Opticks -Opticks

Tento článek je o knize Newtona. Předmět obecně viz Optika . Počítačový program najdete v části Opticks (software) .

Opticks.jpg
První vydání Opticks z roku 1704: nebo pojednání o reflexích, lomech, inflexích a barvách světla.
Autor Isaac Newton
Země Velká Británie
Jazyk Angličtina
Předmět Optika
Žánr Literatura faktu
Datum publikace
 1704
Typ média Tisk

Opticks: aneb Pojednání o odrazech, lomech, ohýbáních a barvách světla je kniha anglického přírodního filozofa Isaaca Newtona, která vyšla v angličtině v roce 1704 (odborný latinský překlad se objevil v roce 1706). Kniha analyzuje základní povahu světla pomocí lomu světla s hranoly a čočkami, difrakce světla v těsně rozmístěných tabulích skla a chování barevných směsí se spektrálními světly nebo pigmentovými prášky. Optika byla Newtonův druhý hlavní knihu o fyzikální vědy a je považován za jeden ze tří hlavních prací na optice během vědecké revoluce (vedle Kepler ‚s Astronomiae Pars Optica a Huygens ‘ Traité de la Lumière ). Newtonovo jméno se neobjevilo na titulní stránce prvního vydání Opticks .

Přehled

Publikace Opticks představovala hlavní příspěvek k vědě, odlišný od, ale v některých ohledech soupeřící s Principia . Opticks je do značné míry záznamem experimentů a dedukcí z nich, které pokrývají širokou škálu témat, které se později nazývaly fyzikální optika . To znamená, že tato práce není geometrický diskuse catoptrics nebo dioptrika , tradiční předměty odrazu světla od zrcadel různých tvarů a zkoumání toho, jak světlo je „ohnutá“, jak se přechází z jednoho média , jako je vzduch, do jiného , jako je voda nebo sklo. Spíše Optika je studium povahy světla a barvy a různé jevy difrakce , který Newton nazývané „časování“ světla.

V této knize Newton podrobně popisuje své experimenty, poprvé ohlášené Královské společnosti v Londýně v roce 1672, o rozptylu nebo rozdělení světla do spektra jeho složek barev. Ukazuje, jak vzhled barvy vzniká selektivní absorpcí , odrazem nebo propustností různých složek dopadajícího světla.

Hlavní význam Newtonovy práce spočívá v tom, že převrátila dogma přisuzované Aristotelovi nebo Theophrastovi a přijatá učenci v Newtonově době, že „čisté“ světlo (například světlo připisované slunci) je v zásadě bílé nebo bezbarvé a je pozměněno do barvy směsí s temnotou způsobenou interakcí s hmotou. Newton ukázal pravý opak: světlo se skládá z různých spektrálních odstínů (popisuje sedm - červená, oranžová, žlutá, zelená, modrá, indigo a fialová) a všechny barvy, včetně bílé, jsou tvořeny různými směsmi těchto odstínů . Demonstruje, že barva vychází z fyzikální vlastnosti světla - každý odstín se láme pod charakteristickým úhlem hranolem nebo čočkou - ale jasně uvádí, že barva je vjem v mysli a není inherentní vlastností hmotných předmětů nebo samotného světla. . Například demonstruje, že červenofialová (purpurová) barva může být smíchána překrytím červeného a fialového konce dvou spekter, i když se tato barva ve spektru neobjevuje, a proto nejde o „barvu světla“. Spojením červeného a fialového konce spektra uspořádal všechny barvy jako barevný kruh, který kvantitativně předpovídá barevné směsi a kvalitativně popisuje vnímanou podobnost mezi odstíny.

Newtonův příspěvek k hranolovému rozptylu jako první nastínil pole s více hranoly. Konfigurace s více hranoly, jako expandéry paprsku, se staly ústředním bodem návrhu laditelného laseru o více než 275 let později a připravily půdu pro vývoj teorie rozptylu s více hranoly .

Opticks a Principia

Opticks se v mnoha ohledech liší od Principia . Poprvé vyšlo spíše v angličtině než v latině, kterou používali evropští filozofové, což přispělo k rozvoji národní vědecké literatury. Kniha je modelem populárně-vědecké expozice: i když je Newtonova angličtina poněkud zastaralá - projevuje zálibu v zdlouhavých větách se silně zakomponovanou kvalifikací - modernímu čtenáři je kniha stále snadno srozumitelná. Naproti tomu jen málo čtenářů Newtonovy doby považovalo Principia za přístupnou nebo dokonce srozumitelnou. Jeho formální, ale flexibilní styl ukazuje hovorové výrazy a metaforický výběr slov.

Na rozdíl od Principia , Optika není vytvořena pomocí geometrického konvence výroků ukázaly srážkou buď z předcházejících tvrzení, lemmat nebo prvních principů (nebo axiómy ). Namísto toho axiomy definují význam technických termínů nebo základních vlastností hmoty a světla a uvedené návrhy jsou demonstrovány pomocí konkrétních, pečlivě popsaných experimentů. První věta knihy deklaruje Můj design v této knize není vysvětlovat vlastnosti světla hypotézami, ale navrhovat a dokazovat je Důvodem a experimenty. V experimentu Experimentum crucis nebo „kritickém experimentu“ (kniha I, část II, teorém ii) Newton ukázal, že barva světla odpovídá jeho „stupni refrangibility“ (úhlu lomu) a že tento úhel nelze změnit dodatečným odraz nebo lom světla nebo průchodem světla barevným filtrem.

