Страница 59 из 66
Таким образом, теория вытекает из опыта и предсказывает неизвестные ранее явления, подлежащие проверке опытом. Так, по мысли Ньютона, можно построить здание физической науки, подобно тому как в древности Евклид, исходя из опыта, построил совершенное здание геометрии.
Ньютона привела к такому намерению инстинктивная потребность выбраться из хаоса неопределённости и домыслов, и он безошибочно выбрал самый безукоризненный метод познания.
Вооружённый этим методом, Ньютон мог выступить против попыток словесного объяснения сути явлений, объяснения, не покоящегося на эксперименте и не допускающего экспериментальной проверки. Он был солидарен с девизом Английской академии наук: «Слова — ничто».
Надо сказать, что, провозгласив свое кредо и стараясь следовать ему, он, как мы сможем убедиться, всё же следовал ему не всегда. Он настойчиво пытался реализовать свою программу. Но каким непосильным бременем, каким удивительным источником прозрений и заблуждений стала она для него и для науки его времени! Прежде всего ему пришлось развенчать своих кумиров — Декарта и Кеплера. Первыми же научными результатами Ньютон оспорил их мнения, которые ранее считал непогрешимыми.
Решительный бой Ньютон дал учителям по вопросу цвета. Оба они внесли свою лепту в решение проблемы цвета. Кеплер до конца жизни пронёс убеждение в том, что свет, по существу, бесцветен. А то, что цвет одного предмета отличается от другого, — результат свойства самих предметов. Цвет дан телам от природы. Свет — одна ипостась. Цвет — другая. Что такое цвет, Кеплер объяснить не пытался. Это, считал он, дело философов. Физик же должен изучать свет как таковой, а о цвете он может даже не думать.
Ньютон знал точку зрения Кеплера. До своего опыта с призмой он, вероятно, и сам разделял её.
Разумеется, он не мог не интересоваться и мнением философов. А философы того времени со свойственной им расплывчатой терминологией говорили на этот счёт самые странные и неубедительные фразы. Например, что цвет — это нечто, сконцентрированное на поверхности непрозрачных тел. Что «он существует в предвидении, видим в потенции и становится видимым в действии внешнего света».
«Из всего этого едва можно понять, каким способом свет преломляется, почему цвета различны, в чём причина их появления…» — резонно замечает Ньютон.
«Учившие доселе о цветах, — констатирует он, — делали это на словах, как перипатетики, либо стремились исследовать природу их и причины, как эпикурейцы и другие, более новые авторы. Однако же, чтобы не излагать этой дурной философии, покажем, что такие рассуждения, как, например, у форм существуют другие формы и у качества — другие качества, глупы и смешны». И Ньютон ставит себе целью изучить оптические явления при помощи опытов и математики.
«Я не буду смешивать домыслов с достоверностью», — пишет он и многократно повторяет эту мысль.
Пропустив белый луч через призму и расщепив его на семь составляющих, он пропускает одноцветную часть радужной полоски через вторую призму. И видит, что цвет при этом не меняется, лишь изменяется направление луча. Вывод: не призма, не вещество создаёт цвета, раз они не способны изменить «простой цвет».
Он собирает воедино радужную полоску при помощи второй призмы и видит снова белый цвет. Значит, белый цвет состоит из смеси цветных лучей. Он может быть на них разложен призмой и снова получен из них.
Итак, свет и цвет — это две ипостаси, но иные, чем думал Кеплер. Цвет не порождается окрашенными телами. Как же установить его сущность?
Ньютон понимал, что ощущение различия цветов как-то связано со свойствами человеческого глаза. И он особенно внимательно вчитывался в места декартовых «Метеоров», где тот писал:
«Природа цвета заключается в том, что частицы тонкой материи, передающей действие света, стремятся с большей силой вращаться, чем двигаться по прямой линии: таким образом те, которые вращаются с гораздо большей силой, дают красный свет, а те, которые вращаются лишь немного слабее, дают желтый…»
Влияние Декарта на Ньютона ещё настолько сильно, что он тоже заговорил о разной величине цветных частиц! Он, вослед древним атомистам и Декарту, не опираясь ни на какой непосредственный опыт, предположил, что свет есть поток частиц, испускаемых светящимися телами. Красные частицы, по его мнению, самые большие, а фиолетовые — самые маленькие. И Ньютон счёл, что, попадая на сетчатку глаза, в силу своей разной величины, частицы света производят разное, но вполне определённое для каждого цвета ощущение. Это значит, что он не в силах удержаться на гордой позиции отрицания гипотез и, уподобясь Декарту, создал гипотезу.
