Статьи и речи
Шрифт:
Открытие магнитного вращения плоскости поляризации света, хотя и не вело к столь же важным практическим применениям, как некоторые из более ранних открытий Фарадея, имело для науки величайшую ценность, так как давало полное динамическое доказательство того, что, где бы ни существовали магнитные силы, там есть материя, малые частицы которой вращаются вокруг осей, параллельных направлению этой силы.
Мы привели несколько примеров сосредоточенных усилий Фарадея для отождествления, казалось бы, различных сил природы, его дальновидности при выборе предмета исследования, его настойчивости в преследовании поставленной перед собой цели, энергии, с которой он разрабатывал результаты своих исследований, и точности и полноты окончательных формулировок законов явлений.
Особенности исследовательского
Его письма, ого беседы всегда были полны содержанием, могущим вызвать живой интерес, и никогда не содержали ничего порождающего недоброжелательство. В тех редких случаях, когда ему приходилось, выходя из области науки, вступать на поприще полемики, он ограничивался установлением фактов, предоставляя им говорить самим за себя. Он был совершенно свободен от гордыни и самовосхваления. В период расцвета его творческих сил он всегда с благодарностью принимал всякую поправку и пользовался всяким даже самым скромным указанием, которое позволяло ему внести улучшение в какую-либо деталь его работы. Когда к концу жизни его память и умственная мощь стали ослабевать, он незаметно и без жалоб отказался от всей той части своей работы, которую не мог более вести с той эффективностью, которую считал необходимой. Когда же он но мог более заниматься наукой, то удовлетворился спокойной жизнью, посвящённой Дружеским и семейным привязанностям, которые он лелеял не менее усердно, чем научные свои труды.
Родители Фарадея принадлежали к очень малочисленной и замкнутой христианской секте, обычно называемой последователями Роберта Сандемана. Фарадей посещал её собрания с детства; в возрасте 30 лет он официально вступил в неё и дважды, в различное время, исполнял функции старосты. Его точка зрения на отношения между наукой и религией изложена в лекции об умственном воспитании, прочитанной в 1854 г. и опубликованной в конце его книги «Researches in Chemistry and Physics».
О цветовом зрении
Всякое зрение есть цветовое зрение, так как только наблюдая разницу в цвете, мы различаем форму предметов. Я включаю различие в яркости или в оттенке35* в различие в цвете.
Где-то в начале этого столетия Томас Юнг сделал в Королевском институте первое достоверное сообщение о той доктрине цветового зрения, которую я собираюсь проиллюстрировать. Её можно сформулировать следующим образом. Мы способны воспринимать три цветовых ощущения. Свет различного вида возбуждает эти ощущения по-разному, и все вариации цветового зрения осуществляются при различных комбинациях этих трёх первичных ощущений. В этом утверждении есть одно слово, на котором мы должны зафиксировать своё внимание. Это слово — ощущение. Кажется почти трюизмом говорить, что цвет — это ощущение; и ещё Юнг, действительно признавая эту основную истину, дал первую последовательную теорию цвета. Насколько мне известно, Томас Юнг был первым, кто, начав от всем известного факта, что существуют три основных цвета, нашёл объяснение этому факту не в природе света, а в строении человека. Даже среди тех, кто писал о цвете после Юнга, некоторые полагали, что они должны изучать свойства пигментов, а другие — что они должны анализировать световые лучи. Они стремились постичь цвета, изучая нечто в окружающей природе — вне себя.
Итак, если ощущение, которое мы называем цветом, имеет некоторые законы, то должно существовать что-то в нашей собственной природе, что определяет вид этих законов; и мне нет необходимости говорить вам, что единственные данные, которые мы можем получить о себе, даёт нам сознание. Следовательно, наука о цвете должна рассматриваться как существенно теоретическая наука. Она отличается от большей части того, что называют теоретической наукой в широком смысле, от того, что составляет физические науки, и, в частности, от оптики и анатомии. Но даёт доказательства тому, что она — теоретическая наука, многочисленными иллюстрациями, которыми она снабжает различные действия мозга.
