Да прольется свет на природу света

Да прольется свет на природу света

Как вы думаете, что произойдет, если мы взглянем на небосклон науки через примитивную оптическую трубу Птолемея и подсчитаем число блуждающих там звезд с помощью придуманного Джоном Атанасовым персонального компьютера? А вот что: оно заметно превысит количество так называемых "устойчивых" светил, которые ни за что не уступят другим своего "звездного" места. В случае же если нечаянно выяснится, что оно занято ими не совсем по праву, то они из кожи вон вылезут, лишь бы не пересесть с трона на табуретку и не оказаться в созвездии Пса после обжитого созвездия Лебедя. Этого не даст им сделать страсть к славолюбию — одно из самых неприятных проявлений испорченной человеческой природы.

И все-таки блуждающие приоритеты и их истинные авторы своей незавидной участью будут обязаны не столько порокам и заблуждениям замечательных людей, сколько тем замечательным идеям, которые созревали в головах исследователей, либо когда не наступила пора сбора урожая, либо когда сами идеи не были готовы к тому, чтобы превратиться в неопровержимые теории. Помните обидчивую тираду яйца Ганзера из широко известного романа Роберта Шекли: "…сижу себе, никого не трогаю, как вдруг кто-то приходит и меня собирает!" То же происходит и с идеями, которые имеют обыкновение сопротивляться, когда их начинают неожиданно и несвоевременно "собирать".

Давайте посмотрим с этих позиций на научные изыскания в выяснении природы света, которыми помимо Гете, Ньютона и Гука занималось не одно поколение естествоиспытателей. Почему в раскрытии этой тайны они постоянно наталкивались на какие-то рогатки, то шли вперед, то внезапно откатывались назад? Почему одни впадали в крайность идеализированных представлений, а другие были склонны искать в световых явлениях непременно нечто материальное, наподобие ньютоновых корпускул? Почему, наконец, ученые, придерживающиеся более прогрессивных взглядов, неизменно встречали на своем пути мощную волну сопротивления со стороны своего же круга? И как случилось, что более чем через столетие вокруг волновой теории света, сформулированной на основе научного наследия Гука и Марци французским физиком Огюстеном Френелем, вновь разгорелись научные страсти?

Дело в том, что многим исследователям того времени было не по силам разобраться в сложном математическом аппарате учения Френеля, и его наотрез отвергли, невзирая на одобрительные отзывы отдельных "китов" науки. Прогрессивную идею предали забвению, а приоритет прочно и надолго закрепился за однобокой корпускулярной теорией Исаака Ньютона. Ладно, будь на дворе XVII век, но XIX?! Не правда ли, странно? Ведь к тому времени уже был выявлен механизм распространения света, вошедший в науку как "принцип Гюйгенса", обнаружены явления преломления и интерференции света. Наконец, в 1819 году состоялось открытие Френелем дифракции света, блестяще подтвержденное его расчетами. Разве все это вместе взятое не противоречило положениям Ньютона и не свидетельствовало в пользу именно волновой теории?

Возражения были просты до предела — не верим! — и больше походили на эмоциональные вопли яйца Ганзера, нежели на научные контраргументы. Френелю оставалось только иронизировать над запутавшимися в формулах коллегами: "Мы согласны, что теория действительно сложна, но неужели природу могут остановить трудности подобного рода". Ну, а чем дальше в лес, тем больше дров.

Открытие фотоэффекта Столетовым и указания Эйнштейна и де Бройля на двойственную природу света лишь подлили масла в огонь. Ученые сходу раскололись на три враждующих стана. Последователи Ньютона продолжали рьяно утверждать, что свет представляет собой поток материальных частиц, сторонники Френеля отстаивали волновую теорию света и лишь самая малозначительная часть физиков склонялась к мысли, что свет обладает как волновыми, так и корпускулярными свойствами. Один только Нильс Бор, по меткому замечанию В.Гейзенберга, "балансировал" между всеми, оставляя решение проблемы за… политиками. В духе неиссякаемого на юмор Бернарда Шоу он утверждал, что на этот вопрос лучше ученых ответит германское правительство. Если свет представляет собой волны, запретит пользоваться фотоэлементами, если же — поток частиц, запретит применение дифракционных решеток.

Все эти баталии не прошли мимо внимания летописцев науки. С каким трудом новая волновая теория вытесняла ставшее реакционным учение Ньютона, исписано немало страниц. И все-таки одно любопытное обстоятельство выпало из их поля зрения. Связано оно с именем английского исследователя Томаса Юнга, нигде и никем в этой связи не упоминавшимся.

