«Трактат о свете»

Электронная книга проекта «Гутенберг», «Трактат о свете» Христиана Гюйгенса, перевод Сильвануса П. Томпсона

ТРАКТАТ О СВЕТЕ

В котором объясняются причины того, что происходит при ОТРАЖЕНИИ и ПРЕЛОМЛЕНИИ

И в особенности при необычном ПРЕЛОМЛЕНИИ ИСЛАНДСКОГО ШПАТА

Автор:

ХРИСТИАН ГЮЙГЕНС

Перевод на английский

Выполнен

СИЛЬВАНУСОМ П. ТОМПСОНОМ

Издательство Чикагского университета

ПРЕДИСЛОВИЕ

Я написал этот Трактат во время своего пребывания во Франции двенадцать лет назад и представил его в 1678 году ученым мужам, составлявшим тогда Королевскую академию наук, в члены которой король оказал мне честь пригласить меня. Некоторые из них, кто еще жив, вспомнят, как присутствовали при моем чтении, а особенно те из них, кто посвятил себя изучению математики; из которых я не могу не назвать прославленных господ Кассини, Рёмера и Де ла Ира. И хотя с тех пор я исправил и изменил некоторые части, копии, которые я сделал тогда, могут служить доказательством того, что я не добавил к нему ничего, кроме некоторых догадок относительно образования исландского шпата и нового наблюдения о преломлении горного хрусталя. Я хотел рассказать об этих подробностях, чтобы стало известно, как долго я обдумывал то, что теперь публикую, а не для того, чтобы умалить заслуги тех, кто, не видя ничего из написанного мною, возможно, занимался подобными вопросами: как это, собственно, и произошло с двумя выдающимися геометрами, господами Ньютоном и Лейбницем, в отношении задачи о форме стекол для собирания лучей при заданной одной из поверхностей.

Можно спросить, почему я так долго откладывал публикацию этой работы. Причина в том, что я написал ее довольно небрежно на том языке, на котором она представлена, с намерением перевести ее на латынь, чтобы привлечь к ней большее внимание. После чего я намеревался выпустить ее вместе с другим трактатом по диоптрике, в котором я объясняю действие телескопов и вещи, относящиеся к этой науке. Но поскольку удовольствие от новизны прошло, я время от времени откладывал исполнение этого замысла, и не знаю, когда я вообще закончу его, будучи часто отвлекаем то делами, то какими-то новыми исследованиями. Учитывая это, я наконец решил, что лучше опубликовать это сочинение в том виде, в каком оно есть, чем подвергать его риску остаться утраченным из-за дальнейшего ожидания.

В нем будут представлены доказательства такого рода, которые не дают столь великой достоверности, как геометрические, и даже сильно от них отличаются, поскольку, если геометры доказывают свои положения с помощью твердых и неоспоримых принципов, здесь принципы подтверждаются выводами, которые из них следуют; природа этих вещей не позволяет поступать иначе.

Всегда возможно достичь при этом степени вероятности, которая зачастую почти не уступает полному доказательству. А именно, когда вещи, доказанные с помощью принятых принципов, идеально соответствуют явлениям, которые были подмечены в ходе эксперимента; особенно когда их большое количество, и, что еще важнее, когда можно вообразить и предвидеть новые явления, которые должны следовать из используемых гипотез, и когда обнаруживается, что факты соответствуют нашему предвидению. Но если все эти доказательства вероятности встречаются в том, что я предлагаю обсудить, как мне кажется, это должно быть очень сильным подтверждением успеха моего исследования; и было бы странно, если бы факты не были в значительной степени такими, как я их представляю. Я полагаю, что те, кто любит познавать причины вещей и кто способен восхищаться чудесами света, найдут некоторое удовлетворение в этих различных размышлениях о нем, а также в новом объяснении его знаменитого свойства, которое является главным основанием устройства наших глаз и тех великих изобретений, которые столь значительно расширяют их возможности.

Я также надеюсь, что найдутся те, кто, следуя этим началам, проникнет в этот вопрос гораздо дальше, чем удалось мне, поскольку предмет этот еще далеко не исчерпан. Это видно из мест, которые я указал, где я оставляю некоторые трудности без разрешения, и еще больше из вопросов, которых я вовсе не коснулся, таких как светящиеся тела различных видов и все, что касается цветов; в чем до сих пор никто не может похвастаться успехом. Наконец, остается еще много неисследованного относительно природы света, что я не претендую на то, чтобы раскрыть, и я буду многим обязан тому, кто сможет дополнить то, чего мне здесь не хватает в знаниях. Гаага. 8 января 1690 года.

ПРИМЕЧАНИЕ ПЕРЕВОДЧИКА

Учитывая огромное влияние, которое этот Трактат оказал на развитие оптики, кажется странным, что прошло два столетия, прежде чем появилось английское издание этой работы. Возможно, это обстоятельство объясняется ошибочным рвением, с которым прежде все, что противоречило заветным идеям Ньютона, осуждалось его последователями. Однако «Трактат о свете» Гюйгенса выдержал испытание временем: и даже сейчас изысканное мастерство, с которым он применил свою концепцию распространения световых волн для распутывания сложностей явлений двойного преломления кристаллов и преломления в атмосфере, вызовет восхищение у изучающего оптику. Правда, его волновая теория была далека от завершенного учения, впоследствии развитого Томасом Юнгом и Огюстеном Френелем, и относилась скорее к геометрической, чем к физической оптике. Если Гюйгенс не имел представления о поперечных колебаниях, принципе интерференции или существовании упорядоченной последовательности волн в цугах, он тем не менее достиг поразительно ясного понимания принципов волнового распространения; и его изложение предмета знаменует собой эпоху в подходе к оптическим задачам. При подготовке этого перевода необходимо было проявлять осторожность, чтобы не привнести в текст автора идеи более позднего времени, используя слова, которые стали подразумевать современные концепции. Отсюда и принятие максимально буквального перевода. Несколько терминов автора нуждаются в пояснении. Он использует слово «преломление», например, как для явления или процесса, обычно так обозначаемого, так и для результата этого процесса: таким образом, преломленный луч он обычно называет «преломлением» падающего луча. Когда волновой фронт, или, как он его называет, «волна», перешел из некоторого начального положения в последующее, он называет волновой фронт в его последующем положении «продолжением» волны. Он также называет огибающую набора элементарных волн, образованную слиянием этих элементарных волновых фронтов, «завершением» волны; а элементарные волновые фронты он называет «частными» волнами. Ввиду того, что французское слово rayon обладает двойным значением луча света и радиуса круга, он избегает его использования в последнем смысле и всегда говорит о полудиаметре, а не о радиусе. Его размышления об эфире, его наводящие на размышления взгляды на структуру кристаллических тел и его объяснение непрозрачности, какими бы незначительными они ни были, возможно, удивят читателя своей кажущейся современностью. И никто не может прочитать его исследование явлений, обнаруженных в исландском шпате, не изумившись его проницательности и мудрости.

