202

TORRICELLI

I.
Torricelli életrajza.

Evangelista Torricelli, Galilei-nek legnagyobb tanítványa, 1608. október 15. Faenzában[142] született. Nagybátyjának, Jacopo Torricelli kamaldulensi szerzetesnek vezetése alatt az első oktatásban a szülővárosában részesült. Később a geométriát részint egyedül, részint a jezsuitáknál tanulmányozta.

Torricelli-t nagybátyja Benedetto Castelli benediktinusnak, a Galilei egyik híres tanítványának ajánlotta. Castelli, kit a Galilei-t kárhoztató VIII. Orbán pápa a mathematika tanítása végett Rómába hívott, nagy hírre vergődött ama két munkája által, melyekben a viznek a folyók- és csatornákban való mozgását tárgyalta, s a melyeket Della misura dell'acque correnti és Dimostrazioni geometriche della misura dell'acque correnti czímek alatt Rómában 1628-ban adott ki.

Castelli az ekkor 18 éves Torricelli-t nagyon kedvezően fogadta s élénk felfogása és a legkényesebb feladatok megfejtésében tanusított ügyessége miatt nagyon megkedvelte, minélfogva a tanító és a tanítvány között csakhamar benső barátság fejlődött. Rómában megismerkedett még Niceron-nal s ez

203

által ismét Fermat-, Roberval-lal és Mersenne-nel jött érintkezésbe.

Midőn Torricelli elolvasta volt Galilei-nek a testek mozgására vonatkozó iratait, a gyorsuló mozgásról és a hajított testek mozgásáról ő maga is irt egy munkát (Del moto), melyben néhány uj tételt fejtegetett. Castelli megküldé e munkát Galilei-nek s ajánlotta neki, hogy az ifjú Torricelli-t hívná magához. Mivel Galilei-t előrehaladt kora és vaksága megakadályozta, hogy műveit maga dolgozza ki, s Castelli Torricelli-t igen tehetséges ifjúnak rajzolta, Galilei a Castelli kérelmének nagyon szívesen engedett, s házát Torricelli-nek felajánlotta.

Azonban az utóbbi egy ideig habozott, mert reménylette, hogy őt majd a pápa fogja segélyezni, azonkívül Nardi-, Magalotti- és Ricci-től, kikkel belső baráti viszonyban állott, nem akart megválni. Csak 1641-ben határozta el magát, hogy Flórenczbe menjen, hol is Galilei által atyai szívességgel fogadtatott. De itt Torricelli-re inkább az a feladat várt, hogy Viviani-val együtt Galilei hátralevő napjainak kínjait enyhítse, mert Galilei 1642. jan. 8-án elhunyván, az ő barátságát és vendégszeretetét nem sokáig élvezhette.

A fájdalommal eltelt Torricelli vissza akart menni Rómába; azonban II. Ferdinánd nagyherczegnek kitüntető kegye és Andrea Arrighetti tanácsosnak biztatásai folytán Flórenczben maradt, hol nemsokára a nagyherczeg mathematikusává és a mathematika professzorává neveztetett ki.

Torricelli ez időtájban a távcsövek javításával foglalkozott s azokat a tökélynek addig el nem ért fokára emelte. A flórenczi Medici-palotában még most is megvan egy Torricelli készítette 18 braccio (34 láb) gyújtótávolságú messzelátó, továbbá megvannak a nagy tárgylencséi is, melyekbe a nevét véste. Egyszerű mikroskópok gyanánt apró üveggömböket használt; ezeket úgy készíté, hogy apró üvegdarabokat a lámpánál egyszerűen megolvasztott.

204

Az 1642. évnek a fizika történetében kiváló fontossága van: ebben az évben találta fel Torricelli a barométert, ezt az ép oly egyszerű mint nagyon fontos eszközt, melyet akkoriban méltán Torricelli-féle csőnek neveztek; a barométer kénesőoszlopa fölött levő űrt még jelenleg is ő róla nevezzük el.

Galilei, ki tudta, hogy a levegőnek súlya van, sőt ezt meg is mérte, azt, hogy a víz a kútnak csövében 32 lábnál magasabbra miért nem emelkedik, helyesen megmagyarázni nem tudta. Torricelli-nek jutott eszébe, hogy a vízoszlopot talán a levegő nyomása ellensúlyozza, s úgy okoskodott, hogy ha ez a föltevés helyes, akkor a levegő nyomása víznél sűrűbb folyadékból csak olyan oszlopot lesz képes egyensúlyozni, mely 32 lábnál alacsonyabb. Eszméjét Viviani-val közölte, ki a kísérletet végre is hajtotta.

Viviani az egyik végén jól elzárt 3 lábnyi csövet kénesővel tele töltött s ezután a cső nyílt végét az ujjával betartva, azt kéneső alá merítette. Amit előre várt, az be is következett: a víznél 15-szörte sűrűbb kéneső a csőben annyira esett le, hogy a légnyomás egyensúlyozta kénesőoszlop is a vízoszlopnál 15-szörte alacsonyabb volt.

Míg némely föltaláló találmánya fölötti örömében nem tud hová lenni, addig a túlszerény Torricelli találmánya fölött szomorkodott; mert oly nagy volt a Galilei iránti tisztelete és szeretete, hogy nagyon sajnálta, hogy miért nem inkább a mestere találta fel a barométert, miután a föltaláláshoz már amúgy is nagyon közel járt!

Torricelli a fölfedezést Lezzioni accademiche czímű művében írta le; de ez a mű csak 1715-ben jelent meg (Flórenczben). Mersenne az új dolgot Petit-vel, a roueni vár parancsnokával, s ez ismét Pascal-lal közölte. Pascal a Torricelli kísérletét többféleképen módosítván, a légnyomás törvényét általános érvényre emelte.

Torricelli a föntebb említett franczia tudósokkal érintkezésben maradt, ami azonban végtére kellemetlen vitára adott

205

alkalmat. Az akkori szokás szerint a tudósok egymásnak feladatokat tűztek ki, így péld. Mersenne 1639-ben feladta Galilei-nek a cycloist. Torricelli kiszámította e vonal területét, Viviani pedig meghatározta az érintőket. Torricelli a megfejtést Opera geometrica Flor. 1644. czímű művében tette közzé, mely mű a Galilei-vel közölt mozgástani értekezéseit is tartalmazza.

Azonban Roberval, ki ép oly jeles tudós, mint szenvedélyes ember volt, ugyanazt a feladatot már 1637-ben fejté meg s nem is késett, hogy Torricelli-t egy éles hangú levélben plagiatummal vádolja. Torricelli szelíden válaszolt, s kijelenté, hogy nem törődik vele, akár hiszik, hogy ő a megfejtő, akár nem; hogy neki elég, ha kijelenti, hogy a feloldást senkitől át nem vette, mert megnyugszik a lelkiismerete tanuságában; végre, hogy átengedi a feltalálás dicsőségét bárkinek, csak ily erőszakos módon ne akarják azt tőle elvenni.

A vita tovább folyt, de Torricelli azt nem élte túl, mert 1647. okt. 25-én 39 éves korában Flórenzben elhunyt.

Miként Galilei és Viviani, úgy ő is tagja volt a római accademia della crusca-nak. Ez akadémiában a többi között egy előadást tartott, melyben azt a thémát fejtegette, hogy nem érdemes a halál után való dicsőségre törekedni, a halál után minden ember egyformán híres!

Ez akadémiának különben a nyelv művelése volt a főczélja; a czíme is azt jelenté (crusca = korpa), hogy arra törekedett hogy az olasz nyelvet a hibáktól, a korpától megtisztítsa. A Lezzioni accademiche említett kiadását is ez az akadémia rendezte sajtó alá, s az akadémiai czenzorok kötelességüknek ismerték, hogy a czímlapra kitegyék, miszerint e műben grammatikai hibák nincsenek!

A Torricelli iratain meglátszik, hogy szerzőjük a Galilei tanítványa volt, mert mindenütt világosan, érthetően és csínnal fejezte ki magát. Iratait Cavalieri akarta rendezni és kiadni, de ez őt csak egy hónappal élte túl. A nagyherczeg ezután e mun-

206

kával Viviani-t bízta meg, de ez, amint látszik, nem sokat törődött vele, mert a teljes kiadás elmaradt. A Torricelli kéziratai jelenleg Flórenczben, a Medici-palotában őriztetnek.

II.
Torricelli fizikai vizsgálatai.

Torricelli legnagyobb érdeméről, a barométer feltalálásáról már szólottunk, azonban hozzá kell még tennünk, hogy a barométerrel együtt a légnyomást is feltalálta. Igaz ugyan, hogy végső elemzésben a kút csövét is barométernek tekinthetjük, de mindazok, kik a kút csövével experimentáltak, nem mondották ki törvényképen azt, hogy a vízoszlopot a légnyomás tartja fenn, holott Torricelli ezt határozottan kijelenté. Ő továbbá azt is észrevette, hogy huzamosabb idő folytán a kénesőoszlop magassága változik, minek okát egészen helyesen a légnyomás változásainak tulajdonította, sőt a barométert a légnyomás változásainak mérésére ajánlotta.

A többi vizsgálatai a hajításra és a folyadékok kifolyására vonatkoznak. A Galilei hajítási törvényeit újra levezette s azokat még a következő érdekes tétellel toldotta meg: Ha valamely testet ugyanavval a sebességgel különböző szögek alatt hajítunk el, a parabolás pályákat ismét egy parabola burkolja.

Egészen újak voltak a viz kifolyására vonatkozó törvényei; a legfontosabbak a következők:

A víz, mely valamely edény oldalfalán folyik ki, a hajítás törvényeit követi; a vízsugárnak parabolás alakja van;

a vizsugárnak akkor van a legnagyobb ívnyilása, ha az edény nyílása a vizoszlop magasságának közepén van; továbbá, azok a vízsugarak, melyek a középső nyilástól fölfelé vagy lefelé egyenlő távolságokban levő nyilásokból szöknek ki, kisebb, de egyenlő ívnyilásokkal bírnak;

a kifolyó víz követi a szabad esés törvényeit, azaz a sebessége akkora, mintha a vízoszlop magasságán át szabadon esett

207

volna; tehát egyenlő magasság mellett a kifolyási sebesség független a folyadék sűrűségétől. Ez az a tétel, melyet a tankönyvek különösen a Torricelli tételének neveznek. Torricelli ezt a tételt a hidrostatikai szökőkutakra is alkalmazta, mondván, hogy a felszökő víznek, ha akadályok nem volnának, az edényben levő vízoszlop magasságára kellene fölemelkednie.

Mindezek a tételek s a belőlük vont következtetések a fizikának egészen új terét nyitották meg s a későbbi hydrodynamikai beható vizsgálatoknak az első impulzust adták.

Irodalom

Fabroni, Vitae Ital. I.

Montucla, Hist. d. math.

Tiraboschi, Storia della letteratura italiana.

Elogi degli homini illustri Toscani

, Lucca, 1771-74.

208

BORELLI

I.
Borelli élete.

Giovanni Alfonzo Borelli 1608. jan. 28-án Castelnuovoban, a nápolyi tartományban született; fia volt egy katonatisztnek, ki III. Fülöp spanyol király hadseregében szolgált. Mint ifjú Rómába ment, hogy itt a filozófiát és a mathematikát tanulja; tanítója ugyanez a Castelli volt, kinek Torricelli és Cavalieri is tanítványai voltak.

Tanulmányainak befejezte után Messinába ment, hol a mathematika professzora volt. Az 1644 és 1648-iki pestisről, mely Sicziliát pusztította, értékes orvosi munkát irt.

Mindamellett hogy Messinában köztiszteletben állott, mégis 1656-ban a várost odahagyta és Pizába ment, hogy itt a neki fölajánlott mathematikai tanszéket elfoglalja.

Borelli nem sokára megválasztatott az Accademia del Cimento tagjává. Ez a nagyhírű akadémia, mely II. Ferdinand toskanai nagyherczeg tervezete alapján mintegy 15 évvel Galilei halála után jött létre, az első szövetkezet volt, mely csupán csak a fizika művelését tűzte ki czéljáúl, még pedig mint a neve (a kisérlet akadémiája) is mutatja, a természet törvényeit csak kísérletek által iparkodott megállapítani. A tagok számra nézve kilenczen[143], együttesen dolgoztak, s e tekintetben ez az akadémia

209

a jelenlegiektől lényegesen, de egyszersmind előnyösen különbözik. Az akadémiának ez a szervezete úgy hozta magával, hogy a közzétett értekezésekben a szerzők magukat nem nevezték meg; munkálkodásuk eredményét a Saggi di naturali sperienze fatte nell'Accademia del Cimento, Firenze, 1667. czímű egykötetes műben tették közzé. Ezt a művet II. Lipót toskánai nagyherczeg 1841-ben újra kinyomatta; ez a kiadás függelék gyanánt az akadémia naplójának egy részét is tartalmazza, mely naplóból kitűnik, hogy az egyes munkálatokban mely tagoknak volt a legnagyobb részük.

Az akadémia feloszlása után Borelli visszament Messinába. Azonban nyugtalan és heveskedő természete miatt e várost nemsokára el kellett hagynia. 1674-ben a Massini-féle lázadásba keveredvén, menekülnie kellett. Újra Rómába ment, hol egyideig az akkoriban ott tartózkodó Krisztina svéd királynő pártfogása alatt élt, később azonban nagyon ínséges viszonyok közé került.

Borelli 1679. decz. 31-én a római St. Pantaleone klastromban nagy nyomorúságban halt meg.

II.
Borelli fizikai munkái.

Borelli-ről fönmaradt életrajzi adatok csekély száma miatt nem lehet alaposan megítélni, hogy e jeles férfiú szomorú sorsának egyéni hibái mennyiben lehettek okai. Ha azonban munkáinak nagy számát, eszméinek ujságát és gazdagságát kellőképen figyelembe veszszük, őt korának legjelesebb fizikusai közé kell számítanunk. A Saggi-ban közzé tett dolgozatain kívül még 13 önálló munkát irt, s ezekben a fizikán kívül a mathematikát, az asztronómiát és a fiziológiát tárgyalta. Az accademia del cimento kísérleteinek nagy része, nevezetesen a légnyomásra vonatkozók, tőle erednek. Borelli nem szívesen egyezett abba, hogy vizsgálatai névtelenül jelenjenek meg, sőt e miatt a többi tagokkal viszályba keveredett.

210

A következőkben meg fogjuk ismertetni az akadémia ama vizsgálatait, melyekről föltehető, hogy bennük Borelli-nek van a legnagyobb érdeme. Lesz még alkalmunk, hogy megfelelő helyeken a többiekre is visszatérjünk.

A Saggi-ból látni, hogy Torricelli fölfedezésének következményei mily nagy mértékben foglalkoztatták az akkori fizikusokat. A Torricelli-féle ür módot, persze hogy még nagyon kényelmetlen módot nyujtott arra, hogy számos tünemény a légnyomástól vagy általában a levegő befolyásától függetlenné tétessék, ami a vizsgálatok hosszú sorozatára adott alkalmat. Igaz ugyan, hogy a tünemények az üres térben nem mutattak oly feltűnő különbségeket, mint a minőket az experimentátorok vártak s a várt nagy eredmények elmaradtak, azonban a nagy gonddal és fáradsággal végrehajtott kisérletek az eszmék tisztázását nagy mértékben mozdították elő.

A Saggi II-ik fejezetében le van írva egy edénybarométer, mely csak külső alakra nézve különbözik az akkori barométerektől, melyek mindannyian edénybarométerek valának. Továbbá le vannak írva azok a kisérletek, melyekkel az akadémikusok kimutatták, hogy már egy 50 rőf (braccio) magas torony tetején a levegő nyomása kisebb, mint a torony lábánál s Pascal megnevezése nélkül fölemlíttetik, hogy hasonló kisérletek már Francziaországban is tétettek. Le van még írva Pascal által már 1647-ben végrehajtott ama kisérlet, mely szerint a kéneső oszlop magassága állandó marad, ha a barométernek különben függélyes csöve ferde helyzetbe tétetik.

Az akadémikusok a légüres térben végrehajtott kisérleteiknél légszivattyú hiányában a Torricelli-féle űrt használták, s hogy nagyobb vacuumot nyerjenek, a barométer csövének felső végét kibővítették. E készülék segítségével megmutatták, hogy gyengén felfujt hólyag a vacuumban kifeszűl; hogy a vízcseppek gömbalakjukat a vacuumban is megtartják, hogy tehát a folyadékok alakjának nem a légnyomás az oka. Hasonlóképen megmutatták azt is, hogy a hajcsöves tünemények

211

a vacuumban is jelentkeznek, tehát szintén függetlenek a légnyomástól.

Az akadémikusok továbbá azt tapasztalták, hogy a vacuumba tett vízből légbuborékok emelkednek föl, s hogy ez a víz könnyebben forralható, mint a levegőn levő, de ez csak a Boyle által már végrehajtott kísérlet ismétlése volt. Megpróbálták azt is, vajjon a hang terjed-e a légüres térben. E czélra a vacuumba kicsiny harangot tettek. A harang hangját ekkor is, bár tetemesen meggyöngítve hallották, minek okát egyrészt a harangot felfüggesztő fonál, másrészt pedig a vacuumban még fenmaradt csekély mennyiségű levegő hangvezetésének tulajdonították. Ez az utóbbi körülmény különösen figyelemre méltó, mert az akadémikusok nem tudták kimagyarázni, hogy a barométeri vacuum a melegítés által miért nagyobbodik, és a hütés által miért kisebbedik. A kéneső, melyet használtak, nem volt kifőzve, tehát nem csak levegőt, hanem még nedvességet is tartalmazott. A nedvességnek tulajdonítandó, hogy a borostyánkő a vacuumban nem mutatott elektromos tüneményeket, holott a mágnesek hatályosságukból mit sem veszítettek. Végre a vacuumba helyezett állatokkal is tettek kisérleteket s fölemlítik, hogy ilyen kísérleteket igen apró állatokkal már Torricelli is tett, de hogy ő még nem volt tisztában avval, vajjon a levegő hiánya vagy pedig a kéneső öli-e meg az állatokat.

Az imént említett kísérleteket legnagyobb részben Borelli hajtotta végre. De tevékenysége, mint ezt már említettük, nem szorítkozott csupán az akadémiára. Önálló művei között a legfontosabb a következő: Theoria mediceorum planetorum ex causis physicis deducta, Florentiae, 1666.

E könyvben a Jupiter holdjait tárgyalja. Azt mondja róluk, hogy kétféle mozgó törekvés van bennük. Először is arra a gömbre törekednek esni, mely körül keringenek, s e körmozgásukból ered a második törekvés, hogy a középponttól eltávozzanak. A keringés lehetőségét e két törekvés egyensúlyának

212

tekinti, s a bolygóknak napkörüli keringését épen így magyarázza meg. Borelli tehát a gravitáczió törvényének feltalálásához sokkal közelebb járt mint Kepler, aki a bolygók mozgásának általános okát keresvén, a Nap mágneses erejéhez folyamodott. Figyelemre méltó az is, hogy Borelli az ő tanát épen abban az időben tette közzé, midőn Newton a gravitáczió eszméjével kezdett foglalkozni, hogy mintegy két évtizeddel később a befejezett theoriával lépjen föl.[144]

A napállítót Borelli találta fel, mert midőn az akadémia a fény sebességére vonatkozó kisérleteket tett, ő egy tükröt oly gépezettel kötötte össze, mely a tükröt úgy mozgatta, hogy a fénysugarakat mindig ugyanabba az irányba terelje.

A fizikára nézve érdekes még a De vi repercussionis et motionibus naturalibus a gravitate pendentibus czímű munkája, mely 1670-ben Reggióban jelent meg (2-ik kiadás: Leyden, 1686.). Ebben az ütközés törvényeit fejtegeti, de eredményei a valóságnak épen nem felelnek meg. Sokkal érdekesebb a hajcsövekre vonatkozó vizsgálatok leírása. Borelli a hajcsövekkel már 1655-ben foglalkozott s mint már említettük, egy kísérletet az accademia del cimento tagjaival közösen hajtott végre. Borelli előtt csak Leonardo és Aggiunti (pízai tanár, megh. 1635) tettek idevonatkozó észleleteket, melyek azonban a Borelli-éi mellett számba alig vehetők.

Borelli először is azt tapasztalta, hogy a folyadékok nedves csövekben gyorsabban és nagyobb magasságra emelkednek föl mint a szárazakban. Továbbá, a folyadékok a hajcsövekben még akkor is megmaradnak, ha a csöveket a folyadékból kiveszszük; a hajcsőben maradó oszlop most is olyan magas, mint amikor a folyadékba volt mártva. Végre ugyanannál a folyadéknál, de különböző átmérőjű csöveknél a fölemelt

213

oszlopok magasságai az átmérőkkel fordított viszonyban vannak.

Borelli még a vizen úszó könnyű testek között föllépő vonzás és taszítás tüneményeire vonatkozó számos kísérletet hajtott végre. E kísérleteket II. Ferdinánd nagyherczegnek és Lipót fejedelemnek is bemutatta. Az utóbbi azt óhajtotta, hogy Borelli észleleteit a Saggi-ban tegye közzé, mire azonban Borelli-t rábírni nem lehetett, minélfogva közötte és Lipót között meghasonlás tört ki.

Bármily érdekesek lettek legyen a Borelli észleletei, a dolog elméleti részét egy lépéssel sem tolták előre; egyedüli érdeme e tekintetben az, hogy kimutatta, miszerint eme tünemények a levegő nyomásától függetlenek.

Különben ezen a téren a Borelli kortársai sem tettek haladást, sőt Pascal a hajcsövek tüneményeit jóformán nem is ismerte.

Borelli és Bellini voltak a fejei az iatromathematikusok-nak, annak a tudományos felekezetnek, mely elcsábíttatva a mathematikának a természettudományokra való alkalmazásában elért sikertől, a mathematikát az orvosi tudományokra is akarta alkalmazni.

Borelli ebben az irányban írta De motu animalium czímű híres művét, melyet 1679-ben, kevéssel a halála előtt, Krisztina svéd királynőnek ajánlott, a ki a nyomtatási költségeket magára vállalta. A mű azonban csak 1680-ban jelent meg Rómában (2-ik kiadás: Leyden 1685). Ez iratból kitűnik, hogy Borelli egészségesebb alapon állott mint a többi elvtársai. A mathematikát az állatok életére alkalmazta ugyan, de csak annyiban, a mennyiben az állatok mozgása mechanikai szempontból jő tekintetbe s ez által a mechanikai elvek alkalmazásának új mezejét nyitotta meg. Az állati test részeit gépekhez hasonlította s arra törekedett, hogy kimutassa e gépek szerepét az életben. Ez pedig olyan théma, mely fölött a természethistorikusok még napjainkban is elmélkednek.

214

Irodalom

Életrajza a De motu animalium elején.

Niceron, Memoires pour servir à l'histoire des hommes illustres, Par. 1725-45, XVIII.

Hagen, Memoriae philosophorum etc. Francof. 1710.

Fabroni, Vitae Ital.

Mazzuchelli, Gli scrittori d'Italia, ecc. Brescia, 1753-63.

Vigneul-Marwille, Mélanges, II.

Tiraboschi, Storia della lett. Ital.

215

GRIMALDI

I.
Grimaldi élete. - Ricciolival közösen végrehajtott munkái.

Grimaldi életének folyásáról nagyon gyér adataink vannak, de nagybecsű művei annál hangosabban beszélik el szellemi életének történetét.

Francesco Maria Grimaldi, jezsuita, 1613-ban Bolognában született.

Úgy látszik, hogy ifju korában a természettudományok iránt valami különös hajlama nem lehetett, mert csak miután a szépirodalmat már 20 éven át tanította a szülővárosában, csak ekkor fogott az exakt tudományok tanulmányozásához. Most azonban oly gyors előmenetelt tett, hogy sajnálni lehet, hogy az emberi tudás emez ága felé aránylag oly későn hajolt.

Grimaldi azok közé a tudósok közé tartozott, kiknek tevékenysége sokkal szerényebben és csendesebben folyik le, semmint ezt a tudományok érdekében kivánnunk kellene. Nagybecsű művei csak későn kezdettek figyelmet kelteni. Ő maga csak akkor keltett némi föltűnést, midőn az általa készített hold-mappán a hegyeknek és völgyeknek más neveket adott mint a danzigi Hevel, ki a Grimaldi-énál régibb és jóval tökéletesebb mappáján a földi hegyek és tengerek neveit a Holdra is átvitte. Grimaldi ellenben a hegyeket és völgyeket csillagászok és filozófusok után nevezte el, ami akkoriban köztetszésre talált. Ez a jelölésmód még jelenleg is dívik.

216

Grimaldi 1663-ban Bolognában halt meg. Vixit inter nos sine querela, mondák a rendtársai a sírja fölött.

A ránk maradt iratok tanusága szerint Grimaldi a fizikának két ágával, nevezetesen a mechanikával és az optikával tüzetesen foglalkozott. Vizsgálatai közül csak az optikaiak önállóak, mert a mechanikaiakat egy másik buzgó fizikussal, Riccioli-val közösen hajtotta végre.

Giambattista Riccioli 1598-ban Ferrarában született. Parmában a theológia és filozófiának, Bolognában pedig az asztronómiának volt a professzora. Az utóbbi városban 1671-ben halt meg. Leghíresebb munkája az "új almagest": Almagestum novum, Bononiae, 1651.

Ebben a különben asztronómiai munkában föllelhetjük a szabad esésre vonatkozó vizsgálatokat, melyeket Grimaldi és Riccioli 1640-től 1650-ig együttesen hajtottak végre.

Első kisérleteiket mérleg segítségével tették: különböző magasságokból a mérleg egyik serpenyőjébe súlyokat ejtettek, s megfigyelték, hogy ekkor a másik serpenyő mekkora súlyokat képes fölemelni. Későbbi kisérleteikre a bolognai ferde tornyok egyikét, az Asinelli tornyot használták, s a Galilei eséstörvényeit igazolták. E kisérletek az által váltak jelentősekké, hogy Riccioli-t arra indították, hogy a levegő ellenállására vonatkozó beható kísérleteket tegyen. Riccioli megmutatta, hogy a leejtett sürűbb golyók hamarább esnek a földre, mint a ritkábbak; hogy az ellenállás a vízben mint sűrűbb közegben sokkal nagyobb mint a levegőben. Itt megemlíthetjük még, hogy Riccioli a Kopernikus rendszerének nagy ellensége volt, s az Új Almagestben nem kevesebb mint hetvenhét érvet hoz föl ellene; persze, hogy ez érvek túlnyomó része arra a tychói ellenvetésre lyukad ki, hogy abban az esetben, ha a Föld forogna, valamely toronyról leejtett kőnek a torony lábától nyugat felé kellene elmaradni, mi azonban a valóságban nem történik meg!

Grimaldi és Riccioli Modena környékén egy fokmérést is

217

hajtottak végre, de a kapott eredmény nagyon hibás volt, mert szerintük 1° = 61178 toise, sőt Montucla állítása szerint[145] 1° = 62650 toise.

II.
Grimaldi optikai vizsgálatai.

A fizikára nézve mindezeknél sokkal fontosabbak Grimaldi optikai önálló vizsgálatai, melyeknek eredményeit a Physico-mathesis de lumine, coloribus et iride aliisque annexis libri II. Bononiae, 1665. czímű művében írta le. Mindamellett, hogy meg lehetett győződve, miszerint ő a fény természetét gondosabban figyelte meg, mint előtte bárki más, művét kiadni nem merte, s csak két évvel a halála után nyomatott ki a mű a teljesen kidolgozott kézirat alapján. E kitűnő műnek nagy kárára van az a homályosság és hosszadalmasság, mely a jezsuiták által szerkesztett valamennyi optikai munkában uralkodik.[146]

Grimaldi a diffrakcziónak tulajdonképeni feltalálója, s e találmánya, valamint a fény hullámelméletére vonatkozó s általa először kimondott nézetek elegendő jogczímek arra, hogy őt az elméleti optika első művelőjének tekintsük.

