HUYGHENS
I. Huyghens ifjúsága. – Mathematikai tanulmányai és fölfedezései
II. Az ingás óra. – Optikai eszközök. – A Saturnus rendszere
III. Huyghens Párisban
IV. Huyghens Hollandiában. Találkozása Newtonnal
V. Az égitestek lakhatóságának kérdése. – A Kosmotheoros s ennek utóhatásai
VI. Huyghens halála. – Jelleme
VII. A Horologium oscillatorium. – Az ingás órák. – A mathematikai és fizikai inga elmélete
VIII. A czentrifugális erő. – A földgömb alakja
IX. Az ütközés. – Az eleven erő megmaradásának elve
X. A hullámelméletet elősegítő újabb kísérleti tények. – Huyghens elmélete. – A polározódás
XI. Meteorológiai optika. – A hullámelmélet további sorsa. – Párhuzam Newton és Huyghens között
I.
Huyghens ifjúsága. Mathematikai tanulmányai és fölfedezései.
CHRISTIAN HUYGHENS * VAN ZUYLICHEM 1629 apr. 14-én Hágában született. Konstantin nevű atyja, az orániai herczegek titkos tanácsosa, a mathematikában és a szépirodalomban jártas férfiú volt; anyja, Suzana van Haerle, szintén előkelő családból való volt; Kamill nevű nagyatyja pedig brabanti nemes, tehetséges iró és államférfiú volt.
Látjuk tehát, hogy a HUYGHENS-család jeles férfiakban nem szűkölködött, azonban a mi HUYGHENS-ünk nélkül a család aligha tartotta volna fönn hírnevét évszázadokon keresztül is.
HUYGHENS első oktatásáról atyja gondoskodott; az ő vezetése alatt a számtanban, a geografiában és a zenében gyorsan haladt, s e mellett a görög és latin nyelvet nagy buzgalommal tanulta. Már 13 éves korában a látott gépeket, a mennyire tőle csak kitelhetett, híven utánozta, s már ez által is elárulta a mechanika iránti hajlamait, melyeknek később is engedve, fényes eredményeket volt létrehozandó.
Tizenöt éves korában a mathematika tanulmányozásához fogott. Eme tudományra STAMPIOEN belga mathematikus taní-
* A francziák rendesen HUYGENS-t írnak; a Philosophical Transactions-ban HUGHAENS és HUGHENS is előfordúl; ő maga latinosítva HUGENIUS-nak nevezte magát.
totta, a ki, DESCARTES szerint, csak középszerű tehetség volt. De az ifjú HUYGHENS az ő vezetése alatt mégis szép előmenetelt tett, a mi azt bizonyítja, hogy STAMPIOEN, ha mint tudós nem is volt valami kitünőség, mint tanító derekasan megállotta helyét.
HUYGHENS 16 éves korában a leydeni egyetemre ment, hogy ott, atyja kívánsága szerint, a jogot hallgassa. Azonban SCHOOTEN professzor vezetése alatt mathematikai tanulmányait is folytatta, s e tudományban oly gyorsan képezte ki magát, hogy 17 éves korában már jeles mathematikusnak hírére tett szert. 1646-tól 1649-ig Brédában tanult. A brédai főiskola ekkor még új, de máris nagyhírű intézet volt; igazgatásában HUYGHENS atyja is részt vett.
1649-ben visszatért Hágába, s innét Henrik nassaui herczeget kísérve, Holsteinba és Dánországba utazott. Ez alkalommal nagy kedve lett volna Svédországba menni, hogy az akkoriban Stockholmban tartózkodó DESCARTES-ot meglátogassa, azonban a nassaui herczegnek, a mint diplomacziai küldetésének eleget tett, haladéktalanúl vissza kellett térnie Hágába.
HUYGHENS most SCHOOTEN és PELL támogatása mellett újra a mathematikához látott. DESCARTES meg volt lepve, midőn SCHOOTEN a 20 éves HUYGHENS-nek első kísérleteit vele közölte, és sietett, hogy elismerését kifejezze s hogy HUYGHENS-nek a mathematika terén fényes jövőt jósoljon.
HUYGHENS már 1649-ben, a nassaui herczeggel való utazása alkalmával egy híres könyv birtokába jutott. Ez GREGORIUS-nak Exetasis cyclometriae Gregorii a St. Vincentio, Hagae, 1647. czímű műve volt, melyben a szerző a kör négyszögesítésének általa feltaláltnak vélt módját is közölte, s ennek tulajdonitandó, hogy a szakközönség ezt a máskülönben kitűnő munkát nagy érdeklődéssel fogadta. DESCARTES volt az első, ki GREGORIUS-nak a négyszögesítésben elkövetett hibáit kimutatta; azonban a probléma az ifjú HUYGHENS figyelmét sem kerülte el s 1651-ben kiadta első értekezését De quadratura hyperboles,
ellipsis et circuli ex dato portionum gravitatis centro, Hagae, 1651. czím alatt, s ebben a többi között GREGORIUS hibáit világosan földerítette. MONTUCLA ezt az értekezést a csín és a szabatosság mintaképének nevezi.
Ez a mű több rendbeli dolgozatnak csak előfutója volt. Már 1654-ben HUYGHENS-nek De circuli magnitudine inventa nova czímű munkája jelent meg. A 24 éves HUYGHENS a geometriának legnehezebb problemáival sikeresen foglalkozott: meghatározta a konoidok fölületét; a görbék kiegyenesítésére új módszert talált föl; meghatározta a cissoida (repkény-vonal) hosszúságát; feltalálta a burkolók egy új elméletét s egyszerűsítette DESCARTES- és FERMAT-nak az érintőkre s a legnagyobb és legkisebb értékek meghatározására vonatkozó szabályait. A következő években több rendbeli értekezést írt a dioptrikáról, de ezek csak halála után jelentek meg. Ez időtájban kezdett foglalkozni dicsőségének egyik legfényesebb és legállandóbb emlékével is: a fény hullámelméletével.
1665-ben utazott először Francziaországba, még pedig csak avval a szándékkal, hogy tapasztalatokat gyűjtsön; kitüntető fogadtatásokra nem számított. De híre már rég átlépte volt kicsiny hazájának szűk határait s Francziaországban nagyon is ismerték a tehetséges ifjú tudóst: a tudományos körök kitüntetéssel fogadták s az angers-i akkori protestáns egyetem jogtudorrá avatta föl.
Ugyancsak 1656-ban a valószínűség-számításról értekezést írt; az elsőt erről a tárgyról. E számításnak elveit PASCAL és FERMAT állapították meg. HUYGHENS a PASCAL és FERMAT tárgyalta feladatokat a saját felfogása szerint oldotta meg, s azokhoz új feladatokat csatolt. Értekezéseit hollandi nyelven írta; SCHOOTEN latinra fordította. Nem feladatunk, hogy eme munkáját bővebben elemezzük, csak azt akarjuk megjegyezni, hogy mintegy ötven évvel később a híres BERNOULLI JAKAB
* Hist. d. math. IV.
ugyanerről a tárgyról írt Ars conjectandi czímű művében a HUYGHENS értekezését kommentár kíséretében Bevezetés-ül használta föl.
II.
Az ingás óra. – Optikai eszközök. – A Saturnus rendszere.
HUYGHENS fizikai vizsgálatainak első gyümölcse 1658-ban Horologium czím alatt jelent meg.
Eme rövid iratban legfontosabb találmányainak egyikéről, az ingás órákról értekezett; az inga ilyetén alkalmazását 1657 deczember havában találta föl.
Mindenki átlátta e találmány rendkívüli fontosságát, s a nevezett irat gyors elterjedése által az ingás óra csakhamar ismeretessé vált. Mindenütt átalakították a régi órákat: a régi regulátorokat kiszedték és ingákkal pótolták, sőt Scheveningen- és Utrechtben a toronyórákat is ingákkal látták el. HUYGHENS találmányát mindenütt nagy lelkesedéssel fogadták, miről a külföldről kapott nagyszámú iratok, melyek HUYGHENS hagyatékában feltaláltattak, ékesen tanúskodnak.
A dioptrika elméleti része HUYGHENS-t a gyakorlati részre, s ez ismét csillagászati fölfedezésekre vezette.
HUYGHENS meg volt győződve arról, hogy az addigi teleskópoknál jobbakat is lehetne készíteni, ha a lencsék készítésére több gond fordíttatnék. Ennélfogva figyelme először is a lencsék javítására irányult. HUYGHENS egy üvegmetsző és köszörülő gépet talált föl, s e gép segítségével KONSTANTIN nevű bátyjával együttesen hozzáfogott a lencsék készítéséhez; ezután összeállított egy 10 láb hosszuságú teleskópot, melynek térátható ereje valamennyi addigi messzelátóét jóval túlhaladta.
Evvel a messzelátóval tette HUYGHENS azokat az asztronómiai fényes fölfedezéseket, melyek méltán vetekednek GALILEI hasonnemű fölfedezéseivel: HUYGHENS a Saturnus rendszerét fedezte föl.
A naprendszerben Saturnus párját eddigelé sem ismerjük.
Emez égitestnek sajátságos rendszere egyike az égboltozat legérdekesebb jelenségeinek, s a ki arra először derített fényt, annak ez az érdeme egymagában elegendő volna arra, hogy nevét a tudomány az utókor számára megőrizze.
Hogy itt nem közönséges fölfedezéssel van dolgunk, ezt már az a körülmény is mutatja, hogy HUYGHENS előtt más csillagászok is megfigyelték a Saturnus gyürűit, a nélkül, hogy tudták volna, hogy tulajdonképen mivel van dolguk. GALILEI azt mondá, hogy a legtávolabbi bolygót háromszorosnak látta, de mivel a következő észleleteinél a gyűrűk nem voltak az észleletre nézve kedvező állásban, a Saturnust ismét rendes alakúnak látta s többé nem gondolt vele. 1640-ben GASSENDI, s tíz évvel később RICCIOLI és GRIMALDI figyelték meg a Saturnust, s azt mondották, hogy ennek az égitestnek olyan a külseje, mintha fülei volnának. HEVEL, a danzigi csillagász, a Saturnus külső formájában 15 évi periodust is vett észre, de sem ő, sem pedig CASSINI, nem voltak képesek a tüneményt teljes valóságában fölismerni.
HUYGHENS 1655-ben fedezte föl a Saturnus egyik, a bolygótól számítva hatodik holdját, nem sokára rá pedig a gyűrűjét. Fölfedezését 1656-ban De Saturni luna observatio nova, Hagae, 1656. czímű iratában tette közzé, de azt a kor szokása szerint csak betűrejtvényben közölte. Az egyik rejtvénynek értelme ez volt: Saturno luna circumducitur diebus sexdecim, horas quatuor, azaz, Saturnust a holdja 16 nap és 4 óra alatt futja körül; a másik betűrejtvény pedig ezt vala kifejezendő: Saturnus cingitur annulo tenui, plano, nusqaam cohaerente et ad eclipticam inclinuto, azaz, Saturnust vékony, sík, vele soha össze nem függő és az ekliptikához hajló gyűrű övezi körül.
HUYGHENS az első rejtvényt teleskópjának tárgylencséjébe karczolta. Azonban a megfejtést nem bírta bevárni, mert fölfedezéseit az időközben szerzett tapasztalatokkal együtt 1659-ben nyíltan közzétette. A Systema Saturnium czímű ide vonatkozó munkáját LIPÓT medicei herczegnek ajánlotta.
Könnyű elképzelni, hogy HUYGHENS fölfedezése a csillagászok körében rendkívüli föltűnést keltett. Miként GALILEI idejében a Jupiter, úgy most a Saturnus volt kitéve a messzelátók ostromának, s valóban, 1671 és 1684 között CASSINI még négy saturnus-holdat (a harmadikat, negyediket, ötödiket és nyolczadikat) fedezett föl.* S valamint annak idején akadtak olyanok, kiknek a GALILEI fölfedezései sehogy sem tetszettek, úgy most találkoztak [akadtak] olyanok, kik a Saturnus gyűrűjét és holdjait még látni sem akarták. Ezek közül az egyik HONRÉ FABRI páter volt, a ki EUSTACHIO DI DIVINI optikust felbiztatta, hogy HUYGHENS ellen nyíltan kikeljen. DIVINI a Brevis annotatio in Systema Saturnium Chr. Hugenii, Romae, 1660. czímű iratával meg is támadta HUYGHENS-t, ki azonban a Brevis assertio systematis Saturni sui, Hagae, 1684. czímű feleletével a DIVINI ellenvetéseit halomra döntötte, de nem tartotta érdemesnek, hogy GALLET-nek 1684-ben kiadott iratára válaszoljon. Ez a GALLET a Saturnusra vonatkozó fölfedezéseket optikai csalódásnak qualifikálta.
Már HOOKE-nál említettük, hogy HUYGHENS egy mikrométert talált föl, továbbá, hogy azon volt, hogy a nagy gyujtótávolságú lencsékből csőnek mellőzésével állítson össze teleskópot. A toulouse-i BOSSAL azt az ajánlatott tette, hogy a hosszú messzelátók egyszer s mindenkorra szilárdan állíttassanak föl, s az égi testek képei tükrök segítségével vezettessenek a messzelátóba. HUYGHENS belátta, hogy ez az eljárás nem volna czélszerű, minélfogva a lencséket a levegőbe függesztette föl; ugyanezt az eljárást AUZOUT is ajánlotta, de úgy látszik, hogy HUYGHENS-nek arról tudomása nem volt, különben is, mint ezt már említettük, AUZOUT az ő 600 lábnyi gyujtótávolságú lencséjével nem tudott elbánni.