С. П. Т.

Июнь 1912 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Содержащееся в этом Трактате

CHAP. I. On Rays Propagated in Straight Lines.

That Light is produced by a certain movement.p. 3 That no substance passes from the luminous object to the eyes.p. 3 That Light spreads spherically, almost as Sound does.p. 4 Whether Light takes time to spread.p. 4 Experience seeming to prove that it passes instantaneously.p. 5 Experience proving that it takes time.p. 8 How much its speed is greater than that of Sound.p. 10 In what the emission of Light differs from that of Sound.p. 10 That it is not the same medium which serves for Light and Sound.p. 11 How Sound is propagated.p. 12 How Light is propagated.p. 14 Detailed Remarks on the propagation of Light.p. 15 Why Rays are propagated only in straight lines.p. 20 How Light coming in different directions can cross itself.p. 22

CHAP. II. On Reflexion.

Demonstration of equality of angles of incidence and reflexion.p. 23 Why the incident and reflected rays are in the same plane perpendicular to the reflecting surface.p. 25 That it is not needful for the reflecting surface to be perfectly flat to attain equality of the angles of incidence and reflexion.p. 27

CHAP. III. On Refraction.

That bodies may be transparent without any substance passing through them.p. 29 Proof that the ethereal matter passes through transparent bodies.p. 30 How this matter passing through can render them transparent.p. 31 That the most solid bodies in appearance are of a very loose texture.p. 31 That Light spreads more slowly in water and in glass than in air.p. 32 Third hypothesis to explain transparency, and the retardation which Light suffers.p. 32 On that which makes bodies opaque.p. 34 Demonstration why Refraction obeys the known proportion of Sines.p. 35 Why the incident and refracted Rays produce one another reciprocally.p. 39 Why Reflexion within a triangular glass prism is suddenly augmented when the Light can no longer penetrate.p. 40 That bodies which cause greater Refraction also cause stronger Reflexion.p. 42 Demonstration of the Theorem of Mr. Fermat.p. 43

CHAP. IV. On the Refraction of the Air.

That the emanations of Light in the air are not spherical.p. 45 How consequently some objects appear higher than they are.p. 47 How the Sun may appear on the Horizon before he has risen.p. 49 That the rays of light become curved in the Air of the Atmosphere, and what effects this produces.p. 50

CHAP. V. On the Strange Refraction of Iceland Crystal.

That this Crystal grows also in other countries.p. 52 Who first-wrote about it.p. 53 Description of Iceland Crystal; its substance, shape, and properties.p. 53 That it has two different Refractions.p. 54 That the ray perpendicular to the surface suffers refraction, and that some rays inclined to the surface pass without suffering refraction.p. 55 Observation of the refractions in this Crystal.p. 56 That there is a Regular and an Irregular Refraction.p. 57 The way of measuring the two Refractions of Iceland Crystal.p. 57 Remarkable properties of the Irregular Refraction.p. 60 Hypothesis to explain the double Refraction.p. 61 That Rock Crystal has also a double Refraction.p. 62 Hypothesis of emanations of Light, within Iceland Crystal, of spheroidal form, for the Irregular Refraction.p. 63 How a perpendicular ray can suffer Refraction.p. 64 How the position and form of the spheroidal emanations in this Crystal can be defined.p. 65 Explanation of the Irregular Refraction by these spheroidal emanations.p. 67 Easy way to find the Irregular Refraction of each incident ray.p. 70 Demonstration of the oblique ray which traverses the Crystal without being refracted.p. 73 Other irregularities of Refraction explained.p. 76 That an object placed beneath the Crystal appears double, in two images of different heights.p. 81 Why the apparent heights of one of the images change on changing the position of the eyes above the Crystal.p. 85 Of the different sections of this Crystal which produce yet other refractions, and confirm all this Theory.p. 88 Particular way of polishing the surfaces after it has been cut.p. 91 Surprising phenomenon touching the rays which pass through two separated pieces; the cause of which is not explained.p. 92 Probable conjecture on the internal composition of Iceland Crystal, and of what figure its particles are.p. 95 Tests to confirm this conjecture.p. 97 Calculations which have been supposed in this Chapter.p. 99

CHAP. VI. On the Figures of transparent bodies which serve for Refraction and for Reflexion.

General and easy rule to find these Figures.p. 106 Invention of the Ovals of Mr. Des Cartes for Dioptrics.p. 109 How he was able to find these Lines.p. 114 Way of finding the surface of a glass for perfect refraction, when the other surface is given.p. 116 Remark on what happens to rays refracted at a spherical surface.p. 123 Remark on the curved line which is formed by reflexion in a spherical concave mirror.p. 126

ТРАКТАТ О СВЕТЕ

ГЛАВА I

О ЛУЧАХ, РАСПРОСТРАНЯЮЩИХСЯ ПО ПРЯМЫМ ЛИНИЯМ

Как это бывает во всех науках, в которых геометрия применяется к материи, доказательства, касающиеся оптики, основаны на истинах, почерпнутых из опыта. Таковы утверждения, что лучи света распространяются по прямым линиям; что углы отражения и падения равны; и что при преломлении луч отклоняется согласно закону синусов, ныне столь хорошо известному и не менее достоверному, чем предыдущие законы.

Большинство тех, кто писал о различных частях оптики, довольствовались тем, что принимали эти истины как должное. Но некоторые, более любознательные, желали исследовать происхождение и причины, считая их сами по себе удивительными эффектами природы. В чем они выдвинули некоторые остроумные вещи, но, однако, не такие, чтобы самые умные люди не желали лучших и более удовлетворительных объяснений. Поэтому я здесь желаю изложить то, что я обдумал по этому предмету, чтобы внести посильный вклад в объяснение этого раздела естествознания, который не без оснований считается одной из самых трудных его частей. Я признаю себя многим обязанным тем, кто первыми начали рассеивать странную неясность, в которую были окутаны эти вещи, и дали нам надежду, что они могут быть объяснены понятными рассуждениями. Но, с другой стороны, я также удивлен тем, что даже здесь они часто были готовы предложить в качестве достоверных и доказательных рассуждения, которые были далеки от убедительности. Ибо я не нахожу, чтобы кто-либо еще дал вероятное объяснение первым и наиболее примечательным явлениям света, а именно, почему он распространяется только по прямым линиям и как видимые лучи, исходящие из бесконечного множества разнообразных мест, пересекают друг друга, нисколько не мешая друг другу.