Итак, оба говорят о частицах света, недвусмысленно связывая их со свойствами самого света и с ощущениями глаза, дифференцирующего цвета. Оба — и Ньютон, отрицающий гипотезы, и Декарт, превозносящий их, — оба стоят при этом на зыбкой почве гипотез.
Но… Слова у обоих одинаковы, а смысл их совершенно различен.
Декартовы частицы света — это, как пишет он, «частицы тонкой материи». Декарт не сомневался, что свет есть не что иное, как передача давления от источника через особую среду, заполняющую всё мировое пространство. Мы уже знаем, что очень давно древние учёные придумали слово, подходящее для названия такой среды, — эфир. Декарт верил в него и считал, что свет и есть толчки эфира, и эти толчки передаются от одной частицы эфира к другой с бесконечной скоростью на любые расстояния.
Ньютон же, говоря о том, что светящееся тело испускает мельчайшие частицы, которые, попадая на сетчатку глаза, производят ощущение цвета, подразумевает под частицами света совсем иное.
Нет, свет — это не частицы эфира. Недвусмысленно и чётко он формулирует: частица света — это «наименьший свет или часть света, которая может быть оставлена одна, без остального света, или же распространяется одна, или совершает или испытывает одна что-либо такое, чего не совершает и не испытывает остальной свет».
Ньютон бросает в научный мир XVII века потрясающую идею: «Под лучами света я разумею его мельчайшие частицы». Это чёткая, корпускулярная трактовка сущности света как самостоятельной субстанции.
Корпускулы Ньютона — реальны. Они по существу атомы света или даже то, что сегодня мы подразумеваем под элементарной частицей материи.
Интуиция Ньютона позволила ему, добавляя одну гипотезу к другой, согласовать корпускулярную теорию света со всеми экспериментальными фактами, известными до него и полученными им самим в результате многих тщательно продуманных опытов и точных измерений.
В итоге корпускулярная теория, включающая теорию цвета, изгнала из пределов оптики фантастические построения Декарта, оставив лишь в уточнённом виде его теорию радуги. Эта же участь постигла теорию цвета Кеплера…
Корпускулярная теория света была миной замедленного действия, которая ожидала удобного момента, чтобы взорваться революцией в мировоззрении людей следующих поколений. К чему привёл этот взрыв, мы, люди ХХI века, знаем. Ньютон же не подозревал о необычной судьбе своей идеи, о всех тех катаклизмах на пути учения о свете, которые произошли за следующие три века.
Ньютон был занят насущной для него заботой — защитой корпускулярной теории от её противников: Гука, Гримальди и Гюйгенса, лидеров волновой теории света.
В начале 1672 года Ньютон посылает в Королевское общество свои мемуары «Новая теория света и цветов», в которых впервые высказал мысль о том, что свет — поток частиц. В ответ — резкие и необоснованные возражения. Прославленный Гук, секретарь Королевского общества, выступает против молодого члена Королевского общества. Отдавая должное тщательности и изяществу опытов Ньютона с разложением белого света, он возражает против его гипотезы, утверждая, что всё может быть объяснено при помощи его, Гука, волновой теории света. В результате — бурный спор, скандал, эхо которого распространилось далеко за пределы Англии.
Особенно обидело Ньютона то, что Гук назвал гипотезой его теории, построенные, как он считал, в строгом соответствии с провозглашёнными им принципами. Дискуссия длится несколько лет, до 1676 года. В пылу обиды Ньютон клянётся никогда при жизни Гука не печатать никаких работ по оптике. Это не было пустым обещанием. Гук умер в 1703 году, и лишь в 1704-м по настоянию друзей Ньютон выпускает свой большой труд «Оптика, или Трактат об отражениях, преломлениях, изгибаниях и цветах света». При жизни Ньютона вышли три английских издания и один латинский перевод этой книги.