Гюйгенс восхищался экспериментальным искусством Ньютона, он верил результатам его опытов в отношении теории цветов, но… не понимал их существа. Его волновая теория тоже не могла объяснить явление цветности, и он писал, что «явление окрашивания остаётся ещё весьма таинственным из-за трудности объяснения этого разнообразия цветов с помощью какого-либо физического механизма».
В своём «Трактате о свете» он яростно полемизирует с Ньютоном. Он ставит вопросы, на которые тому не так-то просто ответить.
Гюйгенс спрашивает: допустим, свет — это действительно частицы, тогда как объяснить тот факт, что луч света, проходя сквозь вещество, не отклоняется от прямолинейного пути? Частицы света, сталкиваясь с частицами вещества, должны были бы отклоняться в стороны. А ведь луч света издавна слывёт символом прямой линии…
Ньютон, противник гипотез, отвечал на это дополнительной гипотезой о пористости материи и о «приступах»: материя состоит из крупинок, погружённых в пустое пространство, и частицы света, пробираясь сквозь вещество, вступают с этими крупинками в особые взаимодействия. Они испытывают приступы — притягиваются крупинками материи или отталкиваются ими. В одном случае луч света проходит сквозь вещество беспрепятственно, в другом отражается от него.
Все это казалось Гюйгенсу неправдоподобным и неубедительным. И не только Гюйгенсу. Теория приступов — странная, запутанная, противоречивая — так и осталась тёмным пятном в оптических исследованиях Ньютона…
Гюйгенс ставил другие вопросы: допустим, навстречу друг другу мчатся два луча света. Если стать на точку зрения Ньютона, то два луча, состоящие из частиц света, должны столкнуться и смешаться, как два стада овец.
Но этого не случается. Каждый луч идёт своей дорогой беспрепятственно. Как объяснить этот парадокс?
Корпускулярная теория не давала разумного ответа. Гюйгенс с точки зрения волновой объяснил ситуацию блестяще: как две волны на воде, сталкиваясь, не мешают друг другу, так же и волны эфира, движение которых Гюйгенс считал светом, прекрасно ладят между собой.
Эфир оказался удобным союзником Гюйгенса и всех учёных, которые в него поверили. Это был путь наименьшего сопротивления. Ньютон не хотел идти по такому пути. Поэтому он спотыкался, блуждал в темноте, но не соглашался с Гюйгенсом. Он ещё не чувствовал истины, но неправду он чуял безошибочно.
Особенно импонировал физикам другой аргумент Гюйгенса, приводимый им в защиту волновой теории света. Речь идёт о способности сфокусированного зеркалом луча света сжигать предметы. В этом явлении Гюйгенс видел доказательство того, что свет есть движение особой среды. Сжигание может быть только следствием «разъединения, что служит убедительным признаком движения». Гюйгенс подчёркивает: «Нельзя сомневаться в том, что свет состоит в движении какого-либо вещества».
Он защищает, пропагандирует, внедряет идею эфира. И, объясняя распространение света колебаниями эфира, Гюйгенс применяет геометрический приём, который принёс его имени бессмертие.
Гюйгенс вводит в оптику понятие огибающей волны. Она помогает ему наглядно нарисовать чёткую модель распространения света, объяснить любому оппоненту, даже не физику, механизм движения световой волны.
Удивительная ситуация — эфира в природе никто не наблюдал, доказано, что свет — это электромагнитные волны, о чём Гюйгенс даже не подозревал, но именно то, что он почувствовал свет волнами, помогло ему открыть часть истины, ту часть, которая касалась волновых свойств света. Вот почему волновая оптика, восходящая к Гюйгенсу, работает полноценно и в научном механизме ХХI века.
Что же это за огибающая волна, построение которой можно встретить в современных учебниках физики?
Гюйгенс рисует свечу и окружает её целым набором окружностей — каждая точка пламени сообщает движение частицам эфира. Каждая точка пламени создаёт свою собственную волну. А затем идёт цепная реакция — следующая частица эфира, которой достигла волна, становится центром другой волны. Движение идёт от частицы к частице так же, как распространяется пожар.
Такое движение передаётся на огромные расстояния — и на нашей Земле, и от звезды к звезде, и от самой далёкой звезды к Земле.
И происходит это потому, что «бесконечное число волн, исходящих из разных точек светящегося тела, на большом расстоянии от него соединяются только в одну волну».
Так учил Гюйгенс. И эта точка зрения остаётся справедливой по сей день, ибо геометрическое построение Гюйгенса в равной мере применимо к электромагнитным волнам и даже «волнам вероятности», определяющим, где следует ожидать появление квантов света — фотонов в каждом конкретном опыте.