HUYGHENS-nek az imént említett módon berendezett egyik messzelátóját két angol csillagász is használta: POUND és BRADLEY
* A Saturnus első és második holdját 1789-ben HERSCHEL, a hetediket pedig 1848-ban BOND és LASSEL födörte föl.
avval 1718-ban a Saturnust észlelték. HUYGHENS berendezését jelenleg már nem használjuk, mert az aplanatikus és achromatikus lencsék alkalmazása által csekély hosszúságú, de azért erősen nagyító messzelátókat lehet készíteni; azonban HUYGHENS korában ama berendezésnek nagy fontossága volt.
HUYGHENS az ő berendezését Astroscopia compendiaria tubi optici molimine liberata, Hagae, 1684. czímű művében ismertette.
III.
Huyghens Párisban.
HUYGHENS 1660-ban másodszor utazott Párisba; a következő évben pedig Angolországba ment, s itt az angoloknak bemutatta az általa feltalált lencse-köszörülést és teleskópjait. Eme találmányai a legnagyobb elismeréssel fogadtattak.
Az angol fizikusok ez időtájban leginkább a légszivattyúval és a légnyomásra vonatkozó kísérletekkel voltak elfoglalva, minélfogva HUYGHENS-nek alkalma volt, hogy a fizikának emez ágával tüzetesen megismerkedjék. A mint hazájába visszatért, maga is hozzálátott a légszivattyú tökéletesítéséhez. Ugyanekkor találta föl a rugalmas testek ütközésének törvényeit is.
1663-ban harmadszor ment Párisba, s innét rövid idő mulva atyja társaságában Londonba utazott, s itt a Royal Society tagjává választatott. Nehány havi tartózkodás után ismét visszament Francziaországba, még pedig ez úttal hosszú időre.
XIV. Lajos franczia király, hogy a tudományoknak és művészeteknek hatalmasabb lendületet adjon, a nála nagy kegyben álló COLBERT tanácsára a külföld leghíresebb tudósait Francziaországba hívta. E tudósok között volt HUYGHENS és CASSINI is. A föltételek nagyon kedvezőek voltak; HUYGHENS-nek tetemes évi járadékot és a Louvre könyvtári osztályában lakást ajánlottak, CASSINI-t pedig kinevezték az akadémia tagjává és a csillagvizsgáló igazgatójává, mely állását a legnagyobb buzgalommal 41 éven át töltötte be.
HUYGHENS az ajánlatokat elfogadván, a Louvreban telepedett meg. Ebbe az időszakba esik szellemi tevékenységének súlypontja. Idejét részint a régibb találmányainak javításával, részint pedig a ciklois és a burkolók elméletére és a lengésközéppontra vonatkozó munkáinak kidolgozásával töltötte; a gyakorlati mechanikai foglalkozásának legfényesebb eredményére, az ingás órára vonatkozó második művét is itt adta ki. E művet, mely Horologium oscillatorium, Paris, 1673. czím alatt jelent meg, XIV. Lajosnak ajánlotta. A dedikáczióban hálásan ismeri el a királytól vett jótéteményeket, s ingás órájára, mint példára hivatkozva, kijelöli szellemi tevékenységének általános irányát, azaz, hogy tudományos vizsgálataiban mindig közhasznú eredményekre törekszik.
Mivel HUYGHENS eme találmányára és tudományos vizsgálataira még visszatérünk, működésének csak kisebb fontosságú mozzanatait akarjuk fölemlíteni. Ide tartozik a puskapor-gép, melynek czélja az lett volna, hogy a versaillesi reservoirokat vízzel táplálja; eme gép után vette az ez időben HUYGHENS-nél alkalmazott PAPIN az ő gőzgépének eszméjét. Azonban HAUTEFEUILLE abbé nemcsak az ingás óra feltalálását akarta a maga részére lefoglalni, hanem a puskapor-gépet is, s mivel HAUTEFEUILLE annyira ment, hogy a HUYGHENS által az órákra kért szabadalom elnyerését is meg akarta akadályozni, a két férfiú között nagyon feszült viszony állott be, de végtére HAUTEFEUILLE képzelt igényeitől mégis elállott.
HUYGHENS értekezéseit részint a Royal Societynek küldötte, részint pedig a párisi akadémiában olvasta föl. Az utóbbiak közé tartozik egy ki nem adott értekezése a mágnességről; ebben a földet, úgy mint GILBERT, egy nagy mágnessel hasonlítja össze. 1672-ben a Royal Societyvel egyik régibb sajátságos észleletét közölte. Ez abban állott, hogy egy az egyik végén zárt üvegcsövet vízzel megtöltött, s ezután a csövet felfordította. A légnyomás miatt a víz nem folyt ki; de nem folyt ki akkor sem, midőn a felfordított csövet a légszivattyú harangja alá tette,
s a levegőt kiszivattyúzta. Hasonló kísérletet kénesővel [higannyal] is tett: egy 75 hüvelyk hosszú barométercsőből a kéneső nem esett le. E rendkívüli tünemények oka csakis a tapadás lehetett, mert HUYGHENS megjegyezte, hogy a legkisebb levegőbuborék vagy rázkódtatás által a viz a csőből egészen kifolyt, a kéneső pedig a 28 hüv. rendes állásra esett le. E kísérletek méltó föltűnést keltettek s különféle hipothézisekre adtak alkalmat. Hasonló tüneményt a legújabb időkben MAGNUS is, a gőz feszítő erejére vonatkozó vizsgálatai alkalmával, észlelt. *
HUYGHENS 1681-ig állandóan Párisban tartózkodott, s csak 1670-ben ment egészségi szempontból rövid időre hazájába. Talán haláláig Párisban maradt volna, ha a nantesi ediktum megszüntetésével helyzete, mint protestánsé, meg nem nehezült volna. HUYGHENS nem akart hitsorsosai üldöztetésének szemtanúja lenni, s elhatározta magát, hogy hazájába visszatér. Mások szerint hanyatló egészsége volt ez elhatározásának oka, mert HUYGHENS később maga mondá, hogy mitől sem kellett tartania, azonban lehet, hogy hanyatló egészségét csak ürügyül hozta föl. HUYGHENS 15 éven át köztiszteletnek örvendett a franczia fővárosban, s jóakarói marasztalták is, ő azonban nem akarta a törvények oltalmát magán protekczióval fölcserélni.
IV.
Huyghens Hollandiában. – Találkozása Newtonnal.
HUYGHENS életének hátra levő részét hazájában töltötte, s mivel kedvező anyagi helyzete őt az élet gondjai alól fölmentette, idejét ezentúl is a tudományoknak szentelhette.
1682-ben azon volt, hogy egy planetáriumot, azaz olyan gépet állítson össze, mely a bolygók járását lehetőleg híven előtüntesse. Eme gép szerkesztése közben egy mathematikai fontos fölfedezést tett. Ugyanis a gépen a bolygók egymástól
* POGGENDORFF, i. m. p. 635.
való távolságait és keringésidejüket abban a viszonyban akarta előtüntetni, melyben azok egymáshoz a valóságban állanak. Azonban eme viszonyok csak igen nagy számok által fejezhetők ki, minélfogva a fogaskerekeken a fogak számát igen nagynak kellett volna fölvenni. HUYGHENS egyszerűbb viszonyszámokat keresvén, feltalálta a közelítő törteket s fontosabb tulajdonságaikat mathematikailag levezette. A láncztörtekkel HUYGHENS előtt már többen foglalkoztak, de csak ő ismerte föl azoknak különös tulajdonságait s gyakorlatilag ő alkalmazta azokat először.
HUYGHENS az állócsillagoknak egymástól való távolságáról is közelebbi adatokat akart magának szerezni. E czélra olyan csövet szerkesztett, melynek nyilásán át a Napot szemlélve, ezt akkorának látta, mint éjjel szabad szemmel szemlélve a Siriust, az állócsillagok legfényesebbikét. HUYGHENS azt találta, hogy a Sirius látszólagos átmérője 27660-szor kisebb mint a Napé, miből – a Napot a Siriussal egyenlő nagyságúnak föltételezve – azt következtette, hogy a Sirius 27600-szor távolabb van tőlünk mint a Nap. Eljárását a halála után megjelent Kosmotheoros czímű művében írta le.
Nyilván való, hogy HUYGHENS itt csak fotométeres észleletet tett, mert a Sirius átmérőjét nem láthatta, tehát a Napot a Sirius-szal tulajdonképen nem egyenlő nagynak, hanem csupán egyenlő fényesnek látta. Ez volna tehát az első, persze még nagyon tökéletlen fotométeres mérés. Az e fajta mérések jelenleg már tudományosabb alapra vannak fektetve, de azért még mindig elég tökéletlenek, minek oka, mint tudva van, nem az eszközökben, hanem szemünk tökéletlenségében rejlik.
HUYGHENS 1689-ben harmadszor ment Angolországba, főleg azért, hogy NEWTON-nal, kinek Philosophia naturalis-a kevéssel az előtt jelent volt meg, személyesen megismerkedjék. A NEWTON-nal váltott eszmecsere következményei csakhamar jelentkeztek, mert a mint HUYGHENS 1690-ben hazájába visszatért, azonnal kiadta a Traité de la lumière és Discours de la cause de lu pesan-
teur czímű műveit, melyekre még szintén vissza fogunk térni. 1690-ben BERNOULLI JAKAB a mathematikusoknak feladta a láncvonal problémáját, melyet BERNOULLI JÁNOS, az előbbinek öcscse és tanítványa, továbbá HUYGHENS és LEIBNITZ fejtettek meg. HUYGHENS ekkor még nem ismerte sem a NEWTON fluxiós módszerét, sem a LEIBNITZ infinitézimális kalkulusát, ő megfejtette a feladatot a régi módszerekkel, melyeket a többi eddigi feladatainál is használt; azonban a másik két mathematikus megfejtéseiből azonnal belátta az új módszerek előnyeit, s tanulmányozásukhoz buzgón hozzálátott. De ezen a téren már nem hozhatott létre fontosabb eredményeket, mert életének már nem sokáig örvendhetett, s épen csak addig élt, hogy utolsó művét, a már említett Kosmotheoros-t még befejezhette.
HUYGHENS-nek ez a munkája tartalmilag nagyon eltér a többiektől, míg a többi műveiben észleleteinek és számításainak pozitív eredményeit közli, vagy találmányait írja le, addig itt elmélkedései lánczolatát csak indukcziókból és analógiákból szövi. Azonban a tárgy, melyet fölkarol, oly vonzó, előadása pedig oly meggyőző, hogy e mű utóhatásai még napjainkra is kiterjedtek.
V.
Az égitestek lakhatóságának kérdése. – A Kosmotheoros s ennek utóhatásai.
Voltak idők, melyekben az égitestek lakhatóságának kérdését fölvetni bizonyos körök részéről épen olyan bűnnek tartatott, mint a Föld mozgását hirdetni. Mindazonáltal ez a nem gyakorlatias, de sok más szempontból annál érdekesebb probléma mindenha [mindenkor] felkölté a gondolkozó fők figyelmét, s a szellemi szabadság sötét korszakában is akadtak olyanok, kik az e feladatra vonatkozó nézeteiket a nyilvánosság színe elé merték vinni.
Ezek közé tartozik CUSA bíbornok, kiről a KOPERNIKUS életrajzában már megemlékeztünk. CUSA nemcsak az égitestek mozgására nézve, hanem a szóban forgó feladatra nézve mo-
derneknek nevezhető nézeteket vallott. A De docta ignorantia czímű művében a többi között ezeket mondja: "– a világ gépezete tehát olyan, mintha a középpontja mindenütt, de a kerülete sehol sem volna, mert a középpont és a kerület nem egyéb, mint az isten, ki mindenütt jelen van és sehol sincsen... De ha az isten a középpont, a csillagok minden regióinak lakhatóknak kell lenniök, hogy az egek és csillagok üresen ne maradjanak.... Ezek különböző természetű és képességű emberfajok.... Egy szóval, az egyik csillag lakói a többi csillagéihoz képest aránytalanok, ha őket ennek a világnak lakóihoz viszonyítjuk." *
CUSA bíbornok volt, s mégis mily nagy zajt ütöttek a papok s a peripatétikusok, midőn GALILEI a Hold hegyeinek és völgyeinek szemlélete által indíttatva, azt a nézetét koczkáztatta, hogy talán a Holdon és a Jupiteren is laknak emberek.
A merész fantáziáju KEPLER világnézletében kiváló szerepet játszott az a gondolat, hogy a Földnek a többi bolygóhoz képest semmi kiváltságos helyzete nincs.
HUYGHENS Kosmotheoros-ában a bolygók lakhatóságának kérdésével tüzetesen foglalkozik. Művének első könyvében tagadja, hogy a Földnek valami kiváltságos helyzete volna, s azt mondja, hogy valamint az, a ki nagy utazás után tér vissza hazájába, rendesen helyesebben itéli meg szülőföldjét, mint az, ki tűzhelyét sohasem hagyta el: hasonlóképen az, a ki a Földünkhöz hasonló égitestek többsége fölött elmélkedik, nem fogja valami különös dolognak tartani mindazt, a mi a Földön történik. "Kénytelen vagyok azt hinni, mondja HUYGHENS, hogy a bolygókon is vannak okos állatok, mert különben Földünknek nagyon kiváltságos helyzete volna; ha csak Földünk rendelkeznék olyan állattal, mely a többi állat fölött oly magasan áll ...., a többi bolygóhoz képest nagyon magas rangja volna. Egy szóval, észszerű volna-e azt gondolni, hogy az égitestek,
* HOEFER, Hist. de l'Astronomie.
melyek között a Földnek oly kicsinyes rangja van, csakis azért volnának teremtve, hogy mi csekély emberek a fényükben gyönyörködhessünk s helyzeteiket és mozgásaikat szemlélhessük?"
