VIVOS VOCO: E.M. Кляус, "Томас Юнг"

В нем все поразительно: и редкостная разносторонность, и широта научных поисков, и многогранность дарования в соединении с огромной интуицией физика, и блеск интеллекта, помноженный на энциклопедичность познаний, и его невероятная работоспособность, и цельность его жизни, отданной раскрытию тайн природы.

Известный врач и замечательный физик, астроном и механик, металлург и египтолог, океанограф и ботаник, филолог и полиглот, серьезный знаток музыки и искусный музыкант, игравший едва ли не на всех инструментах того времени; отличный живописец и даже... незаурядный гимнаст - вот что такое Томас Юнг. И каждую из этих наук и областей он чем-то обогатил. "Всеобъемлющий Томас Юнг!" - говорили современники.

О нем писали: "Юнг был человеком почти таких же универсальных знаний, как Леонардо да Винчи".

Юнг любил повторять: "Всякий мог бы совершить то, что совершил любой другой".

Он был ненасытен и неутомим. Казалось, он старался все изведать, все охватить и познать. Он был из той категории людей, которым тесно в узкой области и которые видят свою задачу в том, чтобы намечать, хотя бы в самых общих чертах, и большие, и малые пути-дороги науки.

Он был невероятно, блистательно одарен. Казалось, стоило ему лишь прикоснуться к проблеме - как природа послушно открывала ему себя. Но так только казалось. А в действительности его таланты питало трудолюбие, которым он отличался с юных лет.

Вместе с тем он был легким и обаятельным человеком. Гостеприимным, добросердечным, честным. Он совершенно не знал ни зависти, ни подозрительности. Дитя чопорного и жестокого века, изобличенного Фильдингом, Смоллетом и Шериданом, Юнг, однако, был чужд снобизма; характер его был ровный и мягкий. Все это хорошо передано знаменитым художником Лоуренсом, написавшим его портрет. Глядя на портрет, можно подумать: "Скорее дэнди, чем сноб". И это верно: Юнг был светским человеком, пользовавшимся в Лондоне репутацией остроумного и неисчерпаемого собеседника. Его называли "ходячей энциклопедией" и "библиотекой на двух ногах". Когда в летучей светской беседе затрагиваются десятки самых нежданных тем, Юнг, с его эрудицией и быстрым умом, не мог не блистать. А просили - он готов был и петь, и аккомпанировать. И все это - просто, без позы и наигрыша, без модной среди "интеллектуалов" эксцентричности.

Большой жизнелюб, он не отгораживался от мира, не заточал себя в кабинете, и в этом - если прикинуть, сколько им сделано, - одна из непостижимых его загадок!..

Есть люди, о детстве которых можно писать, можно не писать, ибо оно мало что объясняет в их "взрослом облике". Не написать о детстве Юнга - значит утратить главную нить его жизни, ее истоки, поскольку весь он - целиком из своего детства, как редко кто другой.

Томас Юнг - старший из десяти детей торговца шелком и бархатом - родился 13 июня 1773 г. в Мильвертоне близ Тонтона, главного города графства Сомерсетшир.

Старый дом из красного песчаника, где протекало детство Томаса, стоял возле церкви, на бойкой Барнстеплской дороге.

Родители мальчика и их многочисленные родственники были людьми уважаемыми, с прочной деловой репутацией, безупречно честные и справедливые. Под их своеобразным влиянием Томас рано научился ценить время и независимость, во всем полагаться на собственные силы, страстно любить правду и труд, который дает человеку хлеб и знания. Это осталось у него потом на всю жизнь.

Научился он читать по Библии двух лет от роду и к четырем годам прочел несколько серьезных книг. Его дед вспоминал, что пятилетний внук наизусть декламировал большую поэму Гольдсмита "Покинутая деревня". В среде коммерсантов дед был несколько необычной фигурой: свой досуг он посвящал чтению классических авторов - конечно, в подлинниках. Его влияние на филологические склонности внука несомненно. Поощряя все возраставшую тягу мальчика к ученью, он предостерегал его: "Учиться мало и кое-как - ужасная вещь!.."