Egyes észlelők már Grimaldi előtt is figyelmükre méltatták a diffrakcziós tüneményeket. Leonardo-t már említettük. Maurolycus és Kepler észrevették, hogy valamely szűk nyíláson bebocsátott fénynyaláb képének alakja nem egyezik meg a nyílás alakjával. De mindezek az észleletek inkább esetlegesek valának; az árnyék szélén csíkokat vagy színes tüneményeket Grimaldi előtt senki sem észlelt; ez az észlelet Grimaldi találmánya. Nagyszámú és következetesen végrehajtott kisérletei világosan mutatják, hogy ő teljes tudatában volt annak, hogy itt új tüneményekkel van dolga, oly tüneményekkel, melyek magyarázata új fényelméletet követel.

218

Grimaldi művének első könyvében határozottan kifejezi, hogy a fény nem csak egyenes vonalban közvetetlenül, vagy pedig törés és visszaverődés útján jöhet szemünkbe, hanem a fénynek lehet még egy negyedik mozgása is, melyet ő diffrakcziónak nevezett.

Grimaldi a fényt keskeny nyíláson át sötét szobába vezette s ezután a fény utjába keskeny testet állított; e test árnyékát fehér ernyővel felfogván, azt tapasztalta, hogy az árnyék szélesebb, mint amilyennek a fény egyenes vonalú terjedésénél fogva lennie kellene; továbbá észrevette, hogy az árnyék szélén világos és sötét csíkok vannak. Rendszerint a keskeny test széleivel párhuzamos három világos csíkot látott; a csíkok széleinek vörös és kék szinezete volt. A kisérlet kellő berendezése és élénk napfény alkalmazása mellett magában az árnyékban is látott csíkokat.

Egy másik kisérleténél a fényt két egymás mellett levő szűk nyíláson vezette a szobába. Midőn a nyílásokból jövő fénykúpokat fehér ernyőn külön-külön fogta föl, a szélükön vöröses árnyékos fehér korongokat kapott. Az egyszerre felfogott fénykúpok egymást részben áthatolták s az ernyőn felfogott képnek az a része, melyben a két fénykorong egymást áthatotta, a közepén világos volt, de a szélei feltűnően sötétek valának.

Grimaldi e tünemény alapján azt állította, hogy valamely megvilágított test kevésbbé világossá válhat, ha ahhoz a fényhez, melyet kapott, új fény járul.[147] Ugyanaz a paradoxon, melyet újabb időkben Arago úgy fejezett ki, hogy fény a fényhez adva sötétséget ad.

Miután Grimaldi több rendbeli kisérlettel kimutatta, hogy a csíkok nem lehetnek sem a visszaverődésnek, sem a törésnek eredményei, azon volt, hogy e tünemények okairól számot adjon.

"Valamint a vízbe vetett kő körül, mondja Grimaldi,

219

a víznek köralakú dudorodásai keletkeznek, épen úgy az átlátszatlan test árnyéka körül ama fényes csíkok keletkeznek, melyek a test alakja szerint vagy hosszant elterülnek, vagy pedig görbülteknek látszanak. S valamint ama körhullámok nem egyebek mint összehalmozódott víz, mely mellett mindkét oldalon egy-egy barázda terül el, épen úgy a fényes csíkok nem egyebek, mint maga a fény, mely heves szétszórás folytán egyenlőtlenül oszlódik szét és árnyékos közök által választatik szét. Végre, valamint a közös vízhullámok szélesebbekké válnak, ha kiinduló pontjuktól távoznak, épen így ugyanazt látjuk a fényes csíkoknál, ha attól a ponttól, melyben gerjesztettek, mindinkább távolodnak. Ez a gerjesztő pont pedig nem egyéb, mint a diffrakczió és a fényanyag ütközése épen úgy, midőn az ablaktábla szűk nyílásán belép, mint a szélein az átlátszatlan testnek, melyet a fénykúpba helyezünk."[148]

E szavakkal a hullámok hipothézise elég világosan ki van fejezve, de amint látjuk, Grimaldi még fényanyagról is beszél. Egyáltalában, hol az anyagi hipothezishez, hol pedig a hullámelmélethez hajlik, vagy pedig a kettőt kombinálja.

Nagyon érdekes még Grimaldi-nak egy másik kísérlete, melyet jelenleg szintén a diffrakcziós kisérletekhez kell számítanunk. Ugyanis a sötét szobába bevezetett fényt olyan sima fémlappal verette vissza, melynek fölületén igen finom karczolások voltak. A visszavert sugarakat fehér ernyőn felfogván, azt tapasztalta, hogy a fény a visszaverődés által színessé vált. Grimaldi ez észlelet alapján azt mondja: lumen non coloratum aliquando coloratur per solam reflexionem, a színtelen fény némelykor a puszta visszaverődés által színessé válik.[149]

Ugyanezt a kísérletet Grimaldi-tól függetlenül a franczia

220

Deschales[150] is végrehajtotta, s azt Cursus seu mundus mathematicus, Lugd. Bat. 1674. czímű müvében közzé tette.

Grimaldi-t nemcsak a diffrakczió feltalálójának, hanem még a fény mivoltáról való nézetei alapján a hullámelmélet első harczosának is kell tekintenünk. A sugártörésről alkotott nézetei állításunkat hathatósan támogatják. Szerinte a fénysugár nem geometriai vonal, hanem elemi sugarakból álló fizikai vonal, azaz fénynyaláb, melynek bizonyos, ámbár nagyon csekély vastagsága van. Ha az ilyen nyaláb a törő fölületre esik, mindegyik pontja a törő fölületet egyszerre nem érintheti, tehát mig a sugarak egy része a törő fölületig jő, addig a másik része a közegbe már behatolt; ez az utóbbi rész pedig a levegőnél sürübb közegekben lassabban halad mint a levegőben. Ezek a képzeletek teljesen megfelelnek a hullámelméletnek, de hogy aztán miért változtatja meg a sugár az irányát, vagyis hogy miért töretik meg, arról Grimaldi számot adni már nem képes.

Hasonlóképen áll a dolog a színszórással is. Ide vonatkozó kísérleteit üveghasábokkal hajtotta végre. A hasábok a XVII-ik század eleje óta ismeretesek, de feltalálójuk ismeretlen. Az optikával foglalkozó tudósok figyelmét a hasábok és a színszórás mint ezt a Descartes és Dominis példája mutatja, nem kerülhették el, de Grimaldi volt az első, ki a tulajdonképeni színszórást ismerte, mert ő konstatálta először, hogy a hasábra eső fénynyaláb a törés által széthuzatik, de a színes fény különböző törékenységéről és a fehér fény összetételéről határozott képzetei nem igen voltak.

A színek okául a fény benső módosulását tekinti. Szerinte

221

- mint ez a művének második könyvéből világosan kitűnik - a különböző színek a fényanyag megrezdülése folytán jönnek létre. Valamint a hang magassága a rezgések sebességétől függ, épen úgy a fény színe is a fényanyag rezgésének sebessége által módosúl. A testek állandó színeit nem tekinté a testek önálló, vagyis a fény hozzájárulása nélkül is meglevő tulajdonságának, hanem, mint nagyon valószínűt, azt a tételt állítá föl, hogy a különböző testek anyagi szerkezetük különbségeinél fogva épen azokat a színeket verik vissza, a melyekben azokat látjuk. Egyáltalában, a színeket, a látszatosakat épen úgy mint az állandókat, nem tartotta a fénytől különböző valamelyes dolognak. Látni való, hogy bizonyos tekintetben Grimaldi-t előfutójának tekinthetjük ama szép fölfedezéseknek, melyek a Newton dicsőségét valának szaporítandók.

A Grimaldi müvének az optikában korszakot kellett volna alkotnia; de az ő találmányai is csak úgy jártak, mint minden nagy eszme, mely időnek előtte születik. A Grimaldi eszméi hatást nem gyakoroltak, pedig neki nem kellett oly tekintélylyel küzdenie, mint Huyghens-nek, aki Newton ellenében tanait sem kortársaival, sem pedig a későbbiekkel elfogadtatni nem tudta. Csak a midőn Young és Fresnel-nek sikerült, hogy a hullámelméletet jogaiba visszahelyezzék és a gravitáczió tanával egyenlőképen szilárd alapra fektessék, csak ekkor kezdett a fizikusok méltó figyelme az ignorált bolognai jezsuitára fordulni.

Különben lehetséges, sőt nagyon valószínű is, hogy Grimaldi az optika fejlődésének nagy impulzust adhatott volna, ha az általa követett út közepén meg nem áll vala. De mivel neki még nem sikerült, hogy a hullámelméletet oly határozottsággal fejtse ki, hogy avval a fénytünemények okait az utolsó részletekig földerítse: ott, a hol a fonál elszakadt, ingadozni s oly hipothézisekbe kezdett kapaszkodni, melyeket maga sem tartott valószínűeknek. Már pedig aki uj tanokat hirdet, annak nem szabad tétováznia, ha mindjárt az egész tért még nem uralja is.

222

Kopernikus, Galilei és Kepler sem voltak még urai az általuk művelt egész térnek, s mégis a meggyőződés szülte bátorsággal léptek föl, holott a szerény Grimaldi még munkáját sem merte a nyilvánosságra bocsátani.

Irodalom

Fabroni, Vitae. Ital. XIII.

Montucla, Hist. d. math. II.

Életrajzi jegyzetek a Physico mathesis-ban

.

223

PASCAL

Oly férfiúval fogunk most megismerkedni, ki fényes szellemi tehetségeinél fogva korszakalkotó munkásságot lett volna kifejtendő, ha a sors keze testének és szellemének erejét időnek előtte meg nem töri vala. Testét betegség és ideges vérmérséklet törte meg, szellemét pedig a vallásos rajongás; ez utóbbi végre annyira erőt vett rajta, hogy szellemi halála a tudományokra nézve jóval testi halála előtt következett be.

Blaise Pascal[151] 1623. jun. 19-én Clermont-Ferrandban született. Atyja, Etienne Pascal, az auvergnei adó-kamara (cour des aides) elnöke volt, s mint mathematikailag is képzett férfiú Descartes-, Gassendi-, és Mersenne-nel folytonos összeköttetésben állott.

Pascal már kora ifjúságában elveszíté anyját, kit soha sem ismert, sőt úgy látszik, hogy az emberi nem szaporodásáról mint a szellem lealázásáról való misztikus nézetei folytán nagyon kevésre becsülte.

A betegségek és idegesség által nagyon bántott gyermek testileg csak nagyon lassan fejlődött, de szellemileg annál gyorsabban érett. Midőn Pascal nyolcz éves volt, atyja a hivataláról lemondott és Párisba ment, hogy ezentúl minden idejét a fia nevelésének szentelje. Pascal-nak nyolcz éves kora óta atyján kívül más tanítója nem volt.

224

Hogy mi is a biografusoknak ahhoz a már Plutarch óta bevett szokásához alkalmazzuk magunkat, mely a nagy embereknek az ifjúkorukban elárult tehetségeit és nagy jövőt jósló tetteit különösen kiemeli: el fogjuk mondani, ami erre vonatkozólag Pascal-ról följegyeztetett.

Egyszer valaki az atyja társaságából egy poharat késsel véletlenül megütött; a pohár harang módjára zengett. Az illető, hogy a hang megszünjék, a poharat az ujjával érinté. Pascal tudni akarta, hogy miért szűnik meg a hang a puszta érintésre, s mivel a kapott felelettel nem volt megelégedve, maga kezdett a dolog fölött elmélkedni, sőt mi több, ugyanerről a tárgyról értekezést irt. Pascal ekkor csak 12 éves volt.

Pascal atyja azt akarta, hogy fia minden tehetségét a nyelvek tanulmányozásának szentelje, s mivel a fiúnak a mathematika iránti hajlamait jókor észrevette, előtte e tudományról beszélni sem akart. Azonban Pascal-éknál nem egy nagyhírű mathematikus fordult meg, s az ifjú, hacsak szerét tehette, beszédjöket elleste. Egyes felkapott szavak s atyjának folytonos titkolódzása végtére annyira felköltötték kiváncsiságát, hogy kérve kérte atyját, legalább mondaná meg neki, hogy mi légyen az a geométria. Az apa a lehetőleg általános feleletet akarván adni, mondá: a geométria az a tudomány, mely megtanít arra, hogy miképen kell helyes idomokat szerkeszteni, s a közöttük fennálló arányokat feltalálni. Az ifjú Pascal-nak több nem kellett. Szabad óráiban hozzáfogott az idomok rajzolásához, s azokat, a megfelelő műkifejezéseket nem ismervén, önmaga alkotta műszavakkal nevezte el; sőt Euclides első könyvének 312-ik propozíczióját, mely szerint minden háromszögben a szögek összege egyenlő két derékszöggel, minden előleges oktatás nélkül maga bizonyította be.

Épen akkor, midőn a bebizonyítással volt elfoglalva, atyja a szobába lépett. Az ifjú annyira el volt merülve, hogy atyját észre sem vette. Azonban az apa, fiának csodálatraméltó tehetségét látván, többé nem ellenezte, hogy a geométriát tanulja,

225

sőt maga adta kezébe először Euclides-t, aztán pedig Vieta, Roberval s mások munkáit. Pascal mindezeket tanító és magyarázat nélkül azonnal megértette, s ismeretei oly gyorsan gyarapodtak, hogy már 16 éves korában Mydorge, Roberval s más hírneves mathematikusokkal összeköttetésben állott.

Ugyancsak 16 éves korában a kúpszeletekről egy könyvet írt, a melyről Descartes sehogy sem akarta elhinni, hogy azt Pascal egyedül írta, hanem azt mondá, hogy vagy az atyja, vagy Désargues, vagy más valaki segített neki.

Midőn Pascal egy estély alkalmával Versaillesban hason-korú társaival az udvar előtt egy színdarabot játszott, Aiguillon herczegnő őt mint nagy mathematikust mutatta be Richelieu-nek.

Pascal atyja időközben pénzügyi intendánsi hivatalt vállalt el, minélfogva Rouenba kellett mennie. Fiát, hogy a számitásoknál segítségére legyen, magával vitte. Az ifjú Pascal, hogy dolgát megkönnyítse, számológép feltalálásán törte az eszét, s csakugyan, 24 éves korában sikerült is egy olyan gépet összeállítania, melylyel a négy alapművelet végrehajtható volt. E találmányra szabadalmat kapott. Összesen 50 példányt készíttetett, s a gépek a szerkezetre nézve többé-kevésbbé mind különböztek egymástól; egy példányt Krisztina svéd királynénak küldött.

A folytonos és megerőltető szellemi munka Pascal-nak amúgy is gyenge egészségét még inkább aláásta. 1647-ben lábai annyira megbénultak, hogy csak mankó segítségével járhatott. Az orvosok minden szellemi foglalkozástól eltiltották, s három hónapig engedelmeskedett is, de a mint jobban érezte magát, szelleme is újra fölelevenedett, bár szellemének előbbeni rugalmasságát többé nem nyerte vissza.

Ez időponttól kezdve a vallásos elfogultság mindinkább erőt vett rajta, minélfogva tudományos dolgokkal csak ímmel-ámmal foglalkozott. Atyjának két roueni barátja, kik buzgó jansenisták voltak, elhitették vele, hogy testi szenvedéseit felsőbb

226

helyről jövő figyelmeztetésnek kell tekintenie, hogy ezután inkább a lelke üdvösségével, mint a mathematikával és a fizikával törődjék. Mindamellett Pascal mégis hozzáfogott azokhoz a vizsgálatokhoz, melyekkel nevét a fizikában megörökítendő vala.

Már említettük, hogy Mersenne Torricelli találmányáról értesítette a roueni vár intendansát, s az ismét Pascal-lal közölte a hallottakat. Pascal mindenekelőtt Torricelli kísérletét ismételte, ezután egy 46 lábnyi (14 m) csővel a kísérletet vízzel és vörös borral hajtotta végre s azt tapasztalta, hogy e folyadékok mintegy 32 lábnyi magasságra emelkednek.

Kísérleteit az Experiences nouvelles touchant le vuide, Paris, 1647. czímű művében írta le. Ebből az iratból kitűnik, hogy a folyadékok emelkedését ő is a horror vacuinak tulajdonította, de nem sokára tudomására jött Torricelli magyarázata, mely szerint e tünemények a légnyomásnak tulajdonítandók, s ez a magyarázat Pascal-ban fogékony talajra talált, és azt azonnal elfogadta. Hogy azonban magát teljesen megnyugtassa, Torricelli kísérletét úgy módosította, hogy a barométert körülövező levegőt el lehetett távolítani. A mit várt, az be is teljesedett, mert a külső levegő eltávolítása után a kénesőoszlop azonnal lesülyedt.

Bár evvel a kísérlettel, melynek Pascal preuve du vuide dans le vuide nevet adott, a légnyomás alaposan be volt bizonyítva, Pascal teljesen még most sem nyugodott meg, s így okoskodott: abban az esetben, ha valóban a légnyomás az, a mi a kénesőoszlopot felemeli, akkor ez oszlopnak valamely magasabb hegy tetején alacsonyabbnak kell lenni, mint a völgyben. Mivel a kísérlet Rouenban nem volt végrehajtható, sógorának, Perier-nek, ki a Puy-de-Dôme tövében fekvő Clermontban lakott, levelet írt s őt a kísérlet végrehajtására fölkérte.

Perier a kísérletre szívesen vállalkozott, s azt a lehető legnagyobb gonddal rendezte be. Két 4 lábnyi üvegcsőből s tisztított kénesőből edénybarométereket készített s azokat ská-

227

lával látta el. 1648 szept. 19-én a hegy tövénél a kéneső mind a két csőben 26 hüvelyk és 3.5 vonalnyira emelkedett. Ezután az egyik csövet átadta Chastin páternek, és megbízta, hogy azt az egész napon át észlelje, a másik csővel pedig a hegyre ment föl. A 3000 lábnyi magasságú hegy tetején a kénesőoszlop csak 23 hüvelyk és másfél vonalra emelkedett. Ezenkívül megfigyelte az oszlopot a hegynek alacsonyabb fekvésű pontjain is, s azt tapasztalta, hogy e pontokon az oszlop már magasabb, míg végre a hegy tövénél ismét 26 hüvelyk és 3.5 vonalnyira emelkedett, arra a magasságra, melyet Chastin az egész napon át észlelt.

Pascal a sógora kísérleteit 1648-ban írta le, s azokból azt következtette, hogy a barométer segítségével két helynek magasság különbsége meg volna határozható, de a törvényt, mely szerint a légnyomás a magasság növekedtével fogy, nem ismervén, méréseket nem hajthatott végre. Pascal csak azt tudta eldönteni, vajjon két hely a tengerszínétől egyenlő magasságban van-e vagy sem.

Pascal a sógora kísérleteit Párisban, a St. Jacques de la Boucherie templom tornyán ismételte. A templom 1789-ben leromboltatott, de a torony még most is megvan, s földszinti csarnokát Pascal-nak Páris városa emelte szobra díszíti.

Pascal-nak köszönhető, hogy 1649-től 1651-ig Páris-, Clermont- és Stockholmban barométeres rendes észleletek tétettek. Az utóbbi városban Descartes is részt vett az észleletekben. E megfigyelésekből kitűnt, hogy a légnyomás változásainak közvetetlen oka nem a levegő mérsékletében rejlik, hanem hogy a légnyomásra a szelek jelentős befolyással vannak.

Pascal a levegő és a folyadékok gyakorolta nyomásról szóló tant a Traité de l'équilibre des liqueurs et de la pesanteur de la masse de l'air czímű művében fejtette ki, mely azonban csak halála után, 1663-ban jelent meg.

E műben a többi között kimutatta a légnyomás szerepét

228

a szívók, fecskendők stb. működésénél; továbbá kiszámította a légnyomást bizonyos fölületre, még pedig oly formán, hogy a nyomást egyenlővé tette 28 hüvelyknyi kénesőoszlopnak vagy pedig 32 lábnyi vízoszlopnak arra a bizonyos fölületre gyakorolt nyomásával; kiszámította még az egész légkörnek a földre gyakorolt összes nyomását s ezt 828388944×1010 fontnak találta. Végre a folyadékok nyomását tárgyalta, de ez a rész csupa ismeretes tételekre szorítkozik.

Ugyanennek a műnek Előszavában Galilei-ről egy olyan adomát közölt, mely csakhamar széles körben ismeretessé vált, sőt még mai napság is forgalomban van.

Pascal elbeszélése szerint egy flórenczi kertész bejelenté Galilei-nek, hogy az egyik új szivattyú nem képes a vizet 18 rőfnél magasabbra emelni. Galilei ezt csak akkor hitte el, mikor a saját szemeivel látta. Ezután megvizsgálta a szivattyút s mivel nem talált rajta semmi hibát, gondolkodóba esett. Végre kisütötte, hogy a víz a horror vacui, azaz az űrtől való irtózás folytán a csőben fölemelkedik ugyan, de az irtózás 18 rőfnél eléri a határát.

Hogy mit kelljen tartanunk ez adoma történelmi értékéről, azt Galilei életrajzában már megjegyeztük. Libri méltán vonja kétségbe ez elbeszélés igazságát.[152]

Pascal fizikai vizsgálatai mellett nem lett hűtlen régi kedves tudományához, a mathematikához. Miként kortársai, úgy ő is különös szeretettel foglalkozott a czikloissal és 1658-ban a Histoire de la Roulette czímű művében az erre a vonalra vonatkozó vizsgálatok kritikai történetét írta meg; e vonalról Amos Dettonville álnév alatt 1658-ban két feladatot is tűzött ki. Ez az álnév anagrammás kombinácziója volt egy másik, Louis de Montalte, álnévnek, mely alatt híres Lettres provinciales-jait írta. Mivel a megfejtések, melyek Carcavi-nak küldettek be,

229

kielégítők nem valának, 1659-ben saját megfejtéseit közölte (Lettres de Mr. Dettonville à Mr. Carcavi czím alatt).

Rendkívüli tehetségei mellett a tudományok érdekében többet is tehetett volna, mint a mennyit tett. Azonban 1647 óta mindinkább bemerűlt a vallásos merengésekbe; testi szenvedései is nagyon elkedvetlenítették. Végre arra a meggyőződésre jutott, hogy a religió az egyedüli az emberi szellemhez méltó foglalkozás. Vallásos és filozófiai munkái magukon hordják eme szellemi állapot bélyegét.

A nem tudományos művei között a leghíresebb, sőt történelmi fontosságú az említett Lettres provinciales. E munkának, melyet "Levelek egy vidéki baráthoz" czím alatt kezdett meg, tulajdonképeni czélja az volt, hogy a jansenistákat védelmezze, de jelenleg azt a jezsuiták ellen intézett támadásnak tekintik. Élczes, szellemes és iróniája által félelmes irálya még napjainkban is a művelt franczia nyelv mintaképe, s e munkát olvasva, egészen elfeledjük, hogy az alázatos lelkű és vezeklő Pascal-lal van dolgunk.

1654 október havában a Neuilly-hídon kocsival átmentében lovai megbokrosodtak s elragadták. Pascal szerencsésen megmenekült ugyan, de eme megmenekülésében is a felsőbb hatalmak intéző kezét látta. Ez az eset komorságát annyira növelte, hogy élte utolsó éveit legnagyobbrészt imádkozással és a szentírás olvasásával töltötte. 1662 jun. 29-én nővéréhez, Perierné asszonyhoz, költözött. Testi szenvedései folyton növekedtek, s a mikor környezete szomorú állapota fölött sajnálkozását fejezte ki, így kiáltott fel: "Ne sajnáljatok engem, a betegség természetes állapota a kereszténynek, mert akkor ő olyan, a milyennek mindenkor kellene lennie: nincsenek javai, nincsenek érzéki gyönyörei.

Pascal 1662 aug. 19-én, mint Torricelli, 39 éves korában halt meg. Eltemettetett a St. Étienne-du-Mont templomban, hol azonban csak síremléke található fel.

Michelet Genlisné asszony nyilatkozatai alapján azt be-

230

széli, hogy az orleánsi herczeg 1789-ben Pascal holttestét kiásatta, hogy alchímiai kísérleteket tétessen vele,[153] azonban ez állításnak valóságát mi sem támogatja.

Pascal összes munkáit 1779-ben Bossut 15 kötetben, 1819-ben pedig Lahure 6 kötetben adta ki Párisban.

Irodalom

Andrieux, Éloge de Pascal, Paris, 1813.

Bossut, Discours sur la vie et les ouvrages de Pascal, 1781.

Raymond, Eloge de Pascal, Toulouse, 1816.

Faugère, Él. de Pascal, Par. 842.

Vinet, Études sur Pascal, Par. 1848.

Maynard, Pascal, sa vie etc. Par. 1850.

Cousin, Jaqueline Pascal, Par. 1845.

Nisard, Hist. de la litt. française.

Biographie universelle

.

Dreydorff, Pascal, sein Leben u. seine Kämpfe, Leipzig, 1870.

Becker, B. Pascalis vitae commentarii, Dresd., 1782. 4o

Dumesnil, Éloge de B. Pascal, Par. 1813.

Quesné, Él. d. B. Pascal, Par. 1813.

Worbe, Éloge de B. Pascal.

Belime, Éd. de. B. Pascal, Par. 1816.

Montel, Essai sur Pascal, Clermont, 1823.

Monier, Essai sur Pascal, Par. 1822.

Abbé Flottes, Étude sur B. Pascal, Montpellier, 1846.

Reuchlin, Pascal's Leben und der Geist seiner Schriften, Stuttgart, 1840.

Pascal's Lebensgeschichte, von seiner Schwester

(Mme Perier) beschrieben (francziából fordítva) Augsburg, 1831.

231

GUERICKE

Guericke azon fizikusok közé tartozik, kik nem azért foglalkoznak a fizikával, hogy kizárólag annak vagy abból éljenek, hanem a természet s ennek törvényei iránti lelkesedésüktől elragadtatva ama tudományt csak azért művelik, hogy az igazság földerítésének nemes munkájában tényleges részt vehessenek.

Az ilyen fizikusok között a tehetség a kitartó szorgalommal kevésben, vagy talán egyikben sem párosúlt oly nagy mértékben, mint Guerické-ben. Ő nem volt ugyan fizikus a "mesterségére nézve", de mindamellett sokkal többet lendített a tudomány ügyén, mint sok nagyhírű német kortársa, kik professzióból voltak ugyan fizikusok, de csakis az úgynevezett Gelehrsamkeit által tűntek ki, s az utókor neveiket már alig emlegeti.

Otto von Guericke 1602. nov. 20-án Magdeburgban született; atyja ugyane városban "Schultheis" és biró volt.

Guericke magát a jogi pályára képezte ki; 1617-ben a lipcsei, 1620-ban a helmstadti s 1621-ben a jenai egyetemen a jogot hallgatta.

Azonban a nevezett tanintézeteken szerzett ismeretei őt nem elégítették ki. Hogy magát a mathematikai tudományokban is kiképezze, 1623-ban Leydenbe ment, s az itt szerzett ismeretei kibővítése végett Angol- és Francziaországba utazott.

Külföldi útjáról visszatérve, szülővárosában telepedett le, hol 1627-ben városi tanácsossá választatott. Itt kellett átélnie

232

a harminczéves háború egyik legborzalmasabb epizódját, szülővárosa elpusztítását.

A császári sereg 1631-ben Magdeburgot rohammal bevette s három napig rabolt és gyilkolt. Hogy Guericke is életveszélyben forgott, azt könnyű elképzelni, mert a város 36,000 lakója közül csak 400 mentette meg életét. Guericke megmenekült ugyan, de a császáriak fogságába került s szabadságát csak 300 tallérral válthatta meg.

A szerencsétlen várost a következő évben a svédek szállották meg. Guericke ekkor svéd szolgálatba lépett, s egyideig Erfurt várának főmérnöke volt. A svédek elvonulása után visszatért szülővárosába. A közügyek érdekében kifejtett munkásságának köszönhette, hogy 1646-ban a város polgármesterévé választatott.

Mint polgármester a szülővárosa körül nagy érdemeket szerzett. A westphali békében (1648) Magdeburg a brandenburgi választófejedelemséggel egyesíttetett, s mivel a magdeburgiak eme határozatnak ellenállottak, a városra nagy sarcz vettetett, mely sarcz alól csak Guericke sikeres föllépése folytán menekedhetett meg.