Ezután leírja a Holdnak hegyeit és völgyeit, de nem észlelt semmi olyast, miből azt következtethetné, hogy a Holdon a mieinkhez hasonló tengerek volnának, s hozzá teszi, hogy a Holdnak nincs légköre, vagy ha van is, az a mi légkörünkhöz hasonló nem lehet.
A második könyvben az egyes bolygókkal tüzetesen foglalkozik, s leírja az eget, a minőnek az a különféle bolygókról látszik. HUYGHENS szerint a Nap a Merkurról nézve háromszor akkorának látszik, mint a Földről nézve; tehát a Merkuron a hő és fény kilenczszer erősebb, mint nálunk. A Vénus lakói a Napot már sokkal kisebbnek látják, s a Vénuson a fény és hő már csak kétszer olyan erős, mint a Földön, és így tovább. Végre leirja azokat a szép égi tüneményeket, melyeknek a Jupiter és Saturnus lakói minden éjjel szemtanúi lehetnek, s megjegyzi, hogy a legszebb tüneményt a Hold lakói élvezhetik, kik ugyanis a megvilágított földkorongban gyönyörködhetnek.
Eme részletek fölemlítéseért szolgáljon mentségünkre az a már említett körülmény, hogy HUYGHENS-nek eme fejtegetései az idők folyamában nagyon népszerűkké váltak. FONTENELLE később hasonló munkát írt, * s a hozzá való anyagot tisztán HUYGHENS művéből merítette. Azonban FONTENELLE munkája jobban elterjedt, mint a HUYGHENS-é, mert FONTENELLE elegáns franczia nyelven adta elő azt, a mit HUYGHENS a holt latin nyelven s inkább a mathematikai tudományokhoz illő stilusban fejtegetett. Az újabb időben BREWSTER More than one world és WHEWEL On the plurality of Worlds, London, 1853. czímű munkákat adtak ki, összhangba hozva FONTENELLE művét a modern asztrofizikai ismeretekkel. Ezt követte FLAMMARION Pluralité des mondes habités czímű munkája, melynek l879-ben
* Entretiens sur la pluralité des mondes, 1686.
a 27-dik kiadása jelent meg, továbbá számos kisebb-nagyobb értekezés és népies csillagászati munkákba szőtt elmélkedés. Ha az elféle iratok az asztronómiai ismeretek népszerűsítését előmozdítják, akkor ennek érdeme is első sorban HUYGHENS-t illeti meg.
VI.
Huyghens halála. – Jelleme.
HUYGHENS-t már párisi tartózkodása idejében egy roham érte, minek következtében értelmi organizmusa egyidőre felmondta a szolgálatot, de miután hazájába visszatért, teljesen fölépült. Azonban az 1695-iki roham szellemét állandóan megbénította; igaz, hogy nem hosszú időre, mert HUYGHENS 1695 junius 8-án 66 éves korában, Hágában, megszűnt élni.
Mikor HUYGHENS meghalt, a Kosmotheoros még nyomtatás alatt volt. A halála előtti kevés derült pillanatot arra használta föl, hogy kéziratait rendezze s ezek kiadásával VOLTER és FULLEN [nevű] kedves tanitványait megbízza.
Művei a következő czímek alatt jelentek meg:
Opera varia, Amstelod, 1724.
Opuscula posthuma, Amstelod, 1724. 2 kötet. (I. kötet: Dioptrica; Commentarii de formandis poliendisque vitris ad Telescopia. II. kötet: De coronis et parheliis; De motu corporum; De vi centrifuga; Descriptio Automati Planetarii.)
Opera reliqua, Amstelod, 1728. 2 kötet. (I. kötet: Tractatus de lumine; Dissertatio de causa gravitationis. II. kötet: Geometrica Demonstratio Theorematum Hugenianorum, addita Epistola ad P. Th. Cevam S. I. auctore D. Guidone Grando.)
HUYGHENS jelleme és egyénisége teljesen megfelelt nagy szellemének. Komoly volt és szerette a magányt; s bár előkelő származása és rendkívüli tehetségei miatt a legelőkelőbb körökben mindenkor nagyon szívesen látták volna, ismerve az idő becsét, a nagy társaságokat kerülte. Szép arczának méla és
elmélkedő kifejezése baráti körben csakhamar fölélénkült. A tudósok kiskörű társaságát legjobban kedvelte; fiatal tudósokkal, kik tanácsot és útbaigazítást kérendők, hozzája fordultak, mindenkor a legnagyobb szívességgel és előzékenységgel bánt. Bár keveset forgolódott az udvari körökben, ezeknek szokásait alaposan ismerte, s minden föllépésével elárulta a komoly tudóst és a finom modorú nemes embert.
HUYGHENS nőtlen volt, de azért a nők társaságát még sem kerülte, sőt mondják, hogy a híres Ninon de Lenclos társaságában nagyon jól érezte magát. Mivel egyidejűleg mindig több tudományos kérdéssel foglalkozott, pihenést és szórakozást úgy szerzett magának, hogy ha az egyik tárgy kifárasztotta, másikkal kezdett foglalkozni. LEIBNITZ, a ki őt 27 éves korában látogatta meg először, elragadtatással beszélt a benyomásról, melyet HUYGHENS rája gyakorolt, s azt mondá, hogy a mióta HUYGHENS-szel beszélt, egészen más embernek érezte magát, s uj világ tárult föl előtte.
HUYGHENS életrajzában tüzetesebben csak az optikai-asztronómiai vizsgálatairól emlékeztünk meg; a fizika körül szerzett legnagyobb érdemeit csak futólagosan említettük, hogy tevékenységének chronológiai képét áttekinthetőbbé tegyük.
Mielőtt szándékos mulasztásunkat pótolnók, megjegyezzük, hogy HUYGHENS NEWTON kortársa volt, s a fizikának ama problémái, melyeket e két fizikus művelt, egymással rokonságban voltak. A ki valamely nagy férfiúnak kortársa, avval könnyen megeshetik, hogy érdemei háttérbe szorulnak, vagy legalább a kortársak méltánylását csak kisebb mértékben vívhatja ki, mint ezt különben megérdemelné. NEWTON híre és tudományos tekintélye HUYGHENS-t korántsem szoríthatta annyira háttérbe, mint másik érdemes kortársát, HOOKE-ot, mert az, a mivel HUYGHENS hírét megalapítá, szilárd és biztos alapon állott. Mégis, a newtoni tekintély elég hatalmas volt arra, hogy HUYGHENS legszebb érdemeinek egyikét, a fényelméletben szerzettet, hosszú időre elhomályosítsa; pedig NEWTON élőszóval többször kiállította
HUYGHENS-ről a "nagyság" bizonyítványát. HUYGHENS nem karolt föl annyit, mint HOOKE, hanem aztán a mihez hozzáfogott, azt alaposan és tüzetesen fejtette ki. Egyes apróbb vizsgálatai a tudomány haladásában becsüket elvesztették ugyan, de ama nagy problémák, melyeknek szelleme összes erejét szentelte, az ő sikeres megoldásai által a fizika alapvető tanaivá váltak.
HUYGHENS mechanikai vizsgálatai körébe vonta az inga elméletét, s evvel kapcsolatban az ingás órák szerkesztését, a czentrifugális erőt, s az ütközés elméletét. Mathematikai mechanikai vizsgálatainak számos egyéb részét eme tárgyakhoz fűzte. A mult [XVIII.] század tudományos világa épen a HUYGHENS mechanikai vizsgálatainak adózott a legnagyobb elismeréssel, mert fényelméletét csak a jelen század emelte a méltán megillető fokra.
VII.
A Horologium oscillatorium. – Az ingás órák. – A mathematikai és fizikai inga elmélete.
HUYGHENS az ingás órák szerkezetét és az inga elméletét az 1673-ban megjelent Horologium oscillatorium-ban részletesen adta elő, holott a 15 évvel korábban megjelent Horologium csupán csak az ingás órák leírását tartalmazza.
HUYGHENS azon volt, hogy az ingát az órák járásának szabályozására használja, azaz tulajdonképeni ingás órát szerkeszszen, mert maga a szabadon lengő inga, még ha a lengések számát jelző gépezettel volna is összekapcsolva, ingás órának még nem nevezhető. Az ingás órának gépezetét vagy a rugalmasság vagy pedig a nehézségi erő hajtja; a gépezet arra szolgál, hogy először is a vele összekapcsolt ingának lengéseit megszámlálja, másodszor, hogy az ingának új meg új impulzusokat adjon, mert magának az ingának mozgása a surlódás és a levegő ellenállása miatt meglassulna s végtére egészen megszűnnék, már pedig az időmérésre csakis egyenletes mozgás szolgálhat. Az ingának viszont az a feladata van, hogy a gépe-
zet járását, mely a rugalmasság vagy a nehézségi erő, tehát folytonos erők hatásától gyorsulóvá válnék, egyenletessé tegye.
HUYGHENS az órákból a régi regulátorokat kivetette s ezek helyett az ingát alkalmazta. A feladat sikeres megfejtése után azon volt, hogy találmányát a lehetőleg javítsa. Az óra berendezésén tett némely czélszerű átalakítás után figyelme főképen oda irányult, hogy az inga lengéseit teljesen egyidejűekké tegye.
Már GALILEI tudta, hogy az ingának csekély táglatú körlengései egyidejűek, s épen ez a törvény vezette őt ama gondolatra, hogy az ingát időmérőűl használja. És mivel HUYGHENS, mindamellett hogy tudta, hogy a nagytáglatú lengések is egyidejűek, ha a táglatok egyenlők, mégis arra törekedett, hogy a lengéseket egyidejűekké tegye: következik, hogy az ő első óráin az inga járása nem lehetett valami nagyon egyenletes. HUYGHENS tehát azt kutatta, hogy minő vonalban kellene az ingának mozognia, hogy a lengések egyidejűek legyenek, akár nagy a táglat, akár pedig kicsiny. Ezt az önmaga kitűzte feladatot már 1659-ben oldotta meg s az eredményt gyakorlatilag alkalmazta is, de találmányát csak a Horologium oscillatorium-ban, tehát 13 évvel később tette közzé.
E műnek "geometriai demonstratiók" czímű záradékában először is azt az általános tételt mutatja ki, hogy valamely test, mely egyenlő magasságokból egyenlő színtájakig esik, ugyanarra a végsebességre tesz szert, bármilyen lett légyen a test pályája. Eme tétel levezetésénél a lejtős mozgásnak GALILEI levezette törvényeiből indul ki, s megmutatja, hogy a görbe vonalon való esést úgy lehet tárgyalni, mintha az korlátlan számú egyenes vonalokon jönne létre. Mármost mathematikai úton bebizonyítja, hogy az a vonal, melyen valamely testnek esnie kell, hogy annak bármely pontjából elindulva, egyenlő idők alatt érkezzék a vonal legmélyebb pontjába, nem egyéb, mint a cziklois. Ha tehát az inga ebben a vonalban lengene, akkor a lengések is, függetlenül a táglatuktól, teljesen egyidejűek lennének.
A Horologium oscillatorium-ban találjuk a lefejtők mértani elméletét is, melynek segítségével HUYGHENS kimutatja, hogy a cziklois lefejtése által ismét czikloist kapunk, vagyis, hogy a cziklois önmagának az evolutája. HUYGHENS-nek a régi módszerekkel kifejtett elmélete persze nehézkesebb, mint az az elmélet, mely jelenleg a felsőbb mathematika segítségével tárgyaltatik, de azért szerzőjének mathematikai talentumáról fényesen tanúskodik. "Geométriai dedukczióinak formai szépségét és belső világosságát későbben aligha múlta valaki fölül. Nem csupán az evoluták elméletének jelentősége, hanem még az a módszer, melylyel a geométriát a mechanika szolgálatába szegődtette, főmunkáját a régi geométria analytikai kiinduló pontok által még nem vezérelt kizárólagos alkalmazásának utolsó bevégzett emlékeül tüntetik föl." *
HUYGHENS a czikloisnak kinematikai tulajdonságát az imént említett geométriaival kombinálva, czikloisos ingát szerkesztett, s ezt az órákra is alkalmazta. A készüléket úgy rendezte be, hogy az inga fonalának lengés közben egy cziklois formára kivágott pléhdarab karimájára kellett feküdnie, tehát a fonál mindig a cziklois érintője maradt s ennélfogva a vége a cziklois geométriai tulajdonságánál fogva ismét czikloist irt le. HUYGHENS a cziklois keletkezését felhasználta szerkesztésére: egy hengert, melynek kerületén irón volt, sík lapon tovagurított, s e közben az irón a henger mögött levő függélyes lapra a czikloist felrajzolta.
HUYGHENS-nek nevezett vizsgálatai folytán a mathematikusok, kik már azelőtt is különös szeretettel foglalkoztak a czikloissal, eme vonal egyéb tulajdonságait is kutatták. BERNOULLI JÁNOS azt találta, hogy az az idő, mely alatt valamely test a czikloisnak egyik pontjából egy mélyebben fekvő másik pontjáig esik, a legrövidebb, azaz, ha a test az említettük két pont között bármely más vonalon esett volna, az az esésre nagyobb időt vett volna igénybe.
* DÜHRING, i. m. p. 117.
Egy évvel HUYGHENS halála után BERNOULLI JÁNOS ezt a feladatot megfejtés végett kortársainak kitűzte, s azt négyen fejtették meg, nevezetesen LEIBNITZ, NEWTON, HÔPITAL és BERNOULLI JAKAB.