Поэтому я попытаюсь в этой книге дать, в соответствии с принципами, принятыми в философии наших дней, некоторые более ясные и вероятные причины, во-первых, этих свойств света, распространяющегося прямолинейно; во-вторых, света, который отражается при встрече с другими телами. Затем я объясню явления тех лучей, о которых говорят, что они претерпевают преломление при прохождении через прозрачные тела различных видов; и в этой части я также объясню эффекты преломления воздуха из-за различной плотности атмосферы.

После этого я исследую причины странного преломления определенного вида кристалла, который привозят из Исландии. И наконец, я рассмотрю различные формы прозрачных и отражающих тел, с помощью которых лучи собираются в точке или отклоняются различными способами. Из этого будет видно, с какой легкостью, следуя нашей новой теории, мы находим не только эллипсы, гиперболы и другие кривые, которые г-н Декарт остроумно изобрел для этой цели; но также и те, которыми должна обладать поверхность стеклянной линзы, когда ее другая поверхность задана как сферическая, плоская или любой другой фигуры.

Невозможно сомневаться в том, что свет состоит в движении некоторого рода материи. Ибо рассматриваем ли мы его производство, мы видим, что здесь, на Земле, он главным образом порождается огнем и пламенем, которые, без сомнения, содержат тела, находящиеся в быстром движении, поскольку они растворяют и расплавляют многие другие тела, даже самые твердые; или рассматриваем ли мы его эффекты, мы видим, что когда свет собирается, как вогнутыми зеркалами, он обладает свойством жечь, как огонь, то есть он разъединяет частицы тел. Это, безусловно, признак движения, по крайней мере в истинной философии, в которой причины всех природных эффектов мыслятся в терминах механических движений. Это, по моему мнению, мы должны делать обязательно, иначе нужно отказаться от всякой надежды когда-либо понять что-либо в физике.

И поскольку, согласно этой философии, считается достоверным, что ощущение зрения возбуждается только впечатлением некоторого движения рода материи, которая воздействует на нервы в задней части наших глаз, здесь есть еще одна причина верить, что свет состоит в движении материи, которая существует между нами и светящимся телом.

Далее, когда рассматриваешь крайнюю скорость, с которой свет распространяется во все стороны, и как, когда он исходит из разных областей, даже из тех, что прямо противоположны, лучи пересекают друг друга без помех, можно хорошо понять, что когда мы видим светящийся объект, это не может быть вызвано каким-либо переносом материи, идущей к нам от этого объекта, подобно тому как пуля или стрела пролетают сквозь воздух; ибо, безусловно, это слишком сильно противоречило бы этим двум свойствам света, особенно второму из них. Значит, свет распространяется каким-то иным способом; и то, что может привести нас к его пониманию, — это знание, которое мы имеем о распространении звука в воздухе.

Мы знаем, что посредством воздуха, который является невидимым и неосязаемым телом, звук распространяется вокруг места, где он был произведен, движением, которое передается последовательно от одной части воздуха к другой; и что распространение этого движения, происходящее одинаково быстро во все стороны, должно образовывать сферические поверхности, постоянно расширяющиеся и ударяющие в наши уши. Теперь нет никаких сомнений в том, что свет также приходит от светящегося тела к нашим глазам посредством некоторого движения, переданного материи, которая находится между ними; поскольку, как мы уже видели, это не может быть перенос тела, которое проходит от одного к другому. Если, кроме того, свету требуется время для его прохождения — что мы сейчас собираемся исследовать, — то из этого следует, что это движение, переданное промежуточной материи, является последовательным; и, следовательно, оно распространяется, как звук, сферическими поверхностями и волнами: ибо я называю их волнами из-за их сходства с теми, которые, как видно, образуются в воде, когда в нее бросают камень, и которые представляют собой последовательное распространение в виде кругов, хотя они возникают по другой причине и находятся только на плоской поверхности.

Чтобы увидеть, требует ли распространение света времени, давайте сначала рассмотрим, есть ли какие-либо факты опыта, которые могут убедить нас в обратном. Что касается тех, которые могут быть получены здесь, на Земле, путем зажигания огней на больших расстояниях, хотя они доказывают, что свет не тратит заметного времени на прохождение этих расстояний, можно с полным основанием сказать, что они слишком малы и что единственный вывод, который можно из них сделать, — это то, что прохождение света чрезвычайно быстро. Г-н Декарт, который был того мнения, что оно мгновенно, основывал свои взгляды, не без оснований, на лучшей базе опыта, почерпнутой из затмений Луны; которые, тем не менее, как я покажу, вовсе не убедительны. Я изложу это несколько иначе, чем он, чтобы сделать вывод более понятным.

Пусть А будет местом Солнца, BD — частью орбиты или годового пути Земли: ABC — прямая линия, которая, как я предполагаю, пересекает орбиту Луны, представленную кругом CD, в точке С.

Теперь, если свету требуется время, например один час, чтобы преодолеть пространство между Землей и Луной, то из этого следует, что когда Земля прибудет в точку B, тень, которую она отбрасывает, или прерывание света, еще не достигнет точки C, а достигнет ее только через час. Тогда пройдет час, считая с того момента, когда Земля была в B, прежде чем Луна, прибыв в C, будет затмена: но это затмение или прерывание света достигнет Земли только через другой час. Предположим, что Земля за эти два часа прибудет в E. Тогда Земля, находясь в E, увидит затменную Луну в C, которую она покинула час назад, и в то же время увидит Солнце в A. Ибо, будучи неподвижным, как я предполагаю вместе с Коперником, и свет всегда движется по прямым линиям, оно всегда должно казаться там, где оно есть. Но, как нам говорят, всегда наблюдалось, что затменная Луна появляется в точке эклиптики, противоположной Солнцу; и все же здесь она появилась бы позади этой точки на величину, равную углу GEC, дополняющему AEC. Это, однако, противоречит опыту, поскольку угол GEC был бы весьма заметным, около 33 градусов. Теперь, согласно нашему вычислению, которое приведено в Трактате о причинах явлений Сатурна, расстояние BA между Землей и Солнцем составляет около двенадцати тысяч диаметров Земли, а следовательно, в четыреста раз больше, чем BC, расстояние до Луны, которое составляет 30 диаметров. Тогда угол ECB будет почти в четыреста раз больше, чем BAE, который составляет пять минут; а именно, путь, который Земля проходит за два часа по своей орбите; и таким образом угол BCE будет почти 33 градуса; и точно так же угол CEG, который больше на пять минут.