A brandenburgi választófejedelem, kinek Experimenta de vacuo czímű iratát ajánlotta, őt tanácsosává nevezte ki. Guericke ekkor már a vacuumra vonatkozó sok kisérletet hajtott végre. Kisérletei annál is inkább figyelemre méltók, mivel Torricelli-nek s más kortársainak idevonatkozó vizsgálatai előtte ismeretlenek valának. Úgy látszik, hogy az ókori és az újabb filozófusoknak a vacuumra vonatkozó fejtegetései voltak azok, melyek őt a kísérletek utjára terelték.[154]

Guericke a legelejéről kezdte a dolgot; először is meg akarta tudni, vajjon egyátalában van-e vacuum? E kérdést megfejtendő, egy hordót színig megtöltött vízzel, s a hordó nyilását lefelé fordítva, fecskendőt dugott bele. Guericke azt

233

várta, hogy a víz, sulya miatt, követni fogja a fecskendő dugóját, s a hordóban ür fog maradni. De csalatkozott, mert mindamellett hogy három ember teljes erővel dolgozott, csak nagyon kevés vizet szivattyúzhattak ki, s az egész munka folyamában sajátszerű sziszegést és a víz forrásához hasonló dübörgést hallottak.

Guericke átlátta, hogy e dübörgés a fa likacsain a hordóba tóduló levegőnek tulajdonítandó. Hogy a levegő belépését megakadályozza, második kisérleténél kisebb hordót használt s azt vízzel megtöltött nagyobb hordóba állította. A dübörgés megszűnt ugyan, de a víz most sem volt kiszivattyúzható.

Most még egy harmadik kísérlethez folyamodott: a fecskendőt egy, csakis levegővel megtöltött rézgolyónak nyilásával kötötte össze, s hogy a levegő súlyánál fogva leeshessék (Guericke a levegő rugalmasságát ekkor még nem ismerte), a golyót nyilásával lefelé fordította. Néhány dugóhúzás után a csapot elzárta s a fecskendőt eltávolította. A csapot megnyitván, a külső levegő sziszegéssel a golyóba tódúlt.

E kísérletekből kiderül, hogy Guericke a légnyomást önállóan találta föl, harmadik kisérletétől, mely már a légszivattyú elvét képviselte, a tulajdonképeni légszivattyú feltalálásához már csak egy lépést kellett tennie.

Guericke az első légszivattyút 1650-ben, tehát mintegy 7 évvel az Accademia del cimento megalapítása előtt állította össze. Készülékének főalkotórésze egy meggörbített tágas fémcső volt; ennek egyik szára függélyesen állott s felső végén csappal volt ellátva, a másik szár pedig oldalt fölfelé hajlott, s nyéllel ellátott bőrdugó illeszkedett bele.

Guericke a ballont, melyet kiüresíteni akart, a függélyes szár felső végével kapcsolta össze; a dugó kihúzásánál a csapot megnyitni, a visszatolásnál pedig elzárni kellett. Összesen három ember kezelte ezt a készüléket, melyet, hogy légzáró legyen, vízzel kellett körülövezni.

Evvel a nagyon tökéletlen készülékkel (melyet azonban 1663-ban már tetemesen javított) az 1654-iki regensburgi biro-

234

dalmi gyűlés alkalmával, bíztatva Schönberg mainzi választó-fejedelem által, több nyilvános kisérletet tett.

E kisérletek, melyek közbámulatot keltettek s a melyek Guericke hírét csakhamar megalapították, a következők valának. Egy 3/4 rőfnyi átmérőjű rézhengerbe légzáró s a felső végén csigára vetett kötéllel összekötött dugót tett. A kötél másik vége 50 ágú volt, hogy azt ugyanannyi ember foghassa, tehát a dugót felhúzhassa. Midőn a dugó, nagy erőlködés árán, már kissé felhúzatott, Guericke a rézhenger alsó végére egy olyan ballont csavart, melyből a levegőt megelőzőleg kiszivattyúzta. Midőn a ballon csapját megnyitotta, a hengerben levő ritkított levegő a ballonba tódult, s az ötven ember, minden erőlködés daczára a levegőbe emeltetett!

Egy másik kísérletét két egymásra illeszthető féltekével hajtotta végre. E készüléket jelenleg is magdeburgi féltekéknek nevezzük. Azonban Guericke féltekéi majdnem egy rőfnyi átmérőjűek valának, minélfogva azokat az eléjök fogott nyolcz-nyolcz ló is alig bírta széthúzni. E kisérletet később még nagyobb féltekékkel ismételte, minélfogva a széthúzáshoz már 24 ló kellett!

Guericke különösen kedvét lelte abban, ha kisérleteit mentül nagyobb közönségnek mutathatta be. S valóban a "nagyban" végrehajtott kisérletek közbámulatot keltettek, minek megvolt az a jó oldala, hogy az ismeretek tágasabb körbe szivárogtak.

Guericke hivatalát 1681-ig viselte, a mikor is arról önként lemondott. 1686-ban fia látogatására Hamburgba ment, de ugyanitt rövid idő mulva, 1686. máj. 11-én elhunyt. Eltemettetett a hamburgi Nicolai templomban, de tetemei később Magdeburgba vitettek.

Guericke az ő kísérleteit mind leírta; munkája 1672-ben Ottonis de Guericke Experimenta nova magdeburgica czím alatt Amsterdamban jelent meg.

A légszivattyú feltalálása a későbbi vizsgálatok könnyű és kényelmes megejthetése tekintetéből nagyon jelentős esemény

235

volt. Jelenleg alig képzelhetjük, hogy mennyit vesződtek az Accademia del cimento tagjai, kiknek légszivattyúja a barométer, s vacuumjok a Torricelli-féle ür volt! Nem is fejeznénk ki valami rendkívüli elismerést Guericke iránt, ha a légszivattyú harangjának üres terét, mint régebben szokás volt, Guericke-féle ürnek neveznők.

Azonban a légszivattyú és a regensburgi kisérletek Guerické-nek korántsem az összes érdemei. Nagyszámú többi kisérletei, bár új tényekkel nem gyarapították is a tudományt, fejlesztésére mégis nagy befolyással voltak.

Említettük, hogy Guericke a levegőt rugalmatlannak képzelte. Később meggyőződött eme nézet téves voltáról, sőt a levegő rugalmasságát direkt kísérletekkel is bebizonyította. Ezek között a leginkább meggyőző volt az, melynél egy üres, és egy levegővel telt ballont úgy kapcsolt össze, hogy az üres fölül, a levegővel telt pedig alul volt. Midőn a két ballont elválasztó csapot megnyitotta, a levegő az alsó ballonból, erős sziszegés kiséretében azonnal a felsőbe lódult. Ebből, s más ehhez hasonló kisérletekből azt következtette, hogy a légkör alsóbb rétegei sűrűbbek mint a felsők.[155]

Guericke ismerte a szélpuskát is, s ezt a levegő sűrítésére használta.[156] Azonban a légsűrítő és a szélpuska már jóval Guericke előtt is ismeretesek valának. Nürnbergi krónikák szerint Hans Lobsinger már 1560-ban készített egy szélpuskát; Mersenne szerint pedig Marin normandiai polgár IV. Henrik franczia király számára készített egy ilynemű fegyvert. A légsűrítő feltalálását pedig az alexandriai Ktesibius-nak, a Hero kortársának tulajdonítják.

Guericke a barométerrel csak a regensburgi gyűlésen ismerkedett meg, azonban már annak előtte állított össze egy

236

készüléket, melyet vízbarométernek lehetne nevezni, mert abban a kénesőt víz pótolta. Több üvegcsövet addig toldott egymáshoz, míg végre egy 19 rőfnyi csövet kapott, s e hosszú csőben a vizet légszivattyúja segítségével addig emelte, a meddig csak lehetett, s ekkor a csövet fölül elzárta. Mármost azt tapasztalta, hogy a vízoszlop az elzárás után sem esik le, hanem mintegy 32 lábnyira állva marad. Egyúttal észrevette, hogy az oszlop magasságára az időjárásnak tetemes befolyása van, sőt azt is állította, hogy az időjárást, nevezetesen a viharokat evvel a készülékkel előre meg lehet jósolni.

A készüléket semper vivum-nak nevezte s az észlelésre az által tette alkalmasabbá, hogy a vízoszlop tetejére olyan fabábot helyezett, mely egyik karjával a csőre tett skálára mutatott. A skálára az időjárást is följegyezte. A nép ezt a készüléket, mivel ebből a bábon kívül egyebet nem látott, Wettermänchennek nevezte.

Guericke még megmutatta, hogy a hang a vacuumban nem terjed, mely kisérletet az Accadémia del cimento tagjai és Rómában Caspar Bertus (az utóbbi ugyancsak egy vizbarométerféle eszközzel) is végrehajtották.[157] Sőt azt is megmutatta, hogy a levegő egy részét az égés elfogyasztja.

Végre még két találmányáról kell megemlékeznünk: a manométerről és az elektromos gépről.

Guericke manométere persze nem volt még kéneső- vagy fémmanométer, hanem az a készülék volt, melyet a levegő súlyos voltának bebizonyítására jelenleg is használunk, azaz olyan mérleg volt, melynek egyik karján serpenyő helyett egy ballon, másik karján pedig a ballont egyensúlyozó fémgolyó

237

lógott. A ballon légritkított térben annál mélyebbre sülyedt, mentül nagyobb volt a ritkulás, s Guericke a sülyedésből a ritkulás fokára következtetett. Azonban ez a készülék nem volt olyan szubtilis, mint a jelenlegiek, mert mint minden készüléke, úgy ez is roppant nagy volt; a ballon maga egy lábnyi átmérőjű volt!

A másik találmány az elektromos gép, ha ugyan elektrom-gépnek nevezhetjük a Guericke készülékét, melynek főalkotórésze egy kéngolyó volt, melyet úgy készített, hogy egy üveggömbbe megolvasztott ként öntött, s miután a folyós tömeg megkeményedett, az üveget eltörte. Dörzsölő szerül az emberi kezet használta. Evvel a gyarló eszközzel, melyen a konduktor, az elektromos gép egyik leglényegesebb alkotórésze hiányzott, fölfedezte az elektromos taszítást, melyet Gilbert még nem ismert. Szikrákat persze nem kapott, mindazonáltal lehetett a serczegést hallani és sötétben némi fénytüneményeket - az elektromosság szétszórt fényét - látni. Guericke még azt a nevezetes észleletet tette, hogy az elektromos test által vonzott s aztán eltaszított könnyű testet amaz csak akkor vonzza ujra, ha emez valamely nem elektromos más testtel érintkezett.[158]

Még egy harmadik készülékről lehetne szólanunk, melyet szintén Guericke szerkesztett. Ez egy sajátszerűen összeállított hőmérő volt. Guericke egy U-alakú rézcső egyik végére levegővel megtöltött rézgömböt erősített, a másik végét pedig nyitva hagyta s a cső két szárát borszeszszel választá el. A nyílt szárban a borszesz fölületén fadarab úszott, a fadarabot pedig csigára vezetett fonálhoz erősítette; a fonál másik végén csüngő báb a rézgolyó melegítésénél vagy hűtésénél lesülyedt, illetőleg fölemelkedett és egy skálára mutatott, melynek legalsó rovására (magnus calor, a legfelsőre pedig magnum frigus volt irva; különben az egész skála csak 7 rovásból állott. Ez a készülék épen

238

úgy mint a Galilei hőmérője, egyuttal barométer is volt, minélfogva nagyobb hasznát csak akkor lehetett volna venni, ha Guericke a levegő nyomását is számításba hozhatta volna, mit ő azonban ép oly kevéssé tehetett, mint Galilei.

Irodalom

Jöcher, Allgem. Gelehrten-Lexicon, Leipzig, 1750.

Zedler, Universal-Lexikon, Halle, 1733-50.

Bouigné, Handbuch der allg. Litt. Gesch., Zürich, 1789-92.

Fontenelle, Éloges historiques, II.

239

BOYLE

Boyle, a "nagy experimentator", épen úgy mint Tycho és Huyghens, előkelő származású természettudós volt. Azonban teljes életén át kifejtett munkássága magasabbra emelte mint születése. Áldozatkészséggel párosúlt tevékenysége a természettudományokat számos fölfedezéssel gyarapította s benne feltalálhatjuk mindazokat a vonásokat, melyek a tudományért önzetlenűl lelkesedő férfiút jellemzik. Hogy a jelenkorban ritkábban találkozunk nevével, mint a mennyiszer a tudományra nézve fontos egyéni jelentősége miatt találkoznunk kellene, annak oka egyrészről abban rejlik, hogy fölfedezései nagyrészt elavultak, másrészről pedig abban, hogy az általa felállított tanok, melyeken nagyon is meglátszik a kezdet nehézsége, később általánosabb szempont alá kerültek. Némely író az ő működésének eredményeit nem alaptalanúl hasonlítja össze Tycho-éival; mind a ketten, persze más-más téren, nagy mértékben készítették elő a haladás és tökéletesedés útját; neveiket nem annyira a tudomány, mint inkább a tudomány története, de ez aztán annál hálásabban, említi föl.

I.
Boyle élete.

Robert Boyle 1626 febr. 25-én[159] Lismoreban, Irlandban, született; hetedik fia volt Richard corki grófnak, Irland kor-

240

mányzójának. Richard oly tapintatosan vezette Irland ügyeit, hogy őt a "nagy gróf"-nak nevezték, s Cromwell azt mondá róla, hogy az irlandi lázadás soha sem tört volna ki, ha mindegyik tartománynak olyan embere lett volna, mint Richard.

Mivel Robert Boyle gyenge és beteges anyjának némely testi bajait örökölte, atyja mindenekelőtt arra törekedett, hogy a természet hiányait nevelés által pótolja. Egészséges falusi dajkát fogadott melléje s meghagyta, hogy úgy nevelje fiát, mintha saját gyermeke volna. Boyle hét éves koráig a dajka fölügyelete alatt maradt; nevelése abban állott, hogy tehetett a mit akart; játszhatott, szaladgálhatott kénye-kedve szerint, nevelője még arra sem törekedett, hogy őt a dadogásról leszoktassa. Richard nem akarta fiát városba küldeni, mert "a városban a gyermekeket úgy óvják a naptól és esőtől, mintha vajból és czukorból volnának alkotva."

Midőn Boyle hét éves volt, nevelését atyja vette át, de nem sokára udvari káplánja vezetésére bízta. Az utóbbinak főtörekvése pedig az volt, hogy a gyermeket az anglikán egyház szelleme szerint vallás-erkölcsös irányban nevelje.

Azonban az ifjú Boyle már nyolcz éves korában elhagyta a szülői házat, s egyik bátyjával együtt a Windsor melletti Eton-college-be küldetett, hol három évig maradt ugyan, de nem nagyon sokat tanult. A latin nyelvben odáig vitte, hogy Quintus Curtiust, Nagy Sándor történetiróját eredetiben olvashatta; úgy látszik, hogy ez az olvasmány kedveltette meg vele a tudományokat, mert később gyakran mondogatta, hogy Quintus Curtius nekem több hasznot hajtott, mint Nagy Sándornak".

Tizenegy éves korában atyja őt Stalbridge-be, a dorseti grófságba, Dauch lelkészhez, egyik rokonához küldötte. Ez folytatta a félbeszakított oktatást s fokozta a gyermek vallásos érzületét, melyet egész életén át meg is őrzött.

1637-ben egyik bátyjával és egy franczia nevelővel külföldi

241

útra indult. Dieppe, Páris és Lyonon át Genfbe mentek, mely városban a nevelőnek családja lakott.

Genfben mintegy négy évig tanult a két testvér; innét Olaszországba mentek, hol különböző városokban tartózkodtak; 1642-ben, tehát Galilei halálának évében, Flórenczben voltak. A következő évben más országok felé vették útjokat. Azonban Marseilleben levelet kaptak, melyből arról értesültek, hogy Irlandban lázadás tört ki, s atyjuk meghagyta, hogy azonnal térjenek vissza. De mivel pénzük fogyatékán voltak, rögtön nem indulhattak el, s csak 1644-ben tértek vissza, de ekkor atyjuk már halva volt.

A 18 éves Boyle-ra nagy örökség szállott, de azért buzgón folytatta tanulmányait s a kapott vagyon nagy részét kiképzésére fordította.

A tudományok mellett különös buzgalommal foglalkozott a vallással. Mivel a szentirás némely helyeit világosan nem értette, elhatározta magát, hogy a keleti nyelveket, különösen pedig a hébert, meg fogja tanúlni. Ezen kívül kitűnő theologusokkal összeköttetésbe lépett, sőt vallás-filozófiai munkákat is írt.

Tehetségei már első irataiban nyilvánultak; de Cromwell idejében az angol közönség az irodalommal nem igen törődött; így eshetett meg hogy Boyle iratai sem keltettek figyelmet.

Boyle még egyszer elment Francziaországba, s innét 1645-ben visszatérve, stalbridgei birtokára vonult vissza, hogy itt, nem törődve a politikai heves mozgalmakkal, minden idejét - s hozzátehetjük, minden vagyonát - a tudományoknak szentelje.

Boyle nagy terven törte fejét. Ugyanis hazája tudósait, hogy a tudományokat egyesült erővel művelhessék, társaságba akarta összegyűjteni. Jeles férfiak, mint például Hook, Hastlieb, Glisson, Wallis és Wren, el is mentek Stalbridgebe, s itt hazájuk szomorú viszonyai között a tudományokban kerestek menedéket és vigasztalást.

242

Ez a kicsiny társaság a hiúzok akadémiájának módjára szervezkedett s furcsa czím tekintetében sem maradt el az olasz akadémiáktól, mert magát a láthatatlanok társaságának nevezte.

Boyle legbehatóbban a fizikával és a chemiával foglalkozott, azonban a természettudományok egyéb ágaiban sem akart hátramaradni, s mivel még szükségesnek látta, hogy magát az orvosi tudományokban is kiképezze, az oxfordi egyetemre ment, hol a doktori méltóságot meg is kapta, s baráti összeköttetésbe lépett Sydenham-mel, a híres orvossal.

Némely iró szerint Boyle a legbuzgóbb híve volt Baco-nak, s csakis az észleletektől és kísérletektől kért tanácsot, sőt a Baco empirizmusában annyira ment, hogy nemcsak hogy Aristoteles-t vetette el, hanem egyáltalában minden elmélettől irtózott. Ez azonban nem áll. Igaz ugyan, hogy Boyle nem sokat törődött az elméletekkel, de Baco nevét soha még csak nem is említette,[160] már pedig, ha a híres empiristának buzgó híve lett volna, legalább nevének fölemlítésével tanúsíthatta volna iránta való tiszteletét.

Boyle-nak a politikai válságok közepette gyakran kellett lakóhelyét változtatna s készülékeit ide-oda czipelnie. Természetes, hogy ilyenkor vizsgálatai megszakítást szenvedtek. A worcesteri csata után három évig irlandi birtokain maradt, s befejezte a már 1635-ben megkezdett tanulmányát a szentirásról.

Mikor a nyugalom mind a három királyságban helyreállott, Boyle Oxfordba ment, hogy itt a láthatatlanok társaságát újra szervezze. Sikerült is neki új tagokat a maga körébe vonni, s az így restaurált társaságot filozófiai társulatnak nevezte. A társaság Cross patikárus lakásán tartotta gyűléseit, s mivel tagjai mindannyian tory-k, azaz királypártiak valának, nagyon csöndesen viselte magát, a mi Cromwell protektorátusa idejében nagyon tanácsos is volt.

243

Boyle Oxfordban rendkívüli tevékenységet fejtett ki. Külön laboratoriumot építtetett, művészeket és iparosokat hívott meg, hogy az általa tervezett eszközöket elkészítenék. Ő maga mondá, hogy örül magas származásának, mert ha közönséges család sarjadéka volna, aligha lett volna elég vagyona tudományszomjának csillapítására. Fájdalom, Kepler nem beszélhetett így!

1680-ban Denis Papin is fölvétetett a filozófiai társulatba. Ez a sokat hányatott jeles férfiú 1647 aug. 22-én Bloisban protestáns szülőktől született. Párisban az orvosi tudományokat tanulta, de úgy látszik; hogy a doktori czímet az akkori orleansi egyetemen kapta. Azonban a fizika iránti hajlamai szellemét egészen más irányba terelték. Miután megnyerte volt Colbert nejének kegyeit, az akkoriban Párisban tartózkodó Huyghens mellé mint segéd alkalmaztatott, s Huyghens-szel a Louvre könyvtárában lakott. Papin-nek legtöbb dolga volt avval a géppel, melynél Huyghens mozgató erőül a puskaport alkalmazta.

Papin 1675-ben Párist ismeretlen okokból odahagyta s Angolországba ment. Hazájába többé nem is tért vissza, mert a nantes-i ediktum érvénytelenítése után még a Francziaországban lakó protestánsoknak is ki kellett vándorolniok. Papin, ha vallását megtagadta volna, visszatérhetett volna, sőt a párisi akadémiában hely is volt készítve számára, de inkább az örök számüzetést választá, semhogy magát a kivánt föltételeknek alávesse.

Kevéssel 1675 előtt fejezte Le Nouvelles expériences sur le vuide czímű művét, melyben a légnyomásra vonatkozó kísérletein kívül az általa összeállított légszivattyút írta le. Papin beállított Boyle-hoz, ki őt tárt karokkal fogadta, s kísérletező ügyességét fölismervén, dolgozó társának szegődtette. Boyle és Papin mintegy négy évig a legszebb egyetértéssel munkálkodtak, s Boyle mindig a legnagyobb elismeréssel emlékezett meg a nálánál sokkal fiatalabb Papin-ről.

244

Midőn II. Károly lépett 1649-ben lefejezett atyjának, I. Károlynak trónjára, a filozófiai társaság áttette székhelyét Londonba. Boyle is Londonba költözött s nővéréhez, lady Ranelagh-hez ment lakni, s egészen haláláig nála maradt. A ladyben a hű és a házias feleség (Boyle soha sem volt nős) és a szerető testvér minden erénye megvolt; sőt a lady gondjai fivérének birtokaira is kiterjedtek, minélfogva Boyle-nak mindenkor csak a készhez kellett nyúlnia, mi által nagyon sok időt nyert. Miután így gond nélkül élhetett, elvetette Clarendon ajánlatát, a ki őt a papi pályára akarta édesgetni s ezen pályán fényes jövőt és magas állásokat jósolt. A jámbor Boyle efféle méltóságokról hallani sem akart.

A filozófiai társaság gyujtópontja Boyle volt; körülötte csoportosúltak a tagok, kiknek munkásságát II. Károly annyira méltatta, hogy a már az előtt is protegált társulatot 1662-ben "királyi társulat" (Royal Society) rangjára emelte.

Ez a társulat tagjai dolgozatait 1665 óta Philosophical Transactions czímen teszi közzé; a konzervatív angolok ezt a czímet napjainkig megtartották.

A Royal Society egyike a legtekintélyesebb tudományos társulatoknak. Tagjai nem húznak fizetést, sőt ellenkezőleg, maguk fizetnek díjakat. Ez által a társaság függetlenségét megőrzi ugyan, de sokszor épen pénzügyi szempontból oly tagokat is be kell választania, kik tudományos qualifikáczióval nem igen dicsekedhetnek.

A társaság működéséről fogalmunk lehet, ha meggondoljuk, hogy 1860-ig 154 negyedrét-kötetet adott ki. E kötetekben mindig találkozunk elsőrangú tudósok értekezéseivel, mert kitűnő férfiakban a Royal Society hiányt soha sem szenvedett.

E rövid kitérés után, melylyel Boyle-nak, mint a társulat egyik alapítójának, hozzája méltó históriai háttért akartunk festeni, még az ő egyéniségéről fogunk egyet-mást elmondani.

Boyle csendes természetű ember volt. Szeretett problémákat kitűzni s ez által vitákat előidézni, de ő maga a vitákban

245

nagyon nyugodtan viselte magát. Modora, miként az egész életmódja, egyszerű volt. Bár többször meghívatott az udvarhoz, hol tanácsát fontos ügyekben kikérték, szerénysége állandó maradt. Politikai maximája ez volt: "minden politikának oda kell törekednie, hogy az embereket jobbakká és boldogabbakká tegye".

A vallás nagyon érzékeny oldala volt. Ha ellenfelei - s nem ellenségei, mert ilyenek nem voltak - őt tudományos kérdések ügyében megtámadták, nyugodtan és higgadtan felelt. Ha azonban vallásos érzülete ellen intéztek támadást, akkor haragossá és ingerültté vált, pedig épen vallási iratai miatt volt a legtöbb támadásnak kitéve. A híres Swift, a Gulliwer szerzője, Boyle-t külön iratban gúnyolta, s iratának "Vallásos elmélkedések a seprűnyélről, Boyle nemes módja szerint" czímet adott. Swift különben nemcsak Boyle-t, hanem általában az egész filozófiai társaságot akarta nevetségessé tenni. "Az egyik, mondja Swift, már 20 vagy 30 év óta törekszik, hogy a napsugarakat palaczkba zárja; hogy nyáron annyi fényt és hőt gyűjtsön, hogy télire ellássa magát; a másik pókhálókon experimentál" stb. Egyébiránt Boyle-t nem Swift, hanem Stubbe, a filozófiai társaság leghevesebb ellensége, bosszantotta legjobban.

Boyle, rendes életmódja mellett is mindinkább elgyengült; látását majdnem teljesen elvesztette. Élete hű kísérőjének, lady Ranelagh-nek halála oly kínos benyomást tett reá, hogy őt csak nyolcz nappal élte túl.

Boyle 1691 decz. 31-én halt meg. Eltemettetett az angol pantheonban, a westminsteri apátságban. Mondják, hogy ezt a furcsa sírverset szerkesztették számára:

He was the father of chemistry,
And brother of the earl of Cork.[161]

Mindamellett hogy Boyle műveinek egy része elpusztult,

246

fenmaradt iratainak száma igen nagy. Munkáit Shaw összegyűjtötte s a következő czím alatt adta ki: The philosophical Works of the honorable R. Boyle, abridged, methodised and disposed by P. Shaw, London, 1738. (8 kötet; Új kiadás Birel által: London, 1744., 5 kötet).

II.
Boyle dolgozatai a légszivattyúval. - A levegő rugalmassága.

Ha Boyle-t valamelyik föllelkesült honfitársa a chemia atyjának nevezte, evvel nem mondott méltatlan dicséretet. Az, a mit ő a chemia terén hozott létre, az ő korában nagyobb jogot tarthatott az alapvető új találmányok hírére és dicsőségére, mint az, a mivel a fizikát - s hozzá tehetjük, csakis a kísérleti fizikát - gazdagította.

Boyle az elméleti spekulácziókra nem nagy súlyt fektetett; dolgozatai tisztán az experimentálás körében mozogtak; arra, hogy a kísérleti eredmények szálaiból elméleteket szőjjön, nem törekedett. De működésének ez a korlátozott köre tisztán csak a sajátos szellemi irányzatának, nem pedig valamely külső filozófiai befolyásnak tulajdonítandó.

Boyle a légszivattyúval Schott würzburgi professzornak Mechanica hydraulico-pneumatica czímű munkája útján ismerkedett meg. Schott (1608-1666), ki Guerické-vel élénk levelezésben állott, nevezett munkáját 1657-ben adta ki.[162]

Mivel Guericke készüléke még nagyon tökéletlen volt, Boyle mindenekelőtt azon volt, hogy azt javítsa. A dugót fogas rúddal, s ezt ismét fogas kerékkel kapcsolta össze, miáltal a készülék kezelését tetemesen megkönnyítette. A csapokat na-

247

gyobb szabatossággal készítteté el, s gondoskodott arról is, hogy a vacuumba helyezett tárgyak s készülékek fölebb emelhetők vagy lejebb ereszthetők legyenek. A javított szivattyút s az evvel végrehajtott kísérleteket "New experiments physico-mechanicals touching the spring of the air etc. Oxford, 1659. czímű több kiadást ért terjedelmes művében ismertette. Midőn Guericke e munkával megismerkedett, ő is azon volt, hogy a készüléket még tovább tökéletesítse, különösen pedig arra törekedett, hogy a légüresítés gyorsabban végrehajtható legyen, s ez oknál fogva a dugó járását emeltyűvel létesítette.