Мы всегда чувствуем себя увереннее, когда имеем
Получим теперь призматический спектр на экране. Видим простые цвета, из которых всегда состоит белый свет. Мы можем различить множество оттенков, переходя от одного края к Другому; но, применив мощные спектроскопы или воспользовавшись работами тех, кто составил атлас спектров, узнаем множество разновидностей света, каждая из которых требует специального изучения. С увеличением разрешающей способности приборов возрастает в том же отношении число линий, видимых в спектре.
Свет, как доказал Ньютон, состоит из тех лучей, на которые он разлагается прибором. Предметы, которые мы называем окрашенными, будучи освещены белым светом, производят отбор этих лучей, и до нашего глаза доходит лишь часть того света, который попадает на них. Но если их освещают лучи только одного цвета спектра, то они могут казаться только этого цвета. Если я помещу диск, состоящий из чередующихся квадрантов красной и зеленой бумаги, в пучок красных лучей, то он покажется весь красным, но красные квадраты будут ярче. Если я помещу диск в пучок зелёных лучей, то оба листа покажутся зелёными, но красный диск теперь будет самым томным. Таким образом, это является оптическим объяснением окраски тел, освещённых белым светом. Тела разделяют белый свет на компоненты, поглощая одни и отражая другие.
Возьмём два прозрачных раствора. Один кажется жёлтым — он содержит бихромат углекислого калия; другой представляется голубым — он содержит сульфат меди. Если я пропущу свет электрической лампы одновременно через оба раствора, то пятно на экране окажется зелёным. С помощью спектра мы сможем объяснить это. Жёлтый раствор обрезает голубой конец спектра, пропуская только красный, оранжевый, жёлтый и зелёный. Голубой раствор обрезает красный конец, пропуская только зелёный, голубой и фиолетовый. Как видите, через оба раствора может пройти только свет зеленого цвета. Аналогично смесь большого количества голубой и жёлтой красок кажется зеленой. Свет, попадающий на смесь, так распределяется между жёлтыми и голубыми частицами, что остаётся только зелёный. Но жёлтый и голубой свет при смешении не дадут зеленого, как вы увидите, если мы направим их одновременно на одну и ту же часть экрана.
То, что многие не только продолжают верить, основываясь на смешивании красок, что голубой и жёлтый дают зелёный, но даже убедили себя, что они могут отделить ощущение голубизны и желтизны в ощущении зеленого, служит поразительной иллюстрацией мышления.
До сих пор мы анализировали свет, используя окрашенные вещества. Теперь мы должны вернуться, ещё под руководством Ньютона, к призматическому спектру. Ньютон не только
Раскрыл, что таит в себе сиянье дня,
но и указал, как свести цвета опять вместе. У нас здесь чистый спектр, но вместо того чтобы ловить его на экране, мы пропустим его через линзу, достаточно большую, чтобы собрать все цветные лучи. Эти лучи проходят в соответствии с хорошо известными положениями оптики, чтобы дать изображение призмы на экране, расположенном на соответствующем расстоянии. Это изображение создаётся лучами всех цветов, и вы видите результат: оно белое. Но если я задержу любые цветные лучи, изображение более не будет белым, а станет цветным; если я пропущу лучи только одного цвета, изображение призмы окажется того же цвета.
Здесь у меня есть набор щелей, с помощью которых я могу выделить один, два или три вида лучей спектра; они-то и создадут изображение призмы, в то время как остальные лучи будут задержаны. Это даёт мне полную власть над цветами спектра, и я могу образовать на экране любой возможный оттенок, меняя ширину и положение щелей, через которые проходит свет. Я также мог бы, поставив линзу на пути света, показать вам увеличенное изображение щелей, на котором бы вы увидели различные сорта света, которые составляют смесь.