ЭФИР

ЭФИР

Бесконечная тяжба с оппонентами выбивала Ньютона из колеи. После первого опыта он не мог больше писать о цветах. Но понимал, что для поддержания своей позиции в Королевском обществе, ему нужно было бы представить туда какой-то новый мемуар. Ньютон стал собирать сохранившиеся наброски. Просмотрев их, он решил кое-что добавить, что заняло несколько дней. Викинса засадил за переписку. В результате появились две работы: «Трактат о наблюдениях», который стал зародышем второй части будущей книги «Оптика», и «Гипотеза, объясняющая свойства света, изложенные в нескольких моих статьях».

В сопроводительном письме Ньютон пытался разъяснить изменение своей позиции.

Ньютон — Ольденбургу

«Сэр, когда-то я обещал никогда не обнародовать гипотез о свете и цветах, боясь, что это послужит средством вовлечения меня в пустые споры; надеюсь, однако, что провозглашённое мною ранее решение не отвечать ни на что, похожее на возражения… всё-таки сможет защитить меня от этой опасности.

…Я счёл, что подобная гипотеза сделает значительно нагляднее тот мемуар, который я Вам обещал; как раз на этой неделе у меня выдалось свободное время, и я не удержался, наскоро собрал свои мысли и добавил гипотезу, не заботясь о том, покажется ли она возможной или невероятной…

…По перечёркиваниям и вставкам между строк Вы можете видеть, что гипотеза набросана наскоро, и я не имел времени её переписать, что заставляет меня оставить за собой право сделать добавления; я хотел бы также, чтобы Вы вернули мне как эту, так и другие статьи по миновании надобности…»

В очередном письме Ольденбургу, поясняющем подробности одного из опытов (стекло при опытах по электричеству должно быть ближе к столу, чем он утверждал ранее), содержится примечательная приписка.

Ньютон — Ольденбургу, Кембридж

14 декабря 1675 года

«…Прошу передать мой почтительный привет г. Бойлю, если Вы его увидите, и поблагодарить его за беседу, которой он меня удостоил этой весной. Моя идея поймать эфир в западню, как ему угодно было выразиться, думается мне, не так смешна, как ему казалось…»

В «Гипотезе» Ньютон впервые делится своими мыслями о внутренней структуре материи и устройстве природы.

Прежде всего он решил показать своему основному оппоненту — Гуку, что корпускулярная доктрина вовсе не противоречит его вибрационной гипотезе. «Гипотеза о телесности света, если бы я предлагал таковую, имеет значительно большее родство с собственной гипотезой оппонента, чем это ему, по-видимому, известно; колебания эфира полезны и необходимы и в той и в другой. Ибо, если предположить, что лучи света являются малыми телами, испускаемыми во все стороны светящими субстанциями, то лучи эти, ударяясь о преломляющую или отражающую поверхность, должны бы возбуждать в эфире колебания столь же необходимо, как камни в воде, когда они в неё брошены».

Речь идёт не более не менее как о компромиссной, корпускулярно-волновой теории света!

«Если бы мне пришлось принять какую-нибудь гипотезу, — продолжает автор, — я выбрал бы эту, но высказанную в более общей форме, без определения того, что такое свет, кроме того, что он есть нечто, способное возбуждать колебания в эфире…» «Я заметил, — пишет далее Ньютон, — что головы некоторых великих виртузов очень склонны к гипотезам… Сам я не буду принимать ни этой, ни какой-либо другой гипотезы… Однако, излагая гипотезу, во избежание многословия и для более удобного представления её, я буду иногда говорить о ней так, как будто бы я её принял и верю в неё».

Какова же эта гипотеза? Прежде всего предполагается, что «существует некая эфирная среда, во многом имеющая то же строение, что и воздух, но значительно разреженнее, тоньше и эластичнее. Немаловажным аргументом существования такой среды является то, что движение маятника в стеклянном сосуде с выкачанным воздухом прекращается почти столь же быстро, как и на открытом воздухе. Нельзя, однако, предполагать, что эта среда есть однородная материя: она складывается частью из основного косного тела эфира, частью из других различных эфирных газов во многом подобно тому, как воздух слагается из косного тела воздуха, перемешанного с различными парами или выдыханиями. В пользу такой разнородности, по-видимому, говорят электрические и магнитные истечения, а также тяготение. Может быть, общий остов природы не что иное, как различные сплетения некоторых эфирных газов или паров, конденсируемых как бы осаждением, подобно тому, как пары сгущаются в воду, или выдыхания в более грубые субстанции, хотя и не столь легко».

В существовании эфирной среды Ньютона убеждает не только неверно истолкованное им затухание колебаний маятника в вакууме — в этом Ньютона убеждают магнитные и электрические явления, оказывается, тоже исследованные им.

