«Предварительное рассуждение об изучении естественной философии»

(237.) С другой стороны, те, которые касаются равновесия и движений ощутимых масс материи, к счастью, способны быть управляемыми таким образом, чтобы сделать ненужным принятие какой-либо конкретной гипотезы о структуре. Так, рассуждая относительно приложения сил к твердой массе, мы предполагаем ее части неразрывно и неизменно соединенными; неважно, какой связью, при условии, что это условие удовлетворено, что одна точка ее не может быть сдвинута, не приведя в движение все остальные, так что относительное положение частей друг относительно друга не изменяется. Это абстрактное понятие твердого тела, которое механик использует в своих рассуждениях. И их выводы будут применимы к естественным телам, конечно, только постольку, поскольку они соответствуют такому определению. В строгом смысле слова, однако, нет тел, которые абсолютно соответствуют ему. Неизвестно ни одного вещества, части которого были бы абсолютно неспособны уступать друг другу; но величина, на которую они уступают, настолько чрезмерно мала, что доказуемо неспособна, в большинстве случаев, иметь какое-либо влияние на результаты: и в тех, где она имеет такое влияние, всегда может быть проведено специальное исследование ее величины. Это дает начало двум подразделам применения механических рассуждений к твердым массам. Те, которые относятся к действию сил на гибкие или упругие, и на негибкие или жесткие тела, включая под последними все такие, сопротивление которых изгибу или излому настолько велико, что позволяет нам принять язык и идеи крайнего случая без страха существенной ошибки.

(238.) Точно так же, когда мы рассуждаем относительно действия сил на жидкую массу, все, что мы имеем случай предположить, это то, что ее части свободно подвижны друг относительно друга. Если, помимо этого, мы решим рассматривать жидкость как несжимаемую и выводить выводы из этого предположения, они будут оставаться в силе только постольку, поскольку в природе могут быть найдены такие жидкости. Теперь, в строгом смысле, таких нет; но, практически говоря, в большинстве случаев их сопротивление сжатию настолько велико, что результат рассуждения, проводимого таким образом, не портится заметно; и в остальных случаях те же общие принципы позволяют нам вступить в специальное исследование, направленное на этот пункт: и отсюда деление жидкостей, на механическом языке, на сжимаемые и несжимаемые, последние являются лишь крайним или предельным случаем первых.

(239.) Поскольку мы предлагаем здесь, однако, только рассмотреть, какова фактическая конституция природы, мы будем рассматривать все тела, как они есть на самом деле, более или менее гибкими и податливыми. Мы знаем наверняка, что пространство, которое любое материальное тело, по-видимому, занимает, не полностью заполнено им; потому что нет такого, которое при приложении достаточной силы не могло бы быть сжато или вынуждено в меньшее пространство, и которое, либо полностью, как в воздухе или жидкостях, либо частично, как в большинстве твердых тел, не восстановило бы свои прежние размеры, когда сила снята. В случае воздуха эта конденсация может быть доведена почти до любой степени; и не только масса воздуха, так сжатая, полностью восстанавливает свой первоначальный объем, когда приложенное давление удалено, но если то обычное давление, под которым он существует на поверхности Земли (и которое возникает из веса атмосферы), также удалено воздушным насосом, он будет еще дальше расширяться без предела, насколько мы пока смогли попробовать. Следовательно, мы приходим к выводу, что частицы воздуха взаимно упруги и имеют тенденцию удаляться друг от друга, что может быть нейтрализовано только силой, и поэтому сама по себе является силой отталкивающего рода. Тем не менее, поскольку воздух тяжел, и поскольку гравитация является универсальным свойством материи, нет сомнений, что эта отталкивающая тенденция должна иметь предел, и что существует расстояние, на которое, если бы частицы воздуха могли быть удалены друг от друга, их взаимное отталкивание прекратилось бы и притяжение заняло бы его место. Этот предел, вероятно, достигается на некоторой очень большой высоте над поверхностью Земли, за пределами которой, конечно, ее атмосфера не может простираться.

(240.) То, что, однако, мы можем заключить только этим или подобным рассуждением относительно воздуха, мы видим отчетливо в жидкостях. Они все, хотя и в небольшой степени, сжимаемы и восстанавливают свои прежние размеры полностью, когда давление удалено; но они не могут быть расширены (механическими средствами) и не имеют тенденции, пока они остаются жидкостями, увеличиваться за пределы определенного предела, и поэтому они принимают определенную поверхность, находясь в покое, и их части фактически сопротивляются дальнейшему разделению с значительной силой, тем самым давая начало явлению сцепления жидкостей.

(241.) Как в воздухе, так и в жидкостях, однако, существует самая совершенная свобода движения частей друг относительно друга, что едва ли могло бы быть, если бы они не были отдельными и независимыми друг от друга. И из этого, в сочетании с вышеизложенными соображениями, было сделано заключение, что они на самом деле не касаются, но удерживаются на определенных расстояниях друг от друга постоянным действием двух сил притяжения и отталкивания, которые, как предполагается, уравновешивают и нейтрализуют друг друга на обычных расстояниях частиц, но преобладают, одна или другая, в зависимости от того, принудительно ли они сближаются или раздвигаются.

(242.) В твердых телах, однако, дело обстоит совсем иначе. Взаимное свободное движение их частей inter se мощно затруднено, а в некоторых почти уничтожено. В некоторых медленное и постепенное изменение формы может быть произведено в значительной степени давлением или ударами, как, например, в металлах, глине, масле и т. д.; в других излом является следствием любой попытки изменить форму насилием за пределами определенного очень малого предела. В твердых телах, тогда, очевидно, что рассмотрение их интимной структуры имеет очень большое влияние на изменение общих результатов действия таких сил притяжения и отталкивания, которые могут быть приняты для объяснения явлений, которые они представляют; тем не менее общие факты, что их части сцепляются с определенной энергией и что они сопротивляются смещению или вторжению со стороны других тел, достаточны, чтобы продемонстрировать по крайней мере существование таких сил, какая бы неясность ни сохранялась относительно их способа действия.

(243.) Это деление тел на газы, жидкости и твердые тела дает начало, таким образом, трем отдельным отраслям механической науки, в каждой из которых общие принципы равновесия и движения имеют свой особый способ применения; а именно: пневматика, гидростатика и то, что можно было бы, без неуместности, назвать стереостатикой.

Пневматика.