Но следует отметить, что скорость света в этом аргументе была принята такой, что ему требуется время в один час, чтобы совершить переход отсюда до Луны. Если предположить, что для этого требуется всего одна минута времени, то очевидно, что угол CEG составит всего 33 минуты; а если требуется всего десять секунд времени, угол будет меньше шести минут. И тогда будет нелегко заметить что-либо из этого при наблюдениях затмения; и, следовательно, нельзя будет сделать вывод, что движение света мгновенно.

Правда, мы здесь предполагаем странную скорость, которая была бы в сто тысяч раз больше скорости звука. Ибо звук, согласно тому, что я наблюдал, проходит около 180 туазов за время одной секунды, или примерно за один удар пульса. Но это предположение не должно казаться невозможным; поскольку речь идет не о переносе тела с такой огромной скоростью, а о последовательном движении, которое передается от одних тел к другим. Я не встретил затруднений, размышляя об этих вещах, в допущении, что эманация света совершается со временем, видя, что таким образом можно объяснить все его явления, а при следовании противоположному мнению все непостижимо. Ибо мне всегда казалось, что даже г-н Декарт, чьей целью было рассматривать все предметы физики понятно и который, безусловно, преуспел в этом лучше, чем кто-либо до него, не сказал ничего, что не было бы полно трудностей или даже непостижимо при рассмотрении света и его свойств.

Но то, что я использовал лишь как гипотезу, недавно получило большую правдоподобность как установленная истина благодаря остроумному доказательству г-на Рёмера, которое я собираюсь здесь изложить, ожидая, что он сам даст все необходимое для его подтверждения. Оно основано, как и предыдущий аргумент, на небесных наблюдениях и доказывает не только то, что свет требует времени для своего прохождения, но и демонстрирует, сколько времени он требует, и что его скорость даже по крайней мере в шесть раз больше той, которую я только что указал.

Для этого он использует затмения, которым подвергаются маленькие планеты, вращающиеся вокруг Юпитера и часто входящие в его тень: и вот в чем заключается его рассуждение. Пусть A — Солнце, BCDE — годовая орбита Земли, F — Юпитер, GN — орбита ближайшего из его спутников, ибо именно этот более пригоден для этого исследования, чем остальные три, из-за быстроты его обращения. Пусть G — этот спутник, входящий в тень Юпитера, H — тот же спутник, выходящий из тени.

Пусть будет предположено, что Земля находится в B некоторое время до последней квадратуры, и что кто-то видел, как упомянутый спутник вышел из тени; должно быть так, если Земля остается на том же месте, что через 42,5 часа снова можно будет увидеть подобное появление, потому что это время, за которое он совершает оборот по своей орбите, и когда он снова придет в противостояние с Солнцем. И если бы Земля, например, оставалась всегда в B в течение 30 оборотов этого спутника, можно было бы увидеть, как он снова выходит из тени через 30 раз по 42,5 часа. Но поскольку Земля была перенесена за это время в C, увеличив таким образом свое расстояние от Юпитера, следует, что если свет требует времени для своего прохождения, освещение маленькой планеты будет воспринято позже в C, чем оно было бы в B, и что к этому времени 30 раз по 42,5 часа должно быть добавлено то, которое свету потребовалось для преодоления пространства MC, разности пространств CH, BH. Точно так же в другой квадратуре, когда Земля пришла в E из D, приближаясь к Юпитеру, погружения спутника должны наблюдаться в E раньше, чем они были бы увидены, если бы Земля оставалась в D.

Теперь в множестве наблюдений этих затмений, сделанных в течение десяти последовательных лет, эти разности были найдены весьма значительными, такими как десять минут и более; и из них было сделано заключение, что для прохождения всего диаметра годовой орбиты KL, который вдвое больше расстояния отсюда до Солнца, свету требуется около 22 минут времени.

Движение Юпитера по своей орбите, пока Земля проходила от B до C или от D до E, включено в этот расчет; и это делает очевидным, что нельзя приписать замедление этих освещений или опережение затмений ни какой-либо нерегулярности, происходящей в движении маленькой планеты, ни ее эксцентриситету.

Если рассмотреть огромный размер диаметра KL, который, по моему мнению, составляет около 24 тысяч диаметров Земли, то можно признать крайнюю скорость света. Ибо, предполагая, что KL составляет не более 22 тысяч этих диаметров, оказывается, что при прохождении за 22 минуты это дает скорость в тысячу диаметров в одну минуту, то есть 16 2/3 диаметра в одну секунду или в один удар пульса, что составляет более 11 сотен раз по сто тысяч туазов; поскольку диаметр Земли содержит 2865 лье, считая по 25 на градус, и каждое лье равно 2282 туазам, согласно точному измерению, которое г-н Пикар сделал по приказу короля в 1669 году. Но звук, как я сказал выше, проходит только 180 туазов за то же время в одну секунду: следовательно, скорость света более чем в шестьсот тысяч раз больше скорости звука. Это, однако, совсем другое дело, чем быть мгновенным, поскольку есть вся разница между конечной вещью и бесконечной. Теперь, когда последовательное движение света подтверждено таким образом, следует, как я сказал, что он распространяется сферическими волнами, подобно движению звука.

Но если одно напоминает другое в этом отношении, они отличаются во многих других вещах; а именно, в первом производстве движения, которое их вызывает; в материи, в которой движение распространяется; и в способе, которым оно распространяется. Что касается того, что происходит при производстве звука, известно, что оно вызвано агитацией, претерпеваемой целым телом или значительной его частью, которая сотрясает весь прилегающий воздух. Но движение света должно исходить как бы из каждой точки светящегося объекта, иначе мы не смогли бы воспринимать все различные части этого объекта, что будет более очевидно в том, что следует. И я не верю, что это движение можно объяснить лучше, чем предположив, что все те из светящихся тел, которые являются жидкими, такие как пламя, и, по-видимому, Солнце и звезды, состоят из частиц, которые плавают в гораздо более тонкой среде, которая приводит их в движение с большой быстротой и заставляет их ударяться о частицы эфира, который их окружает и которые гораздо меньше их. Но я также полагаю, что в светящихся твердых телах, таких как древесный уголь или металл, раскаленный в огне, это же движение вызвано сильной агитацией частиц металла или дерева; те из них, которые находятся на поверхности, ударяются подобным же образом о эфирную материю. Агитация, кроме того, частиц, которые порождают свет, должна быть гораздо более быстрой и стремительной, чем агитация тел, которые вызывают звук, поскольку мы не видим, чтобы трепет тела, издающего звук, был способен породить свет, точно так же, как движение руки в воздухе не способно произвести звук.

