Джейкоб Броновски - Восхождение человечества
Затем я поставил другую призму… так, чтобы преломленный через первую призму свет… мог пройти через вторую и снова преломиться, прежде чем он проявится радугой на стене. Я поворачивал первую призму разными гранями, даже вращал вокруг вертикальной центральной оси, приближал и удалял ее к источнику света и ко второй призме. Я делал это, чтобы исследовать, как изменится спектр.
Через какие бы поверхности я ни пропускал свет, его отражение на стене сохраняло форму и последовательность цветов.
Итак, традиционное представление было разрушено. Если бы свет изменялся, проходя через призму, то вторая призма дала бы новые цвета. Ньютон доказал, что после того, как цвет выделен посредством преломления, он остается неизменным.
Я преломлял его через призмы, отражал на цветные поверхности, ставил на его пути цветную пленку, зажатую между стеклянными пластинками, пропускал его сквозь цветные среды и сквозь среды, освещенные лучами другого рода. Но ни в одном случае мне не удалось получить новый цвет.
Больше всего меня поразило свойство дневного света, который мы определяем как белый: ни в одном из опытов он не проявился именно как белый, без примесей других цветов. Этого никогда не случалось, наоборот, состав его почти всегда оставался постоянным: определенное количество первичных цветов, смешанных в должной пропорции. Я часто с восхищением наблюдал, как разноцветный спектр сходился в белый луч и распадался на радугу на стене, чтобы, отразившись от ее поверхности, снова смешаться в свет, целиком и полностью белый.
Следовательно, белизна является обычной окраской дневного света. Этот свет представляет собой слияние совокупности разноцветных лучей, которые хаотично отражаются от разных частей стоящих на их пути тел.
Это выдержка из письма, написанного Ньютоном в 1672 году, вскоре после того, как он был избран членом Королевского научного общества. Он также представил коллегам свои эксперименты и сформулировал теорию света, которая на сей раз устояла под напором критики. Ньютон был очень горд этим достижением:
От натуралиста мало кто ожидает создания математически выверенной системы, и все же я осмелюсь утверждать, что уверен в своей теории света, как и в любой другой части «Оптики».
После публикации этой теории авторитет Ньютона в Лондоне заметно укрепился. Университетские ученые распространили ее по всем мировым научным центрам. Одновременно с этим в европейских столицах появились восточные купцы, которые везли шелка и специи.
Открытием Ньютона и появлением ярких восточных пигментов воспользовались живописцы — их палитры стали богаче, цвета — ярче, потому что за счет оптического смешивания художники обогатили изобретенную Леонардо да Винчи технику сфумато (последовательного втирания в холст тонких слоев краски, которые в конечном итоге за счет подсвечивания воспринимаются глазом как новый оттенок или цвет). Это нашло отражение в литературе: Александр Поуп, которому в те поры было всего 16 лет, несомненно, не такой чувственный поэт, как Шекспир, стал включать в свои тексты эпитеты, основанные на характеристиках цвета. Шекспир использует этот прием в десять раз чаще. Вот, например, как Поуп описывает рыбу, которую вылавливали в Темзе:
И яркоглазый окунь там живет,Серебряные водятся угри,Карп, чьи чешуйки в золоте зари,Там в красных крапинках форель видна,Там рыщет щука, вечно голодна.
Можно ли эти строки не признать упражнением поэта в описании цветов?
Слава Ньютона росла, но то внимание, которое привлекала его персона, неизбежно порождало новые споры вокруг его теории. Особой остроты дискуссии достигли в переписке. Именно в письмах, которыми с 1676 года начали обмениваться Ньютон и Лейбниц, между ними пошел спор о том, чья система исчисления должна стать приоритетной. Ньютон, невзирая на незаурядную математическую одаренность Лейбница, ни в какую не желал признавать, что тот изобрел свою двоичную систему самостоятельно.
В это же время Ньютон задумывается о том, чтобы снова уединиться в своей обители в Тринити. Просторный двор, небольшой сад, отличные жилые и подсобные помещения его родового поместья стали для него лабораторией. Семейство Невилл объявило сбор средств на создание Большой библиотеки имени Кристофера Рена при Кембриджском университете. Ньютон направил в этот фонд 40 фунтов стерлингов. Казалось бы, жизнь ученого входила в нормальное русло, и он мог бы посвятить дальнейшие годы исследованиям, наблюдениям и экспериментам. Однако Ньютон отказался от поездок в Лондон, чтобы участвовать в научных конференциях и появляться на светских раутах, а к нему, в Кембридж, не желал приезжать ни один из чиновников от науки.
