6.5. Оптика в 17-18 веках

Оптика в 17 в. располагала рядом приборов: линзы, плоские, выпуклые и вогнутые зеркала, камера-обскура. Закон преломления света в то время был уже известен. Он был открыт Снеллиусом (нидерландский астроном и математик, 1580-1626), но не опубликован и затем переоткрыт Декартом, опубликовавшим его в 1637 г. Ньютон открыл дисперсию света. Интерференция была открыта Гримальди (1618-63). Интерференция в тонких пластинах изучалась Р. ГукОм (1635-1703) и И.Ньютоном. Двойное лучепреломление в исландском шпате было открыто Бартолино, объяснено ГюйгенсОм (1629-95). Скорость света определил впервые Ремер, датский астроном (1644-1710) в 70-х гг. До этого не было известно, обладает ли свет конечной скоростью. По Рёмеру, скорость света составляет 300870 км/с. Определена по движению спутников Юпитера. Фантастические представления о природе света в 17 в. сменились двумя: 1)свет - это движение, передающееся от источника особой средой, 2)особая субстанция. Отсюда волновая и корпускулярная теории света. Галилей придерживался корпускулярной теории. Основателем волновой теории был Р. Декарт. Гук тоже придерживался волновой теории.

В “Трактате о свете” Христиан Гюйгенс в 1690 г. (написан в 70-е гг.) полагал, что свет распространяется в тонкой среде - эфире, состоящем из мельчайших упругих шариков: “вокруг каждой частицы должна образовываться волна, центром которой она является”. Периодичность световых волн в принципе Гюйгенса отсутствовала. Ньютон писал: “Мы видим, что причина цветов находится не в телах, а в свете, поэтому у нас имеется полное основание считать свет субстанцией”.

В заключение скажем, что естественнонаучные представления Ньютона, завершившего своей физической (механической) картиной мира эпоху научной революции, были последовательным выражением аксиоматических взглядов на природу. Неизменная солнечная система, недоступное чувствам абсолютное пространство и время, косная материя, обладающая инерцией, индуктивный метод, отказ от гипотез (правда, мнимый: С.И. Вавилов считал Ньютона блестящим мастером гипотез).

Взгляды Ньютона значительно легче уживаются с религией, чем Декарта. От теологических элементов взгляды Ньютона были очищены французскими просветителями, после чего их признали французы.

7. Восемнадцатый век

Не смейтесь надо мной деленьем шкал

Естествоиспытателей приборы!

Я, как ключи к замку, вас подбирал,

Но у природы крепкие затворы.

Гете. Фауст. Пер Б.Пастернака

7.1. Промышленное развитие

18 век характеризуется переходом к машинному производству. Во второй половине 18 в. в Англии происходит промышленная революция. Возникает фабрично-заводская система и механизация, особенно в легкой промышленности. Уже с конца 17 в. пытаются применить паровую машину для откачки воды из шахт. Для этого используют машины Севери (1650 – 1715) и Ньюкомена (1663-1729). Первая паровая машина непрерывного действия была сконструирована Иваном Ивановичем Ползуновым(1728-1766). В ней предусматривалось автоматическое регулирование впуска и выпуска пара. Испытана была уже после смерти изобретателя. Практического применения не получила из-за аварии.

Решающий шаг в этом направлении был сделан Джеймсом Уаттом (1736-1819). Совершенствуя машину Ньюкомена, Уатт изобрел паровую машину непрерывного действия и запатентовал ее в 1784 г. В ней пар запускался попеременно то с одной, то с другой стороны по отношению к поршню. Машина получила широкое распространение. Отсюда - Ватт!

Англия - передовая в техническом отношении страна - была глубоко религиозна. Это создало благоприятные условия для развития идеализма в философии. Наиболее видные представители этого направления: Джордж Беркли (1684-1753) и один из родоначальников субъективного идеализма и основоположник агностицизма Дэвид Юм (1711-1776). Однако в то время идеалистические философские системы почти не повлияли на развитие физики, ибо отрицание материи и причинности не было воспринято. Влияние идеализма проявилось позже.

Иное дело - Франция, в которой развивался материализм просветителей (Вольтера и Руссо) и материалистов (Ламетри. Гольбаха, Дидро). Это оказало положительное влияние на развитие науки во Франции, которая материалистически переработала учение Ньютона.

Германия оставалась раздробленной. В середине 18 в. там пользовалась влиянием философия Христиана Вольфа (1679-1754), который, по словам Г. Гейне, был более энциклопедической, чем систематической головой. Он примирял противоречия и науку с религией. Был учителем М.В. Ломоносова в Марбурге. Во второй половине 18 в. появляются философские труды Иммануила Канта (1724-1804). “Всеобщая естественная история и теория неба” - одна из его первых работ, где Кант разработал космогоническую гипотезу, повлиявшую на дальнейшее развитие астрономии.

Развитие науки в 18 в. определяла практика. Особенно быстро развивалась механика трудами Эйлера, Лагранжа, Даламбера, создавшими аналитическую механику. Оптика тоже развивалась, но медленнее. Общая картина мира в то время еще не строилась: сильно было влияние Ньютона. Продолжалась полемика вокруг природы тяготения. Картезианские вихри и “тонкие жидкости” не исчезли из поля зрения.

Во введении к “Началам” Ньютон завещал: “...было бы желательно вывести из начал механики и остальные явления природы...”. Поскольку известны были разные силы: тяготения, магнитные, электрические, химические, их стали объяснять невесомыми жидкостями, материями. Такова особенность развития ньютонианства в 18 в. Эта концепция господствовала до середины 19 в. Значительная часть физиков довольствовалась простой констатацией фактов, суждение об их сущности считалось вредным. Однако представление о материальном единстве мира Декарта в ньютоновской физике исчезло - появилась множественность сил, “невесомых” материй.