(244.) Пневматика относится к равновесию или движениям аэриформных жидкостей при всех обстоятельствах давления, плотности и упругости. Вес воздуха и его давление на все тела на поверхности Земли были совершенно неизвестны древним и впервые замечены Галилеем по случаю того, что всасывающий насос отказывался поднимать воду выше определенной высоты. До его времени всегда предполагалось, что вода поднимается путем всасывания в трубе вследствие некоторого естественного отвращения к вакууму или пустому пространству, которое заставляло воду входить, чтобы заменить воздух, выкачанный наружу. Но если бы такое отвращение существовало и имело силу действующей причины, которая могла бы побудить воду войти на один фут в трубу, нет причин, почему тот же принцип не должен был бы поднять ее на два, три или любое количество футов; нет причин, почему она должна внезапно остановиться на определенной высоте и отказаться подниматься выше, какой бы сильной ни была всасывающая сила, более того, даже упасть обратно, если ее намеренно заставили подняться слишком высоко.

(245.) Галилей, однако, поначалу довольствовался выводом, что естественное отвращение к вакууму недостаточно сильно, чтобы удерживать воду более чем на тридцать два фута над ее уровнем; и, хотя истинная причина явления в конце концов пришла ему в голову в виде давления воздуха на общую поверхность, она не была удовлетворительно продемонстрирована до тех пор, пока его ученик Торричелли не задумал счастливую идею проведения эксперимента в малом масштабе с использованием гораздо более тяжелой жидкости, ртути, вместо воды, и, вместо выкачивания воздуха сверху, применил гораздо более эффективный метод наполнения длинной стеклянной трубки ртутью и опрокидывания ее в чашу с тем же металлом. Тогда сразу стало видно, как на ярком примере, что поддержание ртути в трубке (которая есть не что иное, как обычный барометр) было эффектом совершенно определенной внешней причины, в то время как ее колебания изо дня в день, с изменяющимся состоянием атмосферы, сильно подтверждали представление о том, что это происходит из-за давления внешнего воздуха на поверхность ртути в резервуаре.

(246.) Открытие Торричелли было, однако, поначалу сильно неверно понято и даже оспаривалось, пока вопрос не был окончательно решен обращением к решающему примеру, одному из первых, если не самому первому в истории физики, и которым мы обязаны знаменитому Паскалю. Его проницательность заметила, что если вес налегающего воздуха является прямой причиной поднятия ртути, он должен измеряться величиной этого поднятия, и поэтому, что, поднимая барометр на высокую гору и таким образом поднимаясь в атмосферу над большой частью налегающего воздуха, давление, а также длина столба, поддерживаемого им, должны уменьшиться; в то время как, с другой стороны, если бы явление было обусловлено первоначально приписанной причиной, никакой разницы не следовало бы ожидать, независимо от того, проводилось ли наблюдение на горе или на равнине. Возможно, решающий эффект эксперимента, который он распорядился провести для этой цели на Пюи-де-Дом, высокой горе в Оверни, хотя и убедил всех в истинности взглядов Торричелли, способствовал более мощно, чем что-либо, что было сделано ранее в науке, утверждению в умах людей той склонности к экспериментальной проверке, которая едва ли еще пустила полные и надежные корни.

(247.) Сразу же за этим открытием последовало открытие воздушного насоса Отто фон Герике из Магдебурга, чья цель, по-видимому, заключалась в том, чтобы решить вопрос, может или не может существовать вакуум, путем попытки создать его. Несовершенство его механизма позволило ему только уменьшить аэриформное содержимое его приемников, а не полностью опорожнить их; но любопытные эффекты, произведенные даже частичным выкачиванием воздуха, быстро возбудили внимание и побудили нашего прославленного соотечественника Роберта Бойля к продолжению тех экспериментов, которые завершились в его руках, а также в руках Хоксби, Гука, Мариотта и других, удовлетворительным знанием общего закона равновесия воздуха под влиянием больших или меньших давлений. Эти открытия с тех пор были распространены на все различные виды аэриформных жидкостей, которые, как показала химия, существуют и сохраняют свое аэриформное состояние под искусственным давлением, и даже на те, которые могут быть произведены из жидкостей, приведенных в состояние пара под действием тепла, до тех пор, пока они сохраняют это состояние.

(248.) Способ, которым наблюдаемый закон равновесия упругой жидкости, такой как воздух, может рассматриваться как происходящий из взаимного отталкивания ее частиц, был исследован Ньютоном, и само фактическое утверждение закона, как оно было объявлено Мариоттом, «что плотность воздуха, или количество его, содержащееся в том же пространстве, есть, cæteris paribus, пропорционально давлению, которое он поддерживает», было недавно проверено в очень широких пределах прямым экспериментом комитетом Королевской академии в Париже. Этот закон содержит принцип решения любого динамического вопроса, который может возникнуть относительно равновесия упругих жидкостей, и поэтому должен рассматриваться как одна из высших аксиом в науке пневматики.

Гидростатика.

(249.) Принципы равновесия жидкостей, понимая под этим словом такие жидкости, которые не пытаются, хотя и вполне свободны, расширяться за пределы определенной точки, сразу же немногочисленны и просты. Первые шаги к знанию о них были сделаны Архимедом, который установил общий факт, что твердое тело, погруженное в жидкость, теряет часть своего веса, равную весу жидкости, которую оно вытесняет. Кажется очень удивительным после этого, что не было сразу же сделано заключение, что вес, который, как говорят, потерян, только нейтрализуется восходящим давлением жидкости, и что, следовательно, часть любой жидкости, окруженная со всех сторон жидкостью того же рода, действительно проявляет свой вес в сохранении своего места. Тем не менее предрассудок, что «жидкости не тяготеют на своем естественном месте», удерживал свои позиции и был развеян только вместе с массой ошибок и абсурда, которые введение рациональной и экспериментальной философии Галилеем смело прочь.

(250.) Гидростатический закон равного давления жидкостей во всех направлениях, с его чередой любопытных и важных последствий, является непосредственным выводом из совершенной подвижности их частей друг относительно друга, вследствие чего каждая из них стремится удалиться от избытка давления с одной стороны и, таким образом, давит на остальные и распределяет давление среди своих соседей. В этой форме он был изложен Ньютоном и оказался одним из самых полезных и плодотворных принципов физико-математического рассуждения о равновесии жидких масс, как предоставляющий средство прослеживания действия силы, приложенной в любой точке жидкости, через весь ее объем. Он применяется также без какой-либо модификации к расширяющимся жидкостям, так же как и к жидкостям; и в приложениях геометрии к этому предмету позволяет нам обойтись без каких-либо мелких и запутанных исследований относительно способа, которым отдельные частицы действуют друг на друга.

