Химия — просто

Учение Декарта о свете получило развитие в работах нидерландского физика Х. Гюйгенса, рассматривавшего свет как волны в эфире и даже разработавшего математические основы волновой оптики. В конце XVII века были открыты такие оптические явления, как дифракция (1665, Гримальди), интерференция (1665, Гук), двойное лучепреломление (1670, Эразм Бартолин; изучено Гюйгенсом), оценка скорости света (1675, Рёмер). И их необходимо было согласовать с моделью светоносного эфира. Тут-то и появились две модели, объясняющие, что такое свет:

1. Эмиссионная (или корпускулярная) теория. Она подразумевала, что свет — это поток частиц. Об этом говорила прямолинейность распространения света, на которой основывается геометрическая оптика. Но явления дифракции и интерференции в эту теорию не укладывались.

2. Волновая теория. Она гласила, что свет — это всплеск в эфире.

Концепция светоносного эфира стала в науке общепринятой, и даже когда была выдвинута атомистическая теория строения вещества, учёные от неё не отказались.

Для примера процитирую английского физика Джона Тиндаля из его «Очерков естественных наук» от 1876 года, где он говорит о концепции эфира и о причинах её принятия научным сообществом.

Джон Тиндаль

«Область, в которой происходит это световое движение, лежит совершенно вне сферы наших чувств. Световые волны требуют некоторую среду для своего образования и распространения, но эту среду, не имеющую ни вкуса, ни запаха, мы не можем также ни видеть, ни осязать. Каким же образом вообще доказано её существование? — Таким образом, что принятие неподлежащего нашим чувствам эфира объясняет все явления оптики с таким совершенством, отчётливостью и полнотою, что разум наш вполне им удовлетворяется. Что делал Ньютон, когда закон тяготения впервые проник в его ум? — Он сначала исследовал, объясняет ли этот закон все факты. Он представлял пути планет; он вычислял скорость падения луны на землю, и обнаружил, что всё это объясняется законом тяготения. На основании этого он считал закон вполне установленным; и наука подтвердила его заключение. На подобные, если ещё не более прочные, основы опирается наша вера в существование мирового эфира. Это принятие объясняет более разнообразные и сложные факты, чем те, на которых Ньютон основал свой закон. Если бы можно было указать хоть на одно явление, не согласующееся с принятием эфира, то мы должны были бы отступить от этого предположения; но до сих пор подобного явления не оказалось. Поэтому по крайней мере настолько же верно то, что пространство наполнено средой, посредством которой солнце и звёзды распространяют свою световую силу, как и то, что в нём действует та сила, которая связывает не только нашу планетную систему, но и неизмеримые небесные пространства.

Эфир, распространяющий импульсы света и теплоты, наполняет не только небесные пространства, облегает не только поверхность солнца и планет, но окружает также атомы, из которых состоят солнце и планеты. Эфир передаёт движение этих атомов, а не движение видимых частей какого — нибудь тела, и это колебание атомов есть объективная причина того, что мы ощущаем как свет и теплоту. Следовательно, атом, посылающий свои пульсации по беспредельному эфиру, подобен камертону, пересылающему свои колебания через воздух».

Логика была проста: раз звуку для распространения требуется определённая среда, значит, и свету требуется такая же среда. Космос заполнен вакуумом, в котором осутствуют атомы, точнее говоря, есть, но их очень мало. Поэтому для распространения света требуется какая-то другая среда. Вот так и придумали эфир, который якобы присутствует абсолютно везде.

В XIX веке интерес к концепции эфира резко возрос. Теория света, рассматривавшая свет как волны в эфире, одержала верх над эмиссионной теорией. Английский учёный Томас Юнг разработал в 1800 году волновую теорию интерференции и по результатам своих опытов довольно точно определил длины волн света для каждого цвета. Вплоть до начала XX века волновая оптика успешно развивалась во всех областях. Классическая волновая оптика пришла к логическому завершению, но успела поставить перед учёными труднейший вопрос: что же всё-таки собой представляет этот эфир?

Томас Юнг

Набросок Томаса Юнга двухслойной интерференции, основанный на наблюдениях волн воды

Пытаясь ответить на данный вопрос, учёные выдвигали множество гипотез, но всегда всплывала какая — нибудь теория из волновой оптики, совершенно не укладывающаяся в концепцию светоносного эфира. Некоторые учёные (в том числе, кстати, и наш соотечественник Дмитрий Менделеев) всё же придерживались теории эфира, другие же (как, например, Майкл Фарадей) относились к эфиру скептически и выражали сомнения в его существовании.