Мальчик на берегу океана

Дело в том, что вести разговор о том, почему свет окрашивается в разные цвета, невозможно, если вы не ответили на главный вопрос: а что такое свет? Гук это понимал и тут же, в отзыве на мемуар Ньютона, выложил свое мнение, сославшись на «Микрографию». Он имел в виду то место в своей книге (мы о нем уже упоминали), где говорилось о цветах тонких пластинок.

Пронизанный светом, прозрачный листок слюды кажется многоцветным. Цветами радуги переливаются мыльные пузыри, пятна жира на воде. Гук объяснял это явление так: «Следует предположить некое очень короткое вибрирование, бегущее в однородной среде с одинаковой скоростью во всех направлениях, как радиусы из центра окружности; получается сфера, которую производит вокруг себя пульсация светящегося тела; она растет и расходится, будто волны на воде… Отражение волн от верхней или нижней поверхности тела и есть причина цветов прозрачных пластинок».

Вот в чем дело! Свет — это не вещество, не частички, вылетающие из солнца или свечи, как пули из мушкета, — одни красные, другие зеленые. Сам по себе свет ни цветной, ни белый. Свет, утверждал Гук, — это волны. Они разбегаются во все стороны от источника света, как круги на воде от упавшего камня или как колебания воздуха вокруг звенящего колокольчика. Если эти колебания правильные, мы слышим чистый музыкальный тон. Если же частота колебаний разная, получается шум — беспорядочная смесь разных звуков. Вот так же и со светом. Белый свет — это когда волны света бегут с одинаковой частотой. Но, отражаясь от обеих поверхностей прозрачной пластинки, они сталкиваются с теми, которые продолжают идти им навстречу; правильность колебаний нарушается, и тогда мы наблюдаем появление разных цветов. Разве не то же самое происходит в стеклянной призме?

Гук поставил перед горящей свечой бритву и стал рассматривать тень. Если бы свет был потоком частиц, бритва «отрубила» бы его — тень получилась бы четкой. А на самом деле она размыта. Лучи как будто огибают лезвие. Так Гук открыл дифракцию — искривление света (он не знал, что это явление уже было обнаружено до него итальянцем Гримальди). Этот опыт Гук описал в статье, которую поместил в «Философических Трудах». Дифракция, заявил он, подтверждает волновую гипотезу. Какие еще нужны доказательства? Ведь точно так же волны огибают камень, торчащий из воды.

Настоящим творцом волновой теории света был, однако, не Гук. В 1678 году Христиан Гюйгенс, президент Парижской Академии наук и член Королевского общества, выпустил «Трактат о свете, в коем разъясняются причины того, что с ним происходит при отражении и при преломлении». Гюйгенс воздвиг стройную систему доказательств волновой теории и в спорах о свете оказался куда более серьезным оппонентом Ньютона, чем увлекающийся и склонный к скоропалительным выводам Гук. Но Гук считал, что основные идеи Гюйгенс позаимствовал у него. Так же, как он утверждал, что Ньютон лишь повторил его опыты.

Гук действительно был «королем эксперимента». И все же опыт был для него не первоисточником, а скорее поводом для гипотезы, которую Гук создавал силой воображения. Он расцвечивал свои идеи яркими образами, научные доказательства заменял сравнениями. В нем было что-то от поэта. А вот количественная сторона явлений Гука мало интересовала. Гук, хотя и числился профессором геометрии, не привык мыслить математически.

Между тем самой сильной стороной ньютоновой теории было то, что качество света — его цвет — она связывала с количественной мерой — углом преломления. Поэтому мы с полным правом можем сказать, что Ньютон дал твердый математический закон; Гук же ограничился остроумными, но зыбкими догадками.

РАЗНОЦВЕТНЫЕ КОЛЬЦА

1675

Тем временем Исаак Ньютон в Кембридже продолжал свои исследования. Однажды он сложил вместе две призмы, намереваясь продолжить опыты с преломлением. Но призмы попались с дефектом: гипотенузные плоскости были неровными и соприкасались только в одном месте. (Гипотенузная плоскость соответствует диагонали квадрата, который получается, если смотреть на две совмещенные призмы с торца). Он заметил, что там, где грани сблизились, появилось пятно. Оно казалось прозрачным, когда призмы отражали свет, и темным, когда свет проходил насквозь. Вокруг пятна было что-то вроде радужного ободка.

Тогда он взял вместо призм две большие линзы от телескопа, плосковыпуклую и двояковыпуклую. Сложил их вместе, так что первая линза была обращена ко второй своею плоской стороной. Когда луч света проник через эту систему, стекла вспыхнули разноцветным огнем.

Те же полосы радуги, которые возникают при разложении белого света в призме, здесь располагались в виде концентрических колец, разделенных темными промежутками.