Práce je vade mecum umění experimentátora, na mnoha příkladech ukazuje, jak pomocí pozorování navrhnout věcná zevšeobecnění o fyzickém světě a poté vyloučit konkurenční vysvětlení konkrétními experimentálními testy. Avšak na rozdíl od Principie , která slíbila hypotézy Non fingo nebo „Hypotézy nevytvářím“ mimo deduktivní metodu, Opticks vyvíjí dohady o světle, které jdou nad rámec experimentálních důkazů: například, že fyzické chování světla bylo způsobeno jeho „korpuskulárním“ „příroda jako malé částice nebo vnímané barvy byly harmonicky proporcionální jako tóny diatonické hudební stupnice.

Dotazy

Viz hlavní: Dotazy

Opticks uzavírá soubor „Dotazy“. V prvním vydání to bylo šestnáct takových dotazů; tento počet byl zvýšen v latinském vydání z roku 1706 a poté v revidovaném anglickém vydání z roku 1717/18. První sada dotazů byla stručná, ale z těch pozdějších se staly krátké eseje vyplňující mnoho stránek. Ve čtvrtém vydání z roku 1730 bylo 31 dotazů a byl to slavný „31. dotaz“, který během příštích dvou set let podnítil velké spekulace a vývoj teorií chemické afinity .

Tyto dotazy, zejména ty pozdější, se zabývají širokou škálou fyzikálních jevů, které daleko přesahují jakoukoli úzkou interpretaci předmětu „optiky“. Týkají se povahy a přenosu tepla; možná příčina gravitace; elektrické jevy; povaha chemického působení ; způsob, jakým Bůh stvořil hmotu v „Počátku“; správný způsob vědy; a dokonce i etické chování lidí. Tyto dotazy ve skutečnosti nejsou otázkami v běžném slova smyslu. Téměř všechny jsou kladeny negativně jako rétorické otázky . To znamená, že Newton se neptá, zda světlo „je“ nebo „může být“ „tělem“. Spíše prohlašuje: „Není světlo tělem?“ Tento formulář nejen naznačuje, že Newton měl odpověď, ale že může pokračovat na mnoha stránkách. Je zřejmé, jak prohlásil Stephen Hales (firma Newtonian z počátku 18. století), že to byl Newtonův způsob vysvětlování „dotazem“.

Recepce

K Optika byla široce četl a debatoval v Anglii a na kontinentě. Včasné předložení díla Královské společnosti podnítilo hořký spor mezi Newtonem a Robertem Hookem o „korpuskulární“ nebo částicovou teorii světla , což Newtona přimělo odložit vydání díla až po Hookově smrti v roce 1703. Na kontinentu a zejména ve Francii byly Principia i Opticks zpočátku odmítnuty mnoha přírodními filozofy, kteří pokračovali v obraně kartézské přírodní filozofie a aristotelovské verze barvy a tvrdili, že je obtížné replikovat Newtonovy hranolové experimenty. Aristotelskou teorii základní povahy bílého světla obhajoval do 19. století například německý spisovatel Johann Wolfgang von Goethe ve svém Farbenlehre .

Newtonovská věda se stala ústředním bodem útoku filozofů ve věku osvícenství proti přírodní filozofii založené na autoritě starořeckých nebo římských přírodovědců nebo na deduktivním uvažování z prvních principů (metoda prosazovaná francouzským filozofem René Descartesem ), spíše než na aplikaci matematického uvažování na zkušenost nebo experiment. Voltaire popularizoval newtonovskou vědu, včetně obsahu Principia a Opticks , ve svých Elements de la philosophie de Newton (1738), a asi po roce 1750 kombinace experimentálních metod ilustrovaných Opticks a matematických metod ilustrovaných Principia vznikly jako jednotný a komplexní model newtonovské vědy. Někteří z hlavních adeptů této nové filozofie byli tak významné osobnosti jako Benjamin Franklin , Antoine-Laurent Lavoisier a James Black .

Po Newtonovi bylo mnoho pozměněno. Thomas Young a Augustin-Jean Fresnel ukázali, že vlnová teorie, kterou popsal Christiaan Huygens ve svém Pojednání o světle (1690), může dokázat, že barva je viditelným projevem vlnové délky světla. Věda si také pomalu začala uvědomovat rozdíl mezi vnímáním barev a matematicky optikou. Německý básník Goethe se svou epickou diatribou Teorie barev nemohl otřást newtonovským základem - ale „jednu díru, kterou Goethe našel v Newtonově brnění. Newton se zavázal k doktríně, že lom bez barvy není možný. Proto si myslel, že objektivové brýle dalekohledů musí navždy zůstat nedokonalé, achromatismus a lom světla musí být neslučitelné. Dollond ukázal, že tento závěr je mylný. “ ( John Tyndall , 1880)

Viz také

Reference

  • Burnley, David The History of the English Language: A Source Book 2nd Edition, 2000, Pearson Education Limited.

externí odkazy

Plná a bezplatná online vydání Newton's Opticks