Nem lehet czélunk, hogy az említett feladat kitüzése által a mathematika terén megindított élénk szellemi mozgalmat ismertessük, mert csak HUYGHENS-nek a mathematika fejlődésére közvetve kiható érdemét akartuk föltüntetni. S valóban, a szóban forgó tárgyra nézve HUYGHENS-nek nagyobb volt az elméleti, mint a gyakorlati érdeme, mert az ő czikloisos ingája, nem tekintve a kivitelbeli nehézségeket, egészen fölösleges is, mert ha sikerül olyan akasz-művet szerkeszteni, mely a körlengések táglatait egyenlőkké teszi, akkor a lengési idők is egyenlők. Ilyen akasz-müvet, mint már HOOKE-nál említettük, CLEMENT londoni órás talált föl. Végre még újolag fölemlítjük, hogy HUYGHENS az órák szabályozására rugót is alkalmazott, de ez a különben önálló találmánya, későbbi mint a HOOKE-é, ki azt titokban tartotta.
Mint már a HUYGHENS életrajzában említettük, az ő ingás óráját mindenütt a legnagyobb elismeréssel fogadták s mint a kornak legfontosabb gyakorlati találmányát dicsőítették. De éppen a találmány fontossága okozhatta, hogy tőle a feltalálás dicsőségét el akarták vitatni. Hogy HUYGHENS kortársai között is akadtak olyanok, kik a találmányt a maguk részére lefoglalni akarták, azt már említettük. De halála után még többen vádolták avval, hogy találmánya nem önálló, hanem hogy azt már meglevő órákból merítette. Messzire kellene mennünk, ha az órák történetét bővebben fejtegetni s a HUYGHENS ellen felhozott vádakat megvitatni akarnók. A legsúlyosabb vád az Elogi degli nomini illustri di Toscana czímű, Luccában, 1772-ben megjelent könyv 3-ik kötetében emeltetett. Ugyanis a szerző azt állította, hogy GALILEI több olyan levelének van birtokában, melyekből kitűnik, hogy GALILEI az ingának órákra való alkalmazását valóban feltalálta; továbbá, hogy DIODATI a
GALILEI feltalálta órának leírását HUYGHENS atyjának megküldötte. Azonban VAN SWINDEN amsterdami tanár 1822-ben a föntebbi vádat HUYGHENS hátrahagyott kéziratai és levelei alapján pontról-pontra megczáfolta. Mások a HUYGHENS ellen felhozott vádat arra alapították, hogy olyan ingás órákra akadtak, melyeknek készítési évszáma HUYGHENS előtti korra vezet vissza. De említettük, hogy a mint HUYGHENS találmánya ismeretesse vált, az órákból a régi regulátorokat kiszedték s ingákkal pótolták, a vád tehát tévedésen alapszik, mert az illetők az órákon a régi évszámokat meghagyták.
Az ingás órák találmányának fontossága némely biografust arra késztetett, hogy ama találmányt HUYGHENS legfőbb érdemének számítsa be s a Horologium oscillatorium-mal egyébként ne is törődjék. Ha azonban a dolgot tudományos szempontból tekintjük, akkor azt tapasztaljuk, hogy nevezett mű a mechanikai elméleteknek valóságos kincses bányája, s a fizika fejlődését oly erélyesen mozdította elő, mint kevés hasonló tárgyú mű.
HUYGHENS-nek eddig vázolt vizsgálatai, melyeket épen úgy mint a többieket, gyakorlati alkalmazás szempontjából hajtott végre, a mathematikai, vagy a mint HUYGHENS műszóval kifejezte, az egyszerű ingára vonatkoztak.
Már GALILEI állította föl azt a tételt, hogy az egyszerű ingák lengésidei arányosak a hosszúságuk négyzetgyökével. Nyilván való, hogy a valóságos, vagy a mint HUYGHENS nevezte, az összetett inga nem lenghet úgy, mint az egyszerű, mert számtalan anyagi pontból lévén összetéve, mindegyik ponthoz más és más hosszúság tartozik, már pedig GALILEI tétele szerint a rövidebb egyszerű ingáknak kisebb, a hosszabbaknak pedig
* Az órák történetére nézve l. a következő műveket: BERTHOUD, Hist. de la mesure du temps par les horloges, Paris, An. X.; – POGGENDORFF, i. m. pp. 593–616; továbbá S. GÜNTHER-nek kitünő tanulmányát: Quellenmässige Darstellung d. Erfindingsgeschichte d. Pendeluhr bis auf Huyghens (Vermischte Untersuchungen zur Geschichte der mathematischen Wissenschaften, Leipzig, 1876, pp. 308–344.
nagyobb lengésidők felelnek meg. S mégis, a szilárdan összekapcsolt számtalan anyagi pontból álló ingának csak egyféle lengésideje lehet. Mit kelljen már most az összetett inga hosszúsága alatt érteni? miképen fog az ilyen inga lengeni? Ezek voltak a kérdések, melyekre HUYGHENS megfelelni akart, s tegyük mindjárt hozzá, hogy egészen helyesen meg is felelt.
A feladatnak vannak történelmi előzményei, mert avval már MERSENNE is foglalkozott vagy azt legalább is szóba hozta, de HUYGHENS előtt tulajdonképen csak DESCARTES próbálkozott meg vele. DESCARTES azon volt, hogy a saját síkjukban lengő különböző sík alakok lengésidejét határozza meg, s az összetett ingának azt a pontját, melyet jelenleg lengéspontnak nevezünk, a súlyponttal analog pontnak képzelte. Azt a statikai viszonyt, melyben ez a pont az inga többi pontjaival áll, helyesen fogta ugyan föl, de a feladat megfejtése neki ép oly kevéssé sikerült, mint utána ROBERVAL-nak, kivel eme tárgy fölött vitába keveredett.
HUYGHENS már 17 éves korában megismerkedett a feladattal, melynek megfejtése erejét akkor még túlhaladta; de később a tárgyat újra felkarolván, kitartó szorgalommal sikerült a kellő eredményt elérnie. HUYGHENS elméletét két föltevésre alapítja. Az első azt fejezi ki, hogy (ha tetszésszerinti súlyok nehézségüknél fogva mozogni kezdenek, közös súlypontjuk nem emelkedhetik magasabbra, mint a milyen magasan a mozgás kezdetén volt,). Ezt a tételt, mint magától érteni valót állítja föl. A második föltevés szerint pedig az összetett inga oly magasra emelkedik, mint a mennyire az előtt leesett. Mivel itt a test esésében szilárd tengely által korlátoztatik, azt a föltevést nem az elsőből vezeti le, hanem tapasztalati törvénynek tünteti föl. *
E két föltevéssel először is megmutatja, hogy minden testben, mely vízszintes tengely körül leng, van egy pont, mely épen úgy leng, mintha magánosan, azaz a rendszerből kivett-
* DÜHRING, i. m. pp. 130, 131.
nek képzelve lengene, tehát e pontban a test egész tömegét konczentrálhatnók, a nélkül, hogy lengésideje az összetett ingáétól különböznék. Ezt a pontot lengésközéppont-nak (centrum oscillationis) nevezi. Nem maradt egyéb hátra, mint hogy eme pontnak a forgástengelytől való távolságát meghatározza; s a föladatnak ezt a második részét is, igaz, hogy kissé körülményesen, szintén sikerült megfejtenie. Számításainak eredménye az, hogy a lengésközéppontnak a forgástengelytöl való távolságát, vagy a mint jelenleg mondjuk, a fizikai inga redukált hosszúságát megkapjuk, ha az egyes tömegrészekből és sebességeik négyzetéből alkotott szorozmányok összegét az egész tömegből és súlypontjának a tengelytől való távolságából alkotott szorozmánynyal elosztjuk.
HUYGHENS általános megfejtése helyes volt ugyan, de nem volt könnyen áttekinthető, minélfogva sok ideig tartott, míg a mathematikusok magukat kellöképen tájékozni tudták. Ama föltevések, melyekből HUYGHENS kiindult, mindamellett hogy helyesek és általános érvényűek valának, a megfejtést kissé homályossá tették, minélfogva nem kell csodálkoznunk azon, hogy azok, a kiknek nem volt elegendő mathematikai tájékozottságuk, hogy HUYGHENS dolgozatát teljesen átérthessék, az eredményt hibásnak tekintették. Sőt CATELAN abbé annyira ment, hogy magukat az alapföltevéseket is téveseknek nevezte, s szerinte HUYGHENS elmélete nem volt egyéb, mint a helytelen töltevések szülte tévedések egész lánczolata. S mindamellett, hogy BERNOULLI JAKAB és HÔPITAL is a vitába keveredtek s HUYGHENS pártját fogták, CATELAN, a nélkül, hogy a föladat mathematikai nehézségeit átérteni képes lett volna, elég bátor volt arra, hogy új elméletet állítson föl. Ez az elmélet pedig egészen hibás két föltevésen alapúlt, s egyik következménye az volt, hogy valamely leeső test nagyobb magasságra emelkedik föl, mint a melyen át leesett.
HUYGHENS elmélete segítségével képes volt a másodperczinga hosszúságát meghatározni. Az e czélra használt összetett
ingája fonálra fölfüggesztett ólomgolyó volt. Miután ennek az ingának a lengési idejét egy ingás óra segítségével meghatározta, kiszámította, hogy milyen hosszú az az egyszerű inga, melynek lengései amaz összetettével egyidejűek s végre ebből a hosszúságból a GALILEI törvényével kiszámította a másodpercz-inga hosszúságát s ezt 440.5 párizsi vonalnak találta. Mivel pedig átlátta, hogy a másodperczinga hosszúsága állandó, ezt mértékegységül ajánlotta. Igaz, hogy midőn ezt az ajánlatot tette, még nem tudta, hogy a nehézségi erő s evvel együtt a másodpercz-inga hosszúsága a geografiai szélességgel változik, de azért ajánlata mégis több figyelmet érdemelt volna, mint a mennyit valóban kivívott. HUYGHENS eszméje csak a nagy forradalom idejében, midőn a természet nyujtotta változatlan mértékegység fölvétele jött szóba, eleveníttetett föl.
HUYGHENS továbbá kimutatta, hogy abban az esetben, ha az összetett inga a lengésközéppontban függesztetnék föl, az előbbeni fölfüggesztéspontja lengésközépponttá válnék. Eme tétel segítségével a mpercz-inga hosszúsága könnyen és pontosan meghatározható, de efféle alkalmazásra HUYGHENS még nem gondolt. Csak a jelen században BOHNENBERGER csillagásznak terjedt ki a figyelme (1811) erre, de KATER angol kapitány volt az első, a ki az említett tételt az általa szerkesztett fordítós ingára gyakorlatilag alkalmazta.
Itt kell még fölemlítenünk, hogy HUYGHENS az inga segítségével meghatározta a nehézségi gyorsulást. Az egyidejű lengésekre vonatkozó vizsgálatai alkalmával azt találta, hogy az az idő, mely nagyon rövid ívben való lengésre megkívántatik, úgy viszonylik ahhoz az időhöz, mely alatt valamely test ugyanazon ingának kétszeres hosszúságán át szabadon esnék, mint a kör kerülete átmérőjéhez. A másodpercz-inga hosszúságát pedig már ismervén, eme tétel segítségével a gyorsulást könnyen meghatározhatta.
Látjuk, hogy HUYGHENS-nek az ingára vonatkozó vizsgálatai mennyi új ténynyel gazdagították a fizikát! Lássuk már most
ama vizsgálatait, melyekhez az ingára vonatkozók által vezéreltetett.
VIII.
A czentrifugális erő. –– A földgömb alakja.
Valamely test külső lökés folytán tétlensége miatt egyenes vonalban és egyenletesen mozog. Ha azonban valami módon arra kényszerítjük, hogy körben mozogjon (a legegyszerűbben az által, hogy az egyik végén megerősített fonálhoz kötjük), akkor irányától eltéríttetik; ezt az eltérést pedig csak valamely erő hozhatja létre. Mivel pedig az eltérítés folytonos, emez erőnek is folytonosnak kell lennie; továbbá, mivel a test a középponttól távozni törekszik, a mondott erő ellenében evvel egyenlő, de ellenkező irányú reakcziót fejt ki. HUYGHENS föladata az volt, hogy amaz erőt vagy a vele egyenlő reakcziót meghatározza.
HUYGHENS a kapott eredményeket a Horologium oscillatorium záradékában tette közzé, de a bebizonyításokat egy későbbi műre halasztotta, minélfogva azok csak a halála után megjelent műveiben tétettek közzé.
HUYGHENS itt először fejtett meg egy olyan föladatot, melynél a működő erő tényleg nem létesít mozgást, mert a czentrifugalis erő csupán csak irányváltoztató erő, s mint ilyen megakadályozza a testnek a középponttól való távozását, azaz bizonyos mozgás létrejöttét. (*) Ha a czentrifugális erő megszünnék, akkor a test az érintő irányában tovamozogna, tehát korlátlanúl kicsiny idő alatt a körtől kevéssé eltávoznék, s mivel épen ezek az eltávozások akadályoztatnak meg, HUYGHENS ezekből, mint az erő hatásaiból, az erő nagyságára következtetett. Mathematikai úton fölkereste amaz eltávozások, a testnek egyenletesnek fölvett sebessége és a kör sugara közötti összefüggést. Számításaiból kitűnt, hogy a szóban forgó erő egyenes viszonyban van a test sebességének négyzetével s fordított viszonyban van a kör sugarával.