Midőn Boyle Papin-nel ismerkedett meg s vele közösen munkálkodott, a szivattyú még inkább tökéletesbült. Papin az általa javított szivattyút a már említett művében írta le; a Boyle-al közösen javított eszközt s az evvel végrehajtott kísérleteket pedig A continuation of the new digestion of bones, 1687. czímű művében írta le, mely mű folytatása volt az A new digestor or engine for softing bones czímű már 1681-ben Londonban megjelent munkájának. Ez utóbbiban írta le azt a készüléket, melyet jelenleg is Papin-féle fazéknak nevezünk. A new digestor 1682-ben franczia fordításban is megjelent (La manière d'amollir les os et de faire cuire touies sortes de viande eu fort peu de temps etc. czím alatt). Papin főző-edénye nagy föltűnést keltett, még pedig nemcsak gyakorlati haszna miatt, hanem azért is, mert azon volt először alkalmazva a biztosító szelep, mely a jelenlegi gőzgépek egyik legfontosabb alkotó része.

Az említett 1687-iki műben leírt szivattyú tetemes haladást tüntet elő; annál már a kicsiny és különben is kényelmetlen ballonok helyett tányérra tett harang használtatott, továbbá csapok helyett szelepek alkalmaztattak.

Boyle még tovább ment. Hogy a szivattyúzás folytonos legyen, kétköpüs készüléket szerkesztett; a dugókat csigára vetett kötéllel hajtotta. Hawksbee ezt a szivattyút fogas rudakkal s megfelelő hajtóval látta el, innét van, hogy a kétköpűs szivattyú feltalálását némelyek Hawksbee-nek tulajdonítják.

248

Boyle még a légsürítővel is foglalkozott; sürítője lényegében teljesen megegyezik azokkal a kézi légsürítőkkel, melyek a fizikai laboratoriumokban jelenleg is használtatnak. Helyén lesz, ha itt megjegyezzük, hogy Wolferd Senguerd leydeni egyetemi tanár (1646-1724) 1697-ben olyan egyköpűs szivattyút szerkesztett, melynek csapja úgy volt fúrva, hogy a készüléket ritkításra és sürítésre egyaránt lehetett használni.

Boyle-nak a légszivattyúval végrehajtott nagyszámú kísérletei újaknak alig nevezhetők; túlnyomó részük csak az Accademia del cimento tagjainak és a Guericke kísérleteinek ismétlése volt. Különben lehetséges, hogy eme kísérletek egy része Boyle-ra nézve csakugyan új volt; mivel a forrásokat nem szokta vala megnevezni, nem lehet eldönteni, hogy az egyes esetekben mennyiben illeti meg őt a feltalálás érdeme.

Voltak azonban olyan kísérletei is, melyeknek elsőbbsége kétségtelenül őt illeti meg. Így például megmutatta, hogy az egymáshoz dörzsölt testek a légüres térben is megmelegednek; holott az akkori általános felfogás szerint a surlódás előidézte megmelegedésnek a testek között levő levegő lett volna az oka. Ezt a kísérletet újabb időben Sir Humphry Davy is végrehajtotta, midőn légüres térben két jégdarabot puszta surlódás által ömlesztett meg, a mi által a mechanikai munkának hővé való átváltozását mutatta ki.

Az említettel bizonyos tekintetben analog volt Boyle-nak az a kísérlete, hogy a mészoltásnál még akkor is keletkezik hő, ha ez a chemiai folyam légüres térben megy végbe.

Egy másik nagyon érdekes fölfedezése az volt, hogy megmutatta a légnyomás befolyását a forrópontra. Egy alkalommal vizet, hogy ezt a benne levő levegőtől megszabadítsa, nagyon sokáig forralt. A vizet még langyos állapotban a harang alá tette, valószínűleg azért, hogy megtudja, vajjon van-e még a vízben levegő. Midőn a levegőt ritkítani kezdé, a vízben parányi buborékok helyett igen nagyok keletkeztek: a víz hirtelenül felforrott.

249

Továbbá kimutatta, hogy a vacuumban a füst is csak úgy esik le, mint bármely más test, hogy tehát a füst a levegőben csak relatív könnyűsége miatt emelkedik. Boyle idejében voltak még olyanok, kik a testeket könnyűekre és nehezekre osztották föl; Baco, Boyle állítólagos mestere, a fizikusoknak direkte ajánlotta, hogy vizsgálják meg, hogy "mely testek mozognak a nehézség, és melyek a könnyűség miatt", és "hogy a levegő a könnyű, vagy pedig a nehéz testekhez tartozik-e?"

Különben megjegyzendő, hogy Boyle előtt már az Acc. del cimento tagjai is megczáfolták a testek pozitív könnyűségéről szóló tant, mert kísérletekkel bebizonyították, hogy a testek emelkedése csak az azokat környező sűrűbb közegek alulról fölfelé irányzott nyomásából ered, miként ezt már Galilei is mondotta.

Boyle a nyomások mérésére manométert szerkesztett. Készüléke lényegében véve teljesen megegyezett a Guericke-ével, csakhogy emennél sokkal kisebb és pontosabb volt.

A levegő sürűségét úgy határozta meg, mint Galilei, de a kéneső sürűségének meghatározására szolgáló módszere egészen új volt. Boyle a közlekedő edényeknek azt a törvényét alkalmazta, mely szerint a folyadékoszlopoknak az érintkező lapjuktól számított magasságaik fordított viszonyban vannak a sürűségeikkel. A vízoszlopot a kénesőoszlopnál 13.75-szor magasabbnak találta.

A fizikában szerzett érdemei között legnagyobbak a levegő rugalmasságára vonatkozó kísérletei. Boyle találta föl először a fizikának azt az egyik alaptörvényét, mely szerint a levegő nyomása fordított viszonyban van térfogatával. Hogy e törvénynél a mérsékletet állandónak kell föltételezni, arra Boyle figyelme még nem terjedt ki.

Azonban meg kell jegyeznünk, hogy Boyle-nak, mikor ezt a törvényt feltalálta, esze-ágában sem volt, hogy a térfogat és

250

nyomás között valami összefüggést keressen. Ő csak Franciscus Linus lüttichi jezsuita professzort (1595-1676) akarta megczáfolni. Linus kétségbe vonta a légnyomás létezését, s a kénesőnek a barométercsőben való megmaradását egyszerűen így magyarázta: a kéneső láthatatlan szálakon függ.[163]

Boyle, Linus-t megczáfolandó, először is azt akarta megmutatni, hogy egy magas kéneső-oszlop egyensúlyozására aránylag kicsiny légtömeg is elegendő. E czélra olyan készüléket használt, a minőt nevezett törvényének kísérleti bebizonyitására az előadásoknál még jelenleg is használnak. Hosszú üvegcsőnek egyik végét beforrasztotta s közel a beforrasztott végéhez U-alakúlag meggörbítette. A függélyesen fölállított csőnek hosszabb nyilt szárába kénesőt öntött. A mit várt, az be is következett, a csőnek zárt szárában maradt kevés levegő a kénesőt egyensúlyozta, de még azt is tapasztalta, hogy mentül több kénesőt öntött a nyílt szárba, annál kisebb térre szorult a levegő. A berekesztett levegő s a kéneső-oszlop megfelelő magasságait megmérvén, azt találta, hogy "a levegő a szorító erővel egyenes arányban sűrűsödik össze." Hogy itt a térfogatok vannak a nyomásokkal fordított viszonyban, ezt nem is Boyle, hanem egyik tanítványa fejezte ki, a mi szintén mutatja, hogy Boyle-nál a spekuláczió mily csekély szerepet játszott.

Boyle ezután a légköri nyomásnál kisebb nyomásokra is bebizonyította a törvényét, s most is olyan készüléket használt, a minőt jelenleg is alkalmazunk, ha a törvényt kisebb nyomásokra akarjuk kimutatni.

251

Az utókor a Boyle fontos fölfedezését nevével nem forrasztá össze. Tudva van, hogy az említett törvényt inkább Mariotte-ról nevezzük el. Mariotte e törvényt 16 évvel később, de mindenesetre Boyle-tól függetlenül találta föl.

III.
Boyle fizikai egyéb találmányai.

Ezeknek száma igen nagy; csak a fontosabbakat fogjuk előterjeszteni.

Boyle azt tapasztalta, hogy valamely megdörzsölt pálczának elektromos vonzó hatásai nagyobbak voltak, ha a pálczát sokáig dörzsölte. Mivel a pálcza a hosszas dörzsölés által egyrészről megmelegedett, másrészről pedig simább lett, Boyle azt következtette, hogy az előzetesen megmelegített és megtisztított pálczák hathatósabbak.

A légszivattyúval sokat foglalkozván, nem mulaszthatta el, hogy konstatálja, miszerint a vonzás tüneményei a vacuumban is csak úgy mutatkoznak, mint a levegőben. Továbbá tapasztalta, hogy az elektromos testek vonzotta pelyhek a nem elektromos kézhez tapadnak, ha ezt a pelyhekhez közelítjük, de e tünemény okát nem ismerte. Megmutatta még, hogy a gyémánt dörzsölés által nem csak hogy elektromossá válik, hanem azután sötétben még hosszabb ideig világít is.

Boyle megpróbálta, vajjon az elektromozott testek más testek által úgy vonzatnak-e, mint a miképen az előbbeniek az utóbbiakat vonzzák. A kísérlet igazolta ezt a föltevését. "Csodálkozni lehetne azon, hogy emez eredményre senki sem jött a priori ... miután a hatás és az ellenhatás egymással egyenlők. De meg kell fontolnunk, hogy ezt a következtetést Boyle idejében világosnak még nem tartották, csak Newton tette azt teljesen világossá."[164]

252

Miként Galilei és az Acc. del cimento tagjai, úgy Boyle is azt tapasztalta, hogy a víz a fagyásnál kiterjed. De uj találmány volt a mesterséges fagyás, melyet hónak és különféle sóknak keverése által idézett elő. Elvi szempontból nagyon figyelemre méltó az a megjegyzése, mely szerint a nagyobb hideg az által jő létre, hogy a jég vagy hó a sókat megolvasztja.

Boyle továbbá azt találta, hogy a megolvasztott ólom levegőt nyel el. De hogy aztán az ólom nehezebbé lett, azt nem az oxidácziónak, mert ez az ő korában teljesen ismeretlen volt, hanem a tűz súlyának tulajdonította.

Boyle a hőmérő-skála állandó pontjául a szilárd ánizsolaj olvadó pontját ajánlotta, mivel a jég olvadó pontjának állandóságában nem bízott. A skálát az ánizsolaj kiterjedése szerint akarta megállapítani.

Végre megemlítendő még, hogy Boyle az optikával is foglalkozott. A színekről már 1663-ban írt egy munkát, Experimenta et considerationes de coloribus czímen. E műben a többi között leírja a szappanbuborékok színeit is; e szerint Boyle volt az első, ki a vékony lemezek színeivel tudományosan foglalkozott.[165]

Boyle a fény súlyát is meg akarta mérni, mert megvizsgálta, vajjon a napsugarak nem gyakorolnak-e valami lökést az érzékeny mérleg serpenyőjére. A várt hatás elmaradt ugyan, de azért Boyle után még mások is ismételték ezt a kísérletet.

IV.
Boyle chemiája.

Említettük, hogy Boyle a chemiában alapvető munkásságot fejtett ki. Nem tekintve azt, hogy e tudományt számos valóban uj fölfedezéssel gazdagította, a chemia alapelveire És feladatára vonatkozó nézeteivel uj korszakot alkotott.

253

A régi chemikusok két csoportra oszoltak: a peripatétikusokra, kik négy elemet (tűz, víz, föld, levegő) vettek föl, és az alchimistákra, kik már a ként, a kénesőt és a sót is az elemek közé sorozták. A VIII-ik századbeli arab Geber, ki a XVI-ik századig a legjelesebb chemikus volt, a fémeket kén és kénesőből képzelte összetetteknek.

Boyle mindenek előtt a peripatétikusokat támadta meg, mondván, hogy a tűz, víz stb. semmi esetre sem lehetnek elemek, mert az elemek száma mindenesetre nagyobb, s el fog jönni az az idő, melyben az elemek száma már igen nagy lesz.

Boyle tett először különbséget a keverék (mixture) és a vegyület (compound mass) között, s a különbséget élesen körvonalozta.

Szerinte két testnek chemiai egyesülése abban áll, hogy a legkisebb részecskéik szorosan érintkeznek; a vegyület szétbontása pedig akkor áll elő, ha valamely másik test a vegyület egyik elemét erősebben vonzza, mint a vegyület másik eleme. Mindamellett, hogy a vegyületek tulajdonságai az alkotó részekéitől teljesen eltérnek, mégis két vagy több egyszerű testből (elemből) kell állaniok. Azonban a vizet, mint vegyületet sajátságosan fogta föl; azt hitte, hogy a víz földes alkotórészeket is tartalmaz, mert különben honnét vették volna az általa a vízben tenyésztett növények a tápszert? Boyle kétszázszor egymásután desztillálta a vizet s mivel a retortában mégis maradtak földes részek, nézetét megerősítettnek vélte. Bizonyos, hogy a földes részek csakis a készülékek tisztátalanságából eredhettek.

Boyle számos vegyületet talált föl, de tulajdonságaikat föl nem ismervén, őt tulajdonképeni föltalálónak alig tekinthetjük. Így például előállította a hidrogént is, a nélkül, hogy tudta volna, hogy mivel van dolga; vasdarabokra higított kénsavat öntött, s mivel az egész tömeg pezsgett, azt mondá, hogy a levegő mesterséges úton is előállítható. A szénsavat eczetből és osztrigakagylókból készítette, de ez a kísérlete is csak arra való volt, hogy mesterséges levegőt készítsen; mert hogy a szén-

254

savat, mint ilyent, nem ismerhette, ez kitűnik onnét, hogy azt a lélekzésre nézve gyógyító erejünek mondotta. Előállított még egy kénammonium tartalmú folyadékot (liquor fumans Boylii), továbbá faszeszt és faeczetet s rektifikálta a borszeszt. Végre az akkori általános fölfogás ellenére kimutatta, hogy a tenger vize mindenütt ugyanabban az arányban tartalmazza a sót.

Brand hamburgi kereskedő 1669-ben föltalálta a foszfort. Később Boyle is előállította ezt az anyagot, minélfogva ő is a föltaláló hírébe esett. A dolog így áll: Abban az időben, midőn Brand a foszfort készíté, Kunckel alchimista Hamburgban tartózkodott s miután a Brand találmányáról értesült, azonnal Brand-hoz fordult, hogy megtudja a foszfor készítésének titkát. De Brand találmányát a drezdai Kraft-nak 200 tallérért eladván, titkolódzott s Kunckel csak annyit tudhatott meg, hogy Brand sokat experimentált a vizelettel, s ez neki elég volt, mert aztán ő is előállította a foszfort. Kraft pedig a pénzen megvásárolt titkot Boyle-lal közölte, minélfogva az utóbbinak már könnyű volt foszfort készítenie. Boyle eljárása csak 1692-ben jelent meg a Philosophical Transactions-ben, mivel Boyle úgy intézkedett, hogy eljárása csak halála után közöltessék.[166]

A vegyületek és az elemek közötti különbség helyes megállapításánál és chemiai fölfedezéseinél sokkal fontosabbak Boyle nézetei a chemia czéljáról. Ő mondotta ki először, hogy a chemia, mint a természettudományok egyik ága, tehát mint önálló tudomány, önmagáért művelendő, s hogy a chemiának igazán tudományos jelleme csak akkor lesz, ha megszűnik az alchimia és az orvosi tudományoknak, vagy pedig az iparnak és a művészeteknek szolgája lenni.

Boyle tevékenységének eme rövid előterjesztéséből is kitűnik, hogy mily sokoldalúak voltak az ő vizsgálatai. Talán épen ebben a sokoldalúságban, melyet az ő tisztelői annyira

255

csodálnak, rejlik egyik oka annak, hogy aránylag csak kevés esetben bírt a dolog magváig hatolni s az elért eredményeket a fizikai törvény szigorúságára emelni. Boyle csakis a kísérlet és az észlelet embere volt; példája világosan tanúskodik arról, hogy az egyoldalú empirizmus az igazi tudományosságnak sok kárt tehet.

Irodalom

Chalmers, The general Biographical Dictionary, London, 1812-17.

Figuier, Vies des savants illustres du XVIIme siècle, Paris, 1869.

256

MARIOTTE

Mindenki, a ki valaha fizikát tanult, ismeri Mariotte törvényét. Ha a fizikai tankönyvek nagyobb súlyt fektetnének a tanok történelmi fejlődésére (mely a legtöbb esetben a leghelyesebb methodikát jelöli ki), akkor Mariotte neve még ismeretesebb volna; így azonban csak azok méltathatják Mariotte érdemeit a megillető mértékben, kik a fizikának történetét is tanulmányozzák; az ilyenek előtt a Mariotte művelte szakok egész halmaza fekszik.

A ki Mariotte életrajzát akarja megírni, annak itt, úgy mint sok más érdemes fizikusnál, a gyér életrajzi adatok miatt talán zavarba kellene jönnie, ha Mariotte tudományos tevékenysége minden más életrajzi adatnál fényesebben vissza nem tükrözné a tudósnak szellemi életét.

Edme Mariotte, ki Condorcet szerint Francziaországban az első volt, ki a fizikába bevezette az észlelés szellemét, a XVII-ik század elején született. Születésének éve és helye ismeretlen. Valószínű, hogy Burgundia volt hazája, mert életének egy részét Dijonban töltötte. Mariotte a benediktinusok rendjébe lépett, s később, munkásságának elismeréseül, a St. Martin sous Beaune-i priorátust kapta meg. Ez szerényen jövedelmező állás volt ugyan, de az ő igényeinek teljesen megfelelt.

A mint a párisi akadémia (académie des sciences) 1666-ban, XIV. Lajos uralkodása alatt megalapíttatott, a tagok közé Mariotte is fölvétetett. Miként a Royal Society-t, úgy a párisi

257

akadémiát is egy kisebb társulat előzte meg: az a társaság, mely 1635-ben Mersenne-nél szokott volt összegyülekezni.

Mariotte az akadémiai tagokkal valami élénk összeköttetésben nem igen lehetett, mert különben életviszonyairól bizonyára több adat maradt volna fön.

Mariotte egészen az 1684 máj. 12. Párisban bekövetkezett haláláig az akadémia tagja volt.

Összes művei halála után jelentek meg, még pedig az első kiadás 1717-ben Leydenben, a második pedig 1740-ben Hágában. E kiadások a következő iratokat foglalják magukban:

Traité de la Percussion

; ez a mű három önálló kiadást ért; a harmadik kiadás 1679-ből való;

Discours sur les Plantes

, Paris, 1676;

Discours sur la nature de l'Air

, Paris, 1676;

Discours sur le froid et le chaud

, Paris, 1679;

Traité de la Nature des Couleurs

, Paris, 1690;

Traité du Mouvement des Eaux

, Paris, 1690;

Règles des Jets d'Eau

, kivonat az előbbeni műből;

Nouvelle découverte toachant la Vue

; három levél, melyek Pecquet- és Perrault-hoz intéztettek;

Traité du Nivellement;

Traité du Mouvement des Pendules

; Huyghens-hez Dijonból 1668. február l-én intézett levél;

Expériences sur les Couleurs et la Congélation de l'Eau

, Paris, 1672, 1682;

Essai de Logique

, Paris, 1678.

Mariotte emez iratai között a fizikára nézve legfontosabb a Disc. sur la nature de l'Air, azaz "beszéd a levegő természe-

258

téről". Ebben írja le azokat a kísérleteket, melyek alapján a nevét viselő törvényt felállította. Mariotte is úgy formulázta a törvényt, mint Boyle: l'air se condense à proportion des poids dont il est chargé,[167] a levegő az őt terhelő súlyok arányában sűrűsödik. Azonban Mariotte a sürűségek helyett bevezette a térfogatok fordított viszonyát, s talán ez az egyik főoka annak, hogy a törvény miért viseli inkább a Mariotte, mint a Boyle nevét. Az angolok Boyle mellett maradtak ugyan, de azért Mariotte-ot is fölemlítik; hasonló kölcsönösséget a franczia iróknál nem találunk.

Mariotte törvényét az egy légköri nyomásnál nagyobb és kisebb nyomásokra egyaránt bebizonyította; készülékei is megegyeznek Boyle eszközeivel. Hogy a törvény a hőmérséklet állandóságát követeli, ezt Mariotte épen oly kevéssé tudta, mint Boyle.

Azonban Mariotte a törvényből helyes következtetéseket is tudott vonni. "Nem kell azt hinnünk, mondja Mariotte, hogy az a levegő, mely a föld fölületéhez közel van, s a melyet mi beszívunk, természetes kiterjedéssel (étendue) bírna, mert a fölötte levő súlyos levegőrétegek azt mint egy rugót összenyomják, tehát jóval sürűbb, mint a legfelső rétegek, melyek szabadon kiterjedhetnek."[168] A levegőrétegek sürűség-különbségeit egy nagyon találó hasonlattal, egymásra rakott spongiákból összeállított oszloppal teszi szemlélhetővé. A légkör magasságát 20 lieure becsülte.

További vizsgálataival megtette az első, persze még nagyon tökéletlen lépést a hipszometriához, vagyis a barométeres magasságméréshez. Pascal-nak ide vonatkozó eszméi soha sem érlelődtek meg; Mariotte volt az első, a ki a magasságmérés alapföltételét, vagyis azt a törvényt, mely szerint a levegő nyomása fogy, kereste.

259

Az 1667-ben alapított párisi obszervatórium magas épülete s 80 lábnyi mélységű pinczéje erre a czélra nagyon alkalmas volt. Itt kísérletileg konstatálta, hogy a föld szinén a barométer 4/3 vonalnyi emelkedésének 84 lábnyi, tehát 1/12 vonalnyi emelkedésnek kerek számban 5 lábnyi magasság-különbség felel meg. A legalsó réteget 5 lábnyi magasságának vévén föl, az általa feltalált összenyomási törvény segítségével kiszámította, hogy milyen magasak azok az egymásra következő rétegek, melyeknek barométer-állásában 1/12 vonalnyi különbség felel meg. Az így kapott magasságok összeadásából kapta az egész magasságot.

Mariotte eljárása elvben egészen helyes, csakhogy pontosabb eredmény elérése végett a legalsó réteget 5 lábnál jóval vékonyabbra kellett volna vennie. Továbbá hogy az egymásra következő rétegek magasságait könnyebben összeadhassa, avval az egészen helytelen föltevéssel élt, hogy e magasságok számtani sort alkotnak.

Ugyancsak a Disc. sur la nature de l'air czímű művében a meteorológiával is foglalkozik. Mariotte azon volt, hogy kimagyarázza a barométer emelkedését az északi és keleti szeleknél, és sülyedését a déli és nyugati szeleknél. Szerinte az előbbeni szelek, mint a hidegebbek, fölülről lefelé fújnak, tehát a kénesőoszlopot felnyomják, holott az utóbbi szelek, mint melegebbek, fönt maradnak s a körlég egy részét is fölemelik s ez által a légnyomást kisebbítik.

A Dijonban észlelt évi esőmennyiségből azt következtette, hogy a folyók az évi csapadéknak csak mintegy hatodrészét veszik föl, a másik 5/6 része a többi forrásokat táplálja.

A Discours sur la froid et le chaud czímű irat thermométeres észleletekről szól. Ennél jóval fontosabb a Traité du Mouvement des Eaux. Ebben leírja a Torricelli hydrodynamikai kísérleteinek ismétlését; az elmélet és a tapasztalat közötti eltéréseket

260

a folyadékok és az edény falai közötti surlódásnak tulajdonítja. Ugyancsak a surlódás miatt a szökőkutaknál a vízsugár soha sem éri el az elméleti magasságot. E műben van a Mariotte-ról elnevezett palaczk leirása is. Mariotte evvel a készülékkel csak a légnyomás jelenlétét akarta bebizonyítani; jelenleg, mint tudva van, arra használjuk, hogy vele a folyadékokat állandó nyomás alatt folyassuk ki. Végre e műben találjuk a passzát-szelek jelenleg elfogadott elméletének homályos körvonalait is.

A Traité de la Percussion etc. czímű munka a szilárd testek mechanikájával, különösen pedig az ütközéssel foglalkozik. Mariotte főczélja az volt, hogy az ütközésnek Wallis, Wren és Huyghens által feltalált törvényeit kísérleti bizonyítékok által mintegy népszerűsítse. Nevezett művében leírja az általa feltalált ütköző gépet, mely elefántcsont-golyók sorából áll. Ez a készülék, mely az ütközés törvényeinek szemléltetésére nagyon alkalmas, Mariotte korában nagy hírben állott s jelenleg is minden fizikai gyűjteményben föllelhető. Továbbá leírja a relatív szilárdságra vonatkozó vizsgálatait, melyek Galilei vizsgálataihoz képest már haladást tűntetnek elő, a mennyiben Mariotte figyelembe vette a rostok meghosszabbodását s azt mondá, hogy eme meghosszabbodás arányos a nyujtó erővel.

Végre ugyanebben a műben írta le esési kísérleteit, melyeket a párisi obszervatoriumban hajtott végre. Mariotte az elsők közé tartozik, kik a levegő ellenállásának törvényeit keresték. Riccioli az ő kísérleteinél csak a mozgó test sürűségéből következtetett az ellenállásra, a test sebességét figyelembe nem vette.

Mariotte különböző anyagokból készült golyókat mintegy 160 lábnyi magasságból ejtett le; az esési időt ingával mérte. Kísérletei alapján ezt a törvényt állította föl: Az ellenállás a befutott útat a már befutott úttal s a középsebességgel arányos hosszúsággal kurtítja meg. A kísérleti eredmények e szabálylyal oly szépen vágtak össze, hogy de la Hire-nek az a gyanúja

261

támadt, hogy Mariotte kísérleteit már úgy rendezte be, hogy a mondott törvénynek megfeleljenek, minélfogva Mariotte kísérleteit ő maga is végrehajtotta. Azonban ő is ugyanazt az eredményt találta.

Hasonló kísérletekkel az egyízben már említett Deschales, Mariotte kortársa is foglalkozott. Deschales-nak főczélja a Galilei-féle esési törvények megvizsgálása volt, de mivel azt tapasztalta, hogy az elmélet nem vág össze a tapasztalattal, az eltéréseket a levegő ellenállásának tulajdonította s figyelmét ez utóbbi tárgyra terjeszté ki. Deschales szerint az ellenállás arányos a befutott úttal.[169]

Sajátságos, hogy Mariotte megtámadta Galilei-t, hogy az eső test sebességnövekedését úgy képzelte, hogy a test a nagyon apró egyes időrészecskékben a nehézségi erő által újra meg újra megindíttatik. Mariotte szerint nagyon kicsiny időrészecskében sem a nehézségi, sem pedig más természeti erő hatást nem gyakorolhat, mert minden hatás előidézésére nagyobb idő kell. Erre például azt említi föl, hogy egy darab papírt a gyertya lángján gyorsan keresztül lehet húzni, a nélkül, hogy meggyuladna![170]

A Traité de la nature des Couleurs czímű munka Mariotte optikai vizsgálatait tartalmazza.

Mariotte ismételte Grimaldi kísérleteit, de sem csíkokat, sem pedig színtüneményeket nem látott, s megjegyzé, hogy nála az árnyék épen úgy keletkezett, a mint a fény egyenes vonalú terjedése miatt keletkeznie kellett. Valószínű, hogy a

262

nyílás, melyen a fényt beeresztette, igen nagy volt, mert különben alig képzelhető, hogy Grimaldi észleleteit egészen elejtette volna.