Латинская грамматика была начата, когда Томасу едва минуло шесть лет. Он поражал не только своими способностями и памятью, но и прекрасной каллиграфией. В нем рано открылись и другие таланты: упорство в достижении цели, совершенно недетская самостоятельность.

Восьми лет он соприкоснулся с наукой, вдохнул ее первый аромат... Их сосед-геодезист очень любил Томаса. Тот сопровождал его в поле, где ему разрешалось "прикладываться" к геодезическим и физическим приборам. Он научился измерять высоту таких предметов, к которым невозможно подойти, и расстояния до них. Днем измерял, а вечером производил расчеты. Это казалось чем-то таинственным, поражало воображение. Геодезист стал пускать мальчика в свою библиотеку. Тот взялся за чтение математического словаря; это внесло в его увлечение геодезией строгую ясность.

Он занимался то дома, направляемый дедом и теткой, то в начальной деревенской школе. Вскоре его поместили в Комптонский пансион Томпсона. Обучение там было поставлено неплохо: немного математики и бухгалтерии, а главное - языки: греческий, древнееврейский, латынь. Томас всегда шел первым. В эти годы он много читает классиков - Гомера, Вергилия, Горация, Цицерона, Федра. Но это не помешало ему попутно (!) изучить еще несколько языков. Так, французский и итальянский он выучил случайно, стремясь удовлетворить любопытство - свое и своего однокашника, у которого оказалось несколько книг на этих языках: заинтересованные картинками, подростки захотели узнать содержание и самих книг. Тринадцатилетний Юнг пишет, что его "очаровала восточная литература". Чтобы удостовериться, так ли сильно разнятся между собой восточные языки, как европейские, он самостоятельно, без учителя, принимается за арабский и персидский.

"У меня было правило, - вспоминал он впоследствии, - вставать летом на час раньше моих товарищей, а зимой ложиться часом позже их, чтобы углубить пройденное за день; таким образом мои школьные дела были вскоре завершены".

Большую роль сыграла и его дружба с Иосифом Джефри - одним из младших учителей пансиона, любителем точных наук и хорошим механиком. Он снабдил мальчика лекциями некоего Вениамина Мартина по физике. Оптическая часть лекций содержала детальные сведения о конструкции приборов и доставила Томасу особое удовольствие. Джефри научил его работать на токарном станке, чертить, шлифовать стекла, изготовлять краски и переплетать книги.

Когда Юнг увлекся ботаникой, ему понадобился микроскоп. Он решил сделать его сам - по одному только описанию. Токарное дело он знал, необходимо было освоить метод флюксий, как тогда называли дифференциальное исчисление. И он, не раздумывая, как всегда, принялся за математику.

По окончании пансиона он продолжает занятия в том же направлении: мастерит оптические приборы (вплоть до телескопа), совершенствуется в восточных языках. На его столе - всегда груда словарей, самоучителей и грамматик.

Интересен такой эпизод. Однажды Томас попал с одной своей родственницей в Лондон. Его словно магнитом тянули прилавки книготорговцев. Он брал в руки какую-нибудь редкую книгу и, забыв обо всем, погружался в чтение. Хозяин, набюдавший за не по-городскому одетым мальчиком, сказал покровительственно: "Ну, малыш, если ты мне переведешь хотя бы страницу, - книга твоя". Малыш быстро перевел и сделался обладателем ценной книги. Эта сцена повторялась несколько раз, пока торговец не содрогнулся от понесенного убытка.

Ему было четырнадцать лет, когда Дэвид Беркли, состоятельный джентльмен из Юнгсбери, один из лидеров старшего поколения квакеров, наслышанный о необыкновенных способностях мальчика, пригласил его в сотоварищи к своему внуку Гудсону Гарни, который был года на полтора моложе Томаса. До приезда учителя, Джона Годкина, а фактически и после того, изучением древних авторов у Гарни руководил Юнг.