A czentrifugális erőre vonatkozó eredmények is több fontos
(*) A mai fizikaoktatásban ezt az erőt centripetális erőnek nevezik. [NF]
vizsgálatot tettek lehetővé. HUYGHENS kifejtette a kúpos inga elméletét, azaz azon ingáét, melynek lengései nem mennek ugyanabban a síkban végbe. Ezt az ingát gyakorlatilag nem alkalmazta s csak JAMES WATT használta föl a gőzgépeknél regulátor gyanánt. Ujabb időkben használják olyan óraműveknél, melyek járásának egészen egyenletesnek kell lennie, mert a sík lengésű ingának időszakos visszatérései folytán a gépezet folyvást új meg új lökéseket kap.
A második eredmény, melyet HUYGHENS a czentrifugális erőre vonatkozó vizsgálataival elért, a Föld valódi alakjának meghatározása volt.
HUYGHENS idejéig a Föld alakját az ókori felfogás szerint tökéletes gömbnek tekintették; a régi fokmérések, melyeket SNELL-nél említettünk, mindannyian ebből a föltevésből indultak ki.
A XVII-ik század folyamában négy fokmérés hajtatott végre. Az első a NORWOOD-é, ki 1633-tól 1635-ig London és York között mért, de az eredményt maga is nagyon hibásnak mondotta. * A második fokmérés a már GALILEI-nél említett BLAUEW-é volt; a harmadikat, a GRIMALDI és RICCIOLI-ét, GRIMALDI-nál említettük. A negyedik mérést, melyre a SNELL és RICCIOLI eredményei közötti jelentékeny eltérés szolgált inditó okúl, XIV. Lajos rendeletére PICARD hajtotta végre (1669 és 1670-ben Amiens és Malvoisine között). Azonban eme mérések mind nagyon hibásak voltak, sőt a BLAUEW-éről még az is kérdéses, hogy egyáltalában végrehajtatott-e. ** A PICARD mérései sok tekintetben fontosak; ő szintén a SNELL módszerét, a triangulácziót alkalmazta; az ő szögmérő műszerei már fonálkeresztes messzelátókkal voltak ellátva, minélfogva az eredmény is pontosabb volt a megelőzőknél. PICARD szerint 1°=57060 toise. Ugyancsak PICARD volt az, ki Mesure de la terre, Paris, 1671
* MONTUCLA, i. m. II.
** POGGENDORFF, i. m p. 625.
czímű művében először adott kifejezést ama nézetnek, hogy a Föld forgása miatt a testeknek az egyenlítőnél lassabban kell esniök, mint a sarkok közelében, ennélfogva a Föld különböző pontjain a másodpercz-ingák sem lehetnek egyenlő hosszúak, de mivel efféle különbségeket sem ő, sem pedig az ugyan evvel a tárgygyal foglalkozó RÖMER nem észlelt, az egész dologgal többé nem törődött.
A másodpercz-inga hosszúságának változásait JEAN RICHER észlelte először. RICHER (megh. 1696. Párisban) a párisi akadémia megbízásából 1671-ben Cayennebe útazott, hogy ott a Nap és a Hold parallaxisára vonatkozó észleleteket tegyen; 1673-ban visszatért Párisba. RICHER azt tapasztalta, hogy az az ingás óra, melyet Párisból magával vitt, Cayenneben naponként 2 perczczel késett, minélfogva az ingáját, hogy az óra jól járjon 5/4 vonallal meg kellett kurtítania. Párisba visszatérve, ugyanaz az az óra két perczczel sietett, tehát az ingát ismét 5/4 vonallal meg kellett hosszabbítania.
Az akadémikusok ezen csodálkoztak s eleintén azt hitték, hogy RICHER tévedett, de midőn később mások is, kik Afrika partjain jártak, hasonló észleleteket tettek, jobb magyarázat hiányában azt mondották, hogy az órák késedelmének oka nem egyéb, mint a hő okozta kiterjedés, melyet az ingák a forró égöv alatt szenvedtek.
HUYGHENS átlátta, hogy az ingák hő okozta kiterjedése oly nagy különbséget semmi esetre sem hozhat létre. A mit PICARD csak gyanított, azt HUYGHENS a Discours de la cause de la pesanteur czímű művében határozottan kifejezte. Az itt kifejezett eszmékkel már párisi tartózkodása idejkben foglalkozott s művének első, bevezető részét Párisban dolgozta ki, de a második rész, melyben elméletét kifejté, csak angolországi harmadik útja után készült el. Művét 1690-ben Leydenben nyomatta ki.
Már említettük, hogy HUYGHENS angolországi harmadik útazása alkalmával NEWTON-nal értekezett, tehát NEWTON-nak a Föld alakjára vonatkozó nézetei előtte ismeretlenek nem
lehettek. NEWTON a dolgot általánosabb és helyesebb szempontból fogta föl, mint HUYGHENS, mivel ez utóbbi csak a Föld középpontját tekinté a nehézség székhelyéül, holott NEWTON a Föld mindegyik részét súlyosnak képzelte; továbbá meg kell jegyeznunk, hogy a híres Philosophia naturalis már 1687-ben tehát három évvel a HUYGHENS Discours-ja előtt jelent meg, tehát HUYGHENS a publikáczióval elkésett és ha a prioritásra minden áron súlyt akarnánk fektetni, akkor tulajdonképen érdeme csak indirekt volna, a mennyiben a Föld alakjának a gömbtől való eltérését az általa föltalált ingás órák segítségével lehetett fölismerni.
HUYGHENS önálló elmélkedés útján arra az eredményre jutott, hogy a nehézségi erőnek az egyenlítő felé fogyatkoznia kell, mert az egyenlítőhöz közelebb eső pontok nagyobb köröket írván le, sebességük, tehát czentrifugális erejük is nagyobb; de a czentrifugális erő hatása még azért is növekszik az egyenlítő felé, mert ezt az erőt függélyes és érintős alkotóra bonthatjuk, s az első, a nehézség ellen működő alkotó annál nagyobb, mennél közelebb fekszik az illető pont az egyenlítőhöz, míg végre az egyenlítőnél az összes czentrifugális erő kisebbíti a nehézségi erőt. (*)
Evvel az elmélkedéssel a másodperczinga hosszúságának változásai már meg lettek volna magyarázva, de HUYGHENS még tovább ment s a czentrifugális erő hatásaiból a Föld alakjára következtetett. Szerinte emez erőnek érintős alkotója, mely ellen a nehézségi erő nem működik, a tengerek vizét az érintő felé nyomja, tehát az egyenlítőnél legalább is a tengereknek föl kell duzzadniok, mivel pedig a szárazföld emelkedései a Föld méreteihez képest elenyészők, a szárazföld fölszínének es a tengerenek ugyanaz az alakja van, tehát az egész Föld az egyenlítő felé kidomborodik. A Föld alakját pontosan meghatározandó, HUYGHENS kiszámította a czentrifugális erő nagyságát az egyenlítőre nézve, s ez erőből pedig a Föld tengelyének az egyenlítő sugarához való viszonyára következtetett. Ámbár
(*) Ezt az erőt ma is így nevezzük. A centripetális erőről akkor beszélünk, amikor a körmozgást kívülről írjuk le, míg emezzel a körmozgást végző test szemszögéből jellemezzük a folyamatot. [NF]
HUYGHENS számítása s még inkább a Földnek általa levezetett alakja a valóságnak nem felel meg, mégis az övé az érdem, hogy eme meghatározásokra ő tette meg az első lépést.
IX.
Az ütközés. – Az eleven erő megmaradásának elve.
HUYGHENS-nek mechanikai dolgozatai, melyekről eddig szólottunk, változatosságuk és alaki különféleségük daczára az inga elmélete körül csoportosíthatók, vagy avval kapcsolatba hozhatók. Most még mechanikai vizsgálatainak másik csoportjáról, az ütközés elméletéről kell megemlékeznünk.
Itt ugyan meg kell osztania a föltalálás dicsőségét két jeles kortársával, WALLIS és WREN-nel; de ez a körülmény érdemeiből mitsem vonhat le, annál kevésbbé, mivel ő az ütközés problémáját igen fontos elméleti fejtegetésekkel tudta kapcsolatba hozni.
GALILEI volt az első, a ki az ütközés elméletével foglalkozott. Mindamellett, hogy az ütközés törvényeit nem vezette le, mégis egypár helyes és elvileg jelentős észrevételt tett. Szerinte az ütközés erélye a sebességek különbségétől s az ütköző testek súlyától függ; az ütközés erélye tehát a legnagyobb, ha két test ellenkező irányú egyenlő sebességekkel találkozik. Az ütközés eredményét statikai szempontból, t. i. mint a testeknek egymásra gyakorolt nyomását fogta föl; a rugalmas testeknél fellépő dinamikai eredményt vagy épen az erőknek molekulaközi erőkké való átalakulását figyelembe nem vette. Rugalmatlan testeknél az ütközés eredménye nyugvás is lehet, s mivel ekkor az ütközés megtörténte után a nyomások is megszűnnek, GALILEI az erők hatásaiban tovább eligazodni nem bírt, s fejtegetéseiben megállapodott, a nélkül, hogy a törvényeket levezette volna. Az ütközés erélyére vonatkozó nézetei általában véve hatástalanok maradtak, közülök csak egyet méltattak kiváló figyelemre, tudniillik azt, mely szerint az ütközés
ereje a nyugvó súly erejéhez (peso morto) képest végtelen nagy, mert az utóbbinak nincs semmi sebessége. Evvel megfelelt volna amaz antik kérdésre, hogy valamely ékre gyakorolt kicsiny ütésnek miért van sokkal nagyobb hatása, mint az ék egyszerű megterhelésének.*
DESCARTES volt az első, a ki ütközési törvényeket levezetett, hogy azonban mily helytelenek voltak eredményei, azt az illető helyen már fölemlítettük. Azonban DESCARTES eljárása az elmélet fejlődése szempontjából mégis fontos. Ő azt a helyes elvet állította föl, hogy a mozgásmennyiségek összege állandó, de mivel még eleget akart tenni egy egészen hamis mechanikai alaptörvénynek, a helyes elvet helytelenül alkalmazta. Az ütközésnél a mozgások irányát kellő figyelemre nem méltatta; szerinte valamely visszavert testnek már előre is avval a képességgel kellett volna birnia, hogy irányát megváltoztathassa a nélkül, hogy ehhez az irányváltoztatáshoz az erők és irányok kombinácziója szükségeltetnék. Rugalmas és rugalmatlan testek között különbséget nem tett, s csupán a szilárd és a cseppfolyós halmazállapot közötti különbségre gondolt. **
BORELLI-nek az ütközésre vonatkozó művében előterjesztett vizsgálatai sem a tárgyalás újságában, sem pedig az eredményekben az ütközés elméletén mit sem lendítettek. Így állottak a dolgok, midőn a Royal Society 1668-ban tagjait fölszólítá, hogy az ütközés elméletével foglalkoznának. A fölszólításnak volt eredménye, mert a problémát egyszerre három tudós oldotta meg, nevezetesen WALLIS, WREN és HUYGHENS. Az első csak a rugalmatlan, a két utóbbi pedig csak a rugalmas testek ütközését tágyalta.
JOHN WALLIS (1616–1703) az oxfordi egyetemen a mathematika professzora volt és számos mathematikai értekezést és művet írt; ezek közül némelyek nagy hírre vergődtek. E mellett
* DÜHRING, i. m. pp. 155, 225.
** DÜHRING, i. m. p. 159.
a theológiával és filozófiával is foglalkozott. A ki a felsőbb mathematika tanfolyamát hallgatta, emlékezni fog arra a képletére, mely a LUDOLPH-féle számot fejezi ki.
CHRISTOPHER WREN (1632–1723) szintén a mathematika tanára volt, még pedig eleintén a londoni Gresham-college-n, később pedig az oxfordi egyetemen. WREN is igen sok értekezést írt, azonban mint műépítő még híresebb volt; 1668 és 1718 között mintegy 60 templomot és más nyilvános épületet épített; ezek között bizonyára a legnevezetesebb a londoni Szt. Pál-templom, melyet a saját tervei szerint 35 év lefolyása alatt épített.
WALLIS és WREN dolgozataikat 1668-ban, HUYGHENS pedig 1669-ben adta be a Royal Society titkárának, OLDENBOURG-nak, a ki, midőn a munkálatokat nyilvánosságra hozta, nem is késett, hogy kijelentse, miszerint azok egymástól teljesen függetlenek. WALLIS csakis a rugalmatlan testek ütközését tárgyalta, s az ütközést középpontinak föltételezve, a föladatot teljesen megfejtette. De épen azért, mert a rugalmas testekre figyelme nem terjedt ki, tulajdonképen csak WREN-t tekinthetjük HUYGHENS konkurrensének. HUYGHENS, épen úgy mint WREN, munkáját bizonyítások nélkül adta be, s az elméletet részletesen csak később dolgozta ki, de az a többi hátrahagyott irataival együtt csak halála után jelent meg. (De motu corporum percussione czím alatt.)
Mind a WREN, mind pedig a HUYGHENS munkája, különösen pedig az utóbbié, csín és rövidség által tűnik ki. Az ütközést középpontinak föltételezve, mind a ketten meghatározták a testek ütközés utáni sebességét, mi által a föladat teljesen meg volt fejtve. Az eredményeket ezután többen kísérletileg is igazolták; MARIOTTE ütköző gépét már említettük. WREN maga is, mielőtt eredményeit közzé tette volna, helyességökről ingákkal végrehajtott kísérletek által győződött meg.
HUYGHENS-nek eme tárgyra vonatkozó műve elméleti szempontból még fontosabb; mert abban fejtette ki, bár nem a leg-
általánosabb alakban, az elméleti mechanikának egyik általános elvét, az eleven erők megmaradásának elvét, sőt mondhatjuk, hogy megvetette alapját az egész fizika legáltalánosabb elvének, t. i. az erő megmaradása elvének.