A meteorológiai optikára vonatkozó vizsgálatai figyelemre méltók; a szivárványt meg a nap- és hold-udvarokat egyaránt tárgyalta. Az utóbbi, igen ritka, de annál inkább föltűnő tüneményeket az ókor is ismerte, de vizsgálatok tárgyaivá csak a XVII-ik században lettek, a mikor is több rendbeli pontos észlelet állott a búvárok rendelkezésére. A legföltűnőbb észlelet a Scheiner-é volt; ő 1629-ben Rómában a Nap körül két konczentrikus színes kört, egy a Napon átmenő vízszintes színtelen kört, és ezen négy melléknapot, a színes körökön pedig két melléknapot látott egyidejűleg. Az e fajta komplikált tüneményeket aztán római tüneményeknek nevezték. A danzigi Hevel 1660-ban a Holdon, 1661-ben pedig a Napon tett egy a Scheiner-éhez hasonló észleletet.[171]

Mariotte a kisebb (7-12 fok átmérőjű) udvarokat a fénynek az apró vízcseppek előidézte kétszeri töréséből akarta megmagyarázni, de helytelen eredményre jutott, mert szerinte az udvar belső széle vörös volna, holott az a valóságban kék. Helyesebben magyarázta a nagyobb (23° átmérőjű) udvarokat. Mariotte föltevé, hogy a levegőben szabályos háromoldalú jégprizmácskák lebegnek, s azokban a fény először közvetetlenül, aztán pedig teljes visszaverődés után még egyszer töretik meg. Különben Descartes volt az első, a ki föltette, hogy e tünemények jég-tűk és jég-csillagok által jönnek létre. Mariotte magyarázata megegyezik Descartes szivárvány-elméletével, s azt még jelenleg is helyesnek kell tartanunk, mert a tapasztalással összevág: az udvar belső széle vörös és élesen körvonalozott, továbbá a nagyobb udvarok csak a hidegebb vidékeken fordulnak elő.[172]

263

Mariotte munkája még a sugárzó hővel is foglalkozik. Mariotte azt tapasztalta, hogy a napsugarak az üvegen majdnem meggyöngülés nélkül mennek át, holott valamely közönséges tűznek hősugarai az üveg által visszatartatnak. Továbbá kimutatta, hogy a hőt jégből készített homorú tükrökkel is össze lehet gyüjteni, sőt ilyen tükörrel puskaport is gyújtott. Mariotte bevallja, hogy ő előtte már mások is készítettek jégtükröket, de nem mondja meg, hogy kik voltak azok. Annyi bizonyos, hogy a sugárzó hőre vonatkozó első kísérleteket az Acc. del cimento tagjai hajtották végre. Egy nagy homorú tükör előtt 500 font jeget állítottak föl s a tükör gyujtópontjába hőmérőt állítottak. A hőmérő gyorsan sülyedt. Hogy meggyőződjenek arról, vajjon nem a jég közelléte okozza-e a sülyedést, a jég és a hőmérő közé ernyőt tettek; de ekkor a hőmérő felszökött, az ernyő eltávolítása után pedig ismét leszállott.

A Nouvelle découverte touchant la Vue czímű munka nagy föltűnést keltett. Mariotte abban azt állította, hogy a látás nem az ideghártyával, hanem az edényhártyával történik, mert az emberi és az állati szemeket megvizsgálván, azt tapasztalta, hogy a látó idegek nem a pupillával szemközt mennek a szembe. Ennélfogva tudni akarta, hogy hogyan fog látni akkor, ha a fénysugarak épen a látóidegek belépési pontjára esnek. Mariotte e végből ugyanazt a kísérletet hajtotta végre, melyet jelenleg is ismétlünk, midőn a vak-folt (punctum coecum) jelenlétét akarjuk kimutatni. Ha ugyanis fekete lapra egymástól néhány czentiméternyire elálló fehér papirdarabkákat teszünk, s most az egyik, például a balszemünket behúnyva, a másik, a jobb szemünkkel a baloldalon levő papirdarabkára nézünk, azt tapasztaljuk, hogy azért a jobb oldalon levő papirdarabkát is látjuk. Ha azonban jobb szemünket a fekete laphoz majd közelítjük, majd pedig eltávolítjuk, azt fogjuk tapasztalni, hogy egy bizonyos távolságból a jobboldali papírt nem látjuk, de ezen a távolságon kívül vagy belül ismét láthatóvá lesz.

Mariotte azt hitte, hogy a szemnek épen ott, hol a látó-

264

idegek belépnek, a legérzékenyebbnek kellene lennie. Mivel pedig ez, az előtte ismeretlen vak-folt miatt, épen ellenkezőleg áll, azt mondá, hogy a látás nem is történhetik az ideghártya segítségével, mely állítás a fizikusok és az anatomusok körében elénk diskussziókra adott alkalmat.[173]

Mariotte többi iratai közül még csak az Essai de Logique czíműt akarjuk külön fölemlíteni. Condorcet szerint ez a mű a leghívebb előtüntetése ama módszernek, melyet Mariotte vizsgálatainál követett. Ennélfogva érdekes, hogy abból megismerjük az olyan szellem eszmemenetét, mely sokoldalú tevékenységével annyi szép eredményt tudott létrehozni.

Irodalom

Condorcet, Éloges des Académiciens.

Biographie Universelle.

265

AMONTONS

Guillaume Amontons 1663 aug. 31-én Párisban született. Gyermekkorában súlyosan megbetegedett, minek következménye az volt, hogy majdnem teljesen megsiketült. De siketségével legkevésbbé sem törődött, sőt örült, hogy elmélkedései közben a világ zaja nem háborgathatta. Ifjabb korában különös szeretettel foglalkozott a gépek szerkesztésével, a rajzolással, az építéssel és a földméréssel. Az utóbbi két szakban annyira kiképezte magát, hogy később állami szolgálatba vétetett föl s jelentős közmunkák vezetésével bízatott meg.

A különféle gépek szerkesztése rá nézve különös érdekkel bírván, nem kell csodálkoznunk, hogy egy akkoriban még nagyon divatos feladat megfejtésével, a perpetuum mobile szerkesztésével foglalkozott, s bár kísérletei sikertelenek maradtak, a készülék elvi lehetetlenségét még sem bírta belátni.

Később, az akkoriban még az újság ingerével bíró fizikai eszközök, a barométer, a hőmérő és a hygrométer vonták magukra figyelmét s e készülékekkel tüzetesen foglalkozott. Nem produkált ugyan valami egészen új vagy korszakalkotó eszközt, mindazonáltal eme fontos készülékek tökéletesítése körül elévülhetetlen érdemeket szerzett.

Amontons azon volt, hogy a barométert kényelmesebben és könnyebben kezelhetővé tegye. A kurtított barométer és a kúpos barométer az ő találmányai.[174] E készülékek részint

266

a kivitelbeli nehézségek, részint pedig az észlelésnél el nem kerülhető hibák miatt a közhasználatba nem mentek ugyan át, azonban az Amontons föltaláló tehetségéről élénken tanúskodnak. Nagyobb érdemet szerzett magának avval, hogy fölismerte a mérséklet befolyását a barométer-állásra, s ezt a befolyást akkorának találta, hogy miatta a barométer-állást kijavítandónak ítélte. Különben az Amontons korában ez a javítás még fölösleges volt, mert a barométert nem főzték ki, s az innét eredő hibák sokkal nagyobbak voltak, semhogy a mérsékletkorrekcziót figyelembe kellett volna vennie. De az Amontons figyelmeztetése mégis nagyon fontos volt, mert ő utána még sokan voltak, kik a mérséklet befolyását elismerni nem akarták, sőt az angol Beighton 1738-ban azt állította, hogy a barométer a kifőzés által a mérséklet befolyásától megszabadítható!

Hogy azonban a korrekcziót mégis számba vehesse, Amontons azon volt, hogy a kéneső kiterjedését meghatározza. Szerinte a kiterjedés a párisi legnagyobb téli hideg és a legnagyobb nyári meleg (-14 és +22 R°) között az eredeti térfogat 1/115-ére rúg. De a kifőzés elhanyagolásából eredő hibákat nem ismerte föl. A párisi akadémia egy barométert adott neki megvizsgálás végett; ez a többi párisi barométereknél 18 vonallal állott alacsonyabban, s ő ezt a körülményt az üveg likacsosságának tulajdonította!

A hőmérők javítására nézve nagyon fontos az a tapasztalata, hogy a víz forró pontja állandó. Igaz ugyan, hogy ő előtte már Halley és Newton ismerték a forrópont állandóságát, az Acc. del cimento tagjai pedig a jég olvadó pontjáét, sőt mi több, Carlo Renaldini az 1694-ben Paduában kiadott Philosophia naturalis czímű művében eme pontokat a hőmérő állandó pontjaiúl is ajánlotta, de ezek az észleletek nagyobb figyelmet nem keltettek.

Amontons különben tudhatta volna, hogy a forrópont függ a külső nyomástól, mert ekkor Boyle és Papin kísérletei már ismeretesek valának, sőt Mariotte már azt is következtette,

267

hogy magas hegyek tetején a víz alacsonyabb mérsékletnél forr, mely következtetés helyességét Lemonnier 1739-ben a Pirenéusokban tett kísérletével igazolta.

Amontons-t illeti az érdem, hogy (a forró pont állandóságából kiindúlván) ő szerkesztette az első tulajdonképeni léghőmérőt, mert a régibb léghőmérők egyszersmind barométerek is voltak. Az ő hőmérője alúl felgörbített s golyóval ellátott üvegcsőből állott; a cső felső vége nyitva volt. A golyót 28 hüv. nyomásnál forró vízbe tette s a benne maradt levegőt a csőbe öntött kénesővel elzárta. A kihűlésnél a levegő rugalmassága kisebb lett, tehát a kéneső leszállott, s a hőmérő készen volt. Amontons a csőre tett skála segítségével a mérsékletet hüvelykekben olvasta le. Ha a nyomás 28 hüvelyknél nagyobb vagy kisebb volt, a különbséget a készülék kéneső-oszlopából levonta, illetőleg ehhez hozzáadta. A készülék nem csak eme korrekczió által, hanem elvi szempontból is különbözött a régi léghőmérőktől, mert itt a golyóba zárt levegő térfogata, a golyónak a csőhöz képest aránylagos nagysága miatt, állandónak tekinthető, tehát a mérséklet tulajdonképen a Gay-Lussac 2-dik törvénye alapján, azaz a feszítő erők változása által méretett.[175] Azonban az Amontons hőmérője kényelmetlen kezelése miatt nagyobb elterjedést nem nyert, s ő is csak inkább normalhőmérőül használta, hogy vele a borszesz-hőmérőket szabályozza.

Amontons a magasabb hőfokok mérésére nézve is tett kísérleteket. Azonban ide vonatkozó vizsgálatainál sokkal több eredetiségről tanúskodik az ő higrométere, melyet már 1687-ben terjesztett a párisi akadémia elé. Ez a készülék üvegcsőből állott; a cső alsó végéhez kénesővel megtöltött bőrgolyó volt kötve, magában a csőben borszesz volt. A levegő növekedő nedvességénél a bőrgolyó kitágúlt, tehát a borszesz sülyedt; kisebb nedvességnél pedig összehúzódott, tehát a kéneső a bor-

268

szeszt fölnyomta. Ez a készülék is tulajdonképen csak higroskóp volt, de sokkal pontosabb, mint a régi higroskópok.

Hogy némely szerves test a nedves levegőben vizet vesz föl s ennélfogva súlya gyarapodik, vagy pedig hosszúsága növekszik, ez régóta tudva volt. Az előbbeni tulajdonság alapján Cusa bíbornok higroskópos mérleget, az utóbbi tulajdonság alapján pedig Mersenne egy sajátszerű, mondhatnók akusztikai higroskópot, készített. Mersenne egy bélhúrt feszített ki; ez a húr a levegő különböző nedvességénél különböző hangokat adott, s Mersenne a hang magasságából következtetett a nedvességre! Mersenne-nek minden esetre jó hallása lehetett; a siket Amontons eme higroskópnak hasznát nem vehette volna.[176]

Hogy a higroskópnak történelmi vázlatát kiegészítsük, még emlékezetbe hozzuk, hogy eme készülék eszméjével Leonardo is foglalkozott. Azonban az Amontons-féle higroskóp előtt csak az acc. del cimento-é érdemel kiválóbb figyelmet, mert ezt egyúttal már igazi higrométernek lehet nevezni. Ez a készülék egy jéggel megtöltött kúpalakú tölcsérhez toldott s alúl elzárt üvegcsőből állott. A levegőben levő gőzök a hideg tölcsérre lecsapódtak, összefolytak, s a tölcsér végéről lecsepegtek. Ekkor megfigyelték, hogy bizonyos időben mennyi víz

269

gyűl össze a tölcsér alá tett, fokozattal ellátott üvegpohárban. E higrométer föltalálójának II. Ferdinand toscanai nagyherczeget tartják; ugyanő az európai fejedelmeknek 1665-ben több példányt küldött.

Hogy ismét Amontons-ra térjünk vissza, megemlítjük, hogy munkásságának eredményeit Remarques et experiences physiques sur la construction d'une nouvelle clépsydre, sur les baromètres, thermormètres et hygrométres, Paris, 1695 czímű müvében tette közzé. Amontons, ki már amúgy is nagy mértékben magára vonta az akadémia figyelmét, négy évvel a nevezett mű megjelenése után az akadémia tagjává választatott. Fontenelle azt mondja róla, hogy úgy látszott, mintha benne Mariotte, kinek minden jó tulajdonságát bírta, újra föléledt volna.

Amontons, mint akadémikus, különösen két tárgygyal, a surlódással és a táviróval foglalkozott.

A surlódásra vonatkozólag kimutatta, hogy az nem csupán a surlódó fölületek nagyságától függ, mint ezt akkoriban általánosan föltették, hanem még a nyomástól is. Kísérleteinél különböző testeket vizszintes lapra tett, s a még jelenleg is szokásos módon meghatározta azt a legnagyobb súlyt, mely a testet még nem indította meg, s azt a legkisebb súlyt, mely a testet már megindította. A két súly számtani középarányosát a surlódás mértékének tekinté. Amontons aztán kimutatta, hogy egyenlő súly mellett a surlódás független a surlódó lapok nagyságától: tégla alakú testet először a nagyobb, aztán pedig a kisebb lapjára fektetett; a surlódás mértéke mind a két esetben ugyanaz volt.

Az Amontons távirója optikai táviró volt. Az egyes állomások egymástól olyan távolságokban voltak, hogy mindegyiktől a szomszédos két állomásig távcsővel tisztán lehetett ellátni. Az állomások csuklós összeköttetésű, nagy vonalzókból álló készülékekkel voltak fölszerelve; a vonalzókból különféle alakokat lehetett kombinálni; mindegyik alak bizonyos betűnek felelt meg. Az egyik végállomáson egymásután kitűzött jelek

270

a többi állomásokon is kitűzettek, miáltal az adott jelek a másik végállomásig jutottak. A jelek értelmét csak a végállomásokon ismerték.

Amontons kísérleteit 1702-ben az udvar s nagy közönség jelenlétében hajtotta végre. Különben az optikai táviró eszméje egyáltalában nem volt új. Némely írók szerint már a régi Perzsa birodalomban Susa és Ekbatana a birodalom legszélsőbb határaival telegráfos összeköttetésben voltak; a jelek tűz által adattak. A peloponnézusi háború idejében már az egyes betűket is jelezték. Porta akustikai távirót ajánlott; végre Hooke már 1684-ben terjesztette a Royal Society elé az ő optikai táviróját, minek az Amontons-éhoz hasonló berendezése volt.

Hogy az Amontons találmánya nagyobb érdeklődést nem keltett, azt a közönség, de még inkább az ő közönyösségének kell tulajdonítanunk. Csak a XVIII. század vége felé sikerült Claude Chappe-nak az optikai távíró eszméjét újra fölélesztenie. Az 1793-ban a nemzeti konventnek ajánlott távíró elfogadtatott s Páris Francziaország legnevezetesebb városaival telegráfos összeköttetésbe lépett. Az optikai távíró ez után más országokban is használtatott, míg végre az elektromos távíró kiszorította.

Amontons egy gőzgépet (moulin à feu) is tervezett, mely különben a gőzgép nevére igényt nem tarthat, mert ezt a gépet, ha egyáltalában elkészíttetett volna, meleg levegő hozta volna mozgásba.

Mint akadémikus csak hat éven át működhetett, mert a rendes és mértékletes életmódú s különben erőteljes férfiú hirtelenül súlyos betegségbe esett, s rövid szenvedés után 1705 okt. 11-én kimúlt.

Hogy jelenleg Amontons neve a fizikában sokkal ritkábban említtetik, mint ezt rövid idő alatt kifejtett tevékenységénél fogva megérdemelné, annak nagyrészt maga az oka. Túlságos szerénysége miatt még a saját korában sem tudott találmányainak érvényt szerezni; Fontenelle szerint egy csepp életre-

271

valóság sem volt benne. Így eshetett meg, hogy őt is ugyanaz a sors érte, mint a táviróját: mindkettejöket elfeledték, s csak a legújabb kor emelte ki őket a meg nem érdemlett feledés homályából.

Ha az egyes szakok fejlődésének tisztán chronológiai sorrendjétől eltekintünk, mondhatjuk, hogy Amontons működése képviseli azt a zárókövet, mely a fizika történetének a XV. század végétől, nevezetesen a Leonardo föllépésétől a XVII. század harmadik negyedéig terjedő időszakát határolja. Ez az időszak belenyúlik ugyan a fizika második virágzása korába, mely a Hooke, Huyghens és Newton tevékenységében kulminál, de szorosabb összefüggésben van a Galilei, ennek tanítványai, különösen pedig az Accademia del cimento tagjai által kezdeményezett munkálkodás eredményeivel. Az említett három fizikus föllépése új korszakot jelez, oly korszakot, melyben a Galilei megjelölte úton és eszközökkel a fizika - csekély megszakításokkal - óriási léptekkel haladt a fejlődésének máig elért legmagasabb foka elé.

Irodalom

Mémoires de l'Académie royale des sciences

, 1696 et 1705.

Fontenelle, Éloge d'Amontons (Histoire de l'Acad. 1705).

Niceron, Mémoires pour servir à l'histoire des hommes illustres etc. Paris, 1727-45, t. XIII.

272

HOOKE

I.
Hooke ifjúsága. - Találmányai a gyakorlati mechanika és az időmérés terén.

Robert Hooke 1635. jul. 18-án Freshwater-ben, Wight szigetén született. Atyja, a ki prédikátor volt, a papi pályára szánta s gondos nevelésben részesítette.

Hooke az első oktatást a szülői házban kapta, s ezután jövendő hivatásának megfelelőleg latin iskolába járt. Azonban a már születése óta beteges gyermeknek gyakori gyengélkedései s különösen főfájásai miatt tanulmányait gyakran félbeszakítania, utóbb pedig egészen be kellett szüntetnie. Az ifjú Hooke, hogy unalmát elűzze, fából mindenféle tárgyakat faragott; a többi között egy hajót készített, melyről az árboczok s a kötelek sem hiányzottak; továbbá fából egy órát csinált, mely az időt meglehetős pontossággal mutatta. Atyja, ezt látva, a fiút órásnak akarta kiképeztetni; később, mivel a fiú a rajzolással is különös szeretettel foglalkozott, festővé akarta kiműveltetni.

Úgy látszik, hogy az ifjú Hooke az utóbbi pályától nem is idegenkedett, mert midőn atyja 1648-ban meghalt, egy ideig Lely festőnél tartózkodott.

Azonban csakhamar kitűnt, hogy Hooke a tudományos pályára termett; minélfogva egészségének helyreállta után a Westminster-iskolába lépett, a hol különösen az ókori nyelvek és a mennyiségtan tanulásával foglalkozott; 1653-ban

273

az oxfordi Christ-Church-college-be lépett, még pedig mint szolga-tanuló (goodman).

Itt az ő találékony szelleme gyorsan fejlődött. A repülésnek harmincz különféle módját találta ki, s egy repülő géppel önmagán is tett kísérleteket; azonban eme gépnek szerkezete ismeretlen maradt. Ő meg volt győződve, hogy csupán csak izmaink gyengesége miatt nem repülhetünk, minélfogva mesterséges izmokat készített; a hozzájuk való szárnyak hasonlítottak a bőregér szárnyaihoz. Eme kisérletei nem sikerültek ugyan, de szerkesztett egy másik gépezetet, mely rugók által mozgatott szárnyak segítségével a levegőbe fölemelkedett.

Hooke, midőn idősebb és tapasztaltabb lett, belátta az efféle kísérletek meddőségét, minélfogva komolyabb tanulmányokhoz fogott és hasznosabb találmányokon törte fejét. Oxfordban megismerkedett a Royal Society tagjaival is; Willis és Boyle őt pártfogásukba vették. Boyle-nál mint segéd pár évig dolgozott, s így alkalma volt, hogy találékonyságát gyakorlati úton érvényesíthesse; némelyek szerint tulajdonképen Hooke volt az, aki a kétköpűs légszivattyút feltalálta.

A spirálrugóknak a zsebórákra való alkalmazása egyike volt első nevezetesebb találmányainak. Hooke azt állította, hogy e találmány eszméjét már 1660-ban bírta. A rugalmasság, mint hajtó erő, már régóta alkalmaztatott. Állítólag egy nürnbergi órás már 1500 vagy 1510-ben készített rúgós órákat, melyek később mindinkább elterjedtek, s hosszúkás alakjuk miatt nürnbergi tojásoknak neveztettek. Azonban mindezekben az órákban a rúgó a gépezet mozgatására szolgált, tehát ugyanazt a szerepet játszotta, mint a nehézségi erő által hajtott óráknál a felfüggesztett súlyok. Az utóbbi csoportba tartozó órák Olaszországban már a XIII-ik században használtattak, s valószínűleg a szaraczénok által váltak ismeretesekké.

Minden órának, hajtassék az akár a rugalmasság, akár pedig súlyok által, olyan szabályozóra, regulátorra van szük-

274

sége, mely a gépezet járását egyenletessé teszi. Az említett órák is mindannyian el voltak látva regulátorokkal, ezek azonban oly tökéletlenek valának, hogy pontos időmérésről szó sem lehetett. Hooke érdeme épen abban állott, hogy a rúgókat szabályozókúl használta föl.

Analog eset adta elő magát az ingás órákkal. Galilei volt az első, a ki az ingalengések isochronismusát fölismervén, magát az ingát időmérőűl használta. Az inga maga, mint időmérő, kényelmetlen, mert a lengések a surlódás és a levegő ellenállása miatt mindinkább kisebbednek, tehát a lengési idők is fogyatkoznak, azonkívül a lengéseket folyton számlálni kell, a mi nagyon könnyen tévedésekre adhat alkalmat. Galilei mindezeket a hiányokat belátta, azért az ingát számláló készülékkel akarta összekötni; mivel azonban már vak volt, tervének kivitelét Vincenzo fiára bízta, a ki 1649-ben ilyen órát valóban szerkesztett is. Ez azonban még korántsem volt tulajdonképeni ingás óra, azaz olyan óra, melynél az inga mint regulátor alkalmaztatott volna. Huyghens-nek volt fentartva, hogy az ingát mint regulátort alkalmazza; a miről annak helyén még meg fogunk emlékezni. Most csak azt akartuk előtüntetni, hogy Hooke találmánya ugyanazt a szerepet játszotta a rúgós órákra nézve, mint Huyghens-é az ingás órákra nézve.

Hooke a rugót a ketyegővel kapcsolta össze olyformán, hogy a rúgó a mászókerék (Steigrad) által félrelökött ketyegőt a másik oldalra ismét visszalökte. Hooke rúgója eleinte egyenes volt, s csak később hajtotta össze spirálszerűleg.

Hooke e találmányát Boyle-lal, ez pedig a Royal Society elnökével, lord Brouncker-rel és a Royal Society egyik tagjával, Moray-vel közölte. Ez az utóbbi két úr felbiztatta Hooke-ot, hogy a találmányból származó jövedelemre való tekintetből szabadalmat kérjen. A nyereségen azonban osztozkodni akartak, még pedig oly formán, hogy Hooke az első 6000 font sterlingből, melyet nyerni véltek, 3/4 részt, a következő 4000 fontból pedig 2/2 részt; s a többi nyereségből pedig

275

a felét kapta volna. De mivel a találmány javításából származó nyereményekből Hooke-ot egészen ki akarták zárni, a társaság meghasonlott, s a szabadalom kieszközlését abban hagyták.

Hooke tehát találmányából anyagi hasznot nem húzhatott, azonban kevésbe múlt, hogy a feltalálás dicsőségétől is el nem esett. Ugyanis míg Hooke azon törte fejét, hogy mi módon húzhatná találmányából a lehető legnagyobb anyagi hasznot, Huyghens nemcsak hogy az ingás órákat találta föl, hanem egyúttal arra a gondolatra is rájött, hogy szabályozóul a rugalmasságot is lehetne alkalmazni. Huyghens tervével a nyilvánosság előtt 1675-ben lépett föl. Az ingerlékeny Hooke-ot ez nagyon bántotta, s bár meg lehetett győződve, hogy a prioritás egyedül őt illeti, s hogy Huyghens-t gyanúsítania a legkisebb oka sem lehet, az utóbbit mégis majdnem nyiltan plagiátummal vádolta; Oldenbourg-ot, a Royal Society titkárát pedig avval támadta meg, hogy a társulatnál bejelentett találmányokat külföldi tudósokkal közli.

Helyén lesz, ha itt fölemlítjük, hogy a XVII-ik század közepén még egy harmadik személy is akadt, ki a rúgós óra feltalálását igénybe akarta venni. Ez az orleansi Hautefeuille abbé (1647-1734), korának egyik legkitünőbb mechanikusa volt, a ki találmányát a párisi akadémiával 1674-ben élőszóval közölte. Az ő regulátora is eleinte egyenes rugó volt, s csak később, mikor Hooke és Huyghens találmányával megismerkedett, alkalmazta ő is a spirálrúgót. Sőt Hautefeuille még az ingás órát is a maga találmányának mondotta, s Huyghens-t ebben az ügyben komolyan megtámadta. La Hire szerint Huyghens, ki ez időtájban Párisban tartózkodott, a rúgós óra eszméjére csakugyan Hautefeuille vizsgálatai alapján jött.

Hooke még egy másik találmány fölött is vitázott Huyghens-el. Ez a kúpos, vagy czentrifugális inga volt. Hooke erről is állítja, hogy már 1660-ban ismerte, de róla említést csak az Animadversions to the first part of the Machina coelestis of J. Hevel, London, 1674. czímű műben tesz. Azonban Hooke

276

ezt az ingát sohasem alkalmazta és az elméletét sem fejtette ki, holott Huyghens lengéseinek törvényeit is kifejtette, s különben is evvel a tárgygyal 1656 és 1660 között foglalkozott.

Hooke továbbá igényt tartott a horgonyos akaszték (échappement à ancre) feltalálására is. Ezt a készüléket William Clement londoni híres órás 1680-ban találta föl, s azt akarta vele elérni, hogy a lengés-táglatokat egyenlőkké tegye, tehát Huyghens cziklois-ingáját mellőzhesse. Hooke azt mondá, hogy ezt a készüléket már az 1666-iki nagy tűzvész után bemutatta a Royal Societynek.

II.
Hooke a Royal Society tagjává és a mechanika tanárává lesz.
Találmányai az optikai és asztronómiai műszerek terén.

Hooke időközben tett találmányai, különösen pedig a már 1658-ban összeállított csillagászati különféle műszerei által oly hírnévre tett szert, hogy a Royal Society őt 1663-ban tagjává választotta. Tekintettel szorúlt anyagi helyzetére, a szokásos tagdíjat neki egyszer s mindenkorra elengedték, sőt még 30 font sterling évi fizetést is kapott, minek fejében arra köteleztetett, hogy a Royal Society ülésein a szükséges kisérleteket végrehajtsa.

Ugyancsak 1663-ban Sir John Cutler, a tudományok haladásaért lelkesedő hazafi, egy mechanikai tanszéket alapított, s ennek betöltésére évi 50 font sterl. javadalmazással Hooke-ot jelölte ki. Hooke ez állomást elfogadván, a mechanikából és a fizika különböző ágaiból nyilvános előadásokat tartott. Előadásai 1679-ben Lectiones Cutlerianae czím alatt nyomtatásban is megjelentek. Anyagi helyzete még az által is javult, hogy a Gresham-college-hez a geométria tanárává neveztetett ki.

A tevékenység, melyet Hooke ezután kifejtett, a fizikának majdnem valamennyi ágára kiterjed. De épen az által, hogy erejét annyira szétforgácsolta, s mert nem fektetett elegendő sulyt az elméletre, nem hatolhatott be oly mélyen a dolgok

277

lényegébe, hogy a fizika valamelyik ágában korszakalkotó reformot teremthetett volna. Ha a mondott hibákban nem szenved, az utókor őt Newton és Huyghens-sel, az ő nagyhírű kortársaival méltán egy sorba állíthatná.

