Есть учёные, которые всю жизнь что-то исследуют, публикуют статьи, спорят с коллегами, а потом умирают в безвестности. А есть Ньютон. Он провёл ключевые оптические эксперименты ещё в 1666-м, в свои 24 года, а книгу выпустил только в 1704-м, когда ему стукнуло 62. Почему так долго? Потому что Роберт Гук, главный задира того времени, его достал. Ньютон решил: «Ладно, подожду, пока этот тип умрёт, и тогда уж спокойно издам». И дождался. Джентльменский подход.
«Оптика» вышла на английском, а не на латыни, на которой тогда писали все серьёзные учёные. Это был сознательный демарш: Ньютон хотел, чтобы его читали не только университетские профессора, но и любознательные мастера, шлифовальщики линз, просто люди с руками и глазами. И это сработало.
Главная идея: белый свет - это сборная солянка
До Ньютона думали, что белый свет - это нечто чистое и простое, а цвета появляются, когда он смешивается с тьмой или как-то иначе искажается материей. Аристотель так сказал, значит, так и есть. Ньютон взял призму, пустил лучик солнца через дырочку в ставне и увидел на стене разноцветную полоску - спектр. Красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый. Семь цветов, как нот в гамме.
Он мог бы остановиться на этом и уйти пить чай. Но Ньютон был дотошный. Он вырезал в дощечке дырочку, пропустил через неё один зелёный луч, пустил его через вторую призму - и ничего не изменилось, зелёный остался зелёным. Потом взял линзу, собрал все цветные лучи обратно - и снова получил белое пятно. Вывод: белый свет - это смесь, а цвета - элементарные кирпичики, которые нельзя дальше разобрать. Каждый цвет имеет свою степень преломляемости. Красный преломляется слабее всех, фиолетовый - сильнее.
Во второй части Ньютон берётся за интерференцию. Он кладёт плосковыпуклую линзу на плоскую стеклянную пластинку, давит сверху и смотрит, что получается. А получаются концентрические цветные кольца - те самые, которые теперь называют кольцами Ньютона. Они возникают потому, что свет отражается от двух поверхностей - нижней стороны линзы и верхней стороны пластинки - и эти отражённые лучи интерферируют друг с другом.
Ньютон аккуратно измеряет радиусы колец и обнаруживает закономерность: радиусы светлых колец относятся как корни из нечётных чисел (1, 3, 5, 7...), а тёмных - как корни из чётных . Это было первое описание интерференции, хотя сам Ньютон ещё не знал этого слова и объяснял явление своей корпускулярной теорией через какие-то «приступы лёгкого отражения и прохождения».
Третья книга самая короткая и самая странная. В ней Ньютон касается дифракции (он называет её «изгибанием» света) и набрасывает кое-что про поляризацию . А в конце прилагает список «Вопросов» (Queries) - больше тридцати пунктов, где он просто перечисляет то, что сам не смог объяснить.
И вот тут начинается самое интересное. Ньютон спрашивает: «Не действуют ли тела на свет на расстоянии?», «Не превращаются ли свет и тела друг в друга?», «Почему природа ничего не делает напрасно?», «Что находится в местах, пустых от материи?» . По сути, это его завещание будущим поколениям: «Ребята, я сделал что мог, дальше вы».
В 31-м вопросе он размышляет о химическом сродстве и о том, почему одни вещества реагируют с другими - это заложило основу для будущей химии XVIII века .
«Оптика» построена не как «Начала» - там геометрические доказательства и аксиомы. Здесь всё на экспериментах. Ньютон описывает каждый опыт так подробно, что любой может повторить. Это был новый жанр: научпоп за 200 лет до появления термина.
Книга переиздавалась при жизни автора трижды, была переведена на латынь, французский, немецкий . Вольтер сделал из неё бестселлер во Франции, Бенджамин Франклин учился по ней ставить опыты с электричеством .
После «Оптики» мир перестал быть чёрно-белым в буквальном смысле. Ньютон показал, что радуга на небе и блики на мыльном пузыре - не случайность и не прихоть Творца, а физика. Точная, измеримая, предсказуемая физика.
И хотя в XIX веке выяснилось, что свет - это волны, а не частицы, а в XX - что он вообще и то и другое, ньютоновские эксперименты остались в силе. Спектр всё так же состоит из семи цветов, кольца всё так же подчиняются корням из нечётных чисел, а белый свет всё так же можно разобрать и собрать обратно.
P.S. Гёте через сто лет написал своё «Учение о цвете», где пытался доказать, что Ньютон ошибался. Гёте был великим поэтом, но в физике - извините, ребята. Ньютон оказался прав. Хотя про физиологию восприятия Гёте тоже сказал много интересного - но это уже совсем другая история.
ОТКРЫТ НАБОР НА КУРС "РОМАН"
СЛЕДУЙТЕ ЗА БЕЛЫМ КРОЛИКОМ!
Ваш М.