(251.) С практической точки зрения этот закон примечателен прямотой своего применения к полезным целям. Немедленное и совершенное распределение давления, приложенного к любой одной части, как бы мала она ни была, поверхности жидкости через всю массу, позволяет нам передать в одно мгновение то же давление любому количеству таких частей, просто увеличивая поверхность жидкости, что может быть сделано путем расширения содержащего сосуда; и если сосуд сконструирован так, что большая часть его поверхности будет подвижна вместе, давления на все подобные части этой части будут объединены в одну согласную силу, которая может быть таким образом увеличена до любой степени, какую мы пожелаем. Гидравлический пресс, изобретенный Брама (или, скорее, примененный им после гораздо более древнего изобретателя Стевина), сконструирован на этом принципе. Небольшое количество воды вгоняется достаточным давлением в сосуд, уже полный и снабженный подвижной поверхностью или поршнем большого размера. При таких обстоятельствах что-то должно уступить; большая поверхность поршня накапливает давление на него до такой степени, что ничто не может сопротивляться его насилию. Таким образом, деревья вырываются с корнем; сваи извлекаются из земли; шерстяные и хлопчатобумажные товары сжимаются до самых портативных размеров; и даже сено, для военных нужд, приводится в такое состояние принуждения, чтобы быть легко упакованным на борт транспортов.

(252.) Жидкости отличаются от аэриформных жидкостей своим сцеплением, которое может рассматриваться как своего рода приближение к твердому состоянию, и так рассматривалось Бэконом (193.). Действительно, не может быть почти никаких сомнений в том, что твердое, жидкое и аэриформное состояния тел являются лишь стадиями в процессе постепенного перехода от одной крайности к другой; и что, как бы сильно ни казались отмечены различия между ними, они в конечном итоге окажутся разделенными не внезапной или насильственной линией демаркации, но переходят друг в друга посредством незаметных градаций. Недавние эксперименты барона Каньяра де ла Тура могут рассматриваться как первый шаг к полному доказательству этого (199.). Но сцепление жидкостей не является, подобно сцеплению твердых тел, настолько модифицированным их структурой в других отношениях, чтобы уничтожить подвижность их частей друг относительно друга (если только в тех случаях более близкого приближения к твердому состоянию, которые имеют место в вязких или клейких жидкостях). Напротив, два качества сосуществуют и дают начало ряду любопытных и запутанных явлений.

(253.) Одно из самых примечательных из них — капиллярное притяжение, или капиллярность, как ее иногда называют. Каждый замечал прилипание воды к стеклу. Поднятие общей поверхности жидкости там, где она находится в контакте с содержащим сосудом; форма капли, подвешенной на нижней стороне твердого тела: это примеры капиллярного притяжения. Если маленькая стеклянная трубка с отверстием, тонким как волос, погружена в воду, будет замечено, что вода поднимается в ней до определенной высоты и принимает вогнутую поверхность на своем верхнем конце. Притяжение стекла к воде и сцепление частей воды друг с другом, без сомнения, являются совместными причинами этого любопытного эффекта; но способ действия является одновременно неясным и сложным; и хотя исследования Лапласа и Юнга пролили на него большой свет, дальнейшее исследование кажется необходимым, прежде чем можно будет сказать, что мы отчетливо понимаем его.

(254.) Как капиллярность и сцепление частей жидкостей показывают, что они обладают силой взаимного притяжения, так их упругость демонстрирует, что они также обладают силой отталкивания, когда их принудительно приближают ближе, чем их естественное состояние. Из чрезвычайно малой степени, до которой сжатие жидкостей может быть доведено любой силой, которую мы можем применить, по сравнению с таковой воздуха, мы должны заключить, что это отталкивание гораздо более насильственно в первых, чем в последнем, но нейтрализуется также более мощной силой притяжения. Настолько более мощным, действительно, является сопротивление жидкостей сжатию, что они обычно рассматривались как несжимаемые; мнение, подтвержденное знаменитым экспериментом, проведенным во Флоренции, в котором вода была прогнана через поры (как говорили) золотого шара. Более недавние эксперименты Кантона, а с тех пор Перкинса, Эрстеда и других, продемонстрировали, однако, обратное и определили величину сжатия.

(255.) Рассмотрение движений жидкостей, будь то жидких или расширяющихся, бесконечно более сложно, чем рассмотрение их равновесия. Когда их движения медленны, разумно предположить, что закон равномерного распределения давления имеет место; но при очень быстрых перемещениях их частей друг относительно друга нелегко увидеть, как такое равномерное распределение может быть достигнуто, и существуют некоторые явления, которые, по-видимому, указывают на противоположный вывод.

(256.) Независимо от этого, существуют трудности почти непреодолимого характера для регулярного дедуктивного применения общих принципов механики к этому предмету, которые возникают из чрезмерной запутанности чисто математических исследований, к которым ведет его изучение. Именно Ньютон подал пример первой попытки сделать какие-либо выводы относительно движения жидких масс путем прямого рассуждения из динамических принципов и таким образом заложил фундамент гидродинамики; но только ко времени Д’Аламбера метод сведения любого вопроса относительно движений жидкостей под действием сил к строгому математическому исследованию можно было сказать, что он полностью понят. Но случаев даже сейчас, в которых этот способ рассмотрения таких вопросов может быть применен с полным удовлетворением, мало по сравнению с теми, в которых экспериментальный метод исследования, как уже отмечалось (189.), является предпочтительным. Таков, например, случай сопротивления жидкостей телам, движущимся сквозь них; знание которого имеет большое значение в военно-морской архитектуре и в артиллерии, где сопротивление воздуха действует в огромной степени. Таковы также, среди практических предметов, которые зависят главным образом от этой отрасли науки, использование парусов в навигации; строительство ветряных мельниц и водяных колес; передача воды через трубы и каналы; строительство доков и гаваней и т. д.

Природа твердых тел в целом.