Hooke munkálkodása tényekben oly gazdag és változatos, hogy chronológiai sorrendjét mellőznünk kell, ha arról áttekinthető képet akarunk nyujtani. Lássuk először is az optikai és asztronómiai műszerek körül kifejtett tevékenységét.

Hooke 1664-ben a szögmérő műszereket csavar segítségével osztotta be; 1665-ben a Royal Societynek olyan quadránst mutatott be, melylyel perczeket és másodperczeket lehetett mérni. A noniust önállóan találta föl, s ugyancsak ő alkalmazta, habár nem először, a szögmérő műszereknél a messzelátókat.

1666-ban a libellát találta föl. A fokméréseiről híres Picard szintén tarthat némi igényt e találmányra, mivel az 1684-ben megjelent Traité du nivellement czímű művében hasonló készüléket irt le. Picard az ő libellájában vizet, holott Hooke a sokkal alkalmasabb borszeszt használta.

Egy másik fontos találmánya a mikrométer, vagyis a fonálkereszttel ellátott messzelátó volt. Azelőtt csak szabadszemmel, vagy legfölebb dioptrával irányoztak, tehát a kapott eredmények csak nagyon csekély pontosságot adhattak, minélfogva ama találmánynak a legnagyobb fontosságot kell tulajdonítanunk. Itt azonban Hooke-nak egész sereg vetélytársa van. Nevezetesen Auzout és Picard, a franczia akadémia rendeletére 1667-ben végrehajtott fokmérésnél már használtak fonálkeresztet; s ennek feltalálóiként közönségesen ők szerepelnek. Ellenben az olaszok Malvasia grófot tekintik feltalálónak, mivel a messzelátójában ezüst fonalakból készített rácsot feszített ki. Huyghens és Hevel is használtak mikrométereket; az utóbbié párhuzamos csavarral elmozdítható fonalakból állott. Végre William Gascoigne már 1640-ben Horrox és Crabtree barátaihoz intézett levelében leírja az ő mikrométerét, mely két

278

kihegyezett, élesszélű pléhdarabból állott; a pléhek hegyeit csavarral egymáshoz közelíteni vagy egymástól távolítani lehetett. Gascoigne lett volna tehát az első feltaláló, azonban az ő készülékeit kortársai nem ismerték, s csak halála után találták meg leirását hátrahagyott kézirataiban.

A mikrométer, vagy inkább annak használhatósága miatt, Hooke nem épen épületes vitába keveredett Hevel danzigi csillagászszal. Ez utóbbi 1668-ban Cometographia czímű művének egy példányát a többi között Hooke-nak is elküldötte; ez pedig eme figyelem viszonzásáúl Description of the dioptric Telescop czímű iratának egy példányát küldötte Hevel-nek.

Hooke ebben az iratban azt fejtegette, hogy a szögmérő-műszereken a messzelátóknak a dioptrák fölött nagy előnyük van. Ezt azonban az ekkor már öreg és a dioptrákhoz szokott Hevel nem akarta belátni, s az 1673-ban kiadott Machina coelestis czímű művében, melyben az addig használt csillagászati műszereit irta le, Hooke-ról említést sem tett. Azonkívül oda nyilatkozott, hogy ő a dioptrával épen olyan pontosan észlel, mint Hooke a messzelátóval.

Mindez Hooke-ot nagyon bántotta, s ámbár Hevel-t a legkevésbbé sem vádolhatnók avval, hogy Hooke-ot sérteni akarta volna, az utóbbi a már említett Animadversions etc. czímű művében ingerültségének nagyon szenvedélyes hangon adott kifejezést.

A mélyen sértett Hevel hasonló visszatorlás helyett fölkérte a Royal Society-t, hogy vizsgáltassa meg Hooke messzelátóját. A társulat engedett a kívánságnak s Halley-t megbízta, hogy Hevel-lel összehasonlító észleleteket teendő, Danzigba utazzék. Halley 1679. május havában megérkezvén Danzigba, Hooke eszközeivel ugyanazokat az észleleteket tette, melyeket Hevel az övéivel tett. Jul. 18-án az észleleteket befejezték és az eredményeket összehasonlíták. Halley kijelentette, hogy Hevel szabad szemmel, illetve a diopterrel ép oly pontosan észlelt, mint ő a messzelátóval.

279

Ebből a Hevel-re nézve mindenesetre nagyon hízelgő nyilatkozatból következtethetjük, hogy az akkori messzelátók még nagyon tökéletlenek lehettek, mert a mai eszközökkel a legjobb és leggyakorlottabb szabad szem sem állhatja ki a versenyt.[177]

Hooke még a katoptrikai messzelátókkal vagy reflektorokkal is foglalkozott. Itt ugyan nem szerepel mint föltaláló, de megilleti az az érdem, hogy azt a reflektort, mely magánál a föltalálónál, Gregory-nál csak tervben maradt, 1674-ben tényleg ki is vitte, miután Newton már 1668-ban egy másforma szerkezetű teleskópot állított volt össze.

Ha a reflektor első feltalálója valóban Gregory, akkor a reflektor mindenesetre későbbi találmány, mint a dioptrikai messzelátó. Azonban egy arab monda szerint már az alexandriai világító tornyon egy oly tükör volt felállítva, melylyel még a görög kikötőből kiinduló hajókat is meg lehetett látni! E túlzásnak némi reális alapja mégis lehet, mivel a tükörről több arab iró tesz említést, sőt némelyik le is írja. Továbbá az olasz Burattini 1672-ben Boulliau franczia csillagászhoz egy levelet írt, melyben előadja, hogy a ragúzai kikötő egyik tornyán fölállított készülékkel a hajókat már 25-30 miglio távolságból meg lehetett látni, s hozzá teszi, hogy e készülék szerkezete Archimedes-től ered. Végre, úgy látszik, hogy a khinaiak már nagyon régóta ismertek efféle készülékeket, mert a japáni nagy Encyclopédiá-ban le van rajzolva két holddal a Jupiter.[178]

Az első, kiről történelmi bizonysággal mondhatjuk, hogy tükörteleskópot készített, Zucchius jezsuita volt, ki 1616-ban kidolgozott tervét mintegy hét évvel a hollandi messzelátó föltalálása után végre is hajtotta.[179] A reflektor eszméjével Mer-

280

senne is foglalkozott, s a készüléket össze is állította volna, ha Descartes őt eme szándékáról le nem beszéli. Végre James Gregory az 1663-ban kiadott Optica promota etc. czímű művében kész tervvel lépett föl.[180]

Gregory készülékének szerkezete lényegében olyan volt, mint az a fizikai tankönyvekben jelenleg is le van rajzolva, csakhogy az átfúrt nagyobbik, mondjuk az objektív-tükör parabolás, a kisebbik pedig, mely az objektiv-tükör által adott kép visszafordítására szolgál, ellipszises volt. Hogy a Hooke által tényleg kivitt teleskópban valóban ilyen tükrök voltak-e alkalmazva, ezt a fönmaradt leirásokból és rajzokból el nem dönthetjük; annyi bizonyos, hogy a második tükör visszafordította kép szemlélésére egyszerű szemlencse alkalmaztatott.

Hooke maga is sokat foglalkozván a messzelátók szerkesztésével és a lencsék köszörülésével, alkalma volt, hogy a már említett Auzout-val is összeveszszen. Auzout egy 600 lábnyi gyujtótávolságú lencsét köszörült, azonban a megfelelő hosszúságú messzelátót összeállítani nem birta. Huyghens 1684-ben adta elő, hogy miképen lehet a lencséknek a levegőben való fölfüggesztése által a hosszú csöveket elkerülni, mely módszerről Hooke szintén állította, hogy ő azt már régebben ismerte.

Ugyanez a Gregory volt az, a ki nevezett művében avval az ajánlattal lépett elő, hogy a Merkur- vagy Vénus-átmenet a Nap parallaxisának meghatározása végett megfigyeltessék. Halley, a Gregory nagyhírű kortársa, ugyanerre az eszmére jött, midőn 1677-ben a Merkur-átmenetet megfigyelte; sőt 1716-ban külön iratban buzdította a csillagászokat (ő már nagyon öreg volt), hogy az 1761. és 1769-iki Vénus-átmenetet megfigyeljék. Ezen észleletek alapján ismerjük a Földnek a Naptól, s így a többi égi testektől való távolságát is, mert a legújabb (1874-iki) megfigyelések eredményei még nem tétettek közzé.

281

Hooke 1675 junius 28-ikán terjesztette a Royal Society elé az általa föltalált fénytompítót, mely síktükrökből állott. E tükrök között a nap fényét többszörösen visszaverette, miáltal a fény annyira meggyöngült, hogy a szemre nézve tűrhetővé vált. E készüléknek az az előnye volt, hogy a nap fényét meggyöngítette, a nélkül, hogy az színessé vált volna. Újabb időben Brewster ugyanezt a czélt a fény polározása által érte el; de mindezek a tompítók még sem tesznek jobb szolgálatot, mint a nagyon egyszerűen és kényelmesen kezelhető színes üvegek.

Hooke figyelme nem csak a messzelátókra, hanem még a mikroskópokra is kiterjedt. Micrographia or philosophical description of minute bodies czímű munkája már 1665-ben jelent meg (Londonban); ez a munka, az első, mely a mikroskópiával foglalkozik, méltó föltűnést keltett, s Hooke híre megalapításának egyik nagy tényezője volt. Az észleleteket előtüntető rajzokat maga Hooke metszette rézbe.

Hooke továbbá már 1665-ben egy olyan bűvös lámpát szerkesztett, melyhez nemcsak lámpafényt, hanem napfényt is lehetett alkalmazni, tehát a készülék napmikroskóp is volt. Az eszközt 1668-ban a Philosophical Transactions-ban írta le; 1694-ben a Royal Society-nak egy különös szerkezetű sötét kamarát mutatott be.

III.
Hooke asztronomiai észleletei. - Az állócsillagok évi parallaxisa.

Hooke a messzelátóknak nemcsak elkészítésével foglalkozott, hanem asztronomiai észleleteket is tett velök. Így 1664-ben fölfedezte a Jupiteren, 1666-ban pedig a Marson levő foltokat, s ezek segítségével meghatározta eme bolygók tengely körüli forgása idejét. Emez észleletei egy időbe esnek a híres Domenico Cassini-nek, a párisi új csillagvizsgáló első igazgatójának (1625-1712) ugyane tárgyra vonatkozó észleleteivel.

Már Galilei mondotta, hogy az állócsillagok évi parallaxisa (az a szög, mely alatt valamely álló csillag középpontjából

282

a földpálya sugara látszik), ha pontosan meghatároztatnék, a Föld napkörüli keringésének egyik hathatós bizonyítéka volna.

Hooke a Sárkány nevű csillagzat fejében levő fényes csillagot a téli és nyári solstitium idejében több éven át megfigyelvén, azt tapasztalta, hogy eme csillag a téli solstitium idejében 27-30 másodperczczel van közelebb a zenithez, mint a nyári solstitium idejében. Emez észleleteit az An attempt to prove the motion of the earth, London, 1674. czímű művében tette közé, s azokat csakugyan úgy tekinté, mint a Föld napkörüli keringésének egyik bizonyítékát. Az elv mindenesetre helyes és igaz volt, csakhogy a Hooke észleletei aligha voltak olyanok, hogy azokból a mondott következtetést jogosan lehetett volna vonni. E kényes föladat megfejtése az újabb időknek volt föntartva. Hooke észleletei igazán jelentősekké az által váltak, hogy később a fény aberrácziójának föltalálására vezettek.

IV.
Elméleti optikai vizsgálatok.

Hooke a már említett Micrographiá-ban leírta a vékony lemezek színeire vonatkozó észleleteit is.

Eme színeket először a csillámlemezeken észlelte, s kimutatta, hogy az ugyanolyan színű gyűrűk a lemez vastagságának egyenletes változásaiból erednek.

A szappanbuborékoknak már Boyle észlelte színeit a Royal Society-nak 1672 márcz. 7-én mutatta be. A tulajdonképeni színgyűrűket az által hozta létre, hogy két prizmát, melyek közül az egyiknek kissé domború lapja volt, egymáshoz szorított. Ez a kísérlet volt az, mely Newton-t arra késztette, hogy e tárgygyal tüzetesen foglalkozzék.

Hooke a diffrakczióval is foglalkozott, és sajnálnunk kell, hogy eme tárgyat, épen úgy, mint a vékony lemezek színeit, behatóbban nem vizsgálta meg. A kísérletek, de az eszmék is, melyeket 1675-ben a Royal Society elé terjesztett, lényegükben

283

megegyeznek Grimaldi-nak 1665-ben - tehát csak 10 év előtt - megjelent művében leírtakkal. Hooke a nélkül, hogy Grimaldi munkáját ismerte volna, kísérleteiből azt következteté, hogy "a fény valamely összenyomhatatlan finom közeg nagyon csekély táglatú gyors rezgéseiből áll."[181] De az ő fogalmai is, épen úgy mint a Grimaldi-éi, még nagyon zavarosak voltak. A többi között azt állította, hogy ama rezgések pillanatnyilag terjednek, a mi a Descartes-éval rokon fölfogás. Sőt megkísérlette, hogy Römer-nek a Jupiter-holdakon tett észleleteiből vont ama következtetést, mely szerint a fény terjedési sebessége véges, megczáfolja! De azután, épen úgy mint Descartes, önmagával jött ellenkezésbe, a mikor is a sugártörés tüneményét kimagyarázandó, mégis föltette, hogy a fény különböző sűrűségű közegekben különböző sebességgel terjed; továbbá, hogy a színeket kimagyarázza, föltette, hogy különböző színű sugarakban az egyes impulzusok, melyekből a fénymozgás áll, egymásután következnek. A vékony lemezek színeit evvel a különben helyes, de a föntebbi alapföltevéssel ellenmondó hipotézissel akarta megmagyarázni.

Alig lehet elképzelni, hogy a körülmények miféle összeműködéséből eredhetett a Hooke által 1672-ben kimondott az a tétel, mely szerint "a fény abban az egyenletes közegben, melyben létrejött, egyszerű és egyenletes és a terjedési irányra függélyes impulzusok vagy hullámok által terjed tova."[182]

Ez a tétel nem lehetett a spekuláczió szüleménye, mert a diffrakczió kimagyarázására nem kell tranzverzális hullámokat fölvennünk, s csak a polározódás az, melyet longitudinális hullámokkal kimagyarázni nem lehet.

Mindenesetre szükséges lett volna, hogy Hooke vizsgálatait folytassa és eszméit tisztázza, s ekkor a hullámelmélet ügyén nagyot lendíthetett volna. De így is, épen úgy mint Grimaldi,

284

őt is a hullámelmélet egyik előfutójának kell tekintenünk. Sőt Young és Arago őt nemcsak előfutónak, hanem megalapítónak is tekintették. Verdet szerint Young azért akarta az alapítás dicsőségét Hooke-ra átruházni, mivel a saját nézeteit a Royal Society-val, mely előtt Newton igen nagy tekintélyben állott, elfogadtatni akarván, egy szintén nagytekintélyű angol tudóst akart Newton-nal szembe állítani. Ellenben Arago, ki Hooke műveit alaposabban tanulmányozta mint Young, Hooke-nak az övéivel bizonyos tekintetben analog szellemi fordulatai által tudtán kivül elcsábíttatva, Hooke-nak homályos és gyakran téves eszméire nagyobb súlyt fektetett.[183]

Ugyancsak 1672-ben terjesztette be Newton is az ő szín-elméletét. Az ellentétes állású Hooke nem is késett, hogy Newton-t megtámadja. Hogy azonban lényegükben véve helyes nézeteit a nagytekintélyű Newton-nal szemben diadalra juttathassa, ehhez még nem volt eléggé tisztában önmagával; szenvedélyességgel pedig nem sokat lehetett ártani a higgadt Newton-nak, ki különben is valamelyes eszméjével csak akkor lépett föl, ha avval már egészen tisztában volt.

V.
A gravitáczió elmélete.

Hooke a fényelméletben Newton-nak ellenlábasa, de az elméleti fizikának egy másik ágában, a gravitáczió elméletében, előfutója volt.

Sem Kopernikus, sem Kepler, sem Borelli nem közeledtek annyira a gravitáczió elméletéhez, mint Hooke. A már említett An attempt to prove etc. czímű művében ezeket mondja:

"Olyan világrendszert fogok előterjeszteni, mely az eddig ismertektől sok tekintetben különbözik, s a mechanika törvényeinek minden ízében megfelel és a következő három szuppoziczión alapszik:

285

"Minden égitestnek a középpontja felé ható attrakcziója vagy nehézsége van, a melynél fogva nemcsak hogy a saját részei együtt maradnak.... hanem még a hatáskörükön belül fekvő többi égitesteket is vonzzák, miből következik, hogy nem csak a Nap és a Hold gyakorolnak befolyást a Föld mozgására, a mint szintén a Föld is hat rájuk, hanem hogy még a Merkur, Vénus, Mars, Jupiter és Saturnus is attraktív képességüknél fogva szintén jelentős befolyást gyakorolnak a Föld mozgására."

"Minden égitest, melynek egyszerű és egyenes vonalú mozgása van, egyenes vonalban tovább mozogna, ha valamely erő az egyenes vonaltól folytonosan el nem térítené, s arra nem kényszerítené, hogy körben, ellipszisben, vagy más görbe vonalban mozogjon."

"Az attrakczió annál hatalmasabb, minél közelebb van a vonzó test."

Az utolsó szuppoziczió után még a következőket mondja; "Mármost, a különböző távolságokhoz képest minő mértékben fogyatkozik az attrakczió? Ezt kisérleti úton még nem határoztam meg."

Mindezekből kitűnik, hogy Hooke-nak még csak azt kellett volna föltalálnia, hogy mily törvény szerint fogyatkozik a vonzó erő a távolság növekedtével, s akkor őt kellene a gravitáczió törvényének föltalálójáúl elismernünk. Newton-nak nem maradt volna egyéb hátra, mint hogy a gravitáczió és a földi nehézség azonosságát mutassa ki.

Hooke a második szuppoziczióját, mely a tehetetlenség törvényét fejezi ki (az egyszerű mozgás az egyenletest jelenti), kísérletileg is kimutatta. Mindamellett, hogy nyiltan kijelenté, hogy a vonzó erő fogyatkozásának törvényét még nem sikerült föltalálnia (és hozzá tevé, hogy a törvény ismerete nagyon fontos volna), mégis később e törvényre is igényt tartott, még pedig nem alaptalanúl, mert a mint később még látni fogjuk, a szóban

286

forgó törvényt Newton-on kívül még többen is föltalálták. Egyelőre csak annyit jegyzünk meg, hogy Newton, ki a gravitáczió eszméjével már 1665 óta foglalkozott, 1674-ben a mikor is az An attempt to prove megjelent, az ő elméletét bizonyára már legalább is annyira kifejtette volt, mint Hooke a magáét. Csakhogy Newton, mint már említettük, az elméleteit csak akkor hozta a tudományos világ színe elé, ha velük már egészen tisztában volt, s ez az oka annak is, hogy a híres Philosophia naturalis csak 1687-ben jelent meg.

Hooke 1679-ben a szabad esésre vonatkozó olyan kísérleteket hajtott végre, melyekkel a Föld forgását akarta kimutatni. Azonban e kísérletek eszméje Newton-é volt, minélfogva e tárgyról Newton-nál fogunk szólani.

VI.
Hookenak egyéb fizikai vizsgálatai és találmányai.

Brewster szerint Hooke ismerte a jég olvadó pontjának és a forrópontnak állandóságát, de Hooke irataiban erről említést nem tesz.[184]

Hooke-nak a Royal Society elé 1691-ben terjesztett készülékei között van egy bathométer, mely a tenger mélységének mérésére, továbbá egy neme a minimum-hőmérőnek, mely a tenger mélyében uralkodó mérséklet meghatározására szolgált volna; végre Hooke egy különös módszert ajánlott, melylyel a búvárharangokat friss levegővel akarta megtölteni.

A levegő nyomására vonatkozó számos kisérletét Boyle-al együttesen hajtotta végre, s a légszivattyún állítólag oly nagy harangot alkalmazott, hogy abban egy ember is elfért, sőt pneumatikus kísérleteket önmagán is hajtott végre. Továbbá még javította a barométert; az általa feltalált barométer hasonló volt az Amontons léghőmérőjéhez.

287

A légkör magasságát meghatározandó, azt 35 láb magas rétegekre osztotta föl, s az egyes rétegeket egyenletes sürűségűeknek tételezvén föl, kereste, hogy a nyomás fogyatkozásával ama rétegek mennyire terjednek ki, tehát lényegében véve Mariotte eljárását követte.[185]

Számításaiból kitűnt, hogy a légkör végtelenül magas, s mivel ezt maga sem akarta elhinni, azt mondá, hogy a Boyle törvénye, melyet számításainál alkalmazott, helytelen. Ezt az állítását kísérleti úton is be akarta bizonyítani.

Hooke foglalkozott még a levegő sürűségének meghatározásával, a hajcsövekkel, a jég sűrűségével s a testek rugalmasságával. Az utóbbira nézve azt találta, hogy a nyujtott testnek meghosszabbodása arányos a nyújtó erővel. Sokoldalúsága még az akusztikára is kiterjedt. 1681 jul. 27-én kísérletekkel megmutatta, hogy miként lehet sárgaréz kerekek fogaival zenei és egyéb hangokat létrehozni. A kerekek fogai egyenlő szélesek voltak a zenei hangoknál, s különböző szélességűek voltak az emberi hangoknál. A fogak számait egyszerű viszonyokba hozván, különféle akkordokat hozott létre. Ezek szerint Hooke megelőzte Savart-nak újabb időben végrehajtott idevonatkozó kisérleteit.[186]

Találmányai közül fölemlítendők még: az ombrométer (esőmérő), a telegráf, melyet már Amontons-nál említettünk; egy olajlámpa, melynek égetőjében az olaj mindig egyforma magasan állott; egy eszköz, melylyel a napórák mindegyik faját föl lehetett rajzolni; egy készülék, mely a hallás javítására szolgált (hallócső?); egy körző, melylyel spirálokat s más görbéket lehetett rajzolni; végre egy új szerkezetű szélmalom.

288

VII.
Hooke mint építő. Titkári hivatala a Royal Societyban. - Jelleme, halála.

Hooke nem csak kitünő fizikus, hanem még tehetséges műépítő is volt, miről az általa épített Montaigu-kastély, a Hokton-kórház, az orvosok kollégiuma s a szomszédságában levő színház stb. fényes tanúbizonyságot tesznek. Midőn 1666-ban London városát a tűzvész majdnem teljesen elpusztította, Hooke a város rekonstrukcziójára tervet dolgozott ki, mely terv köztetszésben részesült s a lord-mayor és az aldermanok által el is fogadtatott. A parlament az új telekrendezéshez mint biztost Hooke-ot nevezte ki. Hooke fényesen megfelelt küldetésének, de másrészről nem mulasztotta el, hogy ezt az alkalmat szerény vagyonának gyarapítására fölhasználja.

1678-ban, Oldenbourg halála után, a Royal Society Hooke-ot titkárává választotta. Hooke ezt a hivatalt minden tőle kitelhető buzgalommal viselte. 1696-ban újabb kísérletek végrehajtására tetemes összegeket kapott. Azonban a rendkívüli munkásság, melyet kifejtett vala, egészségét teljesen aláásta. Naponként csak néhány órát aludt, s ekkor is ruhástúl feküdt le, csak hogy munkára több ideje maradjon! Szemei végtére egészen elgyengültek.

Hooke hosszas betegség után 1703 márcz. 3-án, 68 éves korában halt meg. Miként híres kortársai, Boyle, Newton, Huyghens és Leibnitz, ő is nőtlen volt.

Hooke-nak a külseje sem volt valami megnyerő; már születése óta púpos volt. Ehhez járult tűrhetetlen jelleme: mindenki iránt bizalmatlan, irigy és gyanakodó volt. Kortársaira hamarosan ráfogta, hogy találmányaik nem egyebek, mint az ő találmányainak plagiátumai. Szerencse, hogy jó tulajdonságai a rosszakat teljesen egyensúlyozták, s maradt még elég érdeme, melyek által az utókor tiszteletét és elismerését magának minden időkre biztosította. Épen ezért nagyon igazságtala-

289

noknak és méltatlanoknak tartjuk Biot-nak Hooke elleni kifakadásait, különösen pedig ezt a megjegyzését: "Hooke-ról ugyanazt lehetne elmondani, amit később D'Alembert Fontaine-ről Lagrange-nak írt: Fontaine meghalt; ő szellemes ember és gonosz ember volt. Halálával a társadalom többet nyert, mint a mennyit a geométria veszített."[187] Igazságosabbnak és helyesebbnek tartjuk Tyndall következő ítéletét: ha Hooke nem a Newton idejében él, az utókor elismerése bizonyára még nagyobb volna; azonban Newton mellett az ő érdemei háttérbe szorultak.[188] Tehetség dolgában semmi esetre sem maradt Newton mögött.

Irodalom

Chalmers, The General Biographical Dictionary.

Birch, Hist. of the Roy. Society, London, 1756.

A Waller által írt Bevezetés Hooke halála után megjelent műveinek 1705-iki kiadásában (Posthumous Works of R. Hooke, Lond. 1705.)

290

HUYGHENS

I.
Huyghens ifjúsága. Mathematikai tanulmányai és fölfedezései.

Christian Huyghens[189] 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-

291

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,

292

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

293

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.

294

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.

295

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.[190] S valamint annak idején akadtak olyanok, kiknek a Galilei fölfedezései sehogy sem tetszettek, úgy most találkoztak 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

296

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.

297

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,

298

s a levegőt kiszivattyúzta. Hasonló kísérletet kénesővel 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.[191]

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

299

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 la pesan-

300

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 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-

301

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."[192]

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,

302

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,[193] 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 1879-ben

303

a 27-dik kiadása jelent meg, továbbá számos kisebb-nagyobb értekezés és népies csillagászati munkákba szőtt elmélkedés. Ha az efféle 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 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

304

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

305

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 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-

306

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.

307

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."[194]

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.

308

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

309

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 ismeretessé 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

310

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.[195]

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-

311

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 forgástengelytől 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 kellőképen 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 föltevések 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

312

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

313

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

314

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.[196] 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.[197] 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

315

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 idejében 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

316

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 jegyeznünk, 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 és a tengerének 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

317

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

318

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.[198]

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.[199]

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 tárgyalta.

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

319

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-

320

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,[200] 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

321

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 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-

322

ghens említett munkája e két kísérleti tény méltatásával kezdődik.[201]

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. Ezt 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,

323

mely alatt a fény a két észlelő közötti távolságot kétszer átfutotta.[202]

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 meghatározását 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 első 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

324

később állott be, mint ugyancsak 1676 augusztus havában, s ez a föltűnő eltérés 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-

325

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.[203] 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

326

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.[204] 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,

327

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.[205]

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

328

izotróp közegre is érvényes, azaz oly közegre is, melyben a hullámfölület nem gömb, hanem más fölület;[206] 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.[207] 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-

329

szetei[208] 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 transverzális 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 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.

330

XI.
Meteorológiai optika. A hullámelmélet további sorsa. - Párhuzam Newton és Huyghens között.

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

331

kéreg a fényt a Snell törvénye szerint töri.[209] 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.[210]

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

332

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 jutott, 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

333

(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

334

állított föl, melyek nem haladásról, hanem visszaesésről tanuskodtak. Így a többi között egy helytelen analógia folytán azt állította, hogy a rezgések ideje a törékenységgel 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. Magától értetődik, hogy ilyen elmélettel az interferencziát nem lehetett volna kimagyarázni.[211]

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.

335

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.

336

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 rossz 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-

337

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

338

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.

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.

339

NEWTON

Newton élete külső eseményekben korántsem oly gazdag, mint Galilei-é vagy más korszakalkotó fizikusé. Neki sem anyagi terhekkel, sem a szellemi sötétség ellen küzdenie nem kellett; élete folyásában valamely különös érdeket keltő vagy épen tragikai vonást - hacsak nagy szellemének időleges elhomályosodását ilyennek nem tekintenők - hiába keresnénk. Íme életének rövid jellemzése: a tudományt annyival gazdagítá, a mennyivel egy hozzá hasonló lángész csak gazdagíthatja; dicsőség és elismerés kísérte működését.

