Страницы истории науки и техники

Ньютон отчетливо представлял себе всю ограниченность человеческого знания, и в этом отношении показательно одно из ого высказываний, приведенное, в частности, В. И. Вернадским: «Ньютон, стариком, подводя итоги своей научной работы, говорил, что он чувствует себя в положении мальчика, разбирающего камешки на морском берегу и из этих камешков строящего детские постройки — свое мировоззрение ученого… Это чувствовал человек, который глубже других на протяжении веков научно охватил порядок природы»[132].

Имя Ньютона входит в число имен ученых, сделавших особенно много в развитии оптики (греч. optike — наука о зрительном восприятии) — разделе физики, в котором рассматриваются вопросы природы видимого излучения {света) и его распространения. Современная наука считает природу света, как и природу всех объектов и явлений микромира, двойственной — корпускулярно-волновой. Другими словами, свет, согласно современным представлениям, обладает свойствами, присущими как потоку частиц, так и волнам. Во времена яге Ньютона точка зрения на природу света только еще начала складываться, по этому вопросу шли дискуссии, высказывались различные соображения.

История развития оптики восходит ко временам, дало-ко отстоящим от начала нашей эры; по вопросу о природе и свойствах света известны высказывания, относящиеся к 5-му тысячелетию до н. э. В более, позднее время древнегреческие ученые Пифагор, Платон, Аристотель и др. высказывали свои соображения о сущности и свойствах света. Наиболее важным результатом древнегреческих ученых было, вероятно, не столько их предположение о том, что представляет собой свет, сколько установление его прямолинейного распространения, имевшее большое практическое значение, особенно для астрономии и навигации.

Важным этапом в развитии оптики, относящимся к началу новой эры (хотя некоторые соображения высказывались раньше), было изучение преломления лучей света (рефракции) на границе различных сред (например, при прохождении через воду или стекло). Обстоятельный трактат по этому вопросу был написан Птолемеем во II в. н. э.

Наконец, Пьером Ферма (1601–1665), французским математиком и физиком (оптиком), приблизительно в 1660 г. был установлен принцип, носящий теперь его имя (принцип Ферма), несколько упрощенная формулировка которого может быть дана в следующем виде: истинный путь прохождения света из одной точки в другую отвечает минимально необходимому для этого времени.

Дальнейший прогресс оптики связан с именем Ньютона. Относительно природы света Ньютон придерживался корпускулярной концепции: он считал, что луч света, проходящий через межпланетное пространство, атмосферу Земли или какую-либо другую среду, представляет собой поток частиц, испускаемых источником света. В то же время Ньютон не исключал возможности того, что свет может иметь некоторые волновые свойства, поскольку распространение его происходит, как в то время полагали, в мировом эфире — гипотетической среде, якобы заполняющей все мировое пространство, — понятие о котором потребовалось тогда для объяснения некоторых физических явлений.

Ньютон сделал очень важный шаг в понимании задолго до него известного факта — так называемой дисперсии света, т. е. разложения обычного белого цвета на все существующие в природе цвета с образованием солнечного спектра, имеющего с одной стороны красный цвет, а с другой — фиолетовый, при прохождении луча света, например, через стеклянную призму. Ньютон дал следующее объяснение этому явлению, хорошо известному также по появляющейся иногда во время дождя радуге. Он считал, что белый цвет представляет собой совокупность различных световых корпускул (частиц), причем каждому цвету отвечает свой «сорт» корпускул. Новым в этом было прежде всего то, что, по Ньютону, различные цвета не возникали из белого цвета в стеклянной линзе или в капельках воды радуги, а были присущи белому цвету и только проявлялись в результате преломления света (рефракции). Преломление света различно для различных цветов, составляющих белый цвет (различно для разных «сортов» корпускул). Следствие этого — возникновение солнечного спектра.

Вот что писал Ньютон но этому поводу: «…эти цвета не порождены вновь, а лишь стали видными благодаря разделению, ибо если их снова полностью смешать вместе, то они вновь составят тот свет, который они составляли до разделения. По той же причине изменения, которые получаются при соединении различных цветов, нереальны, ибо, если различные лучи вновь разъединить, они. будут проявлять точно те же цвета, как и до вхождения в смесь. Как вы знаете, синие и желтые порошки при таком смешивании кажутся невооруженному глазу зелеными, и все же цвета составляющих корпускул не изменились в действительности, а лишь смешались. Ибо, если; посмотреть в хороший микроскоп, они по-прежнему будут казаться только синими и желтыми»[133].