Страница 60 из 66
Именно этот перевод стал достоянием научного мира, ибо тогда латынь была языком науки, а английским за пределами «Островов» не владел почти никто.
Гении обидчивы ничуть не меньше обыкновенных людей. Но гении, наверно, более упорны — жизнь Ньютона подтверждает это. Он перестал спорить с Гуком, которого не уважал и считал научным вором. Он больше не хотел публичных споров с Гуком, но работать над проблемой света не переставал…
… Другие противники корпускулярной теории света были людьми иного плана.
Франческо Гримальди, необычайно трудолюбивый человек и талантливый учёный, был иезуитом и профессором математики в Болонье. Он доверял лишь фактам,
а не авторитетам. А иезуитский орден требовал безусловного подчинения высшим духовным авторитетам. Может быть, поэтому замечательный труд Гримальди «Физико-математический трактат о свете, цветах и радуге» был опубликован лишь после смерти автора. Но многие его коллеги по науке были наслышаны об удивительном явлении, которое наблюдал математик-иезуит на стене в своей комнате, затемнённой ставнем.
В ставне он проделывал малое отверстие, впускал в комнату луч света и на его пути ставил то непрозрачный стержень, то нить, то птичье перо, а то и просто кусок ткани. То, что получалось на стене, поражало своей непредвиденностью. Какой бы предмет ни ставил исследователь на пути света, тень от него на стене была не там, где полагалось быть его геометрической проекции, а смещалась в сторону. Более того, силуэт предмета был очерчен цветными полосами — синими со стороны тени, красными со стороны света! Гримальди наблюдал до двух-трех групп таких цветных полос, бледнеющих в сторону тени…
Впоследствии Гримальди назвал отклонение лучей света вблизи препятствий дифракцией. Но пока он ничего не понимал.
Он убирал с пути лучей палки и перья и снова глядел на стену: луч света рисовал систему концентрических колец. Светлые кольца чередовались с тёмными… Гримальди проделывал в ставне второе отверстие, близкое к первому. Картина менялась: на стене возникали две пересекающиеся системы колец. Причём там, где пересекались светлые кольца, образовывались тёмные места. Свет, шедший из одного отверстия, гасил свет, исходящий из другого…
Гримальди описал это удивительное явление такими словами: «Освещённое тело может сделаться темнее, если к получаемому им свету прибавить новое количество света». Несомненно, Гримальди первым наблюдал и зафиксировал явление интерференции. Но он не комментирует свои открытия. Возможно, он не хочет конфликтовать с авторитетами. Он лишь указывает на внешнюю аналогию с волнами, возбуждаемыми на поверхности воды. Впрочем, о природе цвета он высказывается вполне опредёленно, считая, что различия цветов должны объясняться различной скоростью колебания светоносного вещества.
Если Гримальди предпочитал не высказываться прямо в пользу волновой теории света, то Христиан Гюйгенс делал это со всей решительностью и с такой убеждённостью, что не колебался вступать по этому поводу в острую полемику с более молодым, но уже уважаемым им Ньютоном.
Гюйгенс был авторитетом в вопросах оптики. Чуть ли не с детства о нём говорили как о гении. В шестнадцать лет он поступил в Лейденский университет. В двадцать два года опубликовал свой первый труд по математике, а затем целый ряд сложных математических трактатов. Он занимался усовершенствованием зрительных труб. В результате ему посчастливилось сделать сенсационное наблюдение. Он открыл спутник Сатурна и его кольца.
Но особенно Гюйгенс прославился конструкциями часов, не боящихся качки. Устойчивые хронометры — давняя забота мореплавателей. Во времена Гюйгенса для целей мореплавания применялись маятниковые часы. Но даже лучшие из них, идущие с завидной точностью на суше, сбивались с темпа в каюте качающегося корабля. Это приводило к ошибкам в навигационных расчётах и к гибели кораблей.