Теперь, если исследовать, что это может быть за материя, в которой распространяется движение, исходящее от светящегося тела, которую я называю эфирной материей, можно увидеть, что это не та же самая, что служит для распространения звука. Ибо обнаруживается, что последняя — это действительно та, которую мы чувствуем и которой дышим, и которая, будучи удалена из какого-либо места, все еще оставляет там другой вид материи, служащий для передачи света. Это может быть доказано путем заключения звучащего тела в стеклянный сосуд, из которого воздух удаляется машиной, которую дал нам г-н Бойль и с которой он проделал так много прекрасных экспериментов. Но при выполнении этого, о чем я говорю, следует позаботиться о том, чтобы поместить звучащее тело на хлопок или перья таким образом, чтобы оно не могло передать свои трепеты ни стеклянному сосуду, который его заключает, ни машине; предосторожность, которой до сих пор пренебрегали. Ибо тогда, после того как весь воздух был исчерпан, не слышно никакого звука от металла, хотя по нему ударяют.

Здесь видно не только то, что наш воздух, который не проникает сквозь стекло, является материей, посредством которой распространяется звук; но также и то, что это не тот же самый воздух, а другой вид материи, в которой распространяется свет; поскольку если воздух удален из сосуда, свет не перестает проходить сквозь него, как и прежде.

И этот последний пункт продемонстрирован еще более ясно знаменитым экспериментом Торричелли, в котором стеклянная трубка, из которой удалилась ртуть, оставаясь пустой от воздуха, передает свет точно так же, как когда в ней есть воздух. Ибо это доказывает, что материя, отличная от воздуха, существует в этой трубке и что эта материя должна была проникнуть сквозь стекло или ртуть, либо то, либо другое, хотя они оба непроницаемы для воздуха. И когда в том же эксперименте создают вакуум после помещения небольшого количества воды над ртутью, делают вывод, что упомянутая материя проходит сквозь стекло или воду, или сквозь то и другое.

Что касается различных способов, которыми, как я сказал, передаются движения звука и света, можно достаточно понять, как это происходит в случае звука, если рассмотреть, что воздух таков по своей природе, что его можно сжать и уменьшить до гораздо меньшего пространства, чем то, которое он обычно занимает. И по мере того как он сжимается, он тем больше прилагает усилий, чтобы вернуть свой объем; ибо это свойство вместе с его проницаемостью, которая остается, несмотря на его сжатие, по-видимому, доказывает, что он состоит из маленьких тел, которые плавают и которые очень быстро агитируются в эфирной материи, состоящей из гораздо меньших частей. Так что причина распространения звука — это усилие, которое эти маленькие тела делают при столкновениях друг с другом, чтобы вернуть свободу, когда они немного более сжаты в окружности этих волн, чем в других местах.

Но крайняя скорость света и другие свойства, которыми он обладает, не могут допустить такого распространения движения, и я собираюсь показать здесь способ, которым, как я полагаю, это должно происходить. Для этого необходимо объяснить свойство, которым должны обладать твердые тела, чтобы передавать движение от одного к другому.

Когда берешь некоторое количество сфер одинакового размера, сделанных из какого-то очень твердого вещества, и располагаешь их в прямую линию так, чтобы они касались друг друга, обнаруживаешь при ударе подобной сферой по первой из этих сфер, что движение передается как бы в одно мгновение к последней из них, которая отделяется от ряда, без того, чтобы можно было заметить, что остальные были потревожены. И даже та, которая использовалась для удара, остается неподвижной вместе с ними. Откуда видно, что движение проходит с крайней скоростью, которая тем больше, чем больше твердость вещества сфер.

Но все же достоверно, что это прогрессирование движения не мгновенно, а последовательно, и поэтому должно требовать времени. Ибо если бы движение, или предрасположенность к движению, если хотите, не проходило последовательно через все эти сферы, они бы все приобрели движение в одно и то же время, и, следовательно, все продвинулись бы вместе; чего не происходит. Ибо последняя покидает весь ряд и приобретает скорость той, которую толкнули. Более того, существуют эксперименты, которые демонстрируют, что все тела, которые мы считаем твердыми, такие как закаленная сталь, стекло и агат, действуют как пружины и как-то изгибаются, не только когда они вытянуты в виде стержней, но и когда они имеют форму сфер или других фигур. То есть они немного уступают в самих себе в месте, где по ним ударяют, и немедленно возвращают свою прежнюю фигуру. Ибо я обнаружил, что при ударе шаром из стекла или агата по большому и довольно толстому куску того же вещества, который имел плоскую поверхность, слегка загрязненную дыханием или каким-то иным образом, оставались круглые следы, меньшего или большего размера в зависимости от того, был ли удар слабым или сильным. Это делает очевидным, что эти вещества уступают там, где они встречаются, и пружинят назад: и для этого должно требоваться время.

Теперь, применяя этот вид движения к тому, что производит свет, ничто не мешает нам оценить частицы эфира как вещество, настолько близкое к совершенной твердости и обладающее пружинистостью, насколько мы пожелаем. Нет необходимости исследовать здесь причины этой твердости или этой пружинистости, рассмотрение которых увело бы нас слишком далеко от нашего предмета. Я скажу, однако, мимоходом, что мы можем представить, что частицы эфира, несмотря на свою малость, в свою очередь состоят из других частей и что их пружинистость состоит в очень быстром движении тонкой материи, которая проникает их со всех сторон и принуждает их структуру принять такое расположение, чтобы дать этой текучей материи наиболее открытый и легкий проход. Это согласуется с объяснением, которое г-н Декарт дает для пружины, хотя я, подобно ему, не предполагаю, что поры имеют форму круглых полых каналов. И не следует думать, что в этом есть что-то абсурдное или невозможное, будучи, напротив, вполне достоверным, что это бесконечная серия различных размеров корпускул, имеющих различные степени скорости, которые природа использует для производства столь многих чудесных эффектов.

Но хотя мы будем игнорировать истинную причину пружинистости, мы все же видим, что есть много тел, которые обладают этим свойством; и таким образом нет ничего странного в предположении, что оно существует также в маленьких невидимых телах, таких как частицы эфира. Также, если кто-то желает искать какой-либо другой способ, которым движение света последовательно передается, он не найдет ни одного, который согласуется лучше, с равномерным прогрессированием, как кажется необходимым, чем свойство пружинистости; потому что если бы это движение замедлялось по мере того, как оно распределяется на большее количество материи, удаляясь от источника света, оно не могло бы сохранить эту огромную скорость на больших расстояниях. Но предполагая пружинистость в эфирной материи, ее частицы будут обладать свойством одинаково быстрого восстановления, независимо от того, толкают ли их сильно или слабо; и таким образом распространение света всегда будет идти с одинаковой скоростью.

