В самом начале этой статьи напишу сразу- это статья не о всей жизни и всём научном творчестве великих натурфилософов Христиана Гюйгенса и Исаака Ньютона, это статья о том, о чем заголовок.
Еще в школе (я учился в классе с углубленным изучением физики), меня мои умнейшие педагоги учили (даже были школьные театральные постановки городского масштаба), что во второй половине XVII века произошел "по-настоящему научный спор" о природе света, между "отцами" так называемой корпускулярной и волновой теориями природы света. Корпускулярная теория света - это детище Исаака Ньютона, а волновая теория – детище Христиана Гюйгенса. Исаак Ньютон полагал, что свет состоит из частиц (корпускул), а Христиан Гюйгенс – полагал, что свет это волны.
У меня эта статья (как и с десяток других ждущих своего часа) лежала с давних пор в незаконченном виде. Я решил ее дописать и опубликовать на своем канале. Думаю, для некоторых моих читателей она будет интересной.
Исаак Ньютон и Христиан Гюйгенс были современниками и лично встречались несколько раз. Они жили в очень уникальное время развития оптики. Со школы у меня возник вопрос: как и о чем они спорили? Чем закончился спор? Я неторопливо стал изучать информацию и пришел к другому вопросу: а был ли вообще тот самый "по-настоящему научный спор" между этими натурфилософами?
Не хотел ломать исторически сложившееся представление, но, исходя из той исторической литературы и научных работ некоторых ученых, которые я изучил, выходит то, что очень вероятно, никакого "научного спора" на тему природы света в истории физики между "отцами теорий света" Исааком Ньютоном и Христианом Гюйгенсом не было. Как и нельзя на тот момент времени считать Исаака Ньютона "отцом" корпускулярной, а Христиана Гюйгенса "отцом" волновой теориями света, в том смысле, в каком это понимается сейчас. На историческом временном отрезке возможного возникновения "спора" не было созданных в оформленном виде теорий света- ни волновой, ни корпускулярной. Были созданы теории, описывающие оптические процессы, такие как отражение, преломление и др., используя для описания геометрическую оптику. В случае работ Исаака Ньютона и Христиана Гюйгенса - были выдвинуты лишь гипотезы о природе света. Правильнее говорить, были только попытки объяснения наблюдений и опытов касательно оптических явлений, с позиции разных представлений о природе света. Лично я, в историческом обзоре физики того времени, не обнаружил никаких свидетельств горячих речей и выступлений Исаака Ньютона или Христиана Гюйгенса с трибун в Королевском обществе в Лондоне или в Королевской академии наук в Париже в адрес друг друга. Правда был один момент их личной встречи в Лондоне в 1689 году, об этом событии ниже, но и в истории описания той встречи ничего не говорилось о споре. Правда говорилось, что обсуждался один очень важный опыт, мое личное предположение, что обсуждение этого уникального опыта, который изменил оптику, мог быть предметом оживленной дискуссии, возможно и даже жаркого спора. Забегая вперед - надежного подтверждения моему предположению я не нашел.
Итог I : надежных подтверждений существования "спора", возникшего между Христианом Гюйгенсом и Исааком Ньютона при их личных встречах и выступлениях перед почтенной публикой- я не нашел.
Возможно, спор был на страницах их известных трудов? На излете XVII века появились среди прочих работ, две фундаментальные работы по оптике. Одна работа, известная как "Трактат о свете"- работа Христиана Гюйгенса, вторая работа, известная как "Оптика"- работа Исаака Ньютона. Написаны эти две работы в разное время и при разных обстоятельствах. «Трактат» Христина Гюйгенса был написан им в 1678 году во Франции. Сам Христиан Гюйгенс начал работать с оптикой с середины 1653 года, еще в начале своей карьеры в области натурфилософии. В этих первоначальных трудах природа света не была темой его исследования. Христиан Гюйгенс сосредоточился на геометрической оптике. Он изучал функционирование линз, телескопов и микроскопов, исследовал поведения света и явления, такие как хроматическая и сферическая аберрации. И кстати говоря, он был больше инженер, чем физик, личность очень разносторонняя, будет по Христиану Гюйгенсу в будущем отдельный материал. Там много чего интересного.
Природу самого света Христиан Гюйгенс начал объяснять примерно в 1676 году. В этот период он пришел к убеждению, что оптические явления, такие как преломление и отражение света, двойное лучепреломление, можно объяснить только с помощью идеи света как о нерегулярной последовательности ударов-импульсов, распространяющихся через эфир. Завершенное оформление этих идей реализовалось в "Трактате о свете", который он прочитал перед Французской Королевской академией наук в 1679 году. Но опубликовал его лишь в 1690 году , за пять лет до своей смерти. Причину столь поздней публикации он объяснил в предисловии "Трактата." По другой версии, Христиан Гюйгенс не решался на публикацию "Трактата" до тех пор, пока не вышла публикация «Начал» Исаака Ньютона в 1687 году и не произошла их личная встреча в Лондоне в июне 1689 года.