Это было своеобразное трио - учитель и двое его учеников. Гудсон Гарни получил потом известность как антиквар, писатель и политический деятель, шесть раз избиравшийся в парламент. В 1818 г. его избрали в члены Королевского общества (что в Англии равносильно званию академика). Переживший своего великого друга на тридцать пять лет, Гудсон Гарни написал о нем в 1831 г. воспоминания и затратил немало сил и средств на увековечение его памяти... А Джон Годкин стал заметной фигурой среди тогдашних филологов-классиков. В 1807 г. он вместе с Юнгом издал "Греческую каллиграфию".

Рассказывают, что мистер Беркли, чтобы удостовериться, какой у Томаса почерк (велик ли спрос с четырнадцатилетнего подростка!), велел ему переписать несколько фраз из книги. Юнг, видимо уязвленный этим, попросил разрешения удалиться... Мистер Беркли уже начинал терять терпение, когда Юнг, наконец, вернулся. Каллиграфически безукоризненным почерком он написал указанные фразы на... девяти языках.

В Юнгсбери тяга Томаса к языкам еще усилилась. Его дневник содержит записи и выписки на тринадцати языках. Таким образом, вундеркинд превращался в вундер-юношу, что случается крайне редко.

Биограф Юнга Георг Пикок * профессор астрономии в Кембридже, приводит обширный список прочитанных Юнгом в ту пору книг. Помимо Фенелона, Корнеля, Расина, Шекспира и Мильтона, там много книг по математике, астрономии, натурфилософии (тогдашнее название физики) и ботанике. В частности, он прочел "Принципы" и "Оптику" Ньютона, ботанические работы Линнея, химические - Лавуазье и Блэка, а также серию медицинских книг. Он делал выписки и на каждую прочитанную книгу писал критическую аннотацию. Приблизительно в это же время, используя только подлинники, он составил подробный обзор многочисленных философских систем Древней Греции, восхищавший всех, кто в него заглядывал.

* G. Peacock. Life of Thomas Young. London, 1855.

У Беркли Юнг прожил пять лет. Зимние месяцы молодые люди проводили в Лондоне, где к их услугам была обширная библиотека мистера Беркли. В это время Томас был замечен Ричардом Брокльсби - своим дядей с материнской стороны, видным врачом и членом Королевского общества. Он писал о терапевтической ценности музыки, пользовался известностью его трактат о военной гигиене. Дядя был поражен успехами юного племянника. И когда в середине зимы 1789 г. Томас опасно захворал, он сам его лечил и поставил на ноги. Подозревали легочное заболевание, однако все обошлось благополучно.

Чем старше становился Томас Юнг, тем неотвязнее вставал перед ним извечный вопрос - кем быть? Юнгу - при широте его интересов - ответить на этот вопрос было непросто. Но все же он, наконец, решил, что станет врачом. Медицина даст ему средства, а главное - независимость, к которой он всегда упорно стремился... Надо полагать, что мистер Брокльсби тоже сыграл в этом выборе не последнюю роль. Сначала он, правда, имел в виду нечто совсем иное: герцог Ричмондский, главный инспектор артиллерии, предложил было способному юноше место секретаря-адъютанта, но Юнг решительно отказался от синекуры, раз навсегда решив следовать по трудной дороге ученого...

Его молодость пришлась на бурное и суровое время. В центре английской внешней политики тогда была борьба против революционной Франции.. Байрон был еще ребенком, а великий шотландский бард Роберт Бернс доживал - в нищете и безвестности - последние годы. Зато в зените славы находилась Анна Радклиф - родоначальница "романа ужасов". Викарий Мальтус уже писал свой, ныне печально знаменитый "Опыт о законе народонаселения".

В Англии было тревожно и неуютно.

