский специалист по физической оптике. — С. И. Вавилов показал, что визуальные наблюдения флуктуаций позволяют решать тонкие вопросы физиологии зрения. Так, например, флуктуационный метод определения чувствительности сетчатки позволил обнаружить второй максимум чувствительности в ультрафиолетовой части спектра, существование которого было подтверждено впоследствии независимыми наблюдениями спектральной чувствительности глаза, лишенного хрусталика».