Британское адмиралтейство объявило конкурс на конструкцию часов, нечувствительных к качке. Задачу решил Гюйгенс. Он изобрёл балансир — вращающийся маятник, колёсико, удерживаемое пружинкой, основу всех судовых хронометров, всех механических карманных и наручных часов — словом, большинства часов, используемых нами.
Изобретение часов прославило Гюйгенса. В 1663 году он был избран членом Королевского общества, а в 1666-м — членом вновь организованной Французской академии наук. Он поселяется в Париже, но в 1681 году из-за религиозных преследований возвращается в Гаагу. Здесь его основные интересы сосредоточиваются на оптических исследованиях.
Начиная свои главные оптические работы, Гюйгенс уже знал «Новую теорию света и цветов» Ньютона и некоторые его мемуары, поступившие в Королевское общество, членом которого он был избран за шесть лет до Ньютона.
Гюйгенс восхищался экспериментальным искусством Ньютона, он верил результатам его опытов в отношении теории цветов, но… не понимал их существа. Его волновая теория тоже не могла объяснить явление цветности, и он писал, что «явление окрашивания остаётся ещё весьма таинственным из-за трудности объяснения этого разнообразия цветов с помощью какого-либо физического механизма».
В своём «Трактате о свете» он яростно полемизирует с Ньютоном. Он ставит вопросы, на которые тому не так-то просто ответить.
Гюйгенс спрашивает: допустим, свет — это действительно частицы, тогда как объяснить тот факт, что луч света, проходя сквозь вещество, не отклоняется от прямолинейного пути? Частицы света, сталкиваясь с частицами вещества, должны были бы отклоняться в стороны. А ведь луч света издавна слывёт символом прямой линии…
Ньютон, противник гипотез, отвечал на это дополнительной гипотезой о пористости материи и о «приступах»: материя состоит из крупинок, погружённых в пустое пространство, и частицы света, пробираясь сквозь вещество, вступают с этими крупинками в особые взаимодействия. Они испытывают приступы — притягиваются крупинками материи или отталкиваются ими. В одном случае луч света проходит сквозь вещество беспрепятственно, в другом отражается от него.
Все это казалось Гюйгенсу неправдоподобным и неубедительным. И не только Гюйгенсу. Теория приступов — странная, запутанная, противоречивая — так и осталась тёмным пятном в оптических исследованиях Ньютона…
Гюйгенс ставил другие вопросы: допустим, навстречу друг другу мчатся два луча света. Если стать на точку зрения Ньютона, то два луча, состоящие из частиц света, должны столкнуться и смешаться, как два стада овец.
Но этого не случается. Каждый луч идёт своей дорогой беспрепятственно. Как объяснить этот парадокс?
Корпускулярная теория не давала разумного ответа. Гюйгенс с точки зрения волновой объяснил ситуацию блестяще: как две волны на воде, сталкиваясь, не мешают друг другу, так же и волны эфира, движение которых Гюйгенс считал светом, прекрасно ладят между собой.
Эфир оказался удобным союзником Гюйгенса и всех учёных, которые в него поверили. Это был путь наименьшего сопротивления. Ньютон не хотел идти по такому пути. Поэтому он спотыкался, блуждал в темноте, но не соглашался с Гюйгенсом. Он ещё не чувствовал истины, но неправду он чуял безошибочно.
Особенно импонировал физикам другой аргумент Гюйгенса, приводимый им в защиту волновой теории света. Речь идёт о способности сфокусированного зеркалом луча света сжигать предметы. В этом явлении Гюйгенс видел доказательство того, что свет есть движение особой среды. Сжигание может быть только следствием «разъединения, что служит убедительным признаком движения». Гюйгенс подчёркивает: «Нельзя сомневаться в том, что свет состоит в движении какого-либо вещества».
Он защищает, пропагандирует, внедряет идею эфира. И, объясняя распространение света колебаниями эфира, Гюйгенс применяет геометрический приём, который принёс его имени бессмертие.
Гюйгенс вводит в оптику понятие огибающей волны. Она помогает ему наглядно нарисовать чёткую модель распространения света, объяснить любому оппоненту, даже не физику, механизм движения световой волны.