(257.) Интимная конституция твердых тел, по всей вероятности, очень сложна, и нельзя сказать, что мы много знаем о ней. С помощью некоторых недавних деликатных экспериментов над размерами проволок, подвергнутых сильному натяжению, было показано, что они до определенной небольшой степени способны быть расширены натяжением, так же как они также способны быть сжаты давлением, но в пределах даже более узких, чем таковые жидкостей. Обычно, когда их натягивают слишком сильно, они ломаются и отказываются воссоединяться; или, если сжаты слишком сильно, принимают постоянное сокращение размера. Таким образом, дерево может быть вдавлено ударом, а металлы сделаны более плотными и тяжелыми путем ковки или прокатки. В обычном языке существует определенная степень путаницы относительно твердости, упругости и других подобных качеств твердых тел, которую, возможно, хорошо было бы устранить. Твердость — это та склонность твердого тела, которая делает трудным смещение его частей между собой. Так, сталь тверже железа; и алмаз почти бесконечно тверже любого другого вещества в природе: но сжимаемость стали, или степень, до которой она уступит данному давлению и восстановится, не намного меньше, чем у мягкого железа, а таковая льда очень близка к таковой воды.

(258.) Опять же, мы называем индийскую резину очень упругим телом, и так оно и есть; но в другом смысле, чем сталь. Ее части допускают большое взаимное смещение без постоянного вывиха; как бы ни была искажена, она восстанавливает свою фигуру легко, но с малой силой. Тем не менее, если бы индийская резина была заключена в пространство, которое она как раз заполняла, чтобы не позволить ее частям уступать латерально, без сомнения, она сопротивлялась бы фактическому сжатию с большой силой. Здесь, тогда, у нас есть пример двух видов упругости в одном веществе; более слабое усилие восстановления из искаженной фигуры и более сильное — из состояния измененного размера. Оба, однако, происходят из одних и тех же причин и относятся к одним и тем же принципам; первое является, по сути, лишь модифицированным случаем последнего, как усилие стальной пружины, когда она согнута, восстановить свою прежнюю форму, относится к тем же силам, которые придают стали ее твердость и прочность сопротивляться фактическому сжатию и излому.

(259.) Вязкость твердого тела, или то качество, благодаря которому оно выдержит тяжелые удары, не ломаясь, опять же отличается от твердости, хотя часто смешивается с ней. Она состоит в определенной податливости частей при мощном общем сцеплении и совместима с различными степенями упругости. Ковкость — это опять же другое качество твердых тел, особенно металлов, совершенно отличное от вязкости и зависит от их способности быть лишенными своей фигуры без усилия восстановить ее и без излома.

(260.) Прочность на разрыв, опять же, является свойством твердых тел, более непосредственно зависящим от сцепления их частей, чем вязкость. Она состоит в их способности сопротивляться разделению при постоянно приложенном натяжении, в то время как качество вязкости существенно зависит от их склонности передавать через свое вещество дрожащий эффект удара. Соответственно, прочность на разрыв твердого тела является прямой мерой когезионного притяжения его частей и является лучшим доказательством существования такой силы.

Кристаллография.

(261.) Нельзя предположить, что эти и многие другие осязаемые качества, как их можно назвать, должны существовать в твердых телах без соответствующего механизма в их внутренней структуре. Что они имеют такой механизм, и притом очень любопытный и запутанный, явления кристаллографии достаточно показывают. Этот интересный и красивый отдел естественной науки сравнительно очень недавнего времени. Что многие природные вещества принимали определенные формы, должно было быть известно с самых ранних времен. Плиний, по-видимому, был знаком с этим фактом, по крайней мере в некоторых случаях, так как он описывает формы кварца и алмаза. Но до времени Линнея, по-видимому, не было уделено существенного внимания этому предмету. Он, однако, наблюдал и описывал с осторожностью кристаллические формы различных веществ и даже рассматривал их как настолько определенный характер твердых тел, которые принимали их, что предполагал, что каждая конкретная форма порождается конкретной солью. Роме де л’Иль преследовал изучение кристаллических форм тел еще дальше. Он впервые установил важный факт постоянства углов, под которыми встречаются их грани; и, наблюдая далее, что многие из них появляются в нескольких различных формах, впервые задумал идею, что эти формы могут быть сводимы к одной, присвоенной особым образом каждому веществу и модифицированной строгими геометрическими законами. Бергман, рассуждая о факте, сообщенном ему его учеником Ганом, сделал еще больший шаг и показал, как по крайней мере один вид кристалла может быть построен из тонких пластинок, расположенных в определенном порядке и следующих определенным правилам наложения. Он не преуспел, однако, в выведении справедливых и общих выводов из этого замечания, которое, правильно рассмотренное, является фундаментом самого важного закона кристаллографии, того, который связывает примитивную форму с другими формами, способными быть проявленными тем же веществом, посредством определенного фиксированного отношения. Представление может быть сформировано о том, что имеется в виду под этим родом связи одной формы с другой, путем рассмотрения остроконечной пирамиды, построенной из кубических камней, расположенных слоями, каждый из которых отдельно является квадратной пластиной толщиной в один камень. Эти слои, уложенные горизонтально один на другой и уменьшающиеся регулярно в размере от низа до верха, производят пирамидальную форму с грубой или желобчатой поверхностью; и если слои настолько чрезмерно тонки, что желоба перестают быть видимыми глазу, пирамида будет казаться гладкой и совершенной.

(262.) Очень скоро после этого, и без знания того, что было сделано Ганом и Бергманом, аббат Гаюи, проинструктированный случайным изломом прекрасной группы кристаллов, сделал замечание, уже отмеченное (в 67.), и, рассуждая о нем с большей осторожностью и успехом, и преследуя его во всех деталях, развил общие законы, которые регулируют наложение слоев частиц, из которых он предполагает, что все кристаллы построены, и которые позволяют нам, зная их примитивные формы, обнаружить до испытания, какие другие формы они способны принимать; и которые, согласно этой идее, называются производными или вторичными формами. Моос и другие с тех пор вообразили процессы и системы, с помощью которых облегчается выведение форм друг из друга, и исправили некоторые ошибки слишком поспешного обобщения, в которые впали их предшественники, а также продвинули, благодаря необычайному усердию в исследованиях, наше знание форм, которые различные вещества, встречающиеся в природе и искусстве, действительно принимают.