И должно быть известно, что хотя частицы эфира не расположены так в прямые линии, как в нашем ряду сфер, а беспорядочно, так что одна из них касается нескольких других, это не мешает им передавать свое движение и распространять его всегда вперед. Что касается этого, следует отметить, что существует закон движения, служащий для этого распространения и проверяемый экспериментом. Он заключается в том, что когда сфера, такая как A здесь, касается нескольких других подобных сфер CCC, если по ней ударяет другая сфера B таким образом, чтобы оказать импульс на все сферы CCC, которые касаются ее, она передает им все свое движение и остается после этого неподвижной, как сфера B. И не предполагая, что эфирные частицы имеют сферическую форму (ибо я действительно не вижу необходимости предполагать их таковыми), можно хорошо понять, что это свойство передачи импульса не перестает способствовать вышеупомянутому распространению движения.

Равенство размера кажется более необходимым, потому что иначе должно было бы происходить некоторое отражение движения назад, когда оно переходит от меньшей частицы к большей, согласно законам удара, которые я опубликовал несколько лет назад.

Однако в дальнейшем будет видно, что мы должны предполагать такое равенство не столько как необходимость для распространения света, сколько для того, чтобы сделать это распространение более легким и мощным; ибо не выходит за пределы вероятности, что частицы эфира были сделаны равными для цели столь важной, как цель света, по крайней мере в том обширном пространстве, которое находится за пределами области атмосферы и которое, по-видимому, служит только для передачи света Солнца и звезд.

Я тогда показал, каким образом можно представить, что свет распространяется последовательно, сферическими волнами, и как возможно, что это распространение совершается с такой большой скоростью, какой требуют эксперименты и небесные наблюдения. Откуда можно далее заметить, что хотя частицы предполагаются находящимися в постоянном движении (ибо для этого есть много причин), последовательное распространение волн не может быть этим затруднено; потому что распространение ни в коем случае не состоит в переносе этих частиц, а лишь в небольшом трепете, который они не могут не передать окружающим, несмотря на любое движение, которое может воздействовать на них, заставляя их менять положение между собой.

Но мы должны рассмотреть еще более подробно происхождение этих волн и способ, которым они распространяются. И, во-первых, из того, что было сказано о производстве света, следует, что каждая маленькая область светящегося тела, такая как Солнце, свеча или горящий уголь, генерирует свои собственные волны, центром которых является эта область. Таким образом, в пламени свечи, выделив точки A, B, C, концентрические круги, описанные вокруг каждой из этих точек, представляют волны, которые исходят от них. И нужно вообразить то же самое относительно каждой точки поверхности и части внутри пламени.

Но поскольку удары в центрах этих волн не обладают регулярной последовательностью, не следует предполагать, что волны сами следуют одна за другой на равных расстояниях: и если расстояния, отмеченные на рисунке, кажутся таковыми, это скорее для того, чтобы отметить прогрессию одной и той же волны через равные промежутки времени, чем для представления нескольких из них, исходящих из одного и того же центра.

В конце концов, это огромное количество волн, которые пересекают друг друга без путаницы и без стирания друг друга, не должно считаться непостижимым; будучи достоверным, что одна и та же частица материи может служить для многих волн, идущих с разных сторон или даже из противоположных направлений, не только если она поражается ударами, которые следуют один за другим близко, но даже для тех, которые воздействуют на нее в одно и то же мгновение. Она может это делать, потому что распространение движения последовательно. Это может быть доказано рядом равных сфер из твердой материи, о котором говорилось выше. Если по этому ряду толкают с двух противоположных сторон в одно и то же время две подобные сферы A и D, можно увидеть, как каждая из них отскакивает с той же скоростью, которую она имела при ударе, однако весь ряд останется на своем месте, хотя движение прошло вдоль всей его длины дважды. И если эти противоположные движения случатся встретиться на средней сфере, B, или на какой-то другой, такой как C, эта сфера уступит и будет действовать как пружина с обеих сторон, и так будет служить в одно и то же мгновение для передачи этих двух движений.

Но что поначалу может показаться полным странности и даже невероятным, так это то, что волнения, произведенные такими малыми движениями и корпускулами, должны распространяться на такие огромные расстояния; как, например, от Солнца или от звезд до нас. Ибо сила этих волн должна слабеть по мере того, как они удаляются от своего происхождения, так что действие каждой из них в отдельности, без сомнения, станет неспособным сделать себя ощутимым для нашего зрения. Но перестанут удивляться, рассмотрев, как на большом расстоянии от светящегося тела бесконечное множество волн, хотя они исходили из разных точек этого тела, соединяются вместе таким образом, что они ощутимо составляют только одну единственную волну, которая, следовательно, должна иметь достаточно силы, чтобы сделать себя ощутимой. Таким образом, это бесконечное число волн, которые возникают в одно и то же мгновение из всех точек неподвижной звезды, большой, может быть, как Солнце, составляют практически только одну единственную волну, которая вполне может иметь достаточно силы, чтобы произвести впечатление на наши глаза. Более того, из каждой светящейся точки может исходить много тысяч волн в самое малое вообразимое время, путем частого удара корпускул, которые ударяют эфир в этих точках: что далее способствует тому, чтобы сделать их действие более ощутимым.

Существует дальнейшее соображение в эманации этих волн, что каждая частица материи, в которой распространяется волна, не должна передавать свое движение только следующей частице, которая находится на прямой линии, проведенной из светящейся точки, но что она также передает часть его обязательно всем остальным, которые касаются ее и которые противостоят ее движению. Так возникает то, что вокруг каждой частицы создается волна, центром которой является эта частица. Таким образом, если DCF — волна, исходящая из светящейся точки A, которая является ее центром, частица B, одна из тех, что заключены внутри сферы DCF, сделает свою частную или частичную волну KCL, которая коснется волны DCF в C в тот же момент, когда главная волна, исходящая из точки A, прибыла к DCF; и ясно, что это будет только область C волны KCL, которая коснется волны DCF, а именно та, которая находится на прямой линии, проведенной через AB. Точно так же другие частицы сферы DCF, такие как bb, dd и т. д., каждая сделает свою собственную волну. Но каждая из этих волн может быть бесконечно слабой только по сравнению с волной DCF, к составу которой все остальные вносят вклад той частью своей поверхности, которая наиболее удалена от центра A.

