Ньютон рассматривал разные объяснения. Он установил, что у призмы нет аномалий, что свет проходит от призмы до стены по прямой и что отсутствуют странные искривления траектории, как у закрученного теннисного мяча. Он заставил свет проходить через еще меньшее отверстие перед призмой, а затем пропускал лучи расщепленного света через отверстие в экране, по другую сторону которого помещал вторую призму. Первой призмой свет расщеплялся на целый спектр, но каждый из цветов спектра, проходя через вторую призму, оставался неизменным, а рефракция каждого из цветов была одинаковой при прохождении через обе призмы: этот эксперимент он назвал experimentum crucis. Ньютон обнаружил, что белый свет не однороден, а состоит из всех цветов спектра и что при прохождении через призму степень рефракции у этих составляющих разная. Далее он сделал вывод, что телескоп-рефлектор должен значительно превосходить телескоп-рефрактор, поскольку изображение в нем не будет искажено разноцветным ореолом (хотя прошло еще два года, прежде чем у него появилась возможность должным образом исследовать эту идею)[253]. В 1670 г. Ньютон читал лекции по своей новой теории света и цвета, а в 1672 г. они составили его первую публикацию, «Письмо мистера Исаака Ньютона, профессора математики в Кембриджском университете, относительно его новой теории света и цветов» (A Letter of Mr Isaac Newton, Professor of the Mathematicks in the University of Cambridge; Containing His New Theory about Light and Colors).
Схема experimentum crucis, предоставленная Ньютоном в качестве иллюстрации к французскому переводу «Оптики» (1720). Луч света проникает в темную комнату через отверстие в ставне справа; он проходит через линзу, которая фокусирует его, а затем через призму, которая расщепляет его на радужный спектр, проецирующийся на экран в форме овала. Один из цветных лучей проходит через отверстие в экране и попадает на вторую призму. Луч второй раз подвергается рефракции, но его цвет не изменяется
История, рассказанная Ньютоном, неправдоподобна. Эксперимент, который он описывает, не мог быть выполнен в Кембридже в начале года: для него требуется, чтобы Солнце поднялось над горизонтом выше, чем на 40 угловых градусов. В любом случае в начале 1666 г. Ньютона в Кембридже не было. В конце жизни в одной из бесед он сказал, что купил призму в августе 1665 г. (в рукописи исправлено на 1663) на ярмарке в Стербридже, но в 1666 г. ярмарки не было, а Ньютон приехал в Кембридж уже после ярмарки 1665 г. Нам остается предположить, что первые эксперименты с призмой проводились незадолго до июня 1666 г. (когда Ньютон покинул Кембридж, спасаясь от эпидемии чумы), а призма была приобретена на какой-то другой ярмарке; Ньютон продолжал экспериментировать и поставил свой решающий эксперимент летом 1668 г.
Но точная дата не имеет особого значения. Гораздо важнее свидетельство в записных книжках Ньютона, указывающее на то, что он знал о разной рефракции разных цветов в 1664 г., когда у него уже была призма (возможно, купленная на ярмарке в августе 1663). Ньютон смотрел сквозь призму на карту, половина которой была красной, а половина закрашена черным цветом, а также на нитку, наполовину красную, наполовину синюю. В обоих случаях призма как бы расщепляла объект на две части и один цвет не стыковался с другим. Когда Ньютон ставил свой эксперимент в 1666 г., он, по всей видимости, намеренно сконструировал его так, чтобы получить овальный спектр – хотя сам называет этот эффект совершенно неожиданным. Современный биограф Ньютона, Ричард Уэстфолл, делает вывод, что мы должны воспринимать заявление Ньютона о том, что он был удивлен овальным изображением, создаваемым призмой, «как риторический прием, который не следует понимать буквально»{825}. Как утверждал Томас Кун, «следствия рассказа Ньютона 1672 г. неверны в том смысле, что Ньютон не перешел от первого эксперимента с призмой непосредственно к окончательной версии теории, как предполагает первая статья»{826}. Питер Дир идет еще дальше (возможно, слишком далеко): рассказ Ньютона «ложен», поскольку «описанного события на самом деле не было»{827}.
Почему Ньютон решил изложить события в такой версии? Возможно, ему хотелось создать впечатление, что он двигался от явления к теории, а не наоборот: Королевское общество восхищалось Бэконом, а это был бэконовский метод работы{828}. Другой вариант – упоминание о experimentum crucis представляет собой намек на эксперимент Паскаля на горе Пюи-де-Дом. И хотя эксперимент Паскаля был не первым, как не была перовой его теория, это не имело особого значения. Но почему просто не рассказать все так, как это происходило? (Бойль был бы в ужасе, поскольку он всегда настаивал, что отчеты об экспериментах должны правдиво описывать все, что случилось, но в одном из фрагментов опубликованной версии статьи Ньютон высказывал раздражение длинными историческими экскурсами.)
Можно спорить о том, когда именно Ньютон проводил свои эксперименты и в какой последовательности и когда он сформулировал свою первую теорию, но у нас нет никаких сомнений, что Ньютон действительно выполнил эксперименты, которые он описывает, – эти события имели место, хотя их точную дату и последовательность трудно установить. Традиционная история науки обычно на этом останавливается. Но я хочу обратить внимание на еще один аспект: в своей первой публикации Ньютон говорит, что представляет новую «доктрину», а статья, которую редактор, Ольденбург, назвал «Письмо мистера Исаака Ньютона, профессора математики в Кембриджском университете, относительно его новой теории света и цветов», стала первой статьей в журнале «Философские труды», где в заглавии встречается слово «теория», причем сам Ньютон использует это слово всего один раз, в последующей переписке{829}. Один из критиков, Игнатий Парди, называет рассуждения Ньютона «необыкновенно оригинальной гипотезой», «выдающейся гипотезой», которая перевернет основы оптики, если окажется верной{830}. Ньютон в ответном письме (на латыни) объясняет, что решил не считать это оскорблением:
Я не обижаюсь, что святой отец называет мою теорию гипотезой, поскольку он не знаком с ней. Но мой замысел был совсем иным, поскольку затрагивает только определенные свойства света, которые теперь открыты и которые, на мой взгляд, легко доказать, и если бы я не считал их истиной, то скорее отверг бы как бесполезные и пустые предположения, чем принял бы даже в качестве гипотезы{831}.
Парди возразил, что, использовав это слово, «ни в коем случае не желал проявить неуважение»{832}. Ньютон ответил, что смотрит на свою работу лишь как на изучение свойств света; любой желающий может выдвигать гипотезы относительно причин этих свойств, но гипотезы должны исходить из свойств вещей, и полезными являются только те из них, которые ведут к новым экспериментам. Далее он пожаловался, что (по крайней мере) в данном случае нетрудно выдвинуть гипотезы, которые соответствовали бы фактам: «К этой доктрине легко приспособить гипотезы. При желании защитить картезианскую гипотезу достаточно лишь сказать, что глобулы[254] не равны или что давление некоторых глобул больше и поэтому они по-разному преломляются, вызывая восприятие разных цветов»{833}. (Из записных книжек Ньютона мы знаем, что он начал исследовать рефракцию, предполагая, что «медленные лучи преломляются сильнее, чем быстрые», то есть именно с той гипотезы, которую теперь отвергает как