Említettük, hogy HUYGHENS a lengésközéppont elméletét arra a föltevésre alapította, hogy "ha tetszőleges súlyok nehézségöknél fogva mozogni kezdenek, közös súlypontjuk nem emelkedhetik föl magasabbra, mint a milyen magasan a mozgás kezdetén volt". Ezt az elvet az ingára alkalmazva, annak lehetőségét, hogy az inga magasabbra emelkedjék föl, mint a mekkora magasságon át esett, kizárta; mert különben a nagyobb magasságra való fölemelésére megkívántató erőnek semmiből kellett volna létrejönnie. Az ütközést tárgyaló művének 11-dik propozícziójában pedig már mathematikailag kifejezi, hogy a tömegeknek a sebességeik négyzetével való szorzata az ütközés előtt akkora, mint az ütközés után. Ez pedig az eleven erők megmaradását fejezi ki.
HUYGHENS-nek elve, melyet valószínűleg GALILEI nézeteiből merített,* nem egyéb, mint kibővítése GALILEI ama tételének, hogy egy szabadon eső golyónak vagy az inga golyójának a legmélyebb pontban elért sebessége akkora indítást (impeto) képvisel, mely a golyót ugyanarra a magasságra képes fölemelni. Nyilván való, hogy GALILEI a kifejezett tételt csak kísérleti eredményeiből vezette le, holott HUYGHENS az ő tételét mint elvet előre fölállította s nem csak az ingára, hanem még egy másik dinamikai föladatra, az ütközésre is fölhasználta. Hogy HUYGHENS tételének elvi jelentősségét teljesen átértette, az már abból is következik, hogy ő azt állította, miszerint a szilárd és cseppfolyós testekre egyaránt érvényes és az örök mozgás lehetőségét általánosan kizárja.
Egyébiránt megjegyzendő, hogy HUYGHENS az "eleven erő" kifejezését nem ismerte. Ez a kifejezés LEIBNITZ-től ered, ki
* LAGRANGE, Méch. anal. (1788, p. 173.
támaszkodva GALILEI-nek ama nézetére, mely szerint az ütközés ereje a nyugvó súlyéhoz képest végtelen nagy, az erőnek a tömeg és a sebesség négyzete által kifejezett dinamikai működését a "holt erőtől" vagyis a nyomástól és húzástól, tehát az erő statikai működésétől megkülönböztetni akarta. A két kifejezés közül az egyik, a "holt erő", ominózus [jóslatszerű] volt, mert a mechanikából csakugyan kihalt; holott a másik, persze, hogy nem a LEIBNITZ-féle metafizikai, hanem reális értelemben még jelenleg is divatozik.
HUYGHENS-nek eddigelé vázolt tevékenységéből két dolog magaslik ki: az ingák és az ütközés elmélete. Láttuk, hogy ez a két elmélet minő eszmelánczolatot szült, s hogy eme lánczolat egyes tagjai önmagukban véve is mily jelentősek. Azok az eredmények, melyeket a mechanika terén elért, bizonyára elegendők volnának, hogy nevének mind az elméleti, mind pedig a kísérleti fizikában minden időkre díszes helyet jelöljenek ki.
Azonban föladatunkat még korántsem végeztük el, a legszebb része még hátra van. Szólanunk kell még HUYGHENS fényelméletéről, lángeszének emez egyik legjelesebb termékéről, melynek emlékét Traité de la lumière czímű, 1690-ben, Leydenben megjelent művében bírjuk. Ez a csekély terjedelmű könyv (mely latinra fordítva hátrahagyott iratai között jelent meg) avatja föl őt megalapítójává annak a fényelméletnek, mely hosszú mellőzés után az újkor első rangú fizikusainak kezei között a fizika egyik legszebb elméletévé fejlődött.
X.
A hullámelméletet elősegítő újabb kísérleti tények. – Huyghens elmélete. – A polározódás.
HUYGHENS elmélete két nevezetes fölfedezésre támaszkodik s ezekkel szoros kapcsolatban van. Az egyik a kettős törés, a másik pedig a fény-terjedés sebességének fölfedezése. HUY-
GHENS említett munkája e két kísérleti tény méltatásával kezdődik.*
A kettős törést a dán ERASMUS BARTHOLINUS fedezte föl. ERASMUS 1625-ben Roeskildeben született; a kopenhágai egyetemen a mathematika és az orvosi tudományok tanára volt, s mint ilyen 1698-ban halt meg. Nevét az Experimenta crystalli Islandici disdiaclastica, Amstelodami, 1670. czímű művében örökítette meg. Ebben írta le a mészpáton tett híres fölfedezését, a kettős törést. Ő azt az addig ismeretlen ásványt Izland szigetéről érkező dán kereskedőtől kapta. ERASMUS azonnal észrevette, hogy a tárgyak a mészpát-romboéderen át duplán látszanak, miből azt következtette, hogy a mészpát a fényt kettősen töri. Fzt a feltűnő tüneményt közelebbről megvizsgálván, arra az eredményre jutott, hogy az egyik sugár követi a SNELL törési törvényét, ellenben a másik, melyet mozgó sugár-nak nevezett, attól eltér. Azonban ez utóbbi sugár törésének törvényét megállapítani nem tudta; a polározódás is ismeretlen volt előtte.
A másik nem kevésbbé fontos fölfedezést RÖMER tette. Azonban meg kell jegyeznünk, hogy a fénysebesség mérésének eszméjében az elsőbbség GALILEI-t illeti, a ki nemcsak belátta, hogy a fénynek tovaterjedésére bizonyos időre van szüksége, hanem a sebesség mérésére még a következő módszert is ajánlotta: Két észlelő egymástól nagyobb távolságban rekeszszel elzárható lámpákat állít föl; először mind a ketten a rekeszszel a lámpájukat elsötétítik, ezután az első észlelő a rekeszt hirtelen félre húzza, s ugyanezt teszi a második észlelő is abban a pillanatban, melyben az első észlelő lámpájának fényét észrevette. Az első észlelőnek most csak azt az időt kell megmérnie, mely a lámpája rekeszének félretolása és a második észlelő lámpájának megpillantása között eltelik; ez lesz az az idő,
* Fejtegetéseink alapjáúl a latin fordítás (Tractatus de lumine) szolgált.
mely alatt a fény a két észlelő közötti távolságot kétszer átfutotta. *
Az acc. del cimento tagjai a GALILEI ajánlotta kisérletet valóban végrehajtották. Könnyű belátni, hogy evvel az elvben egészen helyes, de a kivitelben annál impraktikusabb módszerrel semmi tényleges eredményt el nem értek. A kísérletnek csak az a haszna volt, hogy az akadémikusok meggyőződtek, hogy a fény sebessége rendkívül nagy, vagy legalább is sokkal nagyobb, semhogy azt ilyen primitiv módszerekkel meghatározni lehetne.
A fény sebességének első, még pedig asztronómiai meghatározásat RÖMER-nek köszönhetjük. A szintén dán OLAF RÖMER (1614–1710), ERASMUS tanítványa, a párisi akadémiának tevékeny tagja, utóbb pedig a kopenhágai csillagvizsgáló igazgatója volt. 1705-ben Kopenhága városa polgármesterévé megválasztatván, a tudományokkal többé nem foglalkozott.
RÖMER és DOMENICO CASSINI azt tapasztalták, hogy az elsó Jupiter-holdnak fogyatkozásai nem következnek be egyenlő periodusokban, hanem hogy e periodusok kisebbednek, ha a Föld a Jupiterhez közeledik, és nagyobbodnak, ha a Föld a Jupitertől távozik. Ebből azt következtették, hogy a fénynek, míg a Jupitertől a Földig eljut, bizonyos időre van szüksége; nagyobb időre, ha a két égitest egymástól távolabb van, és kisebbre, ha egymáshoz közelebb van. De mivel a többi Jupiter-holdnál a fogyatkozások periodusaiban efféle változásokat nem észleltek, CASSINI e tüneményt és a belőle vonható következményeket tovább nem fürkészte.
Azonban RÖMER az észleleteket folytatta s mindinkább megszilárdúlt benne az a gondolat, hogy a fény sebessége a Föld sebességéhez képest nem végtelen nagy, és hogy a tett észleletekből ama sebesség meghatározható volna. 1676 nov. 9-én azt vette észre, hogy a fogyatkozás 10 másodperczczel
* Discorsi, Giorn. prima, Leida, 1638, p. 43.
később állott be, mint ugyancsak 1676 augusztus havában, s ez a föltűnő eltéres arra késztette őt, hogy hozzá fogjon a számításokhoz, melyeknek eredménye az volt, hogy a fény sebessége másodperczenként 42000 mérföld.
RÖMER nézetei és számításai a párisi akadémikusoknak nem igen tetszettek, sőt még CASSINI is kedvezőtlenűl nyilatkozott róluk. Némelyek tudományos ellenvetéseket tettek, a cartéziánus többségnek pedig azért nem tetszettek, mert DESCARTES fényelméletével ellenkeztek.
A két fölfedezés, melyekről az imént szólottunk, HUYGHENS optikájában fontos tényezőkként szerepelnek. Míg ERASMUS fölfedezése a HUYGHENS vizsgálatait külső terjedelemben bővítette, illetőleg alkalmat adott arra, hogy HUYGHENS elméletét hathatós próbakőre tehesse, addig a RÖMER fölfedezése vizsgálatainak egyik elvi kiinduló pontja volt, mert a fény szukczessziv és nem pillanatnyi terjedésének föltétele egyik sarkpontja a HUYGHENS elméletének.
Mielőtt HUYGHENS elméletére térnénk, még előfutóira akarunk emlékeztetni. A HUYGHENS idejéig számbavehető tudósoknak, nevezetesen GRIMALDI és HOOKE-nak nézeteit már fejtegettük. DESCARTES-nak, ha a sugártörés törvényének föltalálását tőle elvitatni akarnók, a hullámelmélet megalapítása körül még indirekt érdemei sem volnának. Volt azonban egy másik franczia fizikus, PARDIES jezsuita (1636–1673), ki szintén igényt tarthat arra, hogy HUYGHENS előfutójának tekintessék, még pedig jogosabban mint GRIMALDI és HOOKE. PARDIES, a filozófiában DESCARTES ellenfele, Clermontban a mathematika tanára volt. A fényelméletre vonatkozó nézeteit ő maga nem adta elő, hanem csak halála után ANGO nevű jezsuita terjesztette elő azokat L'Optique divisée en trois livres etc. Paris 1682. czímű művében. ANGO-nak munkájában olyan megjegyzések vannak, melyek egészen megfelelnek a hullámelméletnek. A fényrezgéseket az inga lengéseihez hasonlítja, majd ismét azt mondja, hogy azok hasonlók azokhoz a rezgésekhez, melyek a víz fölüle-
tén keletkeznek, ha a vízbe követ ejtünk; továbbá határozottan kifejezi, hogy a fény az éternek szukczessziv hullámai által terjed, úgy, miként a hang a levegőben. A visszaverődés és törés elmélete ANGO-nál még nagyon hiányos ugyan, de egyik megjegyzése egészen helyes és jelenleg is teljes érvényű: a sík hullámnak a törés után megfelel egy másik sík hullám, mely nem egyéb, mint mértani helye mindazoknak a pontoknak, melyekbe, a fénypontból kiinduló rezgések egyidejűleg érkeznek, s az utóbbi síkhullámra vont függélyes kijelöli a megtört sugár irányát. Eme föltevésekkel a sugártörés törvénye bár nem szigorúan, de nagyon észszerűen vezethető le.* Még megjegyezhetjük, hogy PARDIES-nek a hullámelméletével NEWTON-nal szemben igaza volt ugyan, de nem volt igaza a színszórás elmélete dolgában, mivel a NEWTON elméletét, bár a GRIMALDI és HOOKE nézeteire támaszkodva, annál jobbat fölállítani nem tudott, elvetette.
Így állottak a dolgok, midőn HUYGHENS a hullámelmélet megalapításához fogott. Láttuk, hogy ő előtte már többen voltak, kiknek a tárgyról egészen helyes nézeteik voltak, s HUYGHENS maga sem állította, hogy elmélete minden ízében új és eredeti, sőt maga mondja, hogy PARDIES kéziratai a kezei között megfordúltak. HUYGHENS előfutóinak nézeteit figyelmére méltatta és sok irányban rájuk támaszkodott. És ha mégis HUYGHENS-t nevezzük a hullámelmélet megalapítójának, ezt azért teszszük, mivel ez az elmélet csak az ő kezei között fejlődött ki valóságos elméletté, azaz olyanná, melylyel az ő korában ismert fénytünemények mindegyike kimagyarázható lett volna.
HUYGHENS elmélete lényegében a következő. Támaszkodva a RÖMER fölfedezésére, alapúl elfogadja a fény szukczessziv terjedését, még pedig oly formán, hogy a világító testnek minden egyes részecskéje alá van vetve rezgő mozgásnak, tehát a fény nem úgy keletkezik mint a hang, a melynél a hangzó test
* VERDET, Leçons d'Optique physique, I. p. 30.
részecskéi együttesen rezegnek. A rezgések igen finom anyagban, az éterben terjednek tova; az éter jelenlétére a fény rendkívüli sebessége utal. A rezgések szukczessziv terjedését szellemes és találó hasonlattal magyarázza: az éter részecskéivel ugyanaz történik, a mi az egyenlő nagyságú rugalmas golyók sorával történik; ha ezt a sort egy rugalmas (a többivel egyenlő) golyó megüti, a sor végén csak egy golyó ugrik el, tehát az egyes impulzusok véges időben mentek át minden egyes golyóról a következőre, mert ha az impulzusok pillanatnyilag terjedtek volna, az egész sornak ki kellett volna mozdulnia helyéből. Ha a sor mindkét végét két egyenlő nagy, egyenlő és ellenkező sebességű golyó üti meg, az ütő golyók az ütközés előtti sebességükkel visszapattannak, maga a sor pedig nyugalomban marad, tehát a rugalmas közegben két impulzus ellenkező irányban egyszerre terjedhet. Ez utóbbi ténynyel megmagyarázza azt, a mi a fény elméletével eddig foglalkozó fizikusokat mindig meglepte, hogy t. i. szűk nyiláson számtalan fénysugár hatolhat át, a nélkül, hogy egymást zavarnák.
