Марио Бертолотти - История лазера

Платон (около 428-427 до 348-347 до н.э.) предполагал, что огонь в глазу испускает свет и этот внутренний свет смешивается с дневным светом, образуя связь между объектами внешнего мира и душой, являясь, таким образом, мостом, благодаря которому мельчайшие движения внешних предметов создают зрительное ощущение. Согласно этому философу две формы света — одна внутренняя и другая внешняя — смешиваются и действуют как посредник между человеком и с темнотой внешнего мира.

Начальные попытки механистического подхода к сущности зрения начались с Эвклида, великого александрийского математика, который жил около 300 до н.э. В своих сочинениях по оптике он дал четкую геометрическую теорию зрения. Он продолжал верить, что свет исходит из глаза, но в отличие от смутных светящихся и эфемерных испусканий, предполагаемых Эмпедоклом и Платоном, он рассматривал прямолинейные лучи света, к которым применима математическая дедукция. В своих развернутых математических работах он дал геометрическую форму зрительных лучей и вывел некоторые из законов геометрической оптики, которые известны по сегодняшний день. Он, а также как Архимед (около 287-212 до н.э.) и Герон (III или II в. н.э.) разделяли учение Пифагора. Напротив, Демокрит (470-360 до н.э.) и атомисты предполагали, что светящиеся предметы испускают атомы, которые создают образы этих предметов и которые, когда попадают в глаз, создают видение.

Ущерб, нанесенный Аристотелем

Позднее Аристотель (384-322 до н.э.) определял свет как «действие прозрачного тела и что свет сам по себе прозрачен», наблюдая, что прозрачное тело имеет «силу» пропускать свет, но только пока свет проходит через него, т.е. свет включает способность быть прозрачным.

Если мы смотрим на глаза кошки в темноте, то мы замечаем, что они ярко светятся и кошка легко передвигается в темноте; этот факт убеждал древних людей в реальном существовании огня в глазах, как это утверждали Эмпедокл и Платон. Однако возникал колкий вопрос: если в глазу имеется источник света, то почему человек не может видеть в темноте? Ответов было много, но Аристотель положил конец дискуссиям, настаивая, что темный воздух не прозрачен: только когда лампа зажигается, он становится прозрачным из-за того, что свет активирует его скрытную прозрачность, после чего человек способен видеть. Мы снова можем спросить: почему эти же соображения не применимы к кошке, которая видит и без зажженной лампы? Во всяком случае, все эти соображения не дают ответа на вопросы, касающиеся природы света и его возникновение. В течение Средних веков, когда проблемы природы обсуждались на основе аристотелевой философии, согласно которой «природа» вещей заключается, в конце концов, в них самих, не было никакого прогресса найти решение.

Святой Фома Аквинский (1227—1274) провозглашал, что «происхождение нашего знания заключается в восприятиях, и даже в отношении тех вещей, которые лежат за пределами чувств», и что «метафизика, получает свое название («за физикой»), из-за того, что для нас, которые естественно приходят к знанию о невещественном путем чувственных восприятий, разумно считать, что этот объект изучения лежит за пределами физики».

Аристотелизм был полностью признан в Европе в XIII в., доминируя, по крайней мере четыре столетия, настолько, что даже в 1624 г. парламент в Париже декларировал, что под страхом смерти никто не смеет учить доктринам, противоречащим Аристотелю.

Ученые средневековья рассматривали аристотелев энциклопедический свод знаний как не подлежащий совершенствованию. Они принижали взгляд святого Фомы, касающегося соотношения между физикой и метафизикой, утверждая «не дело физики теоретизировать относительно фактов и законов или заниматься реконструкцией космологии или метафизики... если физическая теория не совместима с полученными метафизическими учениями, ее не следует принимать, поскольку метафизика, а не физика является высшей наукой о природе». В согласии с этим они истолковывали окружающий мир только путем применения формальной логики, т.е. дедуктивных выводов из темных, бесплодных принципов, которые фактически являлись окаменелостью порочной аристотелевой физики. Этот подход не мог принести ничего кроме пространной софистики и тормозил научный прогресс.

Хотя Аристотеля следует рассматривать как величайшего философа — одного из основателей логики, — его учение появилось в момент упадка творческого периода греческих мыслителей, и вместо стимулирования дальнейшей интеллектуальной активности оно было принято как догма и положило конец любой другой философской активности. Двумя столетиями позже, во времена роста новых философских концепций, практически любой прогресс в науке, в логике и в философии начинался с оппозиции к аристотелевым теориям.

Необходимым условием появления современной науки было освобождение от философии Фомы Аквинского. Прогрессу способствовал ряд обстоятельств. В течение XV в. различные причины привели к упадку папства, что привело к быстрым политическим и культурным изменениям в обществе. Изобретение пороха усилило центральную власть в феодальном обществе, а новая — по существу классическая — культура превозносила Грецию и Рим и порицала средневековье.

Решающими обстоятельствами для возрождения науки были: новое соотношение между Землей и Солнцем, предложенное Николаем Коперником (1473-1543) в 1543 г., согласно которому, Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот, как это предполагалось со времен Птолемея (египетский астроном, математик и географ, около 100—178 н.э.) (рис.1), а также успехи теорий Кеплера (1571 — 1630), появившихся в начале XVII в, Кеплер, сформулировав три закона, которые управляют движением планет вокруг Солнца, продемонстрировал ошибочность аристотелевых принципов, согласно которым небесные тела принципиально отличаются от земных.

Рис. 1. (а) Модель Птолемея, принятая вплоть до начала 17-го столетия: Земля в центре, а Солнце и планеты вращаются вокруг нее. Планеты описывают малые окружности (эпициклы), центры которых движутся по большим окружностям (дифферентам) с Землей в центре, (б) Версия Солнечной системы по Копернику: Солнце в центре, а планеты вращаются вокруг него по концентрическим круговым орбитам

Кеплер родился в маленьком городке Вёйль в Вюрттемберге. Он учился с намерением стать протестантским пастором, но, будучи сторонником идей Коперника, он вряд ли мог на это рассчитывать. Его профессор математики и астрономии рекомендовал его для преподавания в Граце, где он опубликовал в 1596 г. свою первую работу, Mysterium Cosmographicum, в которой ясно выразил свою веру в математическую гармонию Вселенной. Будучи протестантом, он был изгнан, когда курфюрст Фердинанд начал жестокую контрреформацию, и перебрался в Прагу по приглашению астронома Тихо Браге (1546—1601), с которым он сотрудничал вплоть до его смерти. Он использовал точные астрономические наблюдения Тихо, чтобы разработать свои законы планетарного движения. После смерти императора Рудольфа II он отправился в Линц, чтобы защитить свою мать, которую обвиняли в колдовстве (надо отметить, это ему успешно удалось). Когда курфюрст Фердинанд в 1619 г. стал императором под именем Фердинанд II, преследования протестантов усилились, и в 1626 г. Кеплер был вынужден покинуть Линц. После многих странствий он умер в 1630 г. по дороге в Ратисбон, куда он направлялся, добиваться правосудия от парламента. Разразившаяся вскоре Тридцатилетняя война уничтожила следы его захоронения, которое было за городскими воротами. Кеплер, один из вождей астрономической революции, всю свою жизнь занимался составлением гороскопов, хотя и не верил в них, с целью поправить свои скудные финансы.