Жизнь и мечта

Ощепков Павел Кондратьевич

162

Критерий практики никогда не может быть абсолютно завершенным, раз и навсегда установленным или преподанным. Факт сам по себе — это только внешнее проявление события, внутренняя же взаимосвязь его с другими событиями, с другими явлениями раскрывается лишь нашим сознанием.

ДРАМА ВЕЛИКОГО НЬЮТОНА

Первое, что воспринимает человек, появившись на белый свет, — это именно белый свет. Но представления о природе света до сих пор еще находятся в стадии развития.

Первые люди на Земле принимали свет как дар небес, как божественную силу. Они представляли его таким, каким видели, т. е. белым. Они видели и радугу, возникающую после дождя в мельчайших

капельках воды, но сколько поколений сменилось, пока человек связал эти два явления между собой и понял, что белый свет — это сумма нескольких совсем не белых цветов — сумма цветов радуги. Теперь каждый школьник знает это. Он знает также и то, что луч белого света, если его пропустить сквозь трехгранную призму, разложится на составляющие цветные лучи. Если же сложить получившиеся простые цвета, вновь пропустив их, например, сквозь другую трехгранную приему в обратном направлении, то можно получить опять белый свет. Можно сложить даже не все, а только некоторые, так называемые основные, взаимно дополнительные цвета (красно-зелено-голубой или желто-синий), и получится тот же видимый белый свет. Этого можно достигнуть, если при сложении цветов регулировать и их яркость.

Так, через опыты Ньютона по разложению света на его составляющие, поставленные им в 1666—1672 гг., человек познал, что белый свет состоит из нескольких окрашенных цветов.

Однако при жизни Исаака Ньютона даже эти простые опыты с трехгранной призмой были встречены с большим недоверием. Нам теперь представляется, что и спорить-то здесь было не о чем. Но мысль о сложности белого света, открытие простых цветов и, наконец, установление связи между цветностью и коэффициентом преломления для современников Ньютона были совсем неожиданными и новыми.

163

Результаты своих опытов и выводы из них Ньютон изложил в рукописи под названием «Новая теория света и цветов». Когда эта рукопись была получена Королевским обществом (Британская академия наук), то для рассмотрения ее была назначена комиссия в составе трех видных ученых того времени — Р. Гука, С. Уорда и Р. Бойля.

В своем отзыве Гук в нескольких строках отдает должное тщательности и изяществу опытов, но возражает против того, что гипотеза, извлекаемая Ньютоном из опытов, правильна. Он не согласен с тем, что цвет является неотделимым первоначальным свойством лучей.

Утверждать, что все цвета содержатся как таковые в простом световом луче, было бы, — писал Гук, — то же самое, что говорить о наличии всех звуковых тонов в воздухе органных мехов или в струне скрипки, из которых они извлекаются». Разложение белого света на простые цвета в стеклянной призме вызывается, по Гуку, возмущением простого волнового движения в самой призме.

Почти одновременно с Гуком критиками теории и опытов Ньютона выступили X. Гюйгенс и многие другие оппоненты.

Все это не могло не влиять на душевное равновесие гениального экспериментатора, уверенного в своих опытах. В письме к секретарю Королевского общества Ольденбургу от 8 марта 1673 г. Ньютон просит вычеркнуть его из списков академии. В другом письме, датированном 23 июня 1673 г., Ньютон пишет, что он не желает больше заниматься естественными науками и отказывается отвечать на критические статьи и письма, так как не желает быть вовлеченным в бесполезные пререкания.

К счастью, Ольденбург уговорил Ньютона остаться членом Королевского общества, и тот еще долго сотрудничал в нем, А для гарантии его членства руководство Общества освободило Ньютона от уплаты членских взносов в сумме 1 шиллинг в месяц. (В Английской академии наук и до сих пор академики вносят деньги за свое членство.)

Так

проходила борьба за признание даже таких, казалось бы, простых истин, как открытые в опытах Ньютона по разложению стеклянной призмой обычного белого света.

164

Теперь о свете известно, конечно, гораздо больше. Мы знаем, например, что за видимым спектром излучения есть еще и невидимый «свет» — за видимыми фиолетовыми лучами следуют невидимые ультрафиолетовые лучи, а за красными — инфракрасные. Если полагаться только на наш собственный глаз, который может реагировать лишь на волны длиной от 0,4 до 0,8 микрона, т. е. только в весьма ограниченной области спектра излучения, то нельзя было бы обнаружить ни ультрафиолетовых, ни инфракрасных, ни каких-либо других лучей из числа уже известных к настоящему времени — ни Рентгеновых лучей, ни гамма-лучей, ни радиоволн самых разных длин и т. д.

Вот и выходит, что наш опыт, наша практика, всем известные факты весьма относительны. Человек принимал как несомненный факт и свет и радугу, но не мог связать их в одно понятие, не мог представить себе, что природа их одна и та же. Потребовалось время для создания таких технических средств, которые позволили искусственно разложить белый свет на составляющие и тем раскрыть его природу.

Но и новые опытные данные (новые факты), позволяющие доказать, что свет состоит из вполне определенных, конкретных цветов, соответствующих цветам радуги, опять-таки были далеко не полными. Ведь глазом нельзя обнаружить ни более коротких, ни более длинных волн, хотя, как мы знаем теперь, они имеют одну и ту же природу— это электромагнитные волны.

Только в 1800 г. В. Гершель показал, что за красными лучами в спектре есть еще лучи, которых мы не видим.

Он назвал эти лучи инфракрасными. И это открытие было сделано с помощью такой же стеклянной призмы, какой пользовался Ньютон. Только Гершель применил для регистрации света не простое наблюдение глазом, а термометр. При этом он обнаружил, что, перемещаясь за границу красного цвета, т. е. в ту сторону, где для глаза уже нет никаких лучей, термометр продолжает показывать присутствие какого-то таинственного излучения.

Так были обнаружены (открыты) невидимые для глаза инфракрасные лучи, входящие в качестве составной части в световые лучи Солнца или любого другого накаленного тела. Опыты Гершеля сильно расширили представления о природе света и дали толчок для дальнейших новых исследований в этой области.

165

Однако процесс дознания бесконечен. Поэтому без преувеличения можно сказать: да, теперь нам действительно многое известно о природе света. Но заявить, что мы уже все о нем знаем, все равно нельзя.

ШИРЯТСЯ ПОЗНАНИЯ О ВОЛНАХ

Во времена Ньютона считали, что свет — это мельчайшие частицы (корпускулы), которые попадают в глаз и там вызывают соответствующее раздражение. Потом опытами Гюйгенса было доказано, что свет имеет волновую природу, которая наиболее ярко проявляется при явлениях дифракции и интерференции.

Если взять в руки линейку с очень частыми делениями, например логарифмическую, и направить ее на источник света (по направлению к солнцу или к нити лампы накаливания) и смотреть вдоль этой линейки под очень малым углом зрения (лучше всего вдоль равномерной и самой мелкой шкалы), то мы увидим чередующиеся цветные полосы — цвета радуги. Происходит это потому, что свет, отражаясь от каждого штриха, достигает поверхности сетчатки нашего глаза в разное время. В этом случае волны, складываясь, взаимно ослабляются, даже совсем уничтожаются или, наоборот, усиливаются. Как говорят, волны интерферируют между собой.