Любители мудрости

Пытаясь объяснить свет с помощью своей механики, Ньютон говорил, что он представляет собой поток маленьких частиц, или, как часто говорят в науке, корпускул (от лат. corpusculum – тельце), которые несутся от источника света, взаимодействуют по механическим законам и вызывают ощущение света, попадая в человеческий глаз. Однако такое объяснение не было вполне удовлетворительным: ведь один луч света свободно проходит через другой, а если бы это были два потока частиц, как считал Ньютон, то они сталкивались бы и как-то изменяли направление своего движения, отклоняясь или изламываясь. Значит, свет – не поток корпускул, а что-то другое. Но что?

На этот вопрос попытался ответить нидерландский ученый XVII в. Христиан Гюйгенс. Вполне возможно, говорил он, что свет – это не движение частиц. Представьте себе волны на поверхности воды. Нам кажется, что они движутся, но на самом деле никакого движения не происходит. Просто на неподвижной поверхности воды одна ее часть поднимается, а другая опускается, что и создает эффект волны и видимость ее движения. На самом же деле происходит не движение воды, а колебание (вверх-вниз) ее поверхности. Возможно, что то же самое происходит и со светом, предположил Гюйгенс. Все пространство заполнено невидимым светоносным веществом – эфиром, который сам никуда не движется, но может колебаться, как и водная поверхность. Колебания этого эфира и вызывают свет, который, таким образом, представляет собой не движение частиц, а волны эфира. Ньютоновское представление о свете получило название корпускулярное, а теория Гюйгенса стала называться волновой.

Но и против волновой теории имелись возражения. Как известно, волны обтекают препятствия, а луч света, распространяясь по прямой линии, обтекать препятствия не может. Если на пути луча поместить непрозрачное тело с резкой границей, то его тень будет иметь резкую границу. Однако при более тонком наблюдении с использованием увеличительных линз обнаружилось, что на границах резких теней можно разглядеть участки освещенности, которые выглядят как перемежающиеся светлые и темные полоски. Это явление было названо дифракцией света (от лат. difractus – разломанный или рассеянный, разбросанный). Оно показало, что свет все же огибает препятствия, как и водяные волны, хотя мы этого не можем наблюдать невооруженным глазом. Открытие дифракции подтвердило идею Гюйгенса о том, что свет имеет не корпускулярную, а волновую природу. Однако авторитет Ньютона был настолько велик, что его корпускулярная теория все же осталась господствующей: в науке, как и в любом другом виде духовной деятельности, все новое не сразу заменяет старое, каким бы хорошим это новое ни было. Более того, если одни идеи высказал авторитетный (всем известный и всеми уважаемый) человек, а другие, которые намного лучше первых, высказал кто-нибудь менее известный, как правило, все доверяют более авторитетному.

Волновая теория света была выдвинута вновь в XIX в. английским ученым Томасом Юнгом. Он дал объяснение явлению, при котором свет, добавленный к свету, необязательно дает более сильный свет, но может давать более слабый и даже темноту. Это явление было названо интерференцией света (от лат. inter – между и ferens – несущий, переносящий). Оно заключается в том, что при наложении двух волн таким образом, что гребень одной из них совмещается со впадиной другой, они взаимно уничтожаются. Вот почему при добавлении света к свету может возникать темнота. Интерференция подтвердила волновую теорию света.