(263.) Каким образом разнообразие внешней формы может возникать из разнообразия фигур в предельных частицах, из которых состоит твердое тело, можно легко представить, если рассмотреть, что произошло бы, если бы кирпичи, из которых построено здание, имели определенный наклон или смещение в одном направлении от перпендикуляра. Предположим, например, что каждый кирпич, будучи уложен плашмя, своими длинными ребрами на север и юг, имел свои восточную и западную грани вертикальными, а северную и южную — наклоненными к югу под определенным углом, одинаковым для каждого кирпича; дом, построенный из таких кирпичей, наклонялся бы в ту же сторону, если бы кирпичи плотно прилегали друг к другу. Если, кроме того, восточная и западная грани кирпичей, вместо того чтобы быть строго вертикальными, имели бы наклон на восток, то дом имел бы аналогичный наклон, и все его четыре угла, вместо того чтобы быть вертикальными, наклонялись бы на юго-восток. Предположим, что вместо дома из таких наклонных кирпичей была построена пирамида, стороны основания которой направлены по четырем сторонам света; тогда ее вершина, вместо того чтобы располагаться вертикально над центром основания, находилась бы перпендикулярно над некоторой точкой к юго-востоку от этого центра, а сама пирамида имела бы стороны, обращенные на юг и восток, более сильно наклоненные к горизонту, чем стороны, обращенные на север и запад.

(264.) Какое бы представление мы ни составили о том, как частицы кристалла сцепляются и образуют массы, почти невозможно избавиться от идеи об определенной фигуре, общей для них всех. Любое другое предположение, действительно, было бы несовместимо с тем точным сходством во всех остальных отношениях, которое, как можно считать, продемонстрировали явления химии. Однако следует помнить, что эта идея, какой бы правдоподобной она ни казалась, все же в некоторой степени гипотетична, и что законы кристаллографии, определенные на основе индуктивного наблюдения, совершенно не зависят от какого-либо подобного предположения или даже от самого существования таких вещей, как предельные частицы или атомы.

(265.) Тем не менее, то своеобразное внутреннее строение твердых тел, каким бы оно ни было, на которое указывает допущение определенных фигур, их более легкое расщепление в одних направлениях по сравнению с другими, а также наличие блестящих плоских поверхностей при раскалывании на фрагменты, не может не оказывать важного влияния на все их отношения к внешним агентам, а также на их внутренние движения и взаимные действия их частей друг на друга. Соответственно, деление тел на кристаллические и некристаллические, или несовершенно кристаллические, имеет важнейшее значение; и почти все явления, порождаемые теми более сокровенными естественными причинами, которые действуют в малых пределах и, так сказать, на непосредственный механизм твердых веществ, заметно модифицируются их кристаллической структурой. Так, в прозрачных твердых телах путь, проходимый лучами света при их прохождении, а также свойства, придаваемые им при этом, тесно связаны с этой структурой. Недавние эксперименты г-на Савара также доказали, что это справедливо и для их способности сопротивляться внешней силе, от которой зависит их упругость. Кристаллические вещества, согласно результатам этих экспериментов, сопротивляются сжатию с разной степенью упругой силы в зависимости от направления, в котором предпринимается попытка их сжать; и все явления, зависящие от их упругости, затрагиваются этой причиной, особенно те, которые относятся к их вибрационным движениям и передаче звука.

(266.) Почти нет сомнений в том, что модификации, аналогичным образом зависящие от внутреннего строения кристаллов, будут прослежены во всех отделах физики. В той интересной области, которая относится к действию тепла на расширение размеров веществ, начало уже положено профессором Митчерлихом. Давно было известно, что все вещества расширяются от тепла, и исключений из этого закона не было найдено, пока мы рассматриваем объем нагретого тела. Так, железный стержень в нагретом состоянии длиннее и толще, чем в холодном; и разница в размерах, хотя сама по себе и незначительна, все же может быть сделана ощутимой и имеет существенное значение в технике. Так же и ртуть в обычном термометре занимает больший объем в горячем состоянии, чем в холодном; и, будучи ограниченная стеклянным шариком (который также расширяется, но не в такой пропорции), она вынуждена подниматься в трубке. Эти и подобные факты были давно известны; точные измерения общего объема расширения множества различных тел при одинаковом приращении тепла были получены и зарегистрированы в таблицах. Но никто не подозревал о важном факте, что это расширение в кристаллических телах происходит при совершенно иных обстоятельствах, чем в некристаллических. Г-н Митчерлих недавно показал, что такие вещества расширяются по-разному в разных направлениях, и даже привел случай, когда расширение в одном направлении фактически сопровождается сжатием в другом. Этот шаг, вне всякого сомнения, самый важный из сделанных до сих пор в пирометрии, может, однако, рассматриваться лишь как первый в ряду исследований, которые займут следующее поколение и которые обещают дать богатый урожай новых фактов, а также пролить свет на некоторые из наиболее неясных и интересных моментов в учении о теплоте.

(267.) Из сказанного ясно, что если мы рассматриваем твердые тела как совокупности частиц или атомов, удерживаемых вместе и сохраняющих свои места благодаря постоянному действию сил притяжения и отталкивания, мы не можем предполагать, что эти силы, по крайней мере в кристаллических веществах, действуют одинаково во всех направлениях. Отсюда возникает концепция полярности, пример которой мы видим в большом масштабе в магнитной стрелке, но которая, в модифицированных формах, может, как ничто не мешает нам полагать, действовать среди предельных атомов твердых или даже жидких тел и порождать все явления, которые они проявляют в своем кристаллическом состоянии, либо при воздействии друг на друга, либо на свет, тепло и т. д. Нетрудно, если дать волю воображению, представить, как притягивающиеся и отталкивающиеся атомы, связанные какой-то неизвестной связью, могут образовывать маленькие машины или сложные частицы, которые будут обладать многими свойствами, относимыми нами к полярности; и, соответственно, по этому поводу было сделано много остроумных предположений: но в нынешнем состоянии науки, безусловно, безопаснее воздержаться от этих гипотез, не отвергая их, однако, категорически, и рассматривать полярность материи как одно из предельных явлений, к которым нас приводит анализ природы и законы которого — наша задача полностью исследовать, прежде чем мы попытаемся установить его причины или проследить механизм, посредством которого оно производится.

(268.) Таким образом, взаимные притяжения и отталкивания частиц материи и их полярность, рассматриваемые ли они как изначальное или производное свойство, являются теми силами, которые, действуя с большой энергией и в очень ограниченных пределах, должны рассматриваться нами как принципы, от которых зависит сокровенное строение всех тел и многие их взаимные действия. Именно это понимается под общим термином молекулярные силы. Некоторые пытались смешать молекулярное притяжение с общим притяжением гравитации, которое вся материя оказывает на всю другую материю; но эта идея опровергается самыми очевидными фактами.

ГЛ. II.

О ПЕРЕДАЧЕ ДВИЖЕНИЯ ЧЕРЕЗ ТЕЛА. — О ЗВУКЕ И СВЕТЕ.