Ньютон, признавая эфир, тем не менее категорически отказывается от мнения Гука и Декарта, предполагающих, что колебания эфира — это и есть свет. «Свет не эфир, не его колебательное движение, но нечто иное, распространяющееся от светящихся тел. Желающие могут предполагать его агрегатом различных перипатетических свойств. Другие могут предполагать, что свет — множество невообразимо малых и быстрых корпускул различных размеров… Некоторые просто сочтут это начало духовным, хотя можно указать и механическое начало; но я предпочитаю обойти этот вопрос… Во избежание пререканий и для общности гипотезы пусть каждый останется при своём. Чем бы ни являлся свет, я предполагаю, однако, что он состоит из лучей, отличающихся один от другого по таким случайным признакам, как толщина, форма или сила, подобно тому как отличаются песчинки на берегу, морские волны, лица людей и все другие естественные предметы того же рода. Почти невозможно найти среди вещей одного рода вещи без какого-либо случайного отличия».

Почему же Ньютон отходит от «колебательно-эфирного» направления? Видимо, он слишком категорично разделял природу звука и света. Полагая колебания эфира продольными, как при звуке, он естественно приходит к выводу о том, что, «если бы свет был колебанием эфира, он должен бы всегда сильно расходиться по кривым линиям в тёмную или покоющуюся среду, нарушая все тени и направляясь по кривым порам или проходам, как звук». Ньютона всё же мучают сомнения. Не всё укладывается в его схему. Например, в каждом прозрачном теле, по мнению Ньютона, имеются поры различных размеров, а «…эфир находится в наибольшем разрежении в наименьших порах; поэтому эфир в каждой поре должен обладать различной разреженностью, и свет должен преломляться при переходе из каждой поры в соседнюю, что должно привести к рассеянию и уничтожению прозрачности тела…».

С помощью «гипотезы» Ньютон смог объяснить многие (но не все) явления, связанные с преломлением, отражением, прозрачностью и непрозрачностью тел. Теперь настала пора объяснить цвета. «Тела различных размеров, плотностей или качеств при ударе или другом действии возбуждают звуки различных тонов, а следовательно, и колебания в воздухе различных толщин».[21] Я предполагаю также, что лучи света, ударяясь о жёсткую преломляющую поверхность, возбуждают колебания в эфире. Эти лучи, что бы они собой ни представляли, различаются по величине, напряжению или силе и возбуждают колебания различных толщин… Концы волосков оптического нерва, которыми вымощена или облицована сетчатка, являются преломляющей поверхностью такого рода. Когда лучи ударяются об эти волоски, они должны возбуждать там указанные колебания. Эти колебания (подобно звукам рога или трубы) будут пробегать вдоль водянистых пор или кристаллических сердцевин волосков, через оптические нервы в чувствилище (сам свет сделать этого не может). В чувствилище, предполагаю я, они вызывают чувство различных цветов, соответственно своей толщине и смешению… Возможно, цвета различаются по своим главным степеням: красной, оранжевой, жёлтой, зелёной, синей, индиго и глубоко-фиолетовой на том же основании, как звук в пределах октавы располагается по тонам…»

Ньютону удаётся, используя, по существу, волновую теорию света, объяснить возникновение колец, видимых между пластинкой и плотно прижатой к ней линзой, называемых сегодня «кольцами Ньютона». В своём объяснении Ньютон, по существу, анализирует движение волн в упругой среде, правда, он считает их продольными, подобно звуковым.

Мемуар Ньютона полон намёков — в некоторых фразах явно угадываются идеи, связанные с его будущим законом всемирного тяготения. Здесь есть и распространение законов тяготения на Солнечную систему в целом, и тщательно скрытый, но понятный посвящённым закон обратных квадратов. Касается Ньютон и причин тяготения. Он считает, что оно вызывается непрерывным током эфира к Земле.

Эта статья Ньютона — пир гипотез, во время которого главный герой этого пира то и дело провозглашает себя аскетом и трезвенником. Затея Ньютона, однако, не удалась. Его «ход конём» — засталбливание гипотез при провозглашении полного отказа от них — был легко разгадан. И, следовательно, диспута избежать, конечно, не удалось. Прочитанная статья сразу же вовлекла Ньютона в бешеный водоворот страстей, споров, возражений и обвинений. Статью читали два дня — 9 и 16 октября 1675 года, и затем обсуждали на двух встречах после рождественских каникул, а мемуар «О наблюдениях» обсуждался с 20 января до 10 февраля. Два месяца внимание общества было приковано целиком к Ньютону. Статьи вызвали в Королевском обществе большой переполох. Несмотря на то что Ньютон весьма деликатно обошёлся с Гуком и его гипотезой, Гук никак не был удовлетворён. Он считал, что Ньютон покушается теперь на открытое лично им явление дифракции и на его вибрационную теорию. И это имело самые плачевные последствия.