А что представляла собой английская наука? "Золотой век" Ньютона и былая великая слава - все это осталось позади. Хотя работали такие ученые, как Кавендиш, Блэк, Пристли, Румфорд, Дальтон, Гершель, однако центр научного развития переместился на материк, во Францию, где блистали имена Лагранжа, Даламбера, Лапласа, Кулона, Лавуазье и др. Остро все это чувствовавший Юнг писал: "Британия сильно отстает от своих соседей во многих областях математики: если бы я серьезно обратился к их изучению, я стал бы учеником французской или немецкой школы".

В 1792-1794 гг. Юнг изучает медицину в Лондоне и Эдинбурге. Но медицина не поглощала всей его энергии. Он напечатал несколько различных заметок в "Джентльменском журнале", а в мае 1793 г. прочитал в Королевском обществе свои "Наблюдения над процессом зрения", опубликованные затем в "Философских трудах". Юнг объяснял способ аккомодации глаза для видения на различных расстояниях изменением кривизны хрусталика. Это не было новостью, но молодой ученый строил свои доказательства на фактах, добытых при изучении анатомии глаза, в частности хрусталика. Юнг, например, установил, что хрусталик обладает волокнистой, или мускулистой, структурой и тем самым великолепно приспособлен к изменению своей формы.

Его исследование было замечено и вызвало шумные отклики. Среди ученых, оспаривавших право на первенство открытия, закипели нешуточные страсти. Юнга обвиняли в плагиате, в невежестве и в других страшных грехах. Под нажимом авторитетов ему пришлось временно отступить, сделав вид, что он отрекается от своей теории. Шумиха кончилась тем, что его по рекомендации пятнадцати членов общества 19 июля 1794 г. избрали в члены Королевского общества - честь для ученого, которому только-только исполнился двадцать один год, надо сказать, немалая.

Осенью следующего года Юнг переехал в Геттинген, чтобы, как он писал матери, "продолжить свои научные занятия под руководством выдающихся профессоров", "присмотреться к тем нравам и обычаям", которые "отливают там человеческий интеллект". Слава Геттингенского университета была чрезвычайно тогда широкой. К занятиям Юнг приступил 3 ноября. Он писал матери: "Я нахожусь в ста ярдах от второй по величине библиотеки Европы и могу быстро получить любую нужную мне книгу. Это главная причина моего желания кончать здешний университет". Однако сначала ему было трудно слушать лекции, поскольку он привык работать самостоятельно, а по-немецки - только читал.

В Эдинбурге Юнг пристрастился к танцам, театру и музыке, чему прежде не уделял внимания. В Геттингене он еще расширил свою программу: дважды в неделю брал уроки танцев, дважды в неделю занимался музыкой и рисованием и четыре раза - верховой ездой. Юнг был очень хорош собой и находил большое удовольствие в телесных упражнениях.

Рассказывают, что в Эдинбурге Юнг перещеголял на пари опытного канатного прыгуна. В Геттингене же он проявил такие навыки и ловкость в вольтижировке, что привлекал на свои выступления многочисленных зрителей в цирк Франкони. По договоренности Юнг выступал инкогнито, но хозяин цирка в коммерческих целях пустил завлекательный слушок, что-де в программе у него - искусный наездник и славный ученый муж, действительный член Лондонского королевского общества. Такое увидишь не каждый день!

Хорошо знавший Юнга и дружески к нему расположенный знаменитый французский математик и астроном Доминик Франсуа Араго по этому поводу не без иронии замечает: "Любители контрастов могут вспомнить, что Ньютон не мог без страха ездить в карете, а его продолжатель Юнг легко и уверенно скакал на двух лошадях".

В Геттинген Юнг приехал с очень высоким мнением о немецкой медицине. Оно укрепилось в нем еще более. Лекции, которые он там слушал, доставляли ему огромное удовольствие.

В Германии, к его удивлению, английские врачи были так же хорошо известны, как у себя на родине, тогда как в Англии немецких совершенно почти никто не знал. Об этом обстоятельстве он не преминул сообщить мистеру Брокльсби.

