Неопределенный электрический объект. Ампер. Классическая электродинамика. - [33]
В это беспокойное время Ампер меньше занимался наукой, нежели в предыдущие годы. Однако страсть к исследованиям не оставляла его, и вместе со своим другом Огюстом Жаном Френелем ученый заинтересовался оптикой. Френель снимал квартиру у Ампера, в которой обитал несколько лет, пока не умер от туберкулеза в 39-летнем возрасте. Его исследования, основанные на работах Христиана Гюйгенса (1629-1695), подкреплялись открытиями английского врача Томаса Юнга (1773-1829), однако остались в Англии без внимания.
В XVIII веке в оптических исследованиях главенствовала корпускулярная теория Ньютона. Согласно этой теории свет состоял из крошечных частиц, которые распространялись по прямой линии. С помощью этой теории Ньютон и его сторонники смогли объяснить множество явлений, например отражение: свет отражается, поскольку составляющие его частицы отскакивают от отражающей поверхности. Эта теория существовала одновременно с волновой теорией Гюйгенса, согласно которой свет распространяется волнами, исходящими из его источника. Однако в подходе Гюйгенса было слабое место: для распространения волн требовался эфир — среда, которая заполняла все пространство и была при этом неосязаемой. Для объяснения оптических явлений выдвигались и другие теории, но в конце XVIII века главный спор шел между приверженцами корпускулярной и волновой теорий.
В 1803 году в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society of London были опубликованы результаты знаменитого опыта Юнга с щелями. Этот опыт вошел в список десяти лучших опытов в истории, поскольку доказал волновую природу света и ввел понятие интерференции. Юнг не отличался красноречием, но был невероятно образованным полиглотом (он участвовал в переводе надписей на Розеттском камне). Его опыт противоречил ньютоновской традиции, поэтому поначалу публикация осталась незамеченной. Во Франции ситуация складывалась не лучше: лапласовская школа объясняла все явления с помощью основных сил Ньютона. Среди приверженцев корпускулярной теории были такие ученые, как Жан Батист Био, вечный противник Ампера. Несмотря на давление сторонников корпускулярной теории, Френелю удалось внедрить в научное сообщество идею волновой интерференции. В 1818 году он получил награду Академии наук за работы по дифракции и в 1823 году стал академиком. Его работы получили признание в Англии, в 1827 году Лондонское Королевское общество наградило его медалью Румфорда «за развитие волновой теории в приложении к явлениям поляризации света и за ключевые открытия в оптической физике». Любопытно, что эта же награда была вручена в 1840 году Био и в 1850 году — Араго за их работы в области поляризации света.
В предыдущих главах мы писали о том, что Ампер до 1820 года интересовался математической физикой и химией, а потом обратился к электродинамике. Однако он также принял участие в спорах о природе света. Его исследования в области электродинамики соответствовали идеям Ньютона, однако, как это ни странно, в итоге ученый поддержал волновую теорию. Его позицию можно оправдать двумя факторами: дружбой с Френелем и соперничеством с Био. Особенно Ампера интересовала идея эфира — тонкой и эластичной среды, на которую опиралась вся волновая теория передачи волн. Какое-то время ученый полагал, что может использовать эту идею и при объяснении электродинамических явлений. Эта была первая попытка установить связь между оптикой и электричеством — еще один пример склонности Ампера к обобщению.
Френель учился в Политехнической школе, его дядя Леонор Мериме познакомил его с Араго и Ампером. Френель и Ампер имели одинаковую склонность к научным и духовным проблемам — именно так началась их дружба. В 1814 году Френель заинтересовался оптикой и поделился своими соображениями с Ампером, который в тот момент был увлечен химией и математикой. Между 1805 и 1815 годами Био и Лаплас возглавили мощную программу в области корпускулярной оптики, которая, кстати, была поддержана и Ампером. В 1814 году Френель представил исследование по оптике Лапласа, опубликованное позднее, в 1816 году. Речь шла о «Доказательстве теоремы, которая позволит вывести все законы преломления обыкновенного и чрезвычайного». Этот труд был посвящен двойному преломлению исландского шпата. Тогда Френель предпринял тщательное исследование дифракции, вследствие чего заинтересовался интерференцией. При поддержке Араго он в октябре 1815 года представил сообщение в Академию наук.
Портрет Мадам Рекамье в возрасте 23 лет, выполненный в 1800 году Жаком Луи Давидом.
Фотография Жан-Жака Ампера, сделанная Антуаном Самюэлем Адам- Соломоном (1818-1881).
Могила Андре- Мари Ампера и Жан-Жака Ампера на Монмартре.
Похвалы Араго не были поддержаны ни Лапласом, ни Био, и только в 1816 году Ампер оценил новаторские идеи Френеля и сравнил его вклад в науку со вкладом Ньютона:
«Строение господина Френеля, используя концентрические круги, вытекает из одного явления. Однако если эти круги сработают и в других случаях, он сможет свести все к одному простому закону. Таким образом, несмотря на то что я всегда признавал систему испускания (корпускулярную), выводы доклада мне кажутся правильными».