(269.) Распространение движения через все вещества, будь то единичный импульс, как удар или толчок, или часто и регулярно повторяющийся, такой как дрожащее или вибрационное движение, полностью зависит от этих молекулярных сил; и именно от такого распространения зависят звук и, весьма вероятно, свет. Чтобы представить себе способ, которым движение может передаваться от одной части вещества к другой, будь то твердое или жидкое, мы можем обратить внимание на то, что происходит, когда волна пускается вдоль натянутой струны или по поверхности спокойной воды. Каждая часть струны или воды последовательно сдвигается со своего места и приводится в движение, подобное исходному импульсу, покидая свое место и возвращаясь к нему, и когда одна часть перестает двигаться, следующая как бы получает впечатление и передает его дальше. В описании это может показаться медленным и окольным процессом; но когда звук, например, передается через воздух, мы должны учитывать: во-первых, что воздух, вещество, фактически находящееся в движении, чрезвычайно легок и подвержен очень мощной упругости, так что сила, которая распространяет движение или посредством которой соседние частицы действуют друг на друга и подталкивают вперед, очень велика по сравнению с количеством материалов, приводимых ею в движение: и то же самое верно, даже в большей степени, в жидкостях и твердых телах; ибо в них упругие силы даже больше по отношению к весу, чем в воздухе.

(270.) Общее представление о способе, которым звуки передаются через воздух, не было совсем чуждо древним; но именно Ньютону мы обязаны первой попыткой проанализировать этот процесс и показать правильно, что происходит при передаче движения от частицы к частице. Рассуждая о свойствах воздуха как упругого тела, он показал, что эффект импульса на любую его часть состоит в сгущении воздуха, непосредственно прилегающего в направлении импульса, который затем, реагируя своей пружинистостью, отбрасывает часть, которая продвинулась, на ее прежнее место и в то же время подталкивает вперед часть перед ней в направлении импульса, так что каждая частица попеременно продвигается и отступает. Но, развивая эту идею в деталях, Ньютон впал в некоторые ошибки, на которые указал Крамер, хотя их происхождение не было прослежено, а рассуждения не были исправлены, пока предмет не был возобновлен Лагранжем и Эйлером; и это нисколько не умаляет проницательности нашего бессмертного соотечественника. Математическая теория распространения звука, а также вибрационных и волновых движений в целом, является чрезвычайно сложной; и, несмотря на все усилия самых искусных геометров, она по сей день продолжает давать постоянный повод для новых исследований; в то время как постоянно возникают явления, которые показывают, как далеки мы от того, чтобы быть в состоянии вывести все подробности, даже сравнительно простых случаев, путем прямого рассуждения из первопринципов.

(271.) Всякий раз, когда импульс любого рода передается воздухом к нашим ушам, он производит впечатление звука; но когда такой импульс регулярно и равномерно повторяется в чрезвычайно быстрой последовательности, он дает нам впечатление музыкальной ноты, высота которой зависит от быстроты последовательности (см. ст. 153). Чувство гармонии также зависит от периодического повторения совпадающих импульсов на ухо и представляет собой, пожалуй, единственный пример ощущения, для приятного впечатления от которого можно указать ясную и понятную причину.

(272.) Акустика, или наука о звуке, является весьма значительной отраслью физики, которая культивировалась с самых ранних веков. Даже Пифагор и Аристотель не были несведущи в общем способе его передачи через воздух и в природе гармонии; но как отрасль науки, независимая от ее восхитительного применения в искусстве музыки, она едва ли могла считаться существующей, пока ее природа и законы не стали предметом экспериментального исследования Бэкона и Галилея, Мерсенна и Валлиса; и математического исследования Ньютона и его прославленных преемников, Лагранжа и Эйлера. С того времени ее прогресс, как отрасли как математической, так и экспериментальной науки, был постоянным и ускоренным. Любопытный и прекрасный метод наблюдения, принадлежащий Хладни, состоит в счастливом приеме рассыпания песка по поверхностям тел, находящихся в состоянии звуковой вибрации, и отмечании фигур, которые он принимает. Это сделало их движения доступными для глазного осмотра и было недавно значительно улучшено и варьировано в своем применении г-ном Саваром, которому мы также обязаны рядом поучительных исследований по каждому пункту, связанному с предметом звука, которые могут стоять в ряду лучших образцов современных экспериментальных исследований. Но предмет далеко не исчерпан; и, действительно, существует мало отраслей физики, которые обещают одновременно столько занимательного интереса и таких важных последствий в своем влиянии на другие предметы, и особенно, через посредство сильных аналогий, на предмет света.

Свет и зрение.

(273.) Природа света всегда была окутана значительными сомнениями и тайной. Древних едва ли можно было считать имеющими какое-либо мнение по этому предмету, если, конечно, можно считать таковым утверждение, что отдаленные тела не могут быть приведены в общение без посредника; и что, следовательно, должно быть нечто между глазом и видимым предметом. Что это за нечто, однако, они могли лишь строить грубые и смутные догадки. Один предполагал, что сами глаза испускают лучи или эманации какого-то неизвестного рода, посредством которых отдаленные объекты как бы ощущаются; это была удивительно неудачная идея, поскольку она не дает причины, почему объекты не должны быть одинаково хорошо видны в темноте — короче говоря, не дает отчета о той роли, которую играет свет в зрении. Другие воображали, что все видимые объекты постоянно выбрасывают из себя во всех направлениях некое подобие или спектральные формы самих себя, которые, будучи восприняты глазами, производят впечатление объектов. Какой бы смутной и неуклюжей ни была эта гипотеза, она приписывает объекту силу, а свету — диффузное распространение во всех направлениях, которые, и то и другое, независимы от наших глаз, и поэтому стремится отделить явления света от явлений зрения.

(274.) Гипотеза Ньютона является уточнением и улучшением этой идеи. Вместо спектров или подобий он предполагает, что светящиеся объекты фактически выбрасывают из себя во всех направлениях частицы невообразимой миниатюрности (как, впрочем, они и должны быть, обладая такой огромной скоростью (см. 17), чтобы не разбить вдребезги все, во что они ударяются). Эти частицы, как он предполагает, подвергаются воздействию сил притяжения и отталкивания, пребывающих во всех материальных телах, причем последние распространяются на некоторое очень малое расстояние за пределы их поверхностей; и под действием этих сил они отклоняются от своего естественного прямолинейного курса, никогда не вступая в фактический контакт с самими частицами тел, на которые они падают, но либо будучи отброшенными назад и отраженными силами отталкивания, прежде чем они достигнут их, либо проникая между их промежутками, как птица может лететь через ветви леса, и, подвергаясь всем их действиям, при выходе из них принимать направление, окончательно определяемое положением поверхности, на которой они появляются, по отношению к их курсу.