Newton tanítványai nem sokat törődtek avval, hogy mesterük élettörténetét a közelmúlt időkből merített emlékek alapján megírják. Csak a jelen században kezdették Biot és Brewster Newton életét alaposan tanulmányozni. A következő életrajzban első sorban Biot tanulmányára támaszkodtunk, mert ezt találtuk a legkevésbbé részrehajlónak. Biot nem is lehetett részrehajló: mint francziát a hazafiság érdemen felül való magasztalásokra nem serkenthette, más részről pedig mint az emissziós elmélet hívének, érdekében állott, hogy mestere érdemeit védelmezze.

A másik munka, melyet különös figyelembe vettünk, Brewster kitünő munkája, melynek megjelenése Biot-nak nagyon találó megjegyzésekre adott alkalmat.

A Biot írta életrajz a Biographie universelle-ben jelent meg, s Biot-nak Newton-ra vonatkozó többi értekezéseivel

340

Etudes sur Newton

czím alatt a Mélanges scientifiques et littéraires I. kötetben újra lenyomatott. Brewster munkája Memoires of the life, writings and discoveries of Sir J. Newton czímet visel (2. kiadás: Edinburg, 1860. 2 köt. 120). E műnek német fordítását[212] használtam.

I.
Newton születése és gyermekkora.

Isaac Newton 1642 deczember 25-én, karácsony napján, Woolsthorpe-ban, a lincolni grófságban született.

Frisi-nek, a Galilei biografusának észrevétele alapján mindegyik biografus mint különös körülményt említette föl, hogy Newton épen abban az évben született a melyikben Galilei meghalt. A dolog azonban úgy áll, hogy a mikor Newton született, Angolországban még a régi naptár szerint számítottak, holott Galilei halálának éve a Gregoriánus naptár szerint jegyeztetett föl; ha a két naptár közötti időkülönbséget figyelembe veszszük, nyilván való, hogy Newton tulajdonképen 1643 jan. 5-én, tehát majdnem egy évvel Galilei és 100 évvel Kopernikus halála után született.[213]

Newton régi nemes családból származott. A család a Lancasterben fekvő Newton nevű ősi lakóhelyétől vette nevét. Newtonból rövid időre a Lincoln grófságban fekvő Westby-be hurczolkodtak, innét pedig Woolsthorpe-ba mentek, hol is állandóan megtelepedtek. Midőn a mi Newton-unk született, Woolsthorpe már mintegy 200 év óta volt a Newton-család lakóhelye.

Newton-nak szintén Izsák nevű atyja Woolsthorpe-ban bérlő volt; anyja, Ayscough Anna, nem sokára fia születése után özvegygyé lett s másodszor Barnabás Smith northwithami paphoz ment férjhez, de azért nem mulasztotta el, hogy gyermekének anyai gondját viselje.

341

Newton, épen úgy mint Kepler, gyenge és beteges testalkattal látott napvilágot. Négy éves korában öreganyja vette pártfogásába s annak felügyelete alatt a Woolsthorpe közelében fekvő skillingtoni és storkei tanyai iskolákban írni, olvasni és számolni tanult. Tizenkét éves korában a granthami nyilvános iskolába küldötték és Clark patikárusnál szállásolták el. Newton, mint később maga is mondá, eleintén nagyon hanyag volt és osztályának legrosszabb tanulói közé tartozott. Tanuló-társai társaságát kerülte s a legszivesebben mechanikai játékszerek készítésével foglalkozott. Így a többi között azt mondják róla, hogy egy szélmalom építése körűl addig ólálkodott, míg a gépezet szerkezetét teljesen eltanulta, s ekkor maga is egy kicsiny szélmalmot készített, melyet szél hiányában egérrel hajtatott; a hajtó erőt egérmolnárnak nevezte, mivel az egér a lisztből épen úgy elfogyasztotta a maga porczióját, mint a hogy ezt a molnárok szokták volt tenni. Továbbá egy kétkerekű kocsit készített, melyet a benne ülő személy hajtott. Még azt is mondják, hogy a szomszéd lakókat megijesztendő, papirsárkányok farkára lámpásokat kötött, s azokat éjnek idején föleregette. Ezenkívül még olyan dolgokat is mondanak róla, minőket azok a biografusok, kik őt már gyermekkorában is a világ gyönyöreit állandóan kerülő, komoly, sőt rideg filozófusnak akarták előtüntetni, róla alig tettek volna föl: hogy a költészetet annyira szerette, hogy maga is megkísérlette a versírást; továbbá, hogy bármennyire is kerülte légyen iskolatársai társaságát, a fiatal leányok társaságát annál inkább kedvelte, sőt Storay kisasszony iránt nagy vonzalommal viseltetett; legalább erre látszik utalni az a körülmény, hogy Newton dicsősége tetőpontján is többször fölkereste barátnéját, ki két ízben is férjhez ment, s midőn utóbb nyomasztó viszonyok közé került, Newton őt és családját a pénzzavarból többször kisegítette.

Izsák anyja 1656-ban újra özvegygyé lett, s a második házasságából származott három gyermekével woolsthorpe-i birtokára vonult vissza s ezután Izsák kiképezéséről maga gondos-

342

kodott. Mivel fiát tudományos pályára úgy sem szánta, s csak születéséhez illő nevelésben s annyi ismeretben akarta részesíteni, hogy birtokait maga kezdhesse: a fiút magához haza hívta, hogy a gazdaság vezetésébe begyakorolja. Minden szombaton egy öreg szolga kíséretében be kellett mennie Grantham-ba a vásárra; s míg kísérője mezei termékek ára fölött alkudozott, addig az ifjú Newton egy sövény mögött tanult; otthon pedig, a helyett hogy a nyájra ügyelt volna, a fák alatt heverészve, a granthami patikárustól kölcsönözött ócska könyveket forgatta. Woolsthorpe-i kerti lakásának falára egy napórát szerkesztett; ez az óra a legújabb időkben a falról levétetvén, jelenleg a Royal Society helyiségeiben őriztetik. Newton anyja végtére belátta, hogy a fiúból jó gazda sohasem lesz, s ennélfogva őt a granthami iskolába visszaküldötte.

Newton, miután ezt az iskolát elvégezte, nagybátyjának tanácsára 1661 június havában a cambridgei Trinity-college-be lépett.

Newton Cambridge-ben. - Tanulmányai.

Úgy látszik, hogy a Sanderson logikája és a Kepler Optikája voltak az első munkák, melyeket Newton alaposan tanulmányozott. Hogy az asztrológiával közelebbről megismerkedhessék, a mathematikát akarta tanulmányozni, s e czélra egy angol Euklides-t szerzett magának. Mint Fontenelle (a Newton Elogiájá-ban) mondja, az Euklides tantételeit oly világosaknak és egyszerűeknek találta, hogy elcsodálkozott rajta, miként lehet ily egyszerű dolgok bebizonyítására még csak gondolni is, s a mint egypár tantétellel megismerkedett, a könyvet félretette, mivel a többit már amúgy is értette és be tudta bizonyítani. Fontenelle hozzá teszi, hogy "Newton-ról ugyanazt lehetne mondani, a mit Lucanus mondott a Nilusról, melynek forrásait az ókoriak nem ismerték: nem volt az embereknek megengedve, hogy a Nilust forrásaiból fakadónak és gyengének lássák."

343

E magasztalásra Biot a következő megjegyzést teszi: "Valamennyi biografus ismételte ezt a szerencsés hasonlatot, s azt a csodát, melyet az föltételez, mint sérthetetlen hagyományt oly általánosan fogadták el, hogy annak, ki eme hagyománynak ellenmondani mer, ugyancsak meg kell győződve lennie, hogy Newton dicsősége arra nem szorúl. Ez a dolog, ha igaznak tételezzük föl, valóban csoda volna; mert ha meggondoljuk, hogy Euklides geométriája a demonstráczióknak mily hosszú lánczolatából áll, s hogy azok kifejtése mennyi tétellel és segítő tétellel van komplikálva, s hogy ezt a hosszú lánczot nem lehet megszakítani a nélkül, hogy az eredmények lánczolata is el ne szakadna: lehetetlen, hogy föltegyük, miszerint Newton az eszmék ilyen lánczolatát már egyszerű megtekintés által kitalálhatta volna. De azt igenis föltehetjük, hogy, mintán az első propozicziókat tanulmányozta, a többinek be bizonyítását inkább maga kereste és találta föl, sem hogy bemerüljön ily fárasztó olvasmányba. Ez megfelelne Newton ama későbbi nyilatkozatának, mely szerint megbánta, hogy mathematikai tanulmányainak kezdetén nem foglalkozott eleget Euklides-sel. Végre, igaz ugyan, hogy eme magába zárkózott lángész tevékenységének első lépéseit nem találhatjuk föl, mégis, midőn a gyermek Newton-t látjuk, hogy mekkora buzgalommal karolja föl mindazt, a mivel a mechanikai találmányok iránt szenvedélyének eleget tehet, föltehető-e, hogy ne lett volna kedve tanulmányozni a geométriát, melynek alkalmazásaira folytonosan szüksége volt; valószínű-e, hogy oly alapos észszel kedve lett volna napórákat gépiesen szerkeszteni, a nélkül, hogy ő, ki minden dolognak a mélyére szeretett hatolni, amaz eszközök elvét ismerte volna?"[214]

Biot eme szavait nemcsak azért idéztük, hogy előtüntessük, miként kell Newton tehetségeinek első nyilvánulásairól helyesen ítélnünk, hanem azért is, hogy lássuk,

344

általában mily mértékre kell redukálni a biografusok magasztalásait, midőn valamely kitünőségnek érett korában létrehozott nagy munkáit gyermekkorával összhangba hozandók, a gyermeki tehetség egyszerű nyilvánulásait valóságos csodákká bővítik ki.

Newton, midőn Euklides-sel már készen volt, Descartes geométriájához fogott, s ez által az analyzisbe vezettetett be. Csakhamar átlátta, hogy az algebrai egyenletek geométriai helyekhez való viszonyának mily nagy jelentősége van. S épen, mivel Descartes geométriája Newton mathematikai tanulmányait egészen új irányba terelte, a franczia írók a Descartes iránt való hálátlanság egy neméül róják föl neki, hogy később Optiká-jában a szivárvány-elmélet feltalálását Dominis-nek tulajdonította s azt mondotta, hogy Descartes az elméletet csak rektifikálta, holott az érdem pusztán a Descartes-é. Hogy eme szemrehányásnak mennyi jogosultsága van, azt, ha visszagondolunk a szivárvány-elmélet történetére, könnyen megítélhetjük.

Descartes geométriájával egyidejűleg a Vieta, Wallis és Schooten munkáit tanulmányozta; különös szeretettel foglalkozott Wallis Arithmetica infinitorum-ával, melyből kivonatokat készített. Newton-nak az a szokása volt, hogy ha észrevette, hogy valamely tétel tökéletesbíthető vagy egyszerűbben bizonyítható be, azonnal jegyzeteket csinált, s ily módon a Wallis munkája alapján is több nagyfontosságú mathematikai fölfedezést tett. A binóm-tételt és a fluxiók módszerét 1663 előtt, tehát már 23 éves korában találta föl; többi fölfedezéseinek csírái is ebbe az időszakba esnek. Tételeit összegyűjtötte, de nem publikálta, sőt nem is közölte senkivel, "részben talán azért, mert szerette a nyugalmat és mivel szerénysége visszatartóztatta; de talán azért is, mivel már megfogamzott benne az a gondolat, hogy a kalkulust a természeti tünemények törvényeinek levezetésére alkalmazza, s érezte, hogy az általa feltalált analitikus módszerek alkalmazásai neki ép oly hatalmas mint

345

nélkülözhetetlen segédeszközűl fognak szolgálni. Annyi bizonyos, hogy ama kincs birtoka által teljesen megnyugtatva, azt tartalékba tette, s gondolatai körébe a természet-filozófia tárgyait vonta".

1665 jan. havában a filozófiai baccalaureatust nyerte el, s ugyanebben az évben (augusztus elején) az akkor kitört epidémia elől woolsthorpe-i birtokára menekült s a cambridge-i egyetemre csak egy év multán tért vissza.

Az 1666-ik évbe esnék az alma historiája, ha valamikor csakugyan megtörtént volna. Newton egy almafa alatt ülvén, egy almát látott leesni. E tünemény alapján az egyenletes és az egyenletesen gyorsuló mozgás okai fölött elmélkedett. A testek magas tornyokról, sőt a legmagasabb hegyek tetejéről is leesnek, tehát miért ne terjedhetne az esést előidéző ok a földtől még távolabb eső régiókig, sőt a Holdig? s ugyanez az ok miért ne kényszeríthetné a Holdat, hogy a Föld körüli mozgásában megmaradjon? A leeső alma előidézte eszmelánczolat még tovább füződvén, végtére a gravitáczió elméletét szülte.

Nyilván való, hogy ez az egész história csak találmány, mert sem Pemberton, sem pedig Whiston, kiknek maga Newton adta elő, hogy minő eszmelánczolat útján jutott a gravitáczió törvényére, arról említést nem tesznek, hanem Newton unokahuga, Barton Katalin, ki azt állítólag Pemberton-től hallotta, Voltaire-nek beszélte el. De nem tekintve, hogy e tény történelmileg igazolva nincs, maga a föltevés, hogy Newton-t a "véletlen" vezette volna az elmélet megalapítására, egészen gyermekies, mert e föltevésnek csak akkor volna helye, ha Newton előtt épen senki sem foglalkozott volna a gravitáczióval, holott ez Newton idejében a fejlődésnek bizonyos, még pedig jelentős fokát már elérte vala. Newton tisztelői azt az állítólagos almafát is nagy tiszteletben tartották, s midőn azt 1896-ban egy orkán ledöntötte,

346

Turner, a kert tulajdonosa, fájából széket csináltatott. E széket a kuriózitások kedvelőinek jelenleg is mutogatják.

III.
Newton mint professzor és a Royal Society tagja. - Viszálya Hooke-kal. Politikai szereplése.

Cambridge-be visszatérvén, Newton az egyetemi méltóságok többi fokozatait is elnyerte; 1669-ben pedig Barrow az általa betöltött mathematikai tanszékről Newton javára lemondván, Newton azt el is foglalta. Newton Barrow előtt már régebben nagy tekintélyben állott, elannyira, hogy Barrow a geométriai és optikai munkáinak kiadását Newton-ra bízta, sőt az Előszóban beismeri, hogy Newton-nak többrendbeli igazításait figyelembe vette. Barrow az exakt tudományokkal azért hagyott föl, hogy azontúl kizárólag a theológiával foglalkozhassék.

Newton professzori teendőinek 30 éven át a legnagyobb buzgalommal felelt meg, s Cambridge-et évenkint csak egyszer, vakáczió idejében, s ekkor is csak egy hónapra hagyta el.

1672 jan. 11-én Sethward, salisbury-i érsek, ajánlatára a Royal Society tagjává választatott.

Newton ezt a megtiszteltetést nem kereste. De mivel az akkori szokás szerint a megválasztandónak mégis meg kellett adnia a látszatját, hogy megválasztatás után vágyakozik, Newton egy értekezést mutatott be. Ebben leírta a katoptrikai messzelátókra vonatkozó javításait, melyek első sorban az eszközöknek kényelmesebbé tételére irányultak. Newton maga is készített egy teleskópot, mely minden hiánya mellett is nagy föltűnést keltett, mert a Gregory és Cassegrain találmányait akkoriban még nem igen ismerték. Ezt a teleskópot, melyet II. Károly király és udvara is megbámult, jelenleg a Royal Society archivumaiban őrzik.

Newton a megtiszteltetésre a teleskópon kívül más jogczímmel nem is bírt, mert fényes fölfedezései, melyekkel nevét

347

megörökítendő vala, ekkor még nem állottak a tökéletesség azon fokán, melyet el nem engedhetőnek tartott, ha valamely munkáját közzétette. Azonban könnyű érteni, hogy Newton lángeszének egyes vonásai által kortársai figyelmét nyomtatott munkák nélkül is magára vonhatta.

Két hónappal a teleskóp bemutatása után Newton egy sokkal fontosabb dolgot közölt a Royal Society-vel, nevezetesen a fehér fény szétbontására vonatkozó vizsgálatait, melyek oly nagy föltűnést keltettek, hogy a társulat tagjai Newton-t maguk között a legjelesebbnek ismerték el. Azonban az általános öröm és elismerés közepette az irigység is fölütötte fejét: Hooke, a fény elméletében Newton-nal ellentétes álláspontot foglalván el, nem mulasztotta el, hogy áskálódásaival Newton nyugalmát felháborítsa, s miután a vitába később még Huyghens, Pardies és Linus is belekeveredtek, Newton, ki azt hitte, hogy a Royal Society-ben való föllépése okozta az ellene intézett támadásokat, a vita közepette, 1673 márcz. 8-án, Oldenbourg-hoz, a társulat titkárához intézett levélben beadta lemondását, mely azonban nemcsak hogy nem fogadtatott el, hanem Newton még az illetékek befizetése alól is fölmentetett.

1675 ápr. 27-én megkapta a királytól az arra szolgáló fölmentvényt, hogy a Trinity-college-nél mint professzor tovább is működhessék, a nélkül, hogy az egyházi rendbe lépni kényszeríttessék.

Pár év mulva egy váratlan esemény Newton-t a politikai pályára terelte. Ugyanis II. Jakab király meghagyta az egyetemi tanácsnak, hogy Francis nevű benczést a filozófia doktorává kinevezze, a nélkül, hogy a király iránt való hódolati esküre kötelezze. A tanács megtagadta a király kívánságát, bár ama czím osztogatásával nem igen fukarkodott, sőt néha még mahomedánoknak, így a többi között a marokkói követnek is adományozta. Azonban Francis pápista volt, s az akkori időkben Angolországban a vallási türelmetlenség még hatalmasan uralkodott. Az ügy a király ítélőszéke elé került; a tanács Lon-

348

donba képviselőket küldött; ezek között volt Newton is. A képviselők oly hévvel védelmezték az egyetemi tanács álláspontját, hogy Jeffrys elnök a gyűlést feloszlatta s a képviselőket az ítélet kihirdetése nélkül haza küldötte.

Az egyetemi tanács, Newton iránt való elismerésének még nyomósabb kifejezést adandó, őt az 1689-iki parlamentbe képviselőjéül küldötte. Ez a parlament, mely a trón megüresedését proklamálta, nagy dolgoknak volt előkészítője. Newton elfogadta a mandátumot, de az új pályán, melyen barátai nagy dolgokat vártak tőle, sehogy sem érezte magát. A tárgyalások iránt egészen közönyös maradt, s a mint mondják, csak egyetlen egyszer szólalt föl: figyelmeztette a szolgát, hogy az egyik ablakot tegye be, nehogy a légjárás az épen beszélő szónoknak megártson.

IV.
Newton visszatérése a tudományokhoz. Szellemi erejének hanyatlása.

A parlament 1690 február havában feloszolván Newton Cambridge-ben ismét hozzá fogott kedves tanulmányaihoz. Ez időben veszíté el anyját, mi kedélyére nagyon leverő hatással volt.

1692-ben Newton egészsége hanyatlani kezdett; már egy év óta étvágyhiány és álmatlanság miatt panaszkodott. Testi erejének fogyatkoztával a tudományos dolgok fölött való elmélkedésekben sem volt oly kitartó, mint az előtt, s ha a mathematikai kutatásokba belefáradt, a történelemmel és a chronológiával foglalkozott. Egy nagyon kellemetlen esemény, mely őt és a tudományt sok fáradsága gyümölcsétől fosztotta meg, kedélyére nagyon leverőleg hatott. Az eset a következő volt. Newton-nak egy "Diamond" (gyémánt) nevű kedves kutyája volt; egy este kénytelen lévén dolgozó szobáját rövid időre elhagyni, kutyáját vigyázatlanságból maga után bezárta. A kutya az asztalon levő égő gyertyát feldöntvén, az ott levő irományok lángra kaptak, úgy, hogy a mikor Newton néhány percz múlva vissza-

349

tért, sok évi fáradságos munkájának gyümölcse már a lángok menthetetlen martaléka volt. Mondják, hogy Newton eme roppant kár láttára megelégedett avval, hogy így kiáltson föl: "Ó Diamond, nem is gyanítod, hogy micsoda bajt csináltál nekem!" E szavak, ha valóban elmondattak, Newton lelki nyugalmának csakugyan fényes bizonyítékai.

Azonban Biot szerint ez az esemény Newton szellemi életére mély benyomást volt gyakorlandó, "mert az e fölötti fájdalom - melyet a visszaemlékezés még inkább élesztett - megrontá egészségét és, a mint látszik, ha csakugyan mondani mernők, bizonyos időre megzavarta elméjét".[215]

Biot ezt a tényt, melyről addig senkinek sem volt tudomása, Huyghens-nek kéziratban levő egyik jegyzete alapján hozta nyilvánosságra. Ugyanis Biot Van Swinden hollandi fizikustól a következő közleményt vette:

"A híres Huyghens kéziratai között egy kicsiny foliáns van; ez valami napló-félének látszik, melybe Huyghens különféle dolgokat szokott volt bejegyezni; a leydeni könyvtár katalógusában ζ oldal 8. sz. alatt van bejegyezve. Íme, mit találtam abban följegyezve, még pedig Huyghens saját kezével, melyet számos kéziratából és autográf leveleiből, melyeket olvasni alkalmam vala, jól ismerek: "A skót Colin 1694 május 29-én azt beszélje nekem, hogy Newton Izsák, a híres mathematikus, már 18 hónapja megtébolyodott, a minek oka vagy a túlságos munka, vagy pedig az a fájdalom lehet, hogy látnia kellett, mint pusztítja el a tűz a chemiai laboratoriumát és több fontos kéziratát. Colin hozzá tette, hogy eme baleset után Newton a cambridge-i érseknél megjelenvén, olyanokat beszélt, hogy elméje zavarodottnak látszott, minélfogva barátai őt magukhoz vették s gyógyításához fogtak; szobájában zárva tartották s akarva nem akarva gyógyítószereket kellett bevennie, minek következtében egészségét visszanyerte, elannyira, hogy most már kezdi érteni művét, a Principiu-

350

mokat

." Huyghens, mondja továbbá Van Swinden, erről az esetről Leibniz-ot a rá következő január 8-án keltezett levelével értesítette, mely levélre Leibniz, 23-iki dátummal, így válaszolt: "Nagyon örülök, hogy Newton úrnak nagyon bántó betegségéről úgy értesülök, hogy egyszersmind felgyógyulását is hallom. Az olyan egyéneknek, a milyenek ő és ön uram, hosszú életet kivánok"[216]

Biot ezt a közleményt a következő megjegyzéssel kíséri: "Úgy látszik, hogy eme részletek után a tény fölött alig lehet kételkedni, vagyis, hogy az a fő, mely annyi éven át értelmének mintegy legszélsőbb határát kijelölni látszó elmélkedésekbe mélyedt el, végtére önmagát zavarta meg, még pedig vagy a rendkívüli erőmegfeszítés, vagy pedig a műveinek megsemmisülése fölött érzet fájdalom miatt; és ebben a két föltevésben bizonyára nincs semmi rendkívüli; valamint azon sem kellene csodálkoznunk, ha a Newton-éihoz hasonló csapások súlya miatt keletkezett érzelmek még hevesebben nyilvánulnának, mert ilyenkor a lélek meg van törve az elviselendő terhek által. De bármi lett légyen is az oka szelleme megzavarosodásának, ez a tény megmagyarázná azt, hogy Newton a Principiumok közzététele óta, mindamellett, hogy még csak 45 éves volt, a tudományok semmiféle ágában új munkával nem lépett fel, s megelégedett avval, hogy az emez időszak előtt létrehozott műveit ismertesse, s hogy ezek egyes részeit teljesebbekké tegye ott, a hol még valami bővebb kifejtést igényeltek volna".[217]

Könnyen érthető, hogy az angolok, különösen pedig Brewster, a szóban forgó ténynek feltárását nagyon kedvezőtlenül fogadták, annyival is inkább, mivel némelyek Newton-ról azt is állították, hogy theológiai munkái szelleme elhomályosodásának kezdetét jelezték. Brewster nemcsak hogy az utóbbi

351

föltevés ellen kel ki, hanem egyáltalában tagadja, hogy Newton elméje valamikor elhomályosodott volna. Brewster és Newton egyéb tisztelői kimutatni akarván, hogy a híres tudós szellemi tehetségei teljes épségükben maradtak, egypár iratát tették közzé; azonban Biot megjegyezte, hogy ezek, részrehajlatlan bírálat után, épen az ellenkezőről tanúskodnak. A mondottuk iratok között van a következő levél is, melyet Newton 1693 szept. 16-án, barátjához, Locke-hez írt:

"Uram, azt hivém, hogy ön engem nőkkel vagy más úton-módon akarna összezavarni (embroil me); annyira meg voltam bántva, hogy a mikor nekem azt mondották, ön beteg vagy veszélyben forog, azt válaszoltam, még jobb volna, ha ön meghalt volna. Kívánom, hogy feledje el ezt a nem igen jámbor óhajtást, mert most meg vagyok győződve, hogy ön helyesen cselekedett, s bocsánatot kérek, hogy ön iránt ily szigorú gondolatokkal viseltettem, s hogy önt az Eszmékről írt könyvében felállított egyik elve miatt, melyet ön egy másik műben kifejteni akart, úgy tűntettem föl, mint a ki az erkölcsöket gyökerestül ki akarja írtani, valamint azért is, hogy én önt hobbistának tartottam. Hasonlóképen bocsánatot kérek azért, hogy azt mondottam vagy gondoltam, hogy nekem egy hívatal adassék el, vagy hogy összezavartassam. Az ön alázatos és szerencsétlen szolgája Newton Izsák."

A híres Locke nagyon meg lehetett lepve, midőn attól a férfiútól, kinek elméleteibe az ő szelleme alig tudott behatolni, egyszerre csak ilyen furcsa levelet kapott. Úgy látszik, hogy Locke azonnal átértette Newton helyzetét, mert válaszában, melyet okt. 5-én írt, a lehető legkíméletesebb hangon szólott. Newton pedig ugyancsak okt. 5-én a következő sorokat írta:

"Uram, a múlt télen nagyon gyakran aludván a tűz mellett, végtére alvási szokásaimban rendetlenség állott be, s egy betegség, mely a múlt nyáron járványos volt, ezt a rendet-

352

lenséget annyira fokozta, hogy a mikor önnek írtam, már két hete egy óráig sem, és öt napja, hogy egy perczig sem aludtam. Emlékszem, hogy önnek írtam, de arra, hogy könyvéről mit mondottam, épen nem emlékszem. Ha ön levelem eme helyének másolatát velem közölni szíveskednék, azt, ha tudom, meg fogom magyarázni. Vagyok az ön nagyon alázatos szolgája. Newton Izsák. Cambridge, 1693 okt. 5."[218]

Megjegyzendő, hogy ugyanez időtájban (1693 szept. 13-án) Pepys-hez, az admiralitás titkárához intézett levelében hasonló bajokról panaszkodott.

Mindezeket az adatokat azért idéztük, hogy azt a tényt, melynek puszta fölemlítését is némelyek talán szentségtörésnek tartanák, a maga valóságában föltüntessük, s hogy az olvasó maga is megbírálhassa, vajjon ama tény fölemlítése csökkentheti-e Newton szellemi nagyságáról a műveiből merített fogalmainkat. Ugy hiszszük, hogy fölösleges fáradság, ha valaki valamely lángész nagyságát az által akarja emelni, hogy az illetőt úgy tünteti föl, mint a ki az emberi fogyatkozásoknak épen nincs alávetve. Efféle inszinuácziókat a nagy emberek közül senkire sem alkalmaztak oly nagy és kiterjedt mértékben, mint Newton-ra. Azok szerint, kik a történelemírás czéljáúl a rendkívüli jelenségek magasztalását tűzik ki, ugyancsak Newton lett volna az, kiben a dicsvágynak legcsekélyebb nyoma sem volt, a ki a nőket teljes életén át kerülte, a ki a saját szellemének értékéről mit sem tartott, a ki szellemi mozgalmas életének mindegyik fázisában közönyös maradt.