Видно, кроме того, что волна DCF определяется расстоянием, достигнутым за определенный промежуток времени движением, которое началось из точки A; нет никакого движения за пределами этой волны, хотя оно будет в пространстве, которое она заключает, а именно в частях частных волн, тех частях, которые не касаются сферы DCF. И все это не должно казаться обремененным слишком большой мелочностью или тонкостью, поскольку мы увидим в продолжении, что все свойства света и все, что относится к его отражению и его преломлению, могут быть объяснены в принципе этим средством. Это дело, которое было совершенно неизвестно тем, кто до сих пор начал рассматривать волны света, среди которых г-н Гук в своей «Микрографии» и отец Парди, который в трактате, часть которого он дал мне увидеть и который он не смог завершить, так как умер вскоре после этого, предпринял попытку доказать этими волнами эффекты отражения и преломления. Но главное основание, которое состоит в замечании, которое я только что сделал, отсутствовало в его доказательствах; а в остальном он имел мнения, сильно отличающиеся от моих, как, может быть, появится когда-нибудь, если его сочинение сохранилось.

Перейдем к свойствам света. Мы замечаем сначала, что каждая часть волны должна распространяться таким образом, чтобы ее конечности лежали всегда между теми же прямыми линиями, проведенными из светящейся точки. Таким образом, часть BG волны, имеющая светящуюся точку A в качестве своего центра, распространится в дугу CE, ограниченную прямыми линиями ABC, AGE. Ибо хотя частные волны, произведенные частицами, включенными в пространство CAE, распространяются также вне этого пространства, они все же не совпадают в одно и то же мгновение, чтобы составить волну, которая завершает движение, как они делают точно на окружности CE, которая является их общей касательной.

И отсюда видна причина, почему свет, по крайней мере если его лучи не отражены или не преломлены, распространяется только по прямым линиям, так что он не освещает никакого объекта, кроме как когда путь от его источника к этому объекту открыт вдоль таких линий.

Ибо если, например, было бы отверстие BG, ограниченное непрозрачными телами BH, GI, волна света, которая исходит из точки A, всегда будет ограничена прямыми линиями AC, AE, как только что было показано; части частных волн, которые распространяются вне пространства ACE, слишком слабы, чтобы произвести там свет.

Теперь, однако, как бы мало мы ни делали отверстие BG, всегда есть та же причина, заставляющая свет там проходить между прямыми линиями; поскольку это отверстие всегда достаточно велико, чтобы содержать большое количество частиц эфирной материи, которые имеют невообразимую малость; так что оказывается, что каждая маленькая часть волны обязательно продвигается, следуя прямой линии, которая идет из светящейся точки. Таким образом, мы можем брать лучи света, как если бы они были прямыми линиями.

Оказывается, более того, тем, что было замечено относительно слабости частных волн, что нет необходимости, чтобы все частицы эфира были равны между собой, хотя равенство более пригодно для распространения движения. Ибо правда, что неравенство заставит частицу при толчке против другой большей частицы стремиться отскочить с частью своего движения; но она тем самым просто сгенерирует назад по направлению к светящейся точке некоторые частные волны, неспособные вызвать свет, а не волну, составленную из многих, как CE.

Другое свойство волн света, и одно из самых чудесных, заключается в том, что когда некоторые из них приходят с разных или даже с противоположных сторон, они производят свой эффект сквозь друг друга без каких-либо помех. Откуда также происходит то, что множество зрителей могут видеть разные объекты в одно и то же время через одно и то же отверстие, и что два человека могут в одно и то же время видеть глаза друг друга. Теперь, согласно объяснению, которое было дано действию света, как волны не разрушают и не прерывают друг друга, когда они пересекают друг друга, эти эффекты, о которых я только что упомянул, легко постигаются. Но, по моему суждению, они вовсе не легки для объяснения согласно взглядам г-на Декарта, который заставляет свет состоять в непрерывном давлении, лишь стремящемся к движению. Ибо это давление, не будучи способным действовать с двух противоположных сторон в одно и то же время против тел, которые не имеют склонности приближаться друг к другу, невозможно так понять то, что я говорил о двух людях, взаимно видящих глаза друг друга, или как два факела могут освещать друг друга.

ГЛАВА II

ОБ ОТРАЖЕНИИ

Объяснив эффекты волн света, которые распространяются в однородной материи, мы рассмотрим далее то, что происходит с ними при встрече с другими телами. Мы сначала сделаем очевидным, как отражение света объясняется этими же волнами и почему оно сохраняет равенство углов.

Пусть будет поверхность AB; плоская и полированная, из некоторого металла, стекла или другого тела, которую поначалу я буду рассматривать как совершенно однородную (оставляя за собой право разобраться в конце этого доказательства с неровностями, от которых она не может быть свободна), и пусть линия AC, наклоненная к AD, представляет часть волны света, центр которой настолько далек, что эта часть AC может рассматриваться как прямая линия; ибо я рассматриваю все это как в одной плоскости, воображая себе, что плоскость, в которой находится эта фигура, разрезает сферу волны через ее центр и пересекает плоскость AB под прямыми углами. Это объяснение будет достаточным раз и навсегда.

Часть C волны AC в определенный промежуток времени продвинется до плоскости AB в B, следуя прямой линии CB, которая может быть предположена исходящей из светящегося центра и которая, как следствие, перпендикулярна AC. Теперь в этот же промежуток времени часть A той же волны, которая была удержана от передачи своего движения за пределы плоскости AB, или по крайней мере частично, должна была продолжить свое движение в материи, которая находится над этой плоскостью, и это вдоль расстояния, равного CB, делая свою собственную частную сферическую волну, согласно тому, что было сказано выше. Каковая волна здесь представлена окружностью SNR, центр которой есть A, а ее полудиаметр AN равен CB.

Если рассмотреть далее другие части H волнового фронта AC, то оказывается, что они не только достигли поверхности AB по прямым линиям HK, параллельным CB, но и дополнительно породили в прозрачном эфире из центров K, K, K частные сферические волны, представленные здесь окружностями, полудиаметры которых равны KM, то есть продолжениям HK до линии BG, параллельной AC. Но все эти окружности имеют в качестве общей касательной прямую линию BN, а именно ту самую, которая проведена из точки B как касательная к первому из кругов, центром которого является A, а AN — полудиаметр, равный BC, что легко заметить.

Таким образом, именно линия BN (заключенная между B и точкой N, куда падает перпендикуляр из точки A) как бы образована всеми этими окружностями и ограничивает движение, возникающее при отражении волны AC; это также то место, где движение происходит в значительно большем количестве, чем где-либо еще. Поэтому, согласно тому, что было объяснено, BN является распространением волны AC в тот момент, когда ее часть C достигла B. Ибо нет другой линии, которая, подобно BN, была бы общей касательной ко всем вышеупомянутым кругам, за исключением BG ниже плоскости AB; эта линия BG была бы распространением волны, если бы движение могло распространяться в среде, однородной с той, что находится над плоскостью. А если кто-то желает увидеть, как волна AC последовательно пришла к BN, нужно лишь провести на том же рисунке прямые линии KO, параллельные BN, и прямые линии KL, параллельные AC. Таким образом, можно будет увидеть, что прямая волна AC последовательно разбилась на все части OKL и снова стала прямой в NB.