Лекции по истории искусств он слушал у такой знаменитости, как профессор Гейне, а физику - у профессора Лихтенберга. Георг Кристоф Лихтенберг много занимался изучением электричества, был талантливым экспериментатором и еще до братьев Монгольфье пришел к идее воздушного шара. "Кто не понимает ничего, кроме физики, тот и ее понимает недостаточно, - утверждал Лихтенберг. - Ученость может родить лишь листья, не давая плодов". Свои лекции он читал необыкновенно живо, не скупясь обставлял пх опытами. Он был неповторимо остроумен, язвителен, слушать его было истинным наслаждением. Но никто из его многочисленных студентов, вероятно, не подозревал, что их любимый профессор - первостепенный, кроме того, сатирик, что его "Афоризмы", которые он на досуге заносил в тетрадки, изданные посмертно, принесут ему всемирную славу.

16 июля 1796 г. Юнг защитил диссертацию - "О силах, сохраняющих человеческое тело". Ее содержание и ее латынь были выше всяких похвал. Затем, по традиции университета, соискателя "поженили" с богиней здоровья Гигией и он был возведен в звание доктора медицины, хирургии и акушерства.

Путь домой занял у Юнга около полугода. Пешком и отнюдь не по кратчайшему пути прошел он через всю Германию - от Геттингена до Гамбурга. В Веймаре он навестил философа Гердера, а в Фрейберге его представили знаменитому геологу Вернеру. Целый месяц он отвел для изучения картин Дрезденской галереи. Именно в Германии Юнг полюбил живопись, к которой прежде был равнодушен.

На родине Юнга ждал сюрприз: правила коллегии врачей, принятые во время его отсутствия, лишали его возможности начать врачебную практику. Кроме того, имея на руках иностранный диплом, он мог рассчитывать на получение звания кандидата коллегии врачей лишь лет через семь-восемь, не ранее. Его это, конечно, не устраивало. Чтобы "подпасть" под действие отечественных законов, он должен был два года проучиться в каком-нибудь из "респектабельных" английских университетов. Он выбрал колледж Эммануэля в Кембридже и поступил туда на правах вольнослушателя.

Георг Пикок сообщает, что, представляя новичка его будущим руководителям, магистр шутливо заметил: "Я привел вам ученика, способного читать лекции своим учителям". Однако Юнг не пытался этого делать. Он никогда первым не вступал в беседу, не навязывал своего мнения, не выставлял своих богатых познаний. Однако, если к нему обращались даже с каким-либо трудным вопросом, он давал объяснение, не задумываясь, и с такой легкостью, словно речь шла о самом пустячном деле... Говорил он при этом очень просто и как о чем-то само собой разумеющемся, полагая, что все понимают то, о чем он говорит, так же хорошо, как и он сам. Впоследствии это было характерно и для его лекций...

"Очевидцам", впрочем, не всегда следует доверять. Тот же автор (в передаче Пикока) продолжает:

"Трудно сказать, как он работал, - читал он мало и, хотя у него был свободный доступ в библиотеки колледжа и университета, его редко можно было там видеть. На полу у него не громоздились кучи книг, на его столе не было разбросано бумаг - все видимые признаки изобличали в обитателе его комнаты человека праздного..."

Это сообщается об ученом, который потом признался: "Я потому так много успел, что стремился каждый день сделать хоть что-нибудь". Правда, он никогда не посещал занятий в колледже, где был известен под кличкой "феномен Юнг", но он очень много работал сам. И он уже неплохо умел маскироваться (что впоследствии ему приходилось делать довольно часто!).

А надо было маскироваться, поскольку его новые работы имели мало общего с медициной.

Наступал главный период его научного творчества: Юнг решительно обратился к оптике.

В "Слове о происхождении света", произнесенном на заседании Петербургской академии наук 1 июля 1756 г., Ломоносов говорил: "Но как чувствительное око прямо на солнце смотреть не может, так и зрение рассуждения притупляется, исследуя причины происхождения света и разделения его на разные цветы"

* М. В. Ломоносов. Полное собрание сочинений. М.-Л., Изд-во АН СССР, 1952, т. 3, стр. 318.