(275.) Эта гипотеза, которая обсуждалась и обосновывалась Ньютоном способом, достойным его самого, дает, путем применения тех же динамических законов, которые он с таким успехом применил к объяснению планетарных движений, не просто правдоподобное, но совершенно разумное и справедливое объяснение всех обычных явлений света, известных в его время. Его собственные прекрасные открытия различной преломляемости разноцветных лучей также были прекрасно представлены в этой теории простым допущением разницы в скорости частиц, которые производят в глазу ощущения разных цветов. И если бы свойства света ограничивались только этим, не было бы повода прибегать к какому-либо другому способу его осмысления.

(276.) Совершенно иная гипотеза была, однако, предложена примерно в тот же период Гюйгенсом, который предполагал, что свет производится таким же образом, как звук, путем передачи вибрационного движения от светящегося тела к высокоупругой жидкости, которую он воображал заполняющей все пространство и менее сгущенной в пределах пространства, занимаемого материей, и то в большей или меньшей степени, в зависимости от природы занимающего вещества. Таким образом, вместо чего-то фактически выброшенного он подставил волны или вибрации, распространяющиеся во всех направлениях от светящихся тел через эту среду, или эфир, как он его называл. Гюйгенс, будучи сам искусным математиком, смог проследить многие следствия этой гипотезы и показать, что обычные законы отражения и преломления были представлены или объяснены ею, так же как и теорией Ньютона. Но гипотеза Гюйгенса не была полностью успешной в объяснении того, что можно считать главным из всех оптических фактов — производства цветов при обычном преломлении света призмой, чему теория Ньютона дает полное и элегантное объяснение; и открытие которого им знаменует одну из величайших эпох в анналах экспериментальной науки. Это, что часто выдвигалось в качестве возражения против нее, остается до сих пор, если не совсем без ответа, то по крайней мере лишь неполно устраненным.

(277.) Другие явления, однако, не заставили себя ждать, чтобы дать дальнейшее испытание объяснительным силам обеих гипотез. Дифракция или инфлексия света, открытая Гримальди, иезуитом из Болоньи, казалось, указывала на то, что лучи света отклоняются от своего прямого курса, просто проходя вблизи тел любого описания. Эти явления, которые очень любопытны и прекрасны, были детально исследованы Ньютоном и отнесены им к действию сил отталкивания, распространяющихся на заметное расстояние от поверхностей тел; и его объяснение, насколько это касается известных ему фактов, представляется столь удовлетворительным, сколь можно было разумно ожидать в то время; и гораздо более таковым, чем все, что могло быть в то время представлено со стороны гипотезы Гюйгенса, которая, по сути, казалась неспособной дать какое-либо объяснение им вообще.

(278.) Другой класс тонких и блестящих оптических явлений, который начал привлекать внимание несколько ранее времени Ньютона, казалось, ставил обе гипотезы в равное затруднение. Это были цвета, проявляемые очень тонкими пленками, либо жидкости (такой как мыльный пузырь), либо воздуха, как когда два стекла накладываются друг на друга, и между ними находится только воздух. Эти цвета были исследованы Ньютоном с тщательностью и вниманием, совершенно беспримерными в экспериментальной философии того времени, и с которыми мало исследований, предпринятых с тех пор, могут соперничать. Их результатом была теория весьма своеобразного характера, которую он обосновал на гипотезе того, что он назвал приступами легкого прохождения и отражения; и которая предполагала, что каждый луч света при своем движении периодически проходит через последовательность состояний, таких, которые попеременно располагали бы его к проникновению или отражению назад от поверхности тела, на которое он мог бы упасть. Самый простой способ, которым читатель может представить эту гипотезу, — это рассматривать каждую частицу света как своего рода маленький магнит, быстро вращающийся вокруг своего собственного центра, пока он продвигается по своему курсу, и таким образом попеременно представляющий свой притягивающий и отталкивающий полюс, так что когда он прибывает к поверхности тела своим отталкивающим полюсом вперед, он отталкивается и отражается; а когда наоборот — притягивается, так что входит в поверхность. Ньютон, однако, очень осторожно избегал объявления своей теории в этой или любой подобной форме, ограничиваясь полностью общим языком. Вследствие этого всеми его последователями было уверенно заявлено, что учение о приступах легкого отражения и прохождения, как оно изложено им, по существу есть не что иное, как изложение фактов. Если бы это было так, ясно, что любая другая теория, которая предложила бы справедливый отчет о тех же явлениях, должна была бы в конечном итоге включать и совпадать с теорией Ньютона. Но это, как мы сейчас увидим, не так; и этот пример должен служить для того, чтобы сделать нас чрезвычайно осторожными в том, как мы используем при изложении физических законов, выведенных из эксперимента, язык, который включает в себя что-либо в малейшей степени теоретическое, если мы хотим представить сами законы в форме, которую никакое будущее исследование не изменит или не опровергнет.

(279.) Третий класс оптических явлений, которые были также открыты, когда Ньютон был еще занят своими оптическими исследованиями, был тот, который проявляется двояко преломляющими кристаллами. В чем состоит явление двойного преломления, мы уже имели случай объяснить. Сам факт был впервые замечен Эразмом Бартолином в кристалле, называемом исландским шпатом; и был изучен с вниманием Гюйгенсом, который установил его законы и отнес его с замечательной изобретательностью и успехом к своей теории света, путем дополнительной гипотезы такого строения своей эфирной среды внутри кристалла, которое позволило бы ей передавать импульс быстрее в одном направлении, чем в другом: как если бы, например, мы предположили звук, передаваемый через воздух с разной степенью быстроты в вертикальном и горизонтальном направлениях.

(280.) Некоторые замечательные факты, сопровождающие двойное преломление, производимое исландским шпатом, которые наблюдали Бартолин, Гюйгенс и Ньютон, привели последнего к странной идее, что луч света после своего выхода из такого кристалла приобретает стороны, то есть отдельные отношения к окружающему пространству, которые он несет с собой через весь свой последующий путь и которые дают начало всем тем любопытным и сложным явлениям, которые теперь известны под названием поляризации света. Эти результаты, однако, показались столь необычными и предлагали так мало зацепок для дальнейшего исследования, что их изучение прекратилось, как будто по общему согласию; сам Ньютон ограничился тем, что решительно настаивал на кажущейся несовместимости этих свойств с учением Гюйгенса, но не делая никакой попытки объяснить их своей собственной теорией.