А ведь никто иной как Юнг, с ранних лет блиставший необыкновенными способностями и щедро наделенный всяческими дарованиями, первым сформулировал основные принципы волновой теории света и на их основе дал объяснение явлению дифракции. Вслед за этим он с профессиональной дотошностью разобрал "по косточкам" сложнейшую проблему суперпозиции волн, не поддававшуюся другим великим умам. Более того, Юнг первым открыл явление интерференции света и поставил признанный впоследствии классическим эксперимент по наблюдению за ним. Молодой ученый даже подготовил исчерпывающий обзор по проблемам этих оптических явлений и предложенному им методу определения длин световых волн, с которым выступил перед светилами Лондонского Королевского общества еще в 1801 году (обратите внимание на дату!). Кстати, многие научные термины, в том числе и "интерференция", были введены в научный обиход с подачи Юнга.

Казалось, все сделал Юнг, чтобы заслужить славу не только первопроходца, но и первооткрывателя. По всей логике вещей совершенные Юнгом эти поистине великие открытия в оптике (а их сразу было несколько) должны были бы состояться и сохраниться за ним. Но они не состоялись. Почему? Вероятно, этому помешали молодость исследователя и свойственная его трудам сложность рассуждений в толковании открытых им явлений. Во всяком случае именно они стали причиной неблагожелательного приема, оказанного работам Юнга со стороны маститых английских ученых.

Иные предположения разваливаются. Ведь в изданном Юнгом в 1807 году двухтомном фундаментальном труде "Лекции по натуральной и экспериментальной философии" излагались не только результаты опытов по волновой оптике, но и делались правильные выводы из них. Как и в предыдущем трактате "Опыты и проблемы по звуку и свету", Юнг подверг в этой работе острой критике постулаты Ньютона и противопоставил его теорию волновой, к которой пришел задолго до Френеля.

Восемь долгих лет Юнг безуспешно ломился в Храм науки, стоял у самого порога ряда крупнейших открытий, но стучался, видно, не в ту дверь. Надо было зайти ему туда с обратной стороны, а не через парадный подъезд, и тогда, возможно, он подобно Френелю беспрепятственно бы вышел оттуда в историю с богатым научным наследием, став звездой первой величины. По всей видимости мысли в его голове неслись так стремительно, что он за ними никак не поспевал. Результат не замедлил сказаться: от передовых рубежей науки Юнг отстал на много лет вперед.

Дело в том, что, когда его очевидный приоритет не заметили или не захотели заметить, а "мертворожденную", хотя и ценную, теорию предали необоснованному забытью, сам ученый отошел от начатых исследований, переключив свое внимание на другие научные вопросы.

"Вспомнил" он о своем покинутом детище только через десятилетие, когда посетившие его домашнюю лабораторию французские физики Доменико Араго и Жозеф Гей-Люссак с восторгом поведали ему о работе их соотечественника, молодого Френеля, рассматривающего свет как волновые колебания эфира. Потрясенный Юнг не мог вымолвить ни слова, несколько минут сидел в неподвижной позе. И было с чего онеметь: его звезда блуждала так долго, что успела загореться новая…

Очнувшись, ученый стал страстно доказывать гостям, что на самом деле основателем волновой теории является он, а не Огюстен Френель. Поверить на слово ему не решались. Жаркий спор прекратила супруга Юнга. Она вынесла из личной библиотеки мужа его давно опубликованный труд и, раскрыв книгу на странице 787, указала как раз на то место, где сообщалось об открытии Юнгом световых волн и явления дифракции. Все также молча она возвратилась в библиотеку и вернулась оттуда с охапкой еще каких-то научных работ и статей. Юнг поочередно комментировал каждую из них и передавал из рук в руки оторопевшим французским коллегам. Не осведомленные раньше об этих исследованиях Араго и Гей-Люссак были поражены прозорливостью Юнга, и им ничего не оставалось, как извиниться и пожать ему руку, натруженную руку первопроходца. Их сомнения в его приоритете были полностью рассеяны.

А что же мировая наука? Она по-прежнему считает творцом волновой теории Френеля, а не Юнга, который сказав "А", не сказал "Б". Не доведя до логического конца осенившую его задолго до Френеля идею, Юнг свернул с пути, предоставив возможность завершающий шаг к истине сделать другому.

Но стоит ли обижаться на науку, если сам Юнг и помог ей так с ним обойтись? Прямота и честность не позволили ему ворваться в ее неприступную цитадель, воспользовавшись "черным ходом", а разбросанность и рассеянность поставили в ряд гениальных… потеряшек.