Распространение движения в упругих жидкостях

Пуассон много раз возвращался к вопросу о распространении движения в упругих жидкостях и, по его словам, более потому, что задача имеет связь с одной из теорий света, относительно которых мнения физиков долго оставались нерешительными. В записке, читанной 24 марта 1823 г., явления рассматриваются возможной всеобщности.

«Движение, — говорит Пуассон, — начинается из какой-нибудь точки одной из двух жидкостей и около этого центра распространяется сферическими волнами, следовательно, оно достигает поверхности другой жидкости по всем направлениям, и потому надо узнать, по каким законам оно распространяется в этой другой жидкости и отразится в первую».

Сначала Пуассон доказывает, что в значительном расстоянии от центра сотрясения скорости частиц становятся чувствительно перпендикулярными к поверхности сферической волны, — что противоречит идее Юнга, возобновленной Френелем для объяснений интерференции в поляризованных лучах, и в этом отношении теория совершенно не согласна с опытами, надлежащим образом понимаемыми.

Пуассон надеялся, что изучив молекулярное движение в среде, не имеющей одинаковой упругости по всем направлениям, можно уничтожить упомянутое несогласие, но в рассматриваемой мною записке он доказывает, что от неравномерной упругости параллельные движения частиц не могут доходить до сферической волны, следовательно, нужно решительно оставить это средство для соглашения теории с опытом. Впрочем, Пуассон уничтожил одно из главных затруднений в теории волн, доказав, что если первоначальное потрясение бывает по одному направлению, то, при весьма значительной скорости, движение распространяется только по направлению потрясения. Волны остаются сферическими, но по радиусам, наклоненным к главному направлению движения, собственные скорости частиц жидкостей будут нечувствительны относительно скоростей по этому главному направлению и по весьма близким к нему лучам. Таким образом естественно объясняется прямолинейное направление света.

По рассмотрении движения в одной среде, автор приступает к исследованию волнообразного движения в другой, отделенной от первой плоской поверхностью; здесь он доказывает закон синусов, но из своих оснований он выводит, что не должно быть рассеяния, которому подвергаются лучи различных цветов при равных преломлениях. Белый луч света, проходящий через призму, не должен образовывать так называемый солнечный призрак. Полное отражение от поверхности первой среды, соприкасающейся с другой, менее преломляющей, по мнению Ньютона, необъяснимо по теории волн, но Пуассон математически выводит это явление из своих оснований.

Пуассон пытался вывести из своих формул числа, которые согласовались бы с фотометрическими измерениями, и получил странный результат: теория его показала, что угол, под которым мы видим предметы через отражение, совершенно уничтожается даже при первой поверхности стекла, но это справедливо только для света поляризованного.

С другой стороны, сравнивая напряжение волны, отраженной от первой поверхности плоского стекла, с напряжением преломленной волны и отражающейся уже от второй поверхности, автор получил результат, известный уже из прежних фотометрических опытов.

Итак, в замечательной записке Пуассона некоторые выводы подтверждают теорию световых волн, а другие совершенно противны наблюдениям. Сверх того, в этом важном труде нет ничего, относящегося к вопросу о поляризованных лучах, занимающему сейчас большую часть оптики.

Один академик, первые труды которого были ознаменованы истинными открытиями и обнаруживали первоклассную гениальность, также занимался распространением волн. Он нашел, что колебания частиц могут быть перпендикулярны к направлению распространения волн, его вычисления привели к заключению, что волны, имеющие одинаковые скорости, должны преломляться неравномерно. Наконец, по его словам, он успел своим анализом выразить явления поляризации до малейших подробностей. Я задал себе вопрос: почему труды, способные прославить и ученого и его нацию, до сих пор так мало обращают на себя внимание геометров и физиков, что записки знаменитого академика остаются в забвении, и даже, может быть, ни один ученый во всей Европе не читал их? Этот вопрос, без сомнения, достоин решения, и я скажу свое откровенное мнение, внушаемое мне пользой науки и пользой самого знаменитого ученого.

Когда, рассматривая предмет чистой или прикладной математики, геометр доходит до результатов, несогласных с результатами его предшественников, тогда он обязан объяснить причину разногласия. Великие математики, особенно Лагранж, никогда не уклонялись от этой обязанности. Введения в их записки составляют превосходные главы для будущей истории наук и обнаруживают ложные предположения и ошибки вычислений их предшественников. Без такого руководства что может делать публика? Она отворачивает глаза от несогласных результатов, потому что не в состоянии отдать преимущество тому или другому из них, и ожидает, что рассудительный и беспристрастный ученый вложит в ее руки нить, которая выведет ее из лабиринта. Эти слова совершенно оправдывают публику. Если товарищ наш захочет, чтобы его труды были приняты со всем вниманием, которого они достойны, то он должен начать с начала, с возможным старанием должен объяснить причины разногласия его выводов от выводов Пуассона, и в таком обозрении бесспорно доказать рассеяние в теории волн. Он не потеряет времени, но употребит его с пользой и для наук и для своей славы. Притом, да уверится он, что физики не обязаны следить за всеми подробностями его ученых вычислений; они поверят ему на слово, но пожелают получить понятие ясное и точное о физических условиях его формул, и, например, чтобы убедиться, что рассеяние есть следствие правильно понимаемой теории волн, они не удовольствуются таким ответом: «существует рассеяние, потому что уравнения разнородны».

Наконец, да примет наш товарищ это замечание с хорошей стороны, публика вообще и публика ученая в особенности, судя о настоящем по прошедшему, не поверит, чтобы кому-нибудь удавалось делать открытия в одну неделю. Если бы его сочинения являлись через продолжительные периоды времени, то геометры имели бы возможность основательнее судить о них. Когда орел стрелой рассекает воздух, преследуя свою добычу, тогда натуралисты не делают заключения о силе его организации; для избежания ошибок, они наблюдают за ним в спокойном его положении.