Гюйгенс. Волновая теория света

Из-за холерического темперамента Гюйгенс часто не доводил начинания до конца. Он мог переходить от одной темы к другой в зависимости от своих интересов или внешних обстоятельств. Его исследования продвигались, внезапно останавливались, накладывались друг на друга или мешали друг другу. Этому способствовали две противоположные причины: с одной стороны, Гюйгенс с трудом признавал работу законченной, а с другой — он легко увлекался новыми проектами. Ученый испытывал что-то вроде охотничьего азарта. Как только радость открытия проходила, написание трактата с изложением результатов казалось ему гораздо менее привлекательным, чем новое исследование. Из всего этого плотного переплетения направлений, которые Гюйгенс то быстро развивал, то резко останавливал, мы проследим его интерес к свету. Эта тема дольше всего занимала внимание ученого.

После издания Systema Satumium Гюйгенс все еще мечтал спроектировать идеальный телескоп. С 1665 года он посвятил много сил устранению сферической аберрации. Напомним, что в том же году он нашел такую конфигурацию линз, при которой вогнутый окуляр исправлял аберрацию выпуклого объектива. Это сочетание соответствовало очкам или земному телескопу. Гюйгенс же искал подходящее решение для астрономического инструмента. Он использовал технику парных сферических линз, которые устраняли аберрации друг друга.

Портрет Исаака Ньютона.

Гюйгенс вел с английским ученым горячие споры.

Мозаика, изображающая голландского ученого, на улице Лейдсеештраат в Амстердаме.

«Кольбер представляет членов Королевской академии наук Людовику XIV», Анри Тестелен. Холст, масло. Некоторые узнают Гюйгенса в девятой фигуре слева.

Его усилия увенчались успехом 1 февраля 1669 года. Вместо того чтобы изменять окуляр, ученый решил удвоить линзы объектива. Система с одной двояковогнутой линзой и одной плоско-вогнутой (см. рисунок 1) ведет себя как гиперболическая линза объектива и не дает сферической аберрации. Ключ к решению надо искать в соотношении радиусов кривых, которые Гюйгенс сумел точно определить.

В этом проекте ясно виден стиль Гюйгенса: изящное соединение физики и геометрии, в котором материя исправляла свои недостатки, следуя математическим уравнениям. Решив проблему аберрации, Гюйгенс наконец завершил монументальный труд по диоптрике. Даже с учетом его требовательности, он теперь был в состоянии написать большой трактат о свете, который коллеги ждали больше десяти лет. Однако Гюйгенс опять отвлекся на новые исследования.

РИС. 1

В октябре 1669 года Исаак Барроу, первый профессор, возглавивший кафедру математики Кембриджского университета, отправлял в печать свои Lectiones XVIII, где объяснял закон Снелля, чтобы показать, как ведут себя сферические линзы. Гюйгенс достиг тех же результатов на 15 лет раньше, но так долго продержал их в ящике стола, что они устарели. Он утешал себя, говоря, что потеря первенства не так уж и важна. Только что ученый решил гораздо более амбициозную задачу, показав, что результаты, опубликованные Барроу, имели абсолютное значение. Гюйгенс решил вновь заняться диоптрикой и написать новый трактат, дополнив его перечнем способов, позволяющих избавиться от аберрации.

НЬЮТОН ПРОТИВ ГЮЙГЕНСА

На полях своей работы 1669 года Гюйгенс записал: «Эврика!» Так он обычно помечал особо важные открытия. Спустя пять лет ученый зачеркнул это слово. Почему? Причиной был Исаак Ньютон. В первых лекциях, которые Ньютон прочитал, заняв место Барроу на математической кафедре, он признавал огромный прогресс в области диоптрики, но указывал на небольшие трещины в фундаменте здания, возведенного его предшественниками, из-за которых оно могло разрушиться:

«И тем не менее они оставили кое-что, имеющее большую важность, что должны открыть те, кто идет по их стопам; так, я нахожу в преломлениях некоторую неправильность, которая мешает всему [...]. По этой причине я и занимаюсь диоптрикой — не для того, чтобы предложить новый подход к ней, но чтобы сразу же до конца исследовать это свойство света и показать, до какой степени оно подрывает совершенство диоптрики и как можно избежать этого препятствия до той степени, до которой позволяет природа. Я опишу здесь различные аспекты, связанные с теорией и практикой телескопов и микроскопов, чтобы доказать, что окончательное усовершенствование оптики, в отличие от принятого мнения, должно состоять в сочетании диоптрики и катоптрики».