Через семьдесят лет прозвучала еще более горькая жалоба: "Сколько внешность света по себе явственна, а для зрения ощутительна, столько внутреннее его значение сокрыто и для чувственных понятий разума непостижимо". Так писал в своем учебнике физики (1831) Даниил Велланский. Это только на первый взгляд - свет явление как будто простое и легко объяснимое, а в действительности - настолько таинственное и сложное, что не одна сотня голов пошла кругом, решая его загадки.

"Что ж нам оставить ли надежду? - вопрошал Ломоносов в той же речи своей. - Отступить ли от труда? Отдаться ли в отчаяние о успехах? Никак!"

Оптикой занимались и в древности, и в средние века, но то была по-преимуществу геометрическая оптика, связанная с нуждами астрономических наблюдений. К концу XVII в. накопились факты, которые толкали научную мысль за пределы геометрической оптики. И Рёмер, и Кассини измерили скорость света (еще Декарт считал передачу света мгновенной, а Галилей, хоть и пытался измерить скорость света, но не сумел преодолеть связанных с этим трудностей). Гримальди открыл явление, названное им дифракцией, - способность света огибать маленькие тельца и тонкие нити. Он же обнаружил, но не сумел истолковать, и интерференцию световых волн. То же самое произошло у Гюйгенса с явлением поляризации света.

Ньютон был противником необоснованных гипотез. Известны его слова: "Hypotheses non fingo" (гипотез не измышляю). Однако гипотеза о "телесности" света, получившая название "корпускулярной" (или "эмиссионной", или "теории истечения"), была им поддержана в 1672 г.

Свет, по этой гипотезе, есть поток мельчайших световых частиц, называемых корпускулами, которые выбрасываются светящимися телами и движутся в пространстве с огромной скоростью. То есть свет, согласно этой теории, имеет как бы атомную структуру (роль "световых атомов" играют гипотетические корпускулы). Частицы эти - различной величины, чем обусловливается цветность: попадая на сетчатку глаза, наибольшие по величине корпускулы создают впечатление темно-красного цвета, а самые маленькие - фиолетового. Различные по величине корпускулы испытывают различное преломление при переходе из одной оптически плотной среды в другую.

Но эта теория бессильна была объяснить такие, например, явления, как "кольца Ньютона" и двойное преломление света в исландском шпате. Даже явление отражения - сравнительно более простое (почему отражается только часть света, а другая часть поглощается отражающим телом, что здесь происходит?) - и то она не в состоянии была объяснить. Тем более, что отраженные частицы ведь неизбежно должны сталкиваться с падающими... Философ Шопенгауэр, идеалист и скептик, впоследствии издевался по этому поводу над корпускулярной теорией, утверждая, что она не дает возможности увидеть в зеркале собственную физиономию.

Однако благодаря огромному авторитету Ньютона теория эта получила всеобщее распространение и господствовала в физике более ста лет. За Ньютоном упрочилась "недобрая" слава ее создателя и яростного защитника, но последователи великого ученого оказались "гораздо более корпускулярными", нежели сам Ньютон!.. Первое предположение о волновой природе света высказал итальянский физик и астроном XVII в. Гримальди: он сравнивал распространение света с распространением волн на воде.

Непримиримыми противниками корпускулярной теории были современники Ньютона - Роберт Гук и Христиан Гюйгенс.

В своей "Микрографии", еще за пять лет до теории Ньютона, Гук писал, что свет - это очень быстрые колебательные движения чрезвычайно малой амплитуды, исходящие из светящегося тела как из центра и распространяющиеся через окружающую среду в виде сферических волн. Семь лет спустя он выступил в Королевском обществе с гипотезой о природе света. "Свет в эфире - то же, что звук в воздухе", - утверждал он.

А что такое эфир? Это некое всезаполняющее вещество, напоминающее обычный воздух, но только значительно более тонкое и упругое. Им заполнена вся Вселенная. ("Его, - говорит Эйнштейн, - пришлось принять как новую форму материи" *) Когда какая-нибудь частица эфира приходит в движение, это движение передается от частицы к частице - возникает эфирная волна.