Свою «Оптику» Исаак Ньютон начал писать в 1670-х, а первое издание "Оптики" появилось лишь в 1704 году (по одной из версий поздняя публикация была из-за конфликта Исаака Ньютона с Робертом Гуком). На тот момент Христиан Гюйгенс был уже почти 10 лет как мертвым. И эти работы были написаны на разных языках: работа Гюйгенса -на французском языке, а работа Ньютона - на английском. И еще один момент - "Трактат о свете" не имел переводов и последующих изданий, кроме первоначальной публикации. У «Оптики» только при жизни Исаака Ньютона, а умер он 1727 году и за эти 23 года были еще два следующих издания на английском языке, с их переводом на латынь и на французский.
Поскольку Христиан Гюйгенс стремился описать и объяснить открытые на тот момент световые явления, основываясь на представлении о свете как механических процессах реализованных посредством идеи удара-импульса, происходящих и распространяющихся в особой упругой среде - в эфире, некоторые критики "Трактата", даже современные, пишут, что основываясь на такой идее о свете - никакой волновой теории Христиан Гюйгенс не создал. Да, в его "трактате о свете" не сформулированы такие базовые понятия волнового процесса как: периодичность, длина волны, частота и др. Это сформулирует в середине XVIII века Леонард Эйлер (1707-1783). И как может показаться на первый взгляд, свою идею о природе света Христиан Гюйгенс выражает не используя современные волновые атрибуты, но в "Трактате о свете " он четко употребляет термин "волна", например :
"Поскольку удары в центре этих волн не имеют регулярной последовательности, не следует также воображать, что волны следуют друг за другом на равные расстояния."
А такие физические понятия, как периодичность, длина волны и частота- это всего лишь математические инструменты описания волнового процесса. Основа волнового процесса -это колебание, например, механическое движение в области точки равновесия, т.е. удары-импульсы, что и описывал Христиан Гюйгенс в "Трактате". Те же критики пишут, что Христиан Гюйгенс не приводит в своем «Трактате» никаких рассуждений о явлениях, которые сегодня мы классифицируем как волновое представление о свете, например, о интерференции, дифракции, цветах и т. д.
Да, это так. Но, основываясь на своей концепции света как непериодических упругих ударах-импульсах, распространяющихся в эфире, и волновом фронте, сформулировав "принцип Гюйгенса", он смог предложить непротиворечивые опыту и логичные объяснения преломления и отражения света. Благодаря своему Принципу, ему удалось объяснить поведение световых лучей в этих двух явлениях, объяснив их исходя из своей теории. И самое важное достоинство "Трактата" - это объяснение Христианом Гюйгенсом двойного лучепреломления на кристалле исландского шпата.
"Оптика" Исаака Ньютона состояла из трех его книг.
Книга I - содержала изложение о неоднородной природе световых лучей и цветов предметов. Именно в эту книгу он включил свои знаменитые эксперименты с призмами и описание телескопа-рефлектора. В начале книги I Исаак Ньютон заявил:
"Моя цель в этой книге - не объяснить свойства света гипотезами, а предложить и доказать их рассуждениями и экспериментами, для чего я возьму в качестве предпосылок определения и аксиомы, что последует дальше".
Он просто использовал термин «луч света», определяемый как: "мельчайшие части света, которые одновременно следуют друг за другом в одних и тех же линиях", без конкретики происхождения.
Книга II содержала наблюдения и объяснения образования цветных колец на тонких пленках, таких как пленки мыльных пузырей, сегодня известных как "кольца Ньютона". В Книге II, Исаак Ньютон объяснил преломление и отражение, основываясь на идее: "одной и той же силы, проявляющейся по-разному в разных обстоятельствах". Он не считал остро необходимым определять свет как последовательность частиц, распространяющихся от светящихся тел.
Книга III - содержала мысли Ньютона о дифракции света. В этой книге, только в разделе "Вопросы", был его вопрос :"Не являются ли лучи света крошечными телами, испускаемыми светящимися веществами?" Затем Ньютон представил ряд аргументов связанных с различными оптическими явлениями, подтверждающих эту гипотезу и написал свой ответ на этот вопрос: «Да, очевидно». Раз он не написал об этом в виде полноценной части своей работы, а лишь включил эту идею только в «Вопросы», в виде своих рассуждений и ответа, наводит меня на мысль, что природа самого света не была им изучена в необходимой мере.