Новая статья Ньютона опять поступила на отзыв Гуку. Он снова высоко отозвался об экспериментальном мастерстве Ньютона, но не удержался от того, чтобы не присоветовать ему бросить заниматься бесполезными исследованиями и оставить поле экспериментов по цвету тем, кто уже разработал тонкие и удовлетворяющие экспериментам гипотезы. Он рекомендовал Ньютону лучше заняться усовершенствованием телескопа. Это было бы чрезвычайно полезным и важным для общества. В отзыве и явно, и неявно проскальзывала мысль о том, что всё сделанное Ньютоном было ранее проделано им, Гуком.

Из журнала общества

«16 декабря 1675 года продолжалось слушание гипотезы Ньютона… Господин Гук сказал, что всё основное, о чём говорилось, уже содержится в его «Микрографии» и что мистер Ньютон немного продвинулся вперёд только в частностях».

Мемуар Ньютона был отклонён и не рекомендован для публикации.

Отзыв Гука поступил в Совет общества тайно от Ньютона, но Ольденбург тут же сообщил ему, что таковой отзыв имеется, и более того — точно передал его содержание. Предчувствуя добрую ссору, Ольденбург потирал руки. Он советовал Ньютону защищаться. В своём письме Ньютону он нарисовал положение даже несколько более мрачными красками, чем оно было в действительности.

Ньютон не был расположен к спору. Понимая, что Гук разозлился на него в основном за то, что он не принял его гипотезы, Ньютон в своём ответе написал, что гипотеза Гука столь же соответствует ньютоновским экспериментам, сколь и любая другая, и он не может отдать предпочтения ни одной из них. Только поэтому он вынужден отбросить их все.

Нечего и говорить, что о письме Ньютона Ольденбург тут же оповестил Гука. Гук, ознакомившись с ответом, ещё более озлобился. Пользуясь тем, что Ньютон наезжает в Лондон редко и живёт в тиши кембриджского уединения, а он бывает в Королевском обществе каждый день и фактически им управляет, он убеждал членов общества в том, что Ньютон украл все свои идеи из книги «Микрография».

Видя, что общество начинает наводняться чужаками, такими, как Ньютон, Гук решил создать внутри его узкий секретный кружок лиц, с которыми можно было бы проводить в обществе определённую политику. Именно там, на заседании тайного кружка, была без Ньютона обсуждена его теория цветов.

Из дневника Гука

11 декабря 1675 года

«Здесь, в кофейне Джо, мы начали новый клуб. Господин Хилл Хоскинс, Лодовик и я, а также господин Обри рассуждали насчёт новой гипотезы господина Ньютона».

Через две недели кружок превратился в «Новый философский клуб», члены которого обязались «никому не говорить о том, что здесь было раскрыто, никому не говорить о том, что мы вообще имели какую-либо встречу». В клуб вступил и сэр Кристофер Рен, тем самым придав ему большой вес.

Снова и снова члены клуба возвращались к статьям «господина Ньютона». Из дневника Гука: «Обсуждали последние статьи господина Ньютона. Я показал, что господин Ньютон использовал мои гипотезы об импульсах и волнах».

Несмотря на засекреченность нового клуба, Ньютон всё же вскоре узнал о тайном «конклаве» и обвинениях Гука.

Ньютон — Ольденбургу

10 января 1676 года

«Сэр, я Вам обязан за Вашу прямоту, заключающуюся в том, что Вы знакомите меня с инсинуациями мистера Гука… Единственная вещь, которую я написал и о которой он может сказать, что она взята из его гипотезы, — это способность эфира вибрировать… Утверждения о том, что эфирные вибрации — это свет, принадлежит ему, но то, что сам эфир может вибрировать, — это (я полагаю) взято из фонтана, находящегося повыше; то, что эфир — более тонкая материя, чем воздух, и что воздух есть вибрирующая среда, — это известные принципы, которым я и следую. Я бы хотел, чтобы мистер Гук показал мне, что пусть не вся сумма гипотез, которые я выдвинул, есть инсинуация, но хотя бы часть из них взята из его «Микрографии»; но тогда я также ожидаю, что он покажет, что является его личным вкладом… К вещам, которые я заимствовал у Декарта, пожалуйста, добавьте ещё и то, что все части твёрдых тел имеют колебательные движения; иначе он будет говорить, что я взял у него и то, что я говорю о тепле, и то, что он сам заимствовал из Декарта…»

И Ньютон, и Гук видели, что развитие событий приобретает неблагоприятный оборот не только для их личных отношений, но и для развития философии. Гук первым протянул руку дружбы.