По этой причине, несмотря на то что Ньютон открыл закон всемирного тяготения в 1666 году и сумел, благодаря этому открытию, описать движение Луны вокруг Земли, он почти двадцать лет не публиковал результаты своих изысканий. Невероятно! Но таковы факты: только в 1684 году молодой астроном Эдмонд Галлей, отчаянно вступивший в спор с Кристофером Реном и Робертом Гуком, отправился в Кембридж, чтобы познакомиться с Ньютоном и его открытиями.
После первой беседы, которая длилась какое-то время, доктор (Галлей) спросил Ньютона) какими будут траектории планет, если сила их притяжения Солнцем будет обратно пропорциональна квадрату расстояния. Исаак немедленно ответил: «Эллиптическими». Восхищенный Галлей спросил Ньютона, откуда ему это известно. Тот сказал, что произвел вычисления. Доктор Галлей попросил дать ему эти расчеты.
Ньютон поискал их в своих бумагах, но не нашел и пообещал выслать затем по почте.
Подготовка ответа заняла у Ньютона три года. Он работал над ним с 1684 по 1687 год и выписал все доказательства.
Ньютону потребовалось три года — с 1684-го по 1687-й — чтобы выписать доказательства в полном объеме.
Все это время Галлей поддерживал Ньютона морально и материально.
Он даже добился от Королевской академии финансирования исследований. А когда Ньютон в ответ на несправедливые упреки Роберта Гука хотел прекратить работу над «Началами», Галлей в письме от 29 июня 1686 года уговаривал его не делать этого: «Сэр, я вынужден снова просить вас не допустить, чтобы обиды заставили вас прекратить работу и лишили бы нас вашей третьей книги. Теперь, когда вы одобрили качество бумаги, я со всей энергией займусь подготовкой тиража».
Труд получился объемным и убедительным. Ученый назвал его «Математические начала натуральной философии». Работу оплатили Галлей и Королевское общество, которое подключилось к финансированию после того, как в 1687 году Галлей привлек внимание президента общества Сэмуэля Пипса к открытиям Ньютона.
Публикация «Начал» стала сенсацией в научном мире. Во-первых, книга содержала великолепное описание строения Вселенной в одном своде законов. Однако в первую очередь работа стала вехой в истории науки как таковой. Мы представляем ее себе как ряд утверждений, сменяющих одно другое, начиная с математики Евклида. Так оно и было, но только до Ньютона, который превратил научный метод в строгий и точный инструмент.
Из книги становится ясно, что удерживало Ньютона от ее публикации. Например, я убежден, что без включения Луны в сферу научных интересов он не мог найти ответ на вопрос, поставленный в разделе 12: «Как сфера притягивает частицу?» В Вулсторпе Ньютон, наблюдая за Землей и Луной, занялся серьезными фундаментальными расчетами. В первом приближении Ньютон представил Землю и Луну точечными частицами. Но ведь на самом деле они представляют собой гигантские шары. Корректно ли считать, что эти шары притягиваются друг у друга так, как если бы вся их масса была сосредоточена в их центрах? Да, но только в том случае, если сила взаимного притяжения будет изменяться обратно пропорционально квадрату расстояния между телами. Теперь вы можете представить, какие математические трудности пришлось ему преодолеть на пути к изданию книги!
Ньютону несправедливо бросали в лицо множество упреков. «Вы так и не объяснили, почему гравитация существует». «Вы не объяснили, как она может действовать на столь огромном расстоянии». «Вы так и не сказали, почему лучи света ведут себя таким странным образом». Ученый всегда отвечал одинаково: «Я не измышляю гипотез». За этой короткой фразой следовало столь же короткое разъяснение: «Я не занимаюсь метафизическими изысканиями и спекуляциями. Я устанавливаю закон и вывожу из него природу каждого конкретного явления». Именно таким способом действовал Ньютон в работах по оптике, и именно благодаря этой логике современники назвали его основателем новой фундаментальной оптической теории.