Да, в "Оптике" Исаак Ньютон, принял корпускулярную концепцию света, но никогда открыто не педалировал ее в своих трудах. Он рассматривал корпускулярность света только как «вероятную гипотезу», индуцированную различными экспериментальными результатами, полученными им при изучении оптических явлений. Основываясь на своем методе исследования Природы и познания Мира, те результаты, полученные в результате экспериментов, были для Исаака Ньютона недостаточными доказательствами, чтобы признать эту концепцию природы света как окончательно доказанную. Да и сама "Оптика" была больше сосредоточена на изучении разнообразных характеристик оптических явлений, чем на обсуждении самой природы света.
Итог II : Исаак Ньютон и Христиан Гюйгенс в этих двух фундаментальных работах не только не оспаривали приоритет своей гипотезы природы света, но и не критиковали друг друга.
Возможно, спор был между ними в личной прижизненной переписке ?Публикация «Новой теории» Исаака Ньютона в 1672 году породила первые контакты между Христианом Гюйгенсом и Исааком Ньютоном посредством обмена письмами при посредничестве тогдашнего секретаря Королевского общества Генри Ольденбурга (1615–1677). Генри Ольденбург разослал копии работы Исаака Ньютона нескольким натурфилософам, включая Христиана Гюйгенса. В этом первоначальном сообщении Христиан Гюйгенс, не отреагировал на новую концепцию неоднородности белого света, а его внимание больше привлекла обозначенная в работе проблема несовершенства телескопов. После настояний Генри Ольденбурга, который еще раз акцентировал внимание Христиана Гюйгенса на проблеме неоднородности света, Христиан Гюйгенс оценил новую концепцию Исаака Ньютона как "весьма вероятной гипотезой". После этого между Христианом Гюйгенсом и Исааком Ньютоном произошел обмен другими письмами с комментариями Христиана Гюйгенса относительно теории света и цветов Исаака Ньютона. Современники говорили, что критика Христиана Гюйгенса, была самой резкой среди тех, что поступали Исааку Ньютону от других адресатов. Однако никакой конфликтной дискуссии между ними не заметили, в целом дискуссии были мягкими и уважительными к друг другу. В своем последнем письме Исааку Ньютону, Христиан Гюйгенс был вежлив и предпочел не продолжать дискуссию дальше:
"Что касается решений, данных г-ном Ньютоном на высказанные мной сомнения по поводу его теории цвета, то были моменты, которые могли ответить на них и образовать новые трудности. Но видя, что он так твердо держится своего мнения, я предпочитаю не оспаривать"
Т.е. Христиан Гюйгенс сам отказывается от возможности оспаривания идей Исаака Ньютона.
Вскоре после этого, 13 июня 1673 года, Ньютон ответил на последнее письмо Христиана Гюйгенса заметно раздраженным тоном:
"Я придерживаюсь своего учения с некоторой твердостью, я признаюсь, что мне было немного неприятно встретить ваши возражения, на которые уже были даны ответы ранее, без указания и ни малейшего объяснения с вашей стороны. Почему эти ответы, данные в других предыдущих письмах были недостаточными?"
В последующие годы Исаак Ньютон и Христиан Гюйгенс больше не обменивались письмами по поводу его «Новой теории. Они полноценно с научной точки зрения встретились лично только в 1689 году. Именно о этой встрече я писал выше. Встреча состоялась 12 июня на сессии Королевского общества, на которой Гюйгенс представил свои «Трактат о свете» и «Дискурс о деле мыслителя». Христиан Гюйгенс и Исаак Ньютон обсудили свои идеи о двойном преломлении света в исландском шпате, вроде даже затронули тему гравитации. Я нашел мало информации по этой встрече. Как я написал выше свое предположение, эта ситуация вполне могла стать основанием для так называемого "спора". Но, с момента уникального открытия двойного лучепреломления на кристалле исландского шпата в 1669 году Эразмом Бартолином (1625-1698) прошло 20 лет. Маловероятно, что каждый из них готовил что-то против другого более десятка лет, чтоб потом затеять этот "спор".
Общий итог: лично я не нашел в историографии Исаака Ньютона и Христиана Гюйгенса документальные подтверждения, которые указывают на то, что во второй половине XVII века между ними состоялся " по-настоящему научный спор отцов двух теорий света".
Мелкие конфликты и колкие дискуссии, не выходящие за рамки этики общения - безусловно имели место, особенно в 1672 году, но эти эпизоды были обычными событиями для исследователей природных явлений. И хочу напомнить, что в этот период Исаак Ньютон отвечал не только на критику Гюйгенса, но и на критику Роберта Гука(1635-1703) и Игнаса Парди (1636-1673).
Спасибо за прочтение моей статьи. Для всех, кто согласен или не согласен с моими выводами, а может захочет обозначить свое мнение -есть возможность использовать комментарии.