Az elmélet alapját ekként megvetvén, HUYGHENS a fény egyenes vonalú terjedését, visszaverődését és törését egy és ugyanazon elvre, a burkoló hullámok elvére vezeti vissza.* Ha valamely fénypontból izotróp közegben a gömbalakú hullám bizonyos távolságig eljutott, akkor a hullámfölület minden egyes pontját új fénypontnak tekinthetjük, mely fénypontokból új gömbhullámok indulnak ki: bizonyos idő mulva ezeket az egyenlő sugarú gömböket új gömbfelület burkolja, olyan gömbfelület, melynek középpontja az eredeti fénypont. HUYGHENS mármost arra törekszik, hogy kimutassa, miszerint csupán a burkoló fölületen van jelentős mozgás; de ennek okát csak abban találja, hogy a burkoló fölület létrehozatalára valamennyi elemi hullám működött közre. Evvel az elmélkedéssel, mely, mint HUYGHENS maga is belátta, korántsem szigorú,
* Opera reliqua, I. p. 16.
mégis igazolva találta azt, hogy miért van csupán csak ott jelentős rezgő mozgás, a hova a rezgések egyidejűleg jutnak el, mit ANGO is állított, de a mint HUYGHENS megjegyezte, nem bizonyított be. HUYGHENS elmélkedése a tünemények bizonyos csoportjánál elfogadható ugyan, de elégtelenné válik, ha oly tüneményekről van szó, melyeknél a hullámfölület egyes pontjából kiinduló elemi hullámokat is figyelembe kell venni. Újabb időben WEBER testvérek (Ernő és Vilmos) törekedtek, hogy amaz elmélkedést kísérleti úton igazolják.*
HUYGHENS elméletének még az a hiánya is van, hogy a fénypontnak csak egyetlen egy impulzusa által előidézett hullámmal törődik; hogy aztán miként következnek a hullámok egymásra, avval nem gondol. Ennélfogva nem kell csodálkoznunk azon, hogy HUYGHENS azokat a fénytüneményeket, melyek éppen a hullámok egymásután való következéséből erednek, nevezetesen az interferenczia tüneményeit, egészen elejtette.
Úgy látszik, hogy a burkoló hullámok elvével a hullámok terjedésének magyarázatát fölöslegesen komplikáljuk, azonban bizonyos esetekben evvel az elvvel a tünemények magyarázatát rendkívül egyszerüsíthetjük. S valóban, HUYGHENS evvel az elvvel a fény egyenes vonalú terjedését, a visszaverődést és a törést teljesen kimagyarázza. A visszaverő és törő fölületet síknak veszi ugyan, de az elmélet tetszőleges fölületre általánosítható.
Továbbá ugyanez az elv vezette HUYGHENS-t a kettős törés törvényeinek fölfedezésére. A fénysugár, mely a mészpátra esik, két sugárra oszlik; HUYGHENS a két sugár törési viszonyait megvizsgálván, azt tapasztalta, hogy a rendes sugár követi a SNELL törvényeit, holott a rendkívüli sugár ezektől eltér, s iránya a beeső sugár irányától és a beesés síkja helyzetétől függ, tehát változó. HUYGHENS átlátta, hogy a burkoló hullámok elve nem
* Wellenlehre, Leipzig, 1825.
izotróp közegre is érvényes, azaz oly közegre is, melyben a hullámfölület nem gömb, hanem más fölület;* itt a hullámfölület minden egyes pontjából szintén elemi hullámok indulnak ki, s ezek bizonyos idő után megfelelő fölület által burkoltatnak. Az elméletnek emez általánosításával a kísérleti eredmények figyelembe vétele mellett azt találta, hogy a rendkívüli sugárnak megfelelő hullámfölület nem gömb, hanem forgásbeli ellipszoid, melynek forgástengelye párhuzamos a kristály főtengelyével, vagy egy evvel párhuzamos vonallal. Bátran mondhatjuk, hogy az elmélet nélkül, tehát csupán csak a kísérleti eredményekből, ezt a törvényt sem HUYGHENS, sem más valaki nem találhatta volna föl.
HUYGHENS elmélete segítségével megmutatta, hogy miként lehet a beeső sugárnak megfelelő megtört sugarat, mind az izotróp, mind pedig a nem izotróp közegre nézve megszerkeszteni.** Az utóbbi szerkesztés csak az egy optikai tengelyű kristályokra vonatkozott, mert a mészpáton kívül más kettősen törő anyag nem volt ismeretes. HUYGHENS később fölfedezte ugyan, hogy a kvarcz-kristályok is kettős törők, de ezek is egytengelyesek. A jelen század elejéig a mészpáton és a kvarczon kívül más kettős törő anyagot nem is ismertek.
HUYGHENS-nek a mészpáttal tett nagyszabású elméleti fölfedezése kedvező alkalmat nyujt, hogy az ugyanavval a testtel tett másik kísérleti fölfedezéséről, a polározódásról szóljunk. Evvel az optikát egy egészen új tüneménynyel gazdagította, oly tüneménynyel, mely később, igaz hogy csak hosszú idő mulva, épen a hullámelmélet fejlődésére a legnagyobb befolyást vala gyakorlandó.
HUYGHENS két mészpát-romboédert úgy tett egymás mellé, hogy a fénynek, miután az egyiket már átjárta, a másikra kellett esnie. Ekkor azt tapasztalta, hogy ha a romboéderek főmet-
* Opera. reliqua, I. p. 47.
** Opera reliqua, I. p. 50 és folyt.
szetei* párhuzamosak voltak, az első romboéder szétosztotta sugarak a másodikon változatlanúl átmentek, azaz a rendes sugár megmaradt rendesnek, a rendkívüli pedig rendkívülinek, s nem oszoltak újra két-két sugárra. Ellenben, ha a főmetszetek egymásra függélyesek voltak, a rendes sugár, mely az első romboéderből kilépett, a másodikban rendkívülivé, az első romboéder rendkívüli sugara pedig a másodikban rendessé vált. A közbenső helyzetekben az első romboéderből kilépő két sugár mindegyike a másodikban ismét két-két sugárra oszlott; ez által négy kép keletkezett, s e képek fényerőssége a főmetszetek képezte szöggel együtt változott.
HUYGHENS nem volt képes eme tüneményeket kimagyarázni, de az ő fényelmélete erre a czélra különben sem lett volna elégséges, mert ő a hullámokat longitudinálisoknak, tehát a hanghullámokhoz hasonlóknak képzelte. A polározódás és a tranverzális hullámok elmélete csak majdnem másfél század mulva talált ápoló kezekre, midőn t. i. MALUS a reflexió előidézte polározódást fedezvén föl, a HUYGHENS kísérletét, s evvel kapcsolatban FRESNEL pedig a HOOKE hipothézisét elevenítette föl.
Másképen áll a dolog a diffrakczióval; ennek elmélete a a transverzális hullámok nélkül is kifejthető. Azonban HUYGHENS-re nézve ez a tünemény egészen idegen maradt, mivel, mint említettük, ő mindig csak egy hullámot vett figyelembe, a hullámok egymásra való következésével s az ebből vonható következtetésekkel nem törődött, minek folytán a GRIMALDI fölfedezésén még a HUYGHENS elmélete sem lendített semmit. A diffrakczió tüneményeit mindössze is az átlátszatlan testek szélei által előidézett inflexiónak tulajdonították, s ez a fölfogás egészen a YOUNG idejéig uralkodott.
* Sectio praecipua, az a sík, mely a romboéder két átellenes rombusának rövidebb átszögellőin van átvetve, s mely sík e szerint magában foglalja a kristály tengelyét.
330
XI. Ha HUYGHENS-nek az optikában elért eredményeit áttekintjük, mondhatjuk, hogy három tüneménynek, nevezetesen a visszaverődésnek, az egyszerű törésnek és a kettős törésnek (a mennyiben ez utóbbi tünemény ismeretes volt) elméletét teljesen kifejtette. A többi fénytüneményt, melyek az ő korában ismeretesek valának, nevezetesen a színszórást, a vékony lemezek színeit, a diffrakcziót és a polározódást ő nem fejtegette; pedig a polározódás kivételével a többit mind tárgyalhatta volna. Hogy ezt még sem tette, annak oka egyrészt elméletének jeleztük hiányaiban, de másrészt – mint ezt talán alaposan föltehetjük – abban a körülményben rejlik, hogy ő, ki a fizika többi ágait, továbbá az asztronómiát és a mathematikát is oly sok és oly fontos ténynyel gazdagította, a mondott tünemények fejtegetésére már csak idő hiánya miatt sem terjeszkedhetett ki. Mégis HUYGHENS érdemeinek előterjesztése még vázlatban is hiányos volna, hit a meteorologiai optikában végrehajtott vizsgálatait hallgatással mellőznők. MARIOTTE-nál említettük, hogy a XVII-ik században a melléknapok és az udvarok szorgalmasan észleltettek, s ez által a fizikusok figyelme ama tüneményekre az addiginál nagyobb mértékben terjedt ki. DESCARTES volt az első, ki azt a nézetet fejezte ki, hogy ama tünemények oly módon keletkeznek, hogy a Nap fénye a levegőben levő jégtűk vagy jégcsillagocskák által megtöretik és visszaveretik, de a tüneményeket elméletileg nem magyarázta meg. HUYGHENS e tárgyra részint az észleletek, részint pedig a DESCARTES eszméje által figyelmessé tétetvén, az udvarok és melléknapok elméleti magyarázatának kifejtéséhez fogott. HUYGHENS föltette, hogy a levegőben apró jéggömböcskék lebegnek, s hogy a gömböcskéknek átlátszatlan magjuk van, az átlátszó kéreg a fényt a SNELL törvénye szerint töri.* HUYGHENS kiszámította, hogy az átlátszatlan mag átmérőjének mily viszonyban kell lennie az átlátszó gömb átmérőjéhez, hogy az elméleti eredmény a tapasztalással megegyezzék. A melléknapok keletkezését jéghengereknek tulajdonította.** HUYGHENS elmélete, mindamellett hogy nagyon hiányos volt, elismerést érdemel, nemcsak azért, mivel az első volt, hanem azért is, mivel tökéletesebb elméletnek útját egyengette. S valóban, HUYGHENS elmélete késztette MARIOTTE-ot, hogy eme tárgygyal foglalkozzék. Mindenesetre nagyon sajátságos jelenség, hogy HUYGHENS-nek az imént említett nagyon tökéletlen elmélete egyik kortársára azonnal buzdítólag hatott, s az elmélet további fejlődésére közvetetlen befolyással volt, holott a hasonlíthatatlanúl tökéletesebb és jóval fontosabb hullámelméletre kedvezőtlen sors várakozott. A kisérleti eredmények, melyekre HUYGHENS elméletét alkalmazta, magával az elmélettel oly szép összehangzásban valának, hogy méltán várhatta volna, hogy elmélete közelismerésben fog részesülni, és hogy a tudományra nézve oly mozgalmas korban, minő a XVII-ik század második fele volt, minél rövidebb idő alatt még fényesebb eredményeket fog szülni. Azonban a szép elméletre mindezek helyett mellőzés, sőt igazságtalan támadások vártak. S mivel HUYGHENS többi fölfedezései neki nemcsak hogy elismerést és dicsőséget szereztek, hanem egyesek azokat még meg is irigyelték, elannyira, hogy azokat magukhoz ragadni akarták: méltán kérdezhetjük, mily körülmények működtek közre, hogy a HUYGHENS többi elméleteivel egyrangú, sőt a következményeiben sokkal termékenyebb hullámelmélet nem részesült hasonló sorsban? Egy történelmi egyszerű tény erre a kérdésre teljesen * Opuscula posthuma, II. p. 6. megfelel. 