Гук — Ньютону

«Мне кажется, что и Ваши и мои работы направлены к одной цели, а именно к раскрытию истины, и я полагаю, что мы должны выслушивать взаимные возражения, пока и поскольку они не переходят в выражение открытой вражды. Наши с Вами головы равно настроены на то, чтобы получать самые точные выводы причин из эксперимента. Если бы, таким образом, Вы выразили бы желание обмениваться со мной соображениями о подобных материях посредством частной переписки, я бы с радостью принял это… Я признаю, что столкновение двух соревнующихся, каждого из которых довольно трудно победить, может произвести свет, даже если их столкнули за уши лоб в лоб чужие руки, чужие инициативы и чужие намерения. Но подобное столкновение скорее произведёт не свет, а нездоровую жару…»

Ньютон — Гуку

«Я ничего более не желаю, чем избежать в вопросах науки всякого дальнейшего состязания, которое может иметь место в печати, и поэтому я с радостью принимаю Ваше предложение о частной переписке. То, что делается перед многими свидетелями, редко оканчивается только поисками истины; а то, что имеет место между друзьями в частном порядке, больше заслуживает названия консультации, чем состязания. И я надеюсь, что именно это и будет между Вами и мной».

Гук — Ньютону

«Я искренне ценю Ваши замечательные умозаключения, я сужу по ним, что Вы пошли в этом деле гораздо дальше, чем я. Считаю, что для исследования этого предмета невозможно было бы найти более подходящего и более способного человека, чем Вы».

Ньютон — Гуку

«Вы переоцениваете мои возможности по исследованию этого предмета…»

Завязалась переписка. Гук пытался убедить Ньютона в том, что многие вещи были сделаны им раньше и были бы доведены до необходимой степени совершенства, если бы не его обременительные обязанности, если бы он только имел на это время. Это была правда, но не в этом была сейчас суть. Суть была в одном — кто прав?

Один из исследователей науки того времени сравнил Гука и Ньютона в этой переписке с двумя деревенскими парнями, неумело размахивающими друг перед другом шляпами с перьями и в поклоне говорящими друг другу комплименты. О, если бы научные споры можно было решить по договорённости! За всем этим внешним политесом стояли и булавочные уколы, и едкие замечания. Гук и Ньютон в принципе не могли примириться, имея на двоих всего одну научную истину.

Во имя возможного примирения Ньютон покривил душой, признав большой вклад Гука в оптику. На самом деле он так отнюдь не считал, и в строках его знаменитого письма от 5 марта 1676 года можно увидеть скрытую издёвку.

Ньютон — Гуку

«То, что сделал Декарт, было хорошим шагом. Вы многое добавили к нему в некоторых отношениях, и особенно, сделав предметом естественнонаучного рассмотрения цвета тонких плёнок. Если я видел дальше, то лишь потому, что стоял на плечах гигантов».

Последняя фраза, часто цитирующаяся в ньютониане, обычно вырывается из контекста и тем приобретает несколько искажённый смысл.

…Когда-то средневековый учёный монах Бернард Шартрский сравнивал своих современников с карликами, вскарабкавшимися на плечи гигантов. Он говорил, что они видят дальше и больше, чем их предшественники, не потому, что сами имеют больший кругозор, но потому, что вознесены мудрецами древности на высоту их гигантского роста. Взятая в её первоначальном виде и смысле, эта фраза, как видно, имеет апологетический характер, призывает к догматизму. Приглаживая образ Ньютона, многие позднейшие исследователи считали, что фраза о карликах, стоящих на плечах гигантов, у Ньютона означает его уважение и благодарность по отношению к его предшественникам-гигантам. К сожалению, эта черта совершенно не свойственна Ньютону. В этом можно легко убедиться, открыв любую его работу. Если вникнуть в контекст переписки Ньютона и Гука тех времён, фраза никак не может означать того, что за ней обычно видят. В лучшем случае это — двусмысленность. В худшем случае, который многим исследователям представляется наиболее вероятным, эта фраза — издевательская, учитывая малый рост горбуна Гука.

…С 1675 года Ньютон не посылал в Королевское общество ни одной статьи по оптике и по цвету, хотя и продолжал активно заниматься этим. Его интересовали вопросы преломления лучей в тонких пластинках, дифракция, двойное преломление в кристаллах исландского шпата. У него накапливался большой материал, который он никак не мог сейчас опубликовать. Ему мешал Гук, ему мешало непонимание Королевского общества и учёных в других странах. Он должен был ждать.

Ньютон — Ольденбургу

24 октября 1676 года

«…Частые отвлечения от работы, которые сейчас стали происходить из-за разных писем, полных возражений и прочего, сильно мешают мне в работе и заставляют обвинять себя в неблагоразумии, поскольку в охоте за тенью я пожертвовал истинно ценной вещью — своим покоем…»

Данный текст является ознакомительным фрагментом.