* А. Эйнштейн. Физика и реальность (Сборник статей). М., "Наука", 1965, стр. 256.

Но не Гук, а Гюйгенс - этот "редкий гений", как любовно называл его Лаплас, - разработал волновую теорию света. У Гюйгенса волновая природа света - это уже не "счастливая догадка" и не "попутное озарение", а вполне научно обоснованная теория. Он изложил ее в 1678 г. в своем "Трактате о свете", где строго математическим путем показал, как происходит отражение и преломление света. ("Свет теперь рассматривался как динамический процесс, происходящий с самим пространством, - писал Эйнштейн. - Таким образом, теория поля явилась в мир как незаконное дитя ньютоновой физики, хотя было бы куда разумнее, если бы оно сразу было узаконено".)

Из теории Гюйгенса, вопреки утверждению Ньютона, вытекало чрезвычайно важное следствие: скорость света в среде, оптически более плотной, должна быть меньше, чем в среде, оптическп менее плотной.

Ньютон не принял гипотезы эфира; к тому же волновая теория не могла объяснить возникновения цветов, поэтому великий ученый отдавал предпочтение корпускулярной теории. Вместе с тем, как ни странно, он высказал предположение, что световые волны должны быть периодичны. Впоследствии это сделалось важнейшим положением волновой теории. Гюйгенс же этого не осознал. "Не нужно представлять себе, - писал он, - что волны следуют друг за другом на одинаковых расстояниях".

У волновой теории были полчища противников и буквально считанные приверженцы. Но среди последних - такие сильные, как Эйлер, Ломоносов, Франклин.

Леонард Эйлер был настоящим рыцарем волновой теории и немало переломал копий, отстаивая ее честь. Но даже он не сумел протаранить ту стену, за которой томилась отверженная теория.

В "Слове о происхождении света" Ломоносов решительно отрицал "Невтонову" корпускулярную теорию и противопоставлял ей волновую теорию "Гугения". "Зыблющееся движение эфира, - утверждал Ломоносов, - должно быть причиною света".

Одним из аргументов Франклина против корпускулярной теории было то, что все попытки измерить давление света, которое, естественно, должны испытывать освещаемые тела от потока несущихся частиц, оставались безрезультатными.

Видимо, с легкой руки Эйлера и Ломоносова русские ученые всегда отдавали предпочтение теории Гюйгенса. "Свет простирается как звук, а не как запах", - писал в 1793 г. Петр Гиларовский в "Руководстве к физике".

Вклад XVIII столетия в развитие оптики был невелик. Брадлей открыл аберрацию света. Бугер и Ламберт заложили основы фотометрии. Эйлер и Доллонд, доказав, что хроматизм можно устранить, исправили тем самым ошибку, прижившуюся в науке от Ньютона; затем была изготовлена ахроматическая линза. Вот, пожалуй, и все.

По мере того как в оптике делались новые открытия, адептам корпускулярной теории, дабы не быть выбитыми из седла, приходилось пристегивать к основной гипотезе добавочные. Корпускулярная теория, из простой и наглядной, превращалась в громоздкую и запутанную, как в свое время птолемеевская система... Крупные победы она отпраздновала в работах Лапласа, Пуассона и Био. Никто не подозревал, что то были последние победы: корпускулярная теория, казалось, утвердилась навеки, а волновая - повержена и не воспрянет.

Но волновая теория отличалась беспримерной живучестью. Она исподволь набирала силы и - посреди океана хулы и непризнания - росла, как растет атолл... На рубеже двух столетий она неожиданно двинулась в наступление, которое завершилось ее победой.

Это наступление открыл Томас Юнг.