1672-ben, tehát jóval a Traité de la lumière megjelenése előtt, NEWTON, HUYGHENS-nek nagyhírű és nagytekintélyű kortársa, közzétette volt a fény emissziós elméletét, mely a hullámelmélettel homlokegyenest ellenkezett. S mivel NEWTON már 1687-ben a gravitáczió elmélete által dicsősége tetőpontjára jutot, nem csoda, hogy kortársai az ő fényelméletét is lelkesedéssel fogadták, s a nélkül, hogy azt közelebbről megvizsgálták volna, mint csalhatatlan tant fogadták el. Mikor HUYGHENS a hullámelmélettel föllépett, a NEWTON elmélete már a hívők egész seregével rendelkezett s annyira befészkelte magát, hogy talán még akkor sem lehetett volna kiirtani, ha róla maga a szerzője levette volna kezét. De ilyesmit NEWTON soha sem tett, mit különben az elért külső siker után várni nem is lehetett; sőt midőn NEWTON tapasztalta, hogy az emissziós elmélet a kettős töréssel sehogy sem hozható összhangba, inkább téves magyarázatot állított föl, semhogy elméletét föladta volna. A NEWTON utáni korszakban alig mert volna valaki az emissziós elmélet ellen kikelni, mert minden támadás a newtoni tekintély ellen irányzottnak tekintetett volna; igaz, hogy, nem is akadt senki, a ki a két elmélet alapos összehasonlításából ily támadáshoz megkívántató fegyvereket kovácsolt volna. Pedig ilyen fegyvert maga NEWTON adott volna a támadók kezébe, mert a színgyűrűkre vonatkozó vizsgálataival világosan kitűntette, hogy az optikai tüneményekben a fény periodiczitásának okvetetlenül nagy szerepe van, s ez által a hullámelmélet ügyén, talán nem a tudtán kívül, nagyot lendített. A NEWTON vizsgálatai okvetetlenűl arra kényszerítették volna a hullámelmélet híveit, hit ilyenek lettek volna, hogy a HUYGHENS mulasztását pótolják, azaz, hogy föltegyék, miszerint a fényhullámok nem függetlenek egymástól, hanem a fénypontból kiindulván, bizonyos törvény szerint következnek egymásra. Csak a mult század közepén akadt a hullámelméletnek pártfogója, a legnagyobb német mathematikusnak, EULER-nek (1707–1783) személyében. Azonban EULER a kísérleti fizikában nem igen lévén járatos, a dolognak inkább csak a mathematikai oldalát vette tekintetbe, s inkább csak a NEWTON elméletéből folyó következetlenségeket mutatta ki, de a hullámelméletet az ellene intézett támadások ellen a kellőképen megvédelmezni nem tudta. Különben EULER maga is nagyon ingadozott, mit a legjobban át fogunk látni, ha elméletét röviden áttekintjük. EULER mondotta ki először, hogy épen úgy mint a hanghullámok, a fényhullámok is periodusosak; hogy a fény színe a rezgési időtől függ; azaz, hogy a fénynél a szín ugyanaz, a mi a hangnál a magasság. Hogy evvel a föltevéssel a színgyűrűket kimagyarázza, a vékony lemezek között a színeket úgy keletkezteti, miként a hang a nyílt sípokban keletkezik; a lemezek között az éternek ugyanaz a szerepe van, mint a levegőnek a sípokban. Valamint bizonyos magasságú hang csak megfelelő hosszúságú sípban keletkezhetik, úgy bizonyos színek is csak a lemez megfelelő vastagsága mellett jöhetnek létre, minden más esetben hang, illetve fény, nem keletkezhetik. Továbbá, valamint a kurtább sípok magasabb hangokat adnak, úgy a vékonyabb lemezek gyorsabb rezgésű fényt eredményeznek. S mivel ott, a hol a lemez vékonyabb, ibolyaszín keletkezik, EULER egészen helyesen azt következtette, hogy a rezgések időtartama a fény törékenységével fordított viszonyban van. A mi a színgyűrűknél a színek periodusos visszatérését illeti, erre nézve EULER azt mondja, hogy valamint a síp mindazokat a hangokat adhatja, melyek az alaphanggal egyszerű viszonyban vannak, úgy bizonyos vastagságú éter-réteg is rezgései által különböző színeket eredményezhet. Mindezek a nézetek s a belőlük vont következtetések egészen helyesek voltak s nagyon alkalmasak lehettek volna arra, hogy az emissziós elmélet híveit megingassák; de sajnos, hogy később EULER is letért a helyes útról, sőt olyan elméleteket állított föl, melyek nem haladásról, hanem visszaesésről tanuskodtak. Így a többi között egy helytelen analógia folytán azt állította, hogy a rezgések ideje a törékenységgel [törésmutatóval] növekszik, azaz a vörös fény rezgései gyorsabbak, mint a kékéi; hogy a testek színe saját részecskéik rezgéseitől függ, s a rájuk eső fény csak arra való, hogy ama rezgéseket folytonosan ébren tartsa! sőt EULER, talán akarata ellenére, az emissziós elmélethez közeledett, midőn a fény visszaverődését a rugalmas golyókéhoz hasonlította. Az a tünemény, hogy keskeny nyíláson több fénysugár hatolhat át, a nélkül, hogy egymást zavarná, EULER-nek nagy nehézséget okozott, holott ezt a tüneményt már HUYGHENS egészen világosan megmagyarázta. S itt EULER megint a NEWTON elméletéhez közeledett. NEWTON, hogy a mondott tüneményt érthetővé tegye, azt mondá, hogy a fényérzet a látó-idegen hosszabb ideig megmaradván, elegendő, ha minden egyes másodperczben mintegy tíz fénymolekula üti meg a látóideget, tehát a fény rendkívüli sebessége folytán föltehető, hogy a sugáron levő fénymolekulák egymástól igen nagy távolságokban vannak, tehát a különböző sugarak molekulái a keskeny nyíláson átbujhatnak a nélkül, hogy összeütköznének. EULER pedig azt mondotta, hogy a fény igen rövid tartamú rezgésekből áll ugyan, de eme rezgéseket hosszú időközök választják el egymástól; tehát NEWTON magyarázatát csak annyiban módosította, hogy a sugáron levő molekulák helyére rezgéseket tett. Magatól értetődik, hogy ilyen elmélettel az interferencziát nem lehetett volna kimagyarázni.* Ily körülmények között az EULER munkáinak nem is lehetett valami különös hatása. Minden a régiben maradt, míg a jelen század elején YOUNG az interferencziák elvét fölállítván, HUYGHENS-nek oly hosszá ideig méltatlanúl mellőzött elméletét föleleveníté, s az optikában oly haladásnak nyitotta meg útját, a minőhöz hasonlót a fizika történetében keveset találunk. * VERDET, Leçons d'Optique physique, I. p. 47–50. Az emissziós elmélet utolsó bajnokainak, BIOT és POISSON-nak elhulltával a hullámelmélet az őt méltán megillető egyeduralmat gyakorolja. (*) Mivel NEWTON föllépése a HUYGHENS elméletének sorsára döntő befolyást volt gyakorlandó, hajlandók vagyunk azt kutatni, hogy e két lángész közül melyik volt a fizikai tudományoknak nagyobb hasznára. Mind a ketten a fizikának rokon ágait művelték, s ezekben mind a ketten olyan fölfedezéseket tettek, melyek a tudomány további fejlődésére rendkívüli hatást gyakoroltak; mind a ketten ugyanabban a korban s ugyanazon kortársaknak körében működtek, tehát a tudományhoz való külső viszonyaik is körülbelül ugyanazok valának. Mindezek a körülmények erélyesen biztatnak, hogy az összehasonlítást, bár ennek a NEWTON érdemeinek tüzetes előtüntetése után inkább volna helye, már most kisértsük meg. Ez első pillanatra merész föladatnak látszik, mert még most is vannak elegen, kik NEWTON-t a modern tudományosság kizárólagos apostolának tekintvén, már előre sem engednék meg, hogy ő kortársai valamelyikével nem magasabb, hanem csak egyenlő rangba soroztassék. Mindjárt előre is bocsátjuk, hogy csak a fizikai állásponton maradunk, s ki merjük mondani, hogy eme szempontból az összehasonlítás egészen jogos. Sőt avval sem mondunk nagyot, ha azt állítjuk, hogy az összehasonlítás mathematikai szempontból sem volna jogosúlatlan, bár itt az eredmény előreláthatólag NEWTON javára dőlne el. Hosszas elmélkedés nélkül is beláthatjuk, hogy első sorban csak a hullámelmélet és a gravitáczió elmélete jöhetnek szóba. Az a kérdés merül föl tehát, hogy a két elmélet egyaránt fontos-e, hogy HUYGHENS és NEWTON az illető téren mennyiben találtak már művelt talajra, s az illető elméletet a tökélynek mily fokára emelték. Azok a tudományos eredmények, melyek mind a hullámelmélettel, mind pedig a gravitáczió elméletével korunkig elérettek, egymáshoz egészen méltók s egyaránt nagyszabásúak. (*) A később keletkezett kvantummechanika és az azt értelmező filozófiai irányzatok ismét fölelevenítették a részecskeelméletet, de nem mint a hullámelméletet kiszorító, hanem inkább kiegészítő megközelítést. [NF] A jelen században mind a két elmélet olyan fölfedezéseket szült, melyekben a tapasztalásnak, hogy úgy mondjuk, csak közvetett érdeme van, értjük egy újnemű sugártörésnek és egy új bolygónak fölfedezését; mind a két fölfedezés a legékesebben szól az illető elméletek szilárd alapjáról. Igaz ugyan, hogy a hullámelmélet az éternek, ennek a hipothézises anyagnak fölvétele által hipothézissel van kapcsolatban, holott a gravitáczió elmélete minden hipothézist kizár, azonban a hullámelméletnek ama rosz oldalát bőven kipótolja az a körülmény, hogy az optikában a tünemények különnemű több csoportjával van dolgunk, s a hullámelmélet mégis mindegyik csoportot megmagyarázza, holott a gravitáczió tüneményei látszólagos változatosságuk mellett is mindannyian egy csoportba tartoznak. Az első kérdésre, vajjon a két elmélet tudományos szempontból egyenlő értékű-e, minden tétovázás nélkül igennel felelhetünk. Már most mily állapotban találta HUYGHENS a fény elméletét és NEWTON a gravitáczió elméletét? Mind a kettejüknek voltak előfutóik; az egyik részről, hogy csak a főbbeket említsük, GRIMALDI, HOOKE és PARDIES, a másik részről KEPLER, BORELLI s ugyancsak HOOKE. Ha ezeknek az előfutóknak eredményeit kellőképen egybevetjük, bátran mondhatjuk, hogy NEWTON a gravitáczió elméletét készebbnek találta, mint HUYGHENS a fény elméletét. Itt tehát az előny az utóbbinak a részén van, nem is tekintve azt, hogy talán még szóba jöhetne, mennyiben voltak a NEWTON vizsgálatai a HOOKE-éitől függetlenek. Másképen áll a dolog, ha arra a kérdésre akarunk megfelelni, hogy a két tudós közül melyik vitte tovább a szóban forgó elméleteket. NEWTON a gravitáczió tanát befejezte, holott HUYGHENS a hullámelméletnek csak alapjait vetette, s hozzá tehetjük, hogy biztosan vetette. Itt tehát az elsőség a NEWTON részén van; azonban ismételve ki kell mondanunk, hogy NEWTON-nak csak egy csoportba tartozó tüneményekkel volt dolga, tehát figyelme már a tárgy által is egy és ugyanazon irányba terel- tetett, holott HUYGHENS előtt a tünemények több csoportja állott, s valóban eleget tett avval, hogy közülök hármon teljes diadalt aratott. Ha ezt a körülményt nem akarnók is HUYGHENS javára betudni, akkor az előbbeni pontban felhozott elsősége még mindig elégséges, hogy NEWTON-nak a gravitáczió-elmélet befejezéséből eredő előnyét kiegyenlítse. Most még csak HUYGHENS és NEWTON egyéb fizikai eredményeit kell szembe állítanunk. Itt, hogy csak a fontosabbakat említsük, az inga-elmélettel, a czentrifugális erővel, s az ütközés elméletével, különösen pedig ez utóbbinak elvi jelentőségével, a színszórásra, a színgyűrűkre és a hang sebességére vonatkozó vizsgálatok állnak egymással szemben. Itt a tüzetesebb elemzés alól magunkat fölmenthetjük; a tények egyenlő fontossága s a tökéletességnek egyenlőképen elért foka a mérlegnek már amúgy is kiegyenlített serpenyői közül sem az egyiket, sem pedig a másikat, de a NEWTON-ét semmi esetre sem nyomná lejebb. Úgy hiszszük, hogy már ez a nagyon is rövid összehasonlítás mindenkit meggyőzhet, hogy a fizikában a dicsőség pálmája HUYGHENS-t legalább is abban a mértékben illeti meg, mint NEWTON-t. Ha az értelmes olvasó egybevetéseinket nem találná eléggé részleteseknek és behatóaknak, rajta áll, hogy a hiányzó részleteket kiegészítse; a főbb pontokat már amúgy is kijelöltük. Még azt kérdezhetné valaki, hogy egyáltalában mire való ez az összehasonlítás? hiszen mindenki, ki a fizikával foglalkozik, HUYGHENS és NEWTON érdemeit egyaránt méltányolja, s nem is akarja az egyiket a másiknak kedveért háttérbe szorítani. Igenis, azok, kik a fizika kényesebb elméleteibe be vannak avatva, vagy ezeket legalább is az eredményekből ismerik, mind a két fizikusnak érdemeiről kellőképen tájékozva vannak. Azonban a közönség nagyobb része előtt HUYGHENS neve kevésbbé ismeretes, mert fölfedezései mindinkább fejlesztetvén, a szerző neve mindinkább háttérbe szorúlt, úgy, hogy jelenleg már csak a tudomány történetének szálait kereső búvár ismerheti föl benne a NEWTON-nal egyenrangú lángészt, holott NEWTON nemcsak hogy általánosan ismeretes, hanem a világegyetem örök rendjét hirdető törvénye alapján még népszerű is. A tárgy érdekességén kívül szolgáljon mentségünkül ez a történelmi csekély igazságszolgáltatás, melylyel HUYGHENS-nek adózni akartunk, s a melylyel HUYGHENS életének és műveinek ismertetését a legméltóbb módon véltük befejezhetni. Irodalom. Vita Hugenii, az Opera varia I. kötetének elején.
Meteorológiai optika. A hullámelmélet további sorsa. – Párhuzam Newton
és Huyghens között.
** Opuscula posthuma, II. pp. 22, 31, 49.
Journal des Savants, 1674.
CONDORCET, Éloge d'Huyghens.
NICERON, Memoires etc. XIX.
DELAMBRE, Hist. de l'Astronomie moderne, II.
FIGUIER, Vies des Savants illustres du. XVIIme siècle.