Opticks

«Оптика» Ньютона — это исследование света в трёх книгах, опубликованное на английском языке в 1704 году (латинская версия вышла в 1706 году). В ней изучается фундаментальная природа света через преломление призмами и линзами, дифракцию с помощью тонких стеклянных пластин и то, как цвета смешиваются из спектрального света или пигментных порошков. Это была вторая крупная работа Ньютона по физике, стоящая в одном ряду с «Astronomiae Pars Optica» Кеплера и «Трактатом о свете» Гюйгенса как ключевой текст Научной революции.

Книга в значительной степени представляет собой запись экспериментов и их выводов, охватывая то, что впоследствии стало физической оптикой. В ней основное внимание уделяется не геометрической оптике — отражению от зеркал или преломлению между средами, — а природе света, цвету и дифракции (которую Ньютон называл «inflexion»). Ньютон подробно описывает свои эксперименты 1672 года по дисперсии, показывая, как цвет возникает из избирательного поглощения, отражения или пропускания компонентов света. Его главный прорыв опроверг древнюю идею о том, что чистый свет является белым и становится цветным при смешивании с темнотой. Он доказал обратное: свет состоит из отдельных спектральных оттенков (красного, оранжевого, жёлтого, зелёного, голубого, синего, фиолетового), и все цвета, включая белый, получаются при смешивании этих оттенков. Цвет, утверждал он, является физическим свойством — каждый оттенок преломляется под определённым углом, — но также и ментальным ощущением, а не внутренним свойством объектов или самого света. Например, наложение красного и фиолетового из двух спектров даёт пурпурный цвет, отсутствующий в спектре. Соединив концы спектра, он образовал цветовой круг, который предсказывает смеси и описывает воспринимаемое сходство между оттенками. Ньютон также впервые применил многопризменные массивы, которые впоследствии стали необходимы для перестраиваемых лазеров.

«Оптика» резко отличается от «Начал». Опубликованная на английском, а не на латыни, она способствовала развитию научной литературы на родном языке. Её стиль доступен даже современному читателю, с разговорными оборотами и метафорами, в отличие от плотных «Начал». Вместо геометрических доказательств из аксиом «Оптика» определяет термины и демонстрирует положения с помощью подробных экспериментов. Вступительная фраза Ньютона гласит, что его цель — не объяснять свет гипотезами, а доказывать свойства с помощью рассуждений и экспериментов. Критический эксперимент показал, что «степень преломляемости» (угол преломления) цвета фиксирована и не может быть изменена дальнейшим отражением, преломлением или фильтрами. Работа служит руководством для экспериментатора, показывая, как обобщать наблюдения и исключать конкурирующие объяснения с помощью проверок. В отличие от «Начал» с их «гипотез не измышляю», «Оптика» выдвигает догадки, выходящие за рамки доказательств — например, что свет ведёт себя как корпускулы или что цвета гармонически соответствуют музыкальным тонам.

Первоначально Ньютон планировал четыре книги, но отказался от последней, посвящённой действию на расстоянии. Вместо этого он завершил «Оптику» набором вопросов — безответных вопросов и утверждений. Ранние вопросы были краткими; более поздние превратились в пространные эссе.