Получив по наследству значительное состояние, дававшее ему независимость, Юнг после Кембриджа обосновался в Лондоне. Он много и напряженно работал. Эксперимент следовал за экспериментом, идея наслаивалась на идею. Порой ему было не поспеть за полетом мысли... В 1798 г. в оптические работы неожиданно вклинились акустические, что могло показаться странным. Но из этой "странности" начиналась новая физика. Юнг писал: "Я изучал не теорию духовых инструментов, а теорию воздуха и провел новые, как мне думается, наблюдения над гармониками". Занимаясь изучением колебания струн, он обматывал их серебряной нитью и рассматривал в темноте, направляя на определенные точки струны яркий луч света. Изящно и просто, как, впрочем, у Юнга всегда.

Есть предположение, что над вопросом колебания струны (а возможно, и над вопросами растяжения, сжатия и сдвига) Юнг впервые задумался именно в то время, когда подвизался в качестве канатоходца. Версия весьма правдоподобная, поскольку Юнг всегда оставался естествоиспытателем, даже на цирковой арене. Его ум был такого свойства, что все и всегда служило ученому поводом и предметом для углубленных размышлений и исследований.

Летом 1799 г. им были написаны "Опыты и проблемы по звуку и свету". Юнг смело критикует корпускулярную теорию и защищает волновую. То был окончательный его переход на позиции волновой теории. В январе 1800 г. он прочитал свой мемуар Королевскому обществу, и вскоре его опубликовали. Мемуар не только подытоживал исследования самого Юнга, но и, как веха, разделял оптику двух столетий - сравнительно тихого восемнадцатого и бурного, боевого, давшего потом удивительно обильную жатву, девятнадцатого.

Итак, Юнг принял волновую теорию света, а стало быть, и гипотезу эфира. Но именно в обосновании реальности эфира заключались главные трудности самой волновой теории. Юнг приводит аргументы, якобы подтверждающие существование эфира, причем находит их в области электрических явлений. Он констатирует:

"... то, что среда, похожая во многих своих свойствах на те, которыми характеризуется эфир, действительно существует, с несомненностью доказывается явлениями электричества..."

И далее:

"Быстрое распространение электрического заряда показывает, что электрическая среда обладает упругостью такой величины, которую необходимо предположить для распространения света. Вопрос о том, должен ли электрический эфир расссматриваться как тот же световой эфир, если только такая жидкость существует, может быть, будет разрешен экспериментально; но до сих пор я, однако, не был в состоянии наблюдать, что преломляющая сила жидкости претерпевает какие-либо изменения под действием электричества".

Л.С. Полак по этому поводу отмечает:

"Это интересное место показывает замечательную силу научной мысли Юнга. Необходимость ввести непрерывную среду - эфир - и невозможность обосновать ее существование на основе аргументов, почерпнутых только из оптики, приводят к привлечению материала из других отделов физики. И как всегда, когда частности не заслоняют общей картины, идея всеобщей связи материальных явлений природы оказывается могучим руководящим принципом. Эфир существует, но его роль шире, чем роль носителя только оптических явлений. В нем происходят разнообразные процессы - как электрические, так и оптические. В частности, по гипотезе Юнга, развивающей взгляды Гюйгенса и его последователей, свет есть волна в эфире"
* Л.С. Полак. Из истории волновой теории света. В сб.: "Вопросы истории естествознания и техники". М., Изд-во АН СССР, 1956, вып. 2, стр. 78.

Занимаясь акустикой, Юнг обратил внимание на усиление и ослабление звука при сложении звуковых волн... Так, обратившись к принципу суперпозиции, он открыл интерференцию звука.

Примечательно название одного из разделов этой работы: "Об аналогии между звуком и светом". Юнг словно бы заносит ногу на следующую ступеньку великой физической лестницы, которая вскоре получила название - интерференция света...

Первым, кто описал явление интерференции, был Гримальди. Потом ее наблюдали Бойль и Гук, но не смогли объяснить, равно как и Ньютон, положивший на это немало сил и времени.

Юнг писал:

"В мае 1801 г., размышляя над прекрасными опытами Ньютона, я открыл закон, который, как мне кажется, объясняет гораздо большее количество интересных явлений, чем когда-либо ранее известный оптический принцип".