История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
порядка, казалось, завершилась созданием новой системы знания, полной и
заслуживающей доверия. И, как мы увидим в дальнейшем, эта система еще
долго оставалась в силе.
^Однако идею Декарта можно интерпретировать так, чтобы избежать ошибочных
следствий. Вместо того чтобы рассматривать скорости корпускулы света в
двух средах, рассмотрим ее импульсы, скажем, pi и рг (как мы потом
убедимся, импульс корпускулы света не является произведением массы и
скорости). Предположим, что отношение рг к pi зависит только от свойств
среды, и что составляющая импульса, параллельная поверхности раздела, не
изменяется при переходе из одной среды в другую. Тогда в доказательстве
Декарта мы имеем
{Pr/Pi) = II, Pismi = prsmr
и, следовательно,
sin г = (1 sin г.
Эти уравнения верны. Импульсы действительно больше в оптически более
плотной среде.
^Хотя из Optica promota Джеймса Грегори, опубликованой в 1663 г. и
содержащей некоторые сведения о телескопе-рефлекторе, носящем его имя,
следует, что Грегори даже и не подозревал об открытии закона преломления,
который был сформулирован Декартом на 25 лет раньше.
30
Глава 1
Что касается теории света, концепции Декарта быстро вытеснили идеи
средневековья. Однако обоснованность его объяснения преломления света
была поставлена под вопрос его соотечественником Пьером де Ферма (1601-
65)^, и начался спор, который продолжили последователи Декарта после его
смерти. Ферма, в конце концов, ввел новый фундаментальный закон, из
которого он предлагал определять траектории лучей света. Это был хорошо
известный принцип наименьшего времени, сформулированный2 в форме:
"природа всегда идет по пути, требующем минимального времени для своего
прохождения". Отсюда несложно вывести закон преломления, поскольку путь,
проходимый светом между точкой на падающем луче и точкой на отраженном
луче, является наиболее коротким и не проти-
3
воречит условию соприкосновения с отражающими поверхностями . Чтобы
вывести закон преломления, Ферма предположил, что "сопротивление сред
различно" и применил свой "метод максимумов и минимумов" для определения
пути, который мог бы быть пройден за кратчайшее время от точки одной
среды до точки другой. В 1661 году он нашел решение4. "Результат моей
работы, - писал он, - оказался в высшей степени экстраординарным и
непредвиденным, но в то же время он самый удачный, поскольку, решив все
уравнения, выполнив все умножения, уладив все противоречия и, тем самым,
закончив наконец-то основную задачу, я обнаружил, что мой принцип дает
точно такое же отношение для преломления, что установил месье Декарт".
Его удивлению не было предела, поскольку он предполагал, что свет
движется медленнее в более плотной среде, тогда как Декарт вынужден был
(и мы это видели) выдвинуть противоположное предположение.
Хотя результат Ферма был верным и действительно представлял большой
интерес, принципы, из которых он был получен, имели
1Renati Descartes Epislolae, Pars tertla (Амстердам, 1683 г.). Переписка
Ферма заключена в письмах с XXIX до XLVI.
2Epist. XLII, написано в Тулузе в августе 1637 г. к месье де ла Шамбр;
переиздано в CEuores de Fermat (изд. 1891 г.), II, с. 334.
^Данный факт был уже известен, поскольку упоминался в комментариях к
работе Аристотеля Meteor, III, Олимпиодора, который жил в Александрии в
середине VI в. н.э., а также в ketpcrXcua. теди отепкеди Дамиана, ученика
Гелиодора Ларисийско-го, работы которого переиздавались несколько раз в
XVII в. Дамиан в своей первой книге представил работу по оптике Герона из
Александрии, которому он приписывает создание теоремы о траектории
отраженного света.
4Epist. XLIII, написанная в Тулузе 1 января 1662; переиздана в (Euvres de
Fermat, II, с. 457; I., стр. 170, 173.
История развития теории эфира до смерти Ньютона
31
скорее метафизический, чем физический характер, и, следовательно, были
практически бесполезны для объяснения света с позиций механики. Поэтому
работа Ферма вряд ли уменьшила влияние теории Декарта. Но вскоре на эту
теорию обрушилась критика с другой стороны: возникла новая школа
философии, в равной степени враждебная школам Аристотеля и Декарта. Ее
основателем был Пьер Гассенди (1592-1655), профессор в Коллеж де Франс
(College de France) в Париже, последователь Коперника и Галилео. Он
пересмотрел доктрину древних атомистов, заявив, что Вселенная
сформирована из вечных и неизменных материальных атомов, которые движутся
в пространстве, где кроме них нет ничего. Наиболее яростный протест это
новое учение вызвало в греко-римском мире, где его связывали с моральными
и теологическими взглядами Эпикура и Аукреция. Гассенди, который сам был
священником, изо всех сил стремился показать, что эта теория ни в коей
мере не связана с ошибкой религии и что христиане могут принять ее в
качестве основы физики. После ожесточенного спора с Декартом в 1641-6 гг.
он достиг такого успеха, что его доктрина, как мы в этом еще убедимся,
