Читаем Физика полностью

Кроме Евклида, действие вогнутых зеркал знали и другие древние ученые. Например, Архимеду приписывают сожжение неприятельского флота при помощи системы вогнутых зеркал, которыми он собирал солнечные лучи и направлял на римские корабли.

Сжигание вражеского флота с помощью системы зеркал

Значительный шаг вперед сделал Эмпедокл (492–432 гг. до н. э.), который считал, что от светящихся тел идут вытекания к глазам, а из глаз выходят встречные вытекания в направлении тел. При встрече этих вытеканий возникают зрительные ощущения.

Знаменитый греческий философ, основатель атомистики, Демокрит (460–370 гг. до н. э.) полностью отвергал представление о зрительных лучах. Согласно взглядам Демокрита, зрение обусловлено падением на поверхность глаза мелких атомов, идущих от предметов. Аналогичных взглядов позже придерживался и Эпикур (341–270 гг. до н. э.).

Решающим противником «теории зрительных лучей» был знаменитый греческий философ Аристотель, который считал, что причина зрительных ощущений лежит вне человеческого глаза. Аристотель сделал попытку дать объяснение цветам как следствию смешения света и темноты.

Интересно отметить, что линзы появились еще в давние времена. Кусок горного хрусталя в форме линзы был найден в развалинах Ниневии. Аристофан (V в. до н. э.) был знаком с применением линз в качестве поджигающего стекла.

Следует отметить, что взгляды древних мыслителей в основном базировались на простейших наблюдениях явлений природы. Античная физика не имела под собой необходимого фундамента в виде экспериментальных исследований, поэтому учение древних мыслителей о природе света носит умозрительный характер. Но хотя эти взгляды в основном являются гениальными догадками, они, безусловно, оказали большое влияние на дальнейшее развитие оптики.

В первый период средневековья (150–700 гг. н. э.) не было каких-либо серьезных работ в области оптики. Но с 700-х гг. н. э. наблюдается прогресс науки у арабов. Арабский физик Альгазен в своих исследованиях (1038) развил ряд вопросов оптики. Он занимался изучением глаза, преломления света, отражения света в вогнутых зеркалах.

При изучении преломления света Альгазен в противоположность Птоломею доказал, что углы падения и преломления не пропорциональны, и это было толчком к дальнейшим исследованиям с целью обнаружения закона преломления. Альгазену было известно увеличивающее действие сферических стеклянных сегментов. По вопросам о природе света Альгазен, отвергая теорию зрительных лучей, стоит уже на других позициях. Он исходит из представления о том, что из каждой точки светящегося предмета исходят лучи, которые, достигая глаза, вызывают зрительные ощущения.

Альгазен считал, что свет имеет конечную скорость распространения, и это было значительным шагом в понимании природы света. Он дал объяснение тому, что Солнце и Луна кажутся на горизонте большими, чем в зените; он истолковал это обманом восприятия.

Эпоха Возрождения

Период между XIV в. и первой половиной XVII в. стал для Западной Европы переходным этапом от феодализма к капиталистическому способу производства. Ряд крупнейших открытий, среди которых, прежде всего, следует назвать открытие Колумбом Америки, изобретение печатного станка, обоснование Коперником гелиоцентрической системы мира, способствовали общему прогрессу. Происходит постепенный общий подъем экономики, техники, культуры, искусства, усиливается борьба прогрессивного мировоззрения со схоластикой. В области науки постепенно побеждает экспериментальный метод изучения природы. В этот период в оптике был сделан ряд выдающихся изобретений и открытий.

Франческо Мавролику (1494–1575) принадлежит заслуга достаточно правильного объяснения действия очков. Он открыл, что вогнутые линзы не собирают, а рассеивают лучи.

Им было установлено, что важнейшей частью глаза является хрусталик, и сделан вывод о причинах дальнозоркости и близорукости как следствии – ненормального преломления света хрусталиком. Мавролик дал правильное объяснение образованию изображений Солнца, наблюдаемых при прохождении солнечных лучей через малые отверстия.

Следует также назвать имя итальянца Порта (1538–1615), который в 1589 г. изобрел камеру-обскуру – прообраз будущего фотоаппарата. Несколькими годами позже были изобретены основные оптические инструменты – микроскоп и подзорная труба.

Изобретение микроскопа (1590) связывают с именем голландского мастера-оптика Захария Янсена. Подзорные трубы начали изготавливать примерно одновременно (1608–1610) голландские оптики Захарий Янсен, Яков Мециус и Ганс Липперсгей. Изобретение этих оптических инструментов привело в последующие годы к крупнейшим открытиям в астрономии и биологии.