(281.) С периода оптических открытий Ньютона до начала нынешнего столетия не было сделано большого приращения к нашему знанию о природе света, если исключить одно, которое, в силу своего неоценимого практического применения, всегда должно занимать видное место в анналах как искусства, так и науки: мы имеем в виду открытие принципа ахроматического телескопа, которое возникло в дискуссии между знаменитым геометром Эйлером, Клингеншерной, выдающимся шведским философом, и нашим соотечественником, замечательным оптиком Доллондом, по поводу некоторых абстрактных теоретических исследований первого, которые привели его к размышлениям о его возможности и которые в конечном итоге завершились его полным и счастливым исполнением последним; памятный случай в науке, хотя и не единичный, когда спекулятивный геометр в своей комнате, вдали от мира и существуя среди абстракций, породил взгляды, имеющие благороднейшее практическое применение.

(282.) Объяснение, которое наше знание оптических законов дает механизму глаза и процессу, посредством которого осуществляется зрение, столь же полно и удовлетворительно, как и объяснение слуха посредством распространения движения через воздух. Камера-обскура, изобретенная Баптистой Портой в 1560 году, дала первую идею о том, как фактические изображения внешних объектов могут быть переданы в глаз, но лишь спустя значительный промежуток времени Кеплер, бессмертный первооткрыватель тех великих законов, которые регулируют периоды и движения планет, указал отчетливо на функции, выполняемые различными частями глаза в акте зрения. От этого до изобретения телескопа и микроскопа, казалось бы, небольшой шаг, но он обязан скорее случаю, чем замыслу; и его переизобретение Галилеем, на основе простого описания его эффектов, может служить, среди тысячи подобных примеров, для того чтобы показать, что неоценимые практические применения лежат открытыми перед нами, если мы только сможем однажды заставить себя представить их возможность, урок, который само изобретение ахроматического телескопа, как мы рассказали о нем выше, не менее сильно иллюстрирует.

(283.) Маленький инструмент, с помощью которого были сделаны блестящие открытия Галилея, едва ли превосходил по мощности обычный искатель наших дней; но он быстро совершенствовался и в руках Гюйгенса достиг гигантских размеров и очень большой мощности. Именно для того, чтобы избежать необходимости в огромной длине, требуемой для этих телескопов, и все же обеспечить ту же мощность, Грегори и Ньютон изобрели зеркальный телескоп, который с тех пор стал гораздо более мощным инструментом, чем, вероятно, когда-либо предполагали его первоначальные изобретатели.

(284.) Телескоп, в том виде, в каком он существует в настоящее время, с улучшениями в его структуре и исполнении, которые осуществили современные мастера, должен, безусловно, быть причислен к высочайшим и наиболее утонченным произведениям человеческого искусства; тому, в котором человек смог наиболее близко приблизиться к мастерству природы и которое даровало ему, если не другое чувство, то по крайней мере возвышение уже имеющегося у него, которое заслуживает почти того, чтобы рассматриваться как новое. И не кажется, что он еще достиг своего окончательного совершенства, границы которому, действительно, трудно назначить, когда мы принимаем во внимание удивительный прогресс, который делает мастерство всякого рода, и деликатность, далеко превосходящую таковую прежних времен, с которой теперь могут обрабатываться материалы, а также остроумные изобретения и комбинации, которые каждый год приносит для достижения тех же целей средствами, доселе не испробованными.

(285.) После долгого оцепенения знание свойств света начало делать новый прогресс около конца прошлого столетия, продвигаясь с ускоренной быстротой, которая продолжается без ослабления до настоящего времени. Пример был подан нашим покойным замечательным и оплакиваемым соотечественником, доктором Волластоном, который переисследовал и подтвердил законы двойного преломления в исландском шпате, объявленные Гюйгенсом. Внимание, таким образом привлеченное к предмету, геометрия Лапласа вскоре нашла средства объяснить по крайней мере одну часть тайны этого странного явления, с помощью ньютоновской теории света, примененной при определенных предполагаемых условиях; и рассуждение, которое привело его к результату (в то время совершенно неожиданному), может по справедливости рассматриваться как одно из его самых счастливых усилий. Продолжение предмета, который теперь приобрел высокую степень интереса, поощрялось предложением премии со стороны Французской академии наук; и именно в мемуаре, который получил эту почетную награду по тому случаю, в 1810 году, Малюс, отставной офицер инженерных войск французской армии, объявил о великом открытии поляризации света путем обычного отражения от поверхности прозрачного тела.

(286.) Малюс обнаружил, что когда пучок света отражается от поверхности такого тела под определенным углом, он приобретает точно такое же странное свойство, которое запечатлевается на нем в акте двойного преломления и которое Ньютон ранее выразил, сказав, что он обладает сторонами. Это было первым обстоятельством, которое указало на связь между этим доселе таинственным явлением и любыми обычными модификациями света; и оно в конечном итоге оказалось средством приведения всего этого в пределы, если не полного объяснения, то по крайней мере весьма правдоподобного теоретического представления. Так верно в науке замечание Бэкона, что никакое естественное явление не может быть адекватно изучено само по себе, но, чтобы быть понятым, должно рассматриваться в связи со всей природой.

(287.) Новый класс явлений, таким образом раскрытый, был немедленно изучен с прилежанием и успехом, как за границей Малюсом и Араго, так и на родине нашим соотечественником доктором Брюстером, и их законы исследованы с тщательностью, соразмерной их важности; когда другой и, по-видимому, еще более необычный класс явлений представился в производстве самых ярких и прекрасных цветов (во всем напоминающих те, что наблюдались Ньютоном в тонких пленках воздуха или жидкостей, только бесконечно более развитых и поразительных) в некоторых прозрачных кристаллических веществах, когда они разделены на плоские пластины в определенных направлениях и подвергнуты воздействию пучка поляризованного света. Внимательное исследование этих цветов Волластоном, Био и Араго, но более особенно Брюстером, быстро привело к раскрытию серии оптических явлений, столь разнообразных, столь блестящих и очевидно столь тесно связанных с наиболее важными моментами, относящимися к сокровенному строению кристаллических тел, что вызвало высочайший интерес — тот род интереса, который возникает, когда мы чувствуем, что находимся накануне какого-то необычайного открытия, и ожидаем каждую минуту, что появится какой-то ведущий факт, который прольет свет на все, что кажется неясным, и приведет в порядок все, что кажется аномальным.