Теперь здесь очевидно, что угол отражения равен углу падения. Поскольку треугольники ACB и BNA прямоугольные и имеют общую сторону AB, а сторона CB равна NA, отсюда следует, что углы, противолежащие этим сторонам, будут равны, а следовательно, равны и углы CBA и NAB. Но так как CB, перпендикулярная к CA, отмечает направление падающего луча, а AN, перпендикулярная к волне BN, отмечает направление отраженного луча, то эти лучи одинаково наклонены к плоскости AB.

Однако при рассмотрении предыдущего доказательства можно было бы утверждать, что хотя BN действительно является общей касательной к круговым волнам в плоскости этого рисунка, эти волны, будучи на самом деле сферическими, имеют еще бесконечное множество подобных касательных, а именно все прямые линии, проведенные из точки B по поверхности, образованной прямой линией BN вокруг оси BA. Остается, следовательно, доказать, что здесь нет никаких трудностей; и с помощью того же аргумента можно будет увидеть, почему падающий луч и отраженный луч всегда находятся в одной и той же плоскости, перпендикулярной отражающей плоскости. Я утверждаю тогда, что волна AC, рассматриваемая только как линия, не производит света. Ибо видимый луч света, каким бы узким он ни был, всегда имеет некоторую ширину, и, следовательно, при представлении волны, прогрессия которой составляет луч, необходимо вместо линии AC поместить некоторую плоскую фигуру, такую как круг HC на следующем рисунке, предполагая, как мы это сделали, что светящаяся точка бесконечно удалена. Теперь легко увидеть, следуя предыдущему доказательству, что каждая малая часть этой волны HC, достигнув плоскости AB и породив там каждая свою частную волну, будет иметь, когда C достигнет B, общую плоскость, которая будет касаться их, а именно круг BN, подобный CH; и он будет пересекаться посередине и под прямым углом той же плоскостью, которая аналогичным образом пересекает круг CH и эллипс AB.

Видно также, что указанные сферы частных волн не могут иметь никакой другой общей касательной плоскости, кроме круга BN; так что именно эта плоскость будет местом, где отраженного движения будет больше, чем где-либо еще, и которая, следовательно, будет продолжать нести свет от волны CH.

Я также заявил в предыдущем доказательстве, что движение части A падающей волны не может передаться за пределы плоскости AB, или, по крайней мере, не полностью. Отсюда следует отметить, что, хотя движение эфирной материи могло бы частично передаться движению отражающего тела, это ни в коем случае не могло бы изменить скорость распространения волн, от которой зависит угол отражения. Ибо слабое воздействие должно порождать волны столь же быстрые, как и сильное воздействие в той же материи. Это происходит из свойства тел, действующих как пружины, о чем мы говорили выше; а именно, что независимо от того, сжаты они мало или сильно, они отскакивают за равные промежутки времени. Точно так же при каждом отражении света от любого тела углы отражения и падения должны быть равны, несмотря на то, что тело может быть такой природы, что оно поглощает часть движения, создаваемого падающим светом. И опыт показывает, что на самом деле нет такого полированного тела, отражение от которого не следовало бы этому правилу.

Но самое важное, что следует отметить в нашем доказательстве, это то, что оно не требует, чтобы отражающая поверхность рассматривалась как однородная плоскость, как предполагали все те, кто пытался объяснить эффекты отражения; а лишь как ровность, которая может быть достигнута частицами материи отражающего тела, расположенными близко друг к другу; эти частицы крупнее частиц эфирной материи, что станет ясно из того, что мы скажем при рассмотрении прозрачности и непрозрачности тел. Поскольку поверхность таким образом состоит из собранных вместе частиц, а эфирные частицы находятся выше и они меньше, очевидно, что нельзя доказать равенство углов падения и отражения по аналогии с тем, что происходит с мячом, брошенным в стену, чем всегда пользовались авторы. В нашем же методе, напротив, все объясняется без труда. Ибо малость частиц ртути, например, такова, что нужно представить себе миллионы их на самой малой видимой поверхности, расположенных как куча песчинок, которая была уплощена настолько, насколько это возможно; тогда эта поверхность становится для наших целей такой же ровной, как полированное стекло; и, хотя она всегда остается шероховатой по отношению к частицам эфира, очевидно, что центры всех частных сфер отражения, о которых мы говорили, находятся почти в одной однородной плоскости, и что, таким образом, общая касательная может прилегать к ним настолько идеально, насколько это необходимо для производства света. И только это требуется в нашем методе доказательства, чтобы вызвать равенство указанных углов, без того, чтобы остаток движения, отраженного со всех сторон, мог произвести какой-либо противоположный эффект.

ГЛАВА III

О ПРЕЛОМЛЕНИИ

Подобно тому, как эффекты отражения были объяснены волнами света, отраженными от поверхности полированных тел, мы объясним прозрачность и явления преломления волнами, которые распространяются внутри и сквозь прозрачные тела, как твердые, такие как стекло, так и жидкие, такие как вода, масла и т. д. Но чтобы не казалось странным предполагать прохождение волн внутри этих тел, я сначала покажу, что это можно представить возможным более чем одним способом.

Во-первых, если эфирная материя вообще не может проникать в прозрачные тела, их собственные частицы могли бы последовательно передавать движение волн, так же как это делают частицы эфира, предполагая, что, подобно им, они обладают природой действовать как пружина. И это легко представить в отношении воды и других прозрачных жидкостей, поскольку они состоят из отдельных частиц. Но это может показаться более трудным в отношении стекла и других прозрачных и твердых тел, потому что их твердость, по-видимому, не позволяет им воспринимать движение иначе, как всей массой одновременно. Однако это не обязательно, поскольку эта твердость не такова, какой она нам кажется; вероятнее, что эти тела состоят из частиц, просто расположенных близко друг к другу и удерживаемых вместе некоторым давлением извне какой-то другой материи, а также неправильностью их форм. Ибо, прежде всего, их разреженность доказывается легкостью, с которой сквозь них проходит материя вихрей магнита и та, что вызывает гравитацию. Далее, нельзя сказать, что эти тела имеют текстуру, подобную губке или легкому хлебу, потому что жар огня заставляет их течь и тем самым меняет положение частиц между собой. Остается, следовательно, что они являются, как было сказано, совокупностями частиц, которые касаются друг друга, не образуя непрерывного твердого тела. Раз это так, то движение, которое эти частицы получают для передачи световых волн, будучи просто переданным от одних к другим без их выхода из своих мест или без нарушения порядка, вполне может производить свой эффект, не нанося никакого ущерба кажущейся твердости соединения.