Мальчик на берегу океана - [26]

Вот почему Ньютон так жестко и решительно поставил знак равенства между гипотезой и домыслом. И резко отграничил гипотезу от закона. Гипотезы, словно изящные статуи, созданные прихотливой фантазией, украшают фасад, привлекая внимание праздной публики; но не они поддерживают здание науки. Настоящая опора — это колонны, надежные физические законы, сложенные из фактов. А потому — долой домыслы.

Однако и он, при всей строгости своего ума, был вынужден — мы это сейчас увидим — признать, что совсем без гипотез обойтись невозможно, и скрепя сердце пошел на уступки.

И ЧАСТИЦЫ, И ВОЛНЫ

В 1672 году, когда Ньютон прислал в Лондон свою первую работу, о нем почти никто не знал. Через каких-нибудь полтора-два года он стал знаменитостью. В споре о свойствах света приняли участие и англичане, и иностранцы. Чуть ли не каждую среду джентльмены Королевского общества выслушивали письма с различными мнениями, приходившие с континента. Со всех сторон на автора «Новой теории света» сыпались упреки и возражения. Гюйгенс утверждал, что белый свет можно получить, смешав желтый и синий, а это значит, что вся теория Ньютона рушится. Два физика из Нидерландов сообщили, что они собственноручно повторили опыты с призмой и у них-де ничего не получилось. Ученый иезуит Пардис, профессор математики из Клермона, прислал «Вопросы к господину Ньютону». Все это Генри Ольденбург аккуратно пересылал в Кембридж, на все Ньютон должен был отвечать, ответы публиковались в «Философических трудах» и вызывали новые протесты. Так продолжалось несколько лет; имя Исаака Ньютона не сходило со страниц, и вослед ему неизменно звучало неодобрительное эхо.

Но главным противником оставался Роберт Гук. И дело было не только в том, что он по-прежнему твердил о своем первенстве в открытии основных законов света. Гук выступал в роли верховного судьи, и многим казалось, что он имеет на это право. Худо ли, хорошо, но он ответил на главный вопрос — в чем сущность света. Гук предложил окончательное решение: свет — это волны. Волны эфира, возбуждаемые светящимся телом, как звук — предметом, который звучит. И спорить с Гуком, опровергать его теорию можно было только одним способом — представив какую-нибудь другую гипотезу, так сказать, контртеорию.

Ньютон сделал это в мемуаре, где говорилось о радужных кольцах. В последний день 1675 года Ольденбург получил письмо из Тринити-колледжа. «Я не хотел публиковать никаких гипотез, — писал Исаак, — ибо опасался ввязываться в бесполезные пререкания. Однако впредь я не намерен публично отвечать на возражения. Итак, вот гипотеза, которая сделает нагляднее тот мемуар, который я вам обещал: как раз на этой неделе я сумел выкроить свободное время, чтобы наскоро собрать свои мысли».

К письму был приложен обширный трактат по-латыни, с пространным заголовком: «Теория света и цветов, заключающая гипотезу с объяснением свойств света, изложенных автором в предыдущих трудах, а также описание наиважнейших явлений различных цветов тонких пластин и мыльных пузырей, кои в равной мере зависят от ранее описанных свойств света». Чтение этого труда заняло четыре среды — 31 декабря, 20 января, 3 февраля и 10 февраля. Слушатели и Гук должны были остаться довольны: на сей раз автор новой теории договорил все до конца.

В книге «Оптика» часто упоминаются корпускулы, и поэтому обычно считается, что Ньютон защищал корпускулярную, иначе эмиссионную, теорию света. Так пишут в учебниках. У этой теории была печальная судьба. В XVIII и XIX веках Ньютон был возвеличен как создатель механики, зато его теория света казалась безнадежно устарелой. Гете сравнил ее со старой полуразрушенной крепостью — «жилищем сов и мышей». И лишь в двадцатом столетии волновая и эмиссионная оптика объединились. Стало ясно, что в одних условиях свет ведет себя как волна, в других — как поток частиц; обе модели не исключают, а дополняют друг друга. Так что в конечном итоге обе стороны — и Гук с Гюйгенсом, и Ньютон — были правы.

Однако здесь есть неточность — на нее указал знаток творчества Ньютона С. И. Вавилов. Заглянув во второй мемуар Ньютона, мы увидим, что его теория не была односторонней, но стремилась преодолеть неполноту обеих гипотез.

«Если мы предположим, — говорится там, — что световые лучи состоят из маленьких частиц, выбрасываемых по всем направлениям светящимся телом, то эти частицы, попадая на преломляющие или отражающие поверхности, должны возбудить в эфире колебания столь же неизбежно, как камень, брошенный в воду… Колеблющиеся частицы светящегося тела возбуждают… колебания в эфире различной глубины или толщины. Если такие колебания, не разделяясь, проходят через среду в наш глаз, то они вызывают ощущение белого цвета, если каким-либо способом они отделяются друг от друга, соответственно их неравным величинам, то они вызывают ощущение разных цветов».

Итак, вот его ответ: свет — это волны эфира, вызванные эмиссией световых частиц.

Ньютон считал, что волновая теория не в силах объяснить главное свойство света — прямолинейное распространение. В этом отношении свет вполне подобен летящим частицам. Но, с другой стороны, Ньютон не хуже Гюйгенса и Гука (а может быть, и лучше) понимал, что такие явления, как дифракция и интерференция, гораздо проще можно объяснить с помощью волновой гипотезы. И он пошел дальше, соединив обе модели. Этот удивительный гений долго воздерживался от гаданий; он запретил себе роскошь измышлять гипотезы. Но когда он, наконец, нарушил свой обет и сформулировал собственную гипотезу, она оказалась пророческой. Ибо Ньютон в значительной мере предвосхитил то, что произошло в физике лишь в XX веке.