Newton-t az emberi nem dicsőségének nevezték. De micsoda dicsőség háramlik az emberi nemre abból, ha azt a tagját, kiből ama dicsőségnek áradnia kell, minden emberi tulajdonságtól megfosztjuk? Ha az emberi nem büszke lehet Newton-ra, ezt azért teheti, mivel ő is csak ember, még pedig a szónak közönséges s nem természetfölöttivé erőszakolt értelmében vett ember volt.

353

V.
Newton a pénzverő hivatal igazgatója. - A chemia iránti hajlama. - Kitüntetései. - Halála.

Newton még parlamenti tag korában benső baráti viszonyba lépett egyik régi tanítványával, Montague lovaggal, ki később a Royal Society tagjává választatott és Halifax grófjává, továbbá pénzügyi kanczellárrá neveztetett ki. Montague a magas állásában sem feledkezett meg kitűnő barátjáról, Newton-ról, s részint hogy baráti érzületének kifejezést adjon, részint hogy Newton tehetségeit az állam javára értékesíttesse, hivatalos működését avval kezdé meg, hogy Newton-t a pénzverő ellenőrévé nevezte ki. Ez az állás Newton-ra nézve nemcsak azért volt kedvező, mert 400 font sterl. évi fizetéssel volt egybekötve, hanem még azért is, mert mellette tanári kötelességeinek is eleget tehetett. Azonban Montague barátsága később egy még sokkal jelentékenyebb tényben nyilvánult; ugyanis 1699-ben Newton-t 1200 font sterl. (12000 forint) évi javadalmazással ugyancsak a pénzverő igazgatójává (Master and Worker of the Mint) nevezte ki.

A malicziózus Voltaire eme kinevezést a személyes vonzalmon kívül Halifax grófja egyéb érzelmeinek is tulajdonítja. Ugyanis Newton-nak egyik unokahuga, a már említett Barton ezredesné, szépsége és szelleme által Halifax grófban gyengéd érzelmeket gerjesztett, s Voltaire szerint "Halifax szenvedélye inkább ajánlotta Newton-t a kinevezésre, mint az infinitézimális kalkulus és az általános gravitáczió".[219] E szerint Newton pályafutására még az asszonyi protekcziónak is lett volna befolyása, s ha ez a dolog csak félig-meddig igaz, akkor valóban nem kell csodálkoznunk, hogy a protekcziónak a Newton-hoz képest elenyésző egyének értékének megítélésében is bőven kijut a maga szerepe. Különben megjegyezhetjük, hogy Newton-nak

354

említettük unokahuga férje halála után nem Halifax grófhoz, hanem Conduitt-hez ment férjhez, de annyi bizonyos, hogy Newton halála után Conduitt lett a pénzverő igazgatója s hogy Halifax gróf vagyonának nagy részét Conduittné asszonyra testálta.

Newton ama jól jövedelmező hivatalt elvállalván cambridgei tanszékéről, melyet hosszú időn át páratlan buzgalommal töltött be, lemondott. Utódjául Whiston-t jelölte ki, a ki állomását 1702-ben véglegesen elfoglalta, de mivel a szentháromság tanával nemcsak hogy megbarátkozni nem tudott, hanem még ellene írt is, hivatalát már 1710-ben elvesztette.

Newton új hivatalában kitűnő szolgálatokat tett; különös haszonnal járt a régi érczpénzek beolvasztása és a külföldi pénzeknek az angol pénzekhez viszonyított értékének pontosabb meghatározása. Állomását senki sem tölthette volna be több szakértelemmel, mivel a mathematikai ismereteket a chemiaiakkal senki sem egyesítette oly tökéletesen, mint épen ő.

"Úgy látszik, mondja Biot, hogy a chemiát mindig kedvelte, mert gyermekkorától kezdve, midőn még a granthami patikárusnál tartózkodott, egészen cambridgei működéseig mindig foglalkozott vele; világosan kitűnik ez fizikai dolgozataiból, melyek chemiai kísérletekkel és megfigyelésekkel telvék..... A teleskópra vonatkozó első vizsgálataiból (1672) látjuk, hogy a fémeknek a fémtükrök készítésénél felhasználandó legalkalmasabb keveréke kipuhatolására igen sok kísérletet tett; három évvel később, a vékony lemezek színeire vonatkozó értekezése még változatosabb vizsgálatokról tanuskodik; eme vizsgálataival a különféle szilárd és folyós anyagoknak egymással való kombináczióját s az egyesülésükre és a szétválásukra való törekvésüket fürkészte. Később ugyanezt a tárgyat Optiká-jában, különösen pedig eme bámulatra méltó műnek záradékában, a természeti kérdések között nagyobb merészséggel és nagyobb nyomatékkal tárgyalta; mert van-e valami merészebb, mint abban a korban azt gyanítani és mon-

355

dani, hogy a víz gyulékony alkotó részeket tartalmaz? Könnyű megérteni, hogy Newton az e fajta vizsgálatokban és eszméinek fejlesztésében kitartó volt; s valóban, nem tekintve, hogy az oly meglepő, oly változatos és oly titokszerű tüneményeknek, mint a minők a chemiaiak, az ily állhatatos szellemre már önmagukban is természetszerű vonzalmat kellett gyakorolniok, nem kellett volna-e azt még inkább érdekelniök, midőn a fény mozgásában fölfedezvén a molekulák attrakczióját (Biot az emissziós elmélet híve volt) és a kicsiny távolságokban működő erők hatásait, arra indíttatott, hogy hasonló erőkben, melyek csak intenzitásuk fogyatkozásának törvénye szerint változnak, azt az okot lássa, mely elegendő arra, hogy a chemiát alkotó egyesülési és szétbomlási tüneményeket létesítse. Ebből a magasabb szempontból ama tünemények megfigyelésének mily újnak és mily fontosnak kellett neki látszania!"[220]

Biot szavait itt azért idéztük egész terjedelmükben, mivel Newton-ról, mint chemikusról szólani több alkalmunk nem igen lesz; különben is, chemiai vizsgálatai többi fölfedezéseihez képest oly kicsinyesek, hogy talán senki sem fogja tőlünk rossz néven venni, hit Newton-ra nézve nagyon találó föntebbi szép jellemzés idéztével Newton-nal, a chémikussal, végeztünk.

Newton, bármily lelkiismeretesen töltötte be hivatalát, támadások és vádak alól még sem vonhatta ki magát. William Chaloner a pénzverőnél állítólag elkövetett többrendbeli viszszaélésekről a parlamentnek jelentést tett; az eme jelentés alapján elrendelt vizsgálatok után Newton az ellene emelt vádak alól teljesen fölmentetett.

Itt még megemlíthetjük, hogy midőn Newton a pénzverő igazgatójává neveztetett ki, az egész Royal Society megtisztelve érezte magát, mert viszont-szolgálat fejében Montague-t a társulat elnökévé választotta.

1699-ben Newton-ra még egy másik kitüntetés is várt:

356

a párisi akadémiának ez időtájban alkotott új szabályzata szerint nyolcz külső (külföldi) tagot kellett választania; ezek egyike Newton lett.

1701 óta a parlamentben a cambridgei egyetemet újolag képviselte, de abban most sem játszott kiváló szerepet. Newton nem született politikusnak. Sőt egy ízben rendkivüli félénkséget árult el, sőt mondhatni, hogy gyermekesen viselte magát; ugyanis 1714-ben a parlament Whiston indítványára egy öttagú bizottságot küldött ki, hogy a geografiai hosszúságnak a tengeren való meghatározása érdekében törvényjavaslatot dolgozzon ki; Halley, Cotes és Clarke élőszóval adták elő tervezetüket, Newton pedig az övét írásban adta be, s a hozzája intézett kérdésekre egy árva szóval sem felelt. Végre Whiston így szólalt föl: "Newton úr kissé tartózkodik véleménye nyilvánításától, de meg vagyok győződve, hogy az a javaslatra nézve kedvező". Erre Newton szót emelt, de csak azért, hogy Whiston szavait szóról-szóra ismételje, mire a javaslat elfogadtatott.

A legnagyobb kitüntetést, mely őt mint tudóst érhette, 1703 nov. 30-án nyerte el: a Royal Society elnökévé választotta. Eme díszes hivatalt haláláig, tehát 25 egymásután következő éven át viselte, mert minden évben újra megválasztatott. Végre 1695-ben Anna királynő a lovag (baronnet) czímét adományozta neki.

Nyilván való, hogy eme kitűntetések Newton dicsőségét nem fokozták, de társadalmi tekintélye sem szorúlt rájuk, "legfölebb önszeretetének hízelegtek, a melytől, bármit mondjanak némely biografusok, teljesen ment mégsem vala".

Newton, mióta cambridgei tanszékéről lemondott, felváltva Londonban s az ehhez közel fekvő Kensingtonban tartózkodott. Nyolczvan éves kora óta különféle testi bajokkal kellett küzdenie; betegségében unokahuga, Katalin, ki férjével nála lakott, gondosan ápolta. 1727-ben még egyszer Londonba utazott, hogy febr. 28-án a Royal Society gyűlésén elnököljön. De ez

357

utazás a hosszú életet élt tudós férfiú egészségére nagyon káros befolyással volt, s még hátralevő napjait tetemesen megrövidítette.

Életének végső szakaszáról Fontenelle, ki a Newton-család több tagjával volt ismerős, s kinek rendelkezésére Conduitt Newton életére vonatkozó többrendbeli okiratot bocsátott, a következőket írja: "Newton csak életének utolsó húsz napjában szenvedett sokat... A legnagyobb fájdalom közepette, midőn az izzadság cseppekben gördült le arczán, egyszer sem kiáltott s a türelmetlenségnek legcsekélyebb jelét sem nyilvánította és a nyugalom perczeiben rendes kedélyességével mosolygott és beszélgetett. Eddig naponként egy-két órán át írt vagy olvasott; márczius 18-án reggel még az újságokat olvasta, sokáig beszélgetett Mead híres orvossal, és szellemi tehetségeinek teljes birtokában volt; azonban este felé elveszté eszméletét s többé nem is nyerte vissza, mintha csak arra ítéltetett volna, hogy szellemi tehetségei ne gyöngűljenek, hanem egyszerre veszszenek el".[221]

Newton a következő hétfőn, márcz. 20-án, Kensingtonban, 85 éves korában halt meg. Holttestét Londonba vitték s a westminsteri apátságban nagy pompával temették el; szemfödelének szalagjait a főkanczellár, továbbá Montrose és Roxburgh herczegek mint angol pairek, és Pembroke, Sussex és Macclesfield grófok mint a Royal Society tagjai tartották. A gyászmenetet nagyszámú kitűnőség kísérte; a szertartást a rochesteri püspök fényes segédlettel végezte. A westminsteri dékán és a káptalan megengedte azt, a mit sok főnemes családtól megtagadott, azaz hogy Newton-nak az apátság legkiválóbb helyén emlék állíttassék. Ez az emlék 1731-ben Newton örököseinek (és nem a kincstárnak) költségén állíttatott föl.

Ugyancsak 1731-ben Newton tiszteletére érmet vertek. Az érem egyik oldalán Newton arczképe van s a következő

358

fölirat: Felix qui potuit rerum cognoscere causas. 1755-ben a cambridgei Trinity-college kápolnája előtt Newton márvány-szobrát állították föl eme fölirattal: Qui genus humanum superavit. Végre 1858 szept. 25-én Granthamban kolosszális bronz-szoborral örökítették meg emlékét.

Newton, ki eléggé szűk anyagi körülmények között született, halálakor, ingatlan birtokát nem tekintve, 32,000 font strl. (320,000 forint) tekintélyes összeget hagyott hátra, a melyen négy unokafivére s ugyanannyi unokanővére osztozott. Ez a vagyon, és az említett kitüntetések, hangosan megczáfolják Brewster-nek azt a vádját, mely szerint mindamellett hogy "egész Európa tömjént hintett", az angol nemzet Newton iránt hálátlan volt.[222] Alaposabb vád illeti a hivatalos Angolországot, mely a Newton-nak felállított emlékekre semmit sem áldozott. Ez a körülmény késztethette Arago-t a következő kifakadásra: "Hangosan kijelentem, mert az igazságot mondom, hogy ama magas kitüntetések, melyeket egy olyan tengeri hős nyert volna el, ki spanyol gályákat zsákmányul ejtett vagy egy idegen várost felgyújtott volna, csak kicsinyes takarékossággal jutottak osztályrészül egy olyan férfiúnak, kinek neve túl fogja élni az egész világ legnagyobb politikai és katonai kitünőségeit".[223]

VI.
Newton jelleme. - Theológiai munkái

A múlt században Newton egyéni jelleméről az általános felfogással meg nem egyező, s hozzá tehetjük, egyoldalú nézetektől eltérőket vallani ép oly veszélyes dolog lett volna, mint az általa felállított elméletek valamelyikét megtámadni. De jelenleg már nem állunk egyéni tekintélyek nyomása alatt, minélfogva Newton jelleméről is szabadabb lélekkel szólhatunk. Newton-

359

nak tudományos jellemzése bizonyára a legfontosabb; műveinek elemzése bennünket meg fog vele ismertetni; most csak személyiségéről és egyéni jelleméről akarunk néhány sorral megemlékezni.

Nem lehet érdektelen, hogy az olyan szellemnek, mint a minő Newton-é volt, takaróját is ismerjük; tehát Fontenelle leirása alapján meg kell említenünk, hogy középtermetű volt s hogy élete utolsó szakaszában kissé elhízott; hogy tekintete éles és átható, arczkifejezése pedig kellemes és megnyerő volt. Középnagyságú feje fehér hajjal volt borítva és sohasem kopaszodott meg; pápaszemet sohasem viselt; egész életén át csak egy fogát veszté el, azonban szemei élete utolsó húsz évében bágyadtakká és fénytelenekké lettek.

Newton a nyugalmat mindenekfölött becsülvén, a vitákat lehetőleg kerülte. Társaságokban nagyon keveset beszélt, s mivel mindig mély gondolatokba volt merülve, gyakran nagyon szórakozott volt, s így az is megesett rajta, hogy fölkelés után az ágya szélén órákig ült s hogy figyelmeztetni kellett, hogy táplálékot vegyen magához. Egy alkalommal, midőn benső barátjával, Stukeley-vel akart ebédelni, az utóbbinak sokáig kellett várakoznia, míg végre Newton dolgozó szobájából kijött. Mivel Stukeley-nek időközben elfogyott a türelme, egyedül hozzáfogott az evéshez, s az asztalon levő csirkének felét elköltötte s a maradékot egy fémharanggal leborította. Newton csak egy pár óra múlva jött, s azt mondá, hogy nagyon éhes. De midőn a harangot fölemelte s a csirkének csak a maradékát látta, így kiáltott föl: "Ah, azt hittem, hogy még nem ebédeltem, de látom, hogy csalódtam!"

Newton nagyon mértékletes, s viseletében nagyon egyszerű volt. Csak londoni tartózkodása idejében volt nagyobb háztartása; ekkor három férfi- és három nőcselédet tartott. Midőn dohánynyal kínálták, mindig visszautasította, mondván, hogy nem akar magának új szükségleteket alkotni. Mondják, hogy nagyon könyörületes és jótékony érzületű volt, de hátra-

360

hagyott tetemes vagyonából következtethetjük, hogy jótékony czélokra nem sokat költekezhetett. A mi pedig könyörületességét illeti; ez kitűnik a következő leveléből, melyet egy pénzhamisító ügyében lord Townshend államtitkárhoz intézett:

"Mylord! Mitsem tudok Metcalf Edéről, kire a derby-i bíróság előtt rábizonyúlt, hogy pénzt hamisított. De mivel ez nagyon világosan bizonyúlt rá, alázatos véleményem oda irányúl, hogy jobb lesz őt fölakasztatni, mint neki alkalmat adni, hogy újra pénzt hamisítson, s erre a mesterségre másokat is mindeddig tanítson, míg az ismét rábizonyúl. Mert ez a népség ritkán hagyja el a mesterségét s nagyon nehéz kézrekeríteni. Az ő fölsége akarata iránti legmélyebb hódolattal mondom ezt, s maradok, Mylord, méltóságodnak legalázatosabb és legengedelmesebb szolgája Newton Izsák. A Pénzverő Hivatalban, 1724. aug. 25-én."[224]

Newton nem volt nős; Fontenelle szerint talán nem is volt ideje, hogy a nősülésre gondoljon. Általánosan el volt terjedve az a nézet, hogy Newton meghalt a nélkül, hogy valaha nőhöz nyúlt volna, miből némelyek azt következtették, hogy melancholikusnak kellett lennie. Azonban ez az állítás bizonyára túlzott s csak onnét eredhet, hogy némely tisztelője nagyságát ez által is emelhetni vélte. De nem tekintve ezt, bizonyos körülmények legalább is azt bizonyítják, hogy Newton is csak úgy érzett mint más ember; nevezetesen Stukeley 1727-ben, tehát ugyanabban az évben, melyben Newton meghalt, közhírre tette, hogy egy granthami 82 éves asszony neki bevallotta, hogy Newton fiatal korában iránta vonzalommal viseltetett s valahányszor Woolsthorpeba ment, őt meglátogatta és megajándékozta. A Storay kisasszony iránti vonzalmát már említettük. Sőt azt állították, hogy Newton 60 éves korában lady Norrisnek szerelmes levelet írt.[225] E levél idézése által Newton életének

361

komoly folyásában egy kis pikantériát tüntethetnénk föl, de ezt a kedvező alkalmat már csak azért is elszalasztjuk, mivel Morgan angol mathematikus a levél hitelességét alaposan megczáfolta. A levelet Newton nem csak hogy sajátkezűleg nem írta, de még alá sem írta.[226]

Némelyek Newton-t úgy akarták föltűntetni, mint a szerénység netovábbját. Lehet az ő leveleiből és hátrahagyott egyéb irataiból számos helyet idézni, melyek eme föltevést igazolni látszanak; talán legjellemzőbbek a rövid idővel halála előtt írt következő szavai: "Nem tudom, hogy mit tartanak rólam az emberek; én az én részemről olyan gyermekhez hasonlítom magamat, ki a tenger partján játszva, itt is, ott is egy kavicsot, mely simább mint a többi, vagy egy kagylót, mely szebb mint a többi, összeszed, holott az igazság nagy oczeánja szemei előtt teljesen elrejtve marad."[227] Hoefer erre találóan jegyzi meg, hogy ama szavak költői formában egy ókori bölcsnek eszméjét fejezik ki: sokat kell tudnunk, hogy megtudjuk, hogy semmit sem tudunk.[228] Galilei az igazság oczeánjához való viszonyát ugyancsak merészebben jellemezte!

Azonban Newton túlságos szerénysége is csak olyan fikczió, mint a jellemére rátukmált egyéb tulajdonságok. Newton az ő érdemeinek teljes öntudatában volt, elannyira, hogy néha a mások érdemeiről ugyancsak kis hangon szólott. A Halley-nek írt egyik levelében a többi között ezeket mondja: "Hooke semmit sem tett s mégis úgy viseli magát, mintha mindent tudna s mintha minden dolognak, kivéve azokat, melyek az észleletnek és számításnak unalmas gondjait igénylik, mélyére hatolt volna."[229] Sokszor pedig óvakodott attól, hogy kellőképen föltűntesse mindazt, mit Kepler-, Descartes- és Huyghens-nek köszönhetett. Lesz még alkalmunk, hogy a felsőbb kalkulus

362

föltalálásának prioritási vitájáról megemlékezzünk, most csak annyit jegyzünk meg, hogy abban a szerénységnek korlátait a kelleténél túllépte. Flamsteed-hez, a híres csillagászhoz való viszonya sem volt nagyon épületes. Végre, a már többször említett Whiston őt így jellemezte: "Sohasem ismertem olyan félénk, ravasz és gyanakodó jellemet, mint a minő a Newton-é volt, és ha akkor, midőn a Chronologiája ellen írtam, még életben lett volna, nem mertem volna czáfolatomat közzé tenni, mert szokásait ismerve, attól kellett volna tartanom, hogy megöl." Flamsteed az ő emlékirataiban nem sokkal kedvezőbben nyilatkozik Newton-ról. "Nekem mindig úgy tetszett, mondja Flamsteed, hogy Newton csalfa és dicsvágyó volt, a dicséreteket mohón kereste s az ellenmondásokat csak türelmetlenül viselte el."[230]

Newton félénk magaviseletéről egy ízben már megemlékeztünk. Arago nagyon meg volt lepve, midőn lord Brougham-től arról értesült, hogy Newton a cévennes-i protestánsok közé akart menni, hogy velük együtt Villars ellen harczoljon, s hogy tervének kivitelét csak egy váratlan körülmény akadályozta meg. "Már hogy is indúlt volna a félénk Newton a csatatérre? Ő, a ki a feldűléstől való félelmében London utczáin is csak úgy mert kocsikázni, hogy karjait kinyújtotta s kezeivel a kocsi ajtajába kapaszkodott."[231]

Newton vallásos érzülete jellemének egyik leghatározottabb vonása volt; a protestantizmus elveihez szívósan ragaszkodott s gyűlölte a "hitetleneket". Halley egy alkalommal a vallásos dolgokról tréfálódzva beszélvén előtte, Newton őt azonnal félbeszakította: "Ezeket a dolgokat én jobban átgondoltam mint ön." De vallásos érzülete nem állapodott meg ennek puszta nyilvánításában, hanem őt theológiai vizsgálatokra is serkentette; s mivel hátrahagyott theológiai irataiból kitűnik,

363

hogy a szentírással tüzetesen foglalkozott, őt végtére theológusnak is nevezhetjük.

Newton a Dániel könyvét és Szent János apokalypsisét kommentálta. E kommentárok, melyek közül az elsőt Suderman angolból latinra fordította, a Castillon kiadta Opuscula-ban jelentek meg. A Dániel kommentárjának első fejezetében az ó-szövetségi könyvekről szól, a Pentateuchustól kezdve egészen Dánielig. A második fejezetben a prófétai stilust tárgyalja; mindegyik szónak valamely átvitt értelmet tulajdonít, s ily módon egész bibliai szótárt alkot magának, s eme szótár segítségével a harmadik fejezetben Dánielt interpretálja. Hogy a kommentárban a pápai hatalom bukásának nagy szerepe jutott, azon, ha az akkori anglikán egyház külső viszonyait figyelembe veszszük, nem kell csodálkoznunk; Newton a mondott szótár alapján a Dániel könyvéből kisüti, hogy a pápaság K. u. 2060-ban el fog enyészni. Az apokalypsis kommentárjában először eme könyv keletkeztének idejét törekszik megállapítani, azután pedig a jelenlegi világ jövendő elpusztulásáról s egy új világ keletkezéséről értekezik; az új világban az igazság fog uralkodni.

Önként fölmerül az a kérdés, hogy mi késztette a komoly és mathematikai szellemű Newton-t arra, hogy ilyes dolgokkal is foglalkozzék? Ez a kérdés számtalan kombináczióra adott alkalmat. Némelyek a dolgot egyszerűen Newton vallásos érzűletének kifolyásaként tüntették föl, s vannak még jelenleg is olyanok, kik büszkén hivatkoznak Newton-ra, mondván, hogy a valódi tudományosság nem jöhet ellentétbe a szentírással s hogy valódi tudós a tudományok eredményei által nem kapatja el magát "vallásellenes" kombinácziókra, hanem az isteni kinyilatkoztatás előtt alázatosan meghajol. Mások ellenben azt mondják, hogy Newton, ha szelleme meg nem zavarodik vala, ilyesmivel soha sem foglalkozott volna; eme nézetet megerősíteni látszik az a körülmény, hogy Newton Locke-hoz írt egyik levelében azt mondja, hogy a Dániel kommentárjával 1690 óta kezdett

364

foglalkozni, tehát az egész mű az időleges szellemi zavarának bekövetkezte után való időkbe esik. Hoefer ezektől eltérőleg, s hozzátehetjük, hogy sajátságosan vélekedik a szóban forgó kérdésről, mondván: "Newton, mint minden ember, ki nagy dolgokat mívelt, azt hitte, hogy isteni misszióval van megbízva, s ez a hit megfelelt vallásos hajlamainak, melyek korának haladtával mindinkább megerősödtek ... Az ókor egyik bölcse azt mondá, hogy isten, midőn a világot teremté, geométriát csinált; Newton eme geométriának törvényeit fölfedezvén, miért ne hihette volna, hogy ő az istenség titkaiba be van avatva?"[232]

Nem akarjuk határozottan kétségbe vonni, hogy az imént előterjesztett okok egyikének vagy másikának ne lehessen valami érdeme a dologban; azonban a legvalószínűbbnek az látszik, hogy Newton, midőn a theológiával foglalkozott, csakis kora szellemének hódolt. Theológiai iratai akkor lephetnének meg bennünket, ha ő volna az egyedüli mathematikus, ki a theológiával foglalkozott. Azonban a dolog nem így áll, sőt ellenkezőleg, az ő korában a theológiát a valódi tudományosság kiegészítőjének tartották, s avval az angol mathematikusok legnagyobb része foglalkozott, sőt, mint említettük, Barrow a tanszékéről is lemondott, hogy egész idejét és erejét a theológiának szentelhesse. Az angolok jellemében a "bibliai vonást" még napjainkban sem lehet félreismerni.

VII.
A Philosophia Naturalis. - Az általános gravitáczió.

Úgy hiszszük, hogy az imént előterjesztett életrajzzal feladatunknak annyiban már megfeleltünk, hogy ezután csak Newton szellemi életével kelljen foglalkoznunk.

Newton mathematikai-mechanikai munkái a dicsőségének legszilárdabb emlékei. Ezekben látjuk, hogy szelleme miként

365

diadalmaskodott oly kényes feladatokon, melyek bár régi idők óta foglalkoztatták a gondolkodó embereket, megoldásukon valamennyi elődjének kisérletei hajótörést szenvedtek. Mindamellett, hogy már sok kész anyag állott rendelkezésére, az általa megfejtett problémák a mathematikai lángész és a természet-filozofus összes képességeit abban a mértékben igényelték, a melyben ő benne feltalálhatók valának.

Newton főmunkája Philosophiae naturalis principia mathematica vagyis "a természetfilozófia mathematikai elvei", 1687-ben Londonban a Halley költségén jelent meg. Mivel még bővebben ki fogjuk fejteni, hogy mily körülmények között jelent meg ez a mű, "mely az embernek az ég harmoniáját vala hirdetendő", most rövideden csak azt jegyezzük meg, hogy Newton azon 1685- és 1686-ban dolgozott, s még halála előtt két kiadást ért, nevezetesen 1713-ban Cambridgeben Roger Cotes által és 1726-ban Londonban Pemberton által. Később a mű számos kiadást ért: 1714-ben Amsterdamban, 1746-ban Londonban. A le Sueur és Jacquier kommentáros első kiadása 1739-ben, a második pedig 1750-ben (Genfben) jelent meg. Francziára du Chastelet marquisnő által fordíttatott (Par. 1759, 2 vols. 4o); a fordítást Clairaut vizsgálta át s Voltaire Előszót írt hozzá. Végre Tessanek kommentáros kiadása 1780-ban Prágában jelent meg. Kivonatos kiadások és ismertetések is irattak; ezek között a leghíresebbek: Mac Laurin, An account of Sir J. Newton philosophical discoveries, Lond. 1748. 4o; Pemberton, A view of Sir J. Newtons Philosophy, Lond. 1728. Voltaire, Éléments de la philosophie de Newton mis à la portée de tout le monde, Amsterd. 1738; Paolo Frisi Barnabitae, De gravitate universali corporum libri III, Mediolani, 1768.

A mű három részre van osztva. Az 1686. máj. 5-én Cambridgeben keltezett Előszóban a szerző kifejti czélját, mely abban áll, hogy a skolasztika rejtélyes tanainak mellőzésével a mathematikát a természettünemények tanulmányozására alkalmazza. Az egész munkát raczionális mechanikának nevezhet-

366

nők, mivel a benne levő új dolgok mellett a már ismert tények is rendszeres egészszé dolgozvák föl.

A Bevezetésben a szerző kifejti, hogy a tünemények között főszerepet játszik a mozgás. A mozgásnak oka az erő, de az erőnek sem a természetét, sem az eredetét nem ismerjük. A szerző nem is törekszik, hogy ezt az ismeretlen okot fürkészsze, mint ezt a régiek tették, hanem csakis az emberi értelem által felfogható hatásaival törődik. Ez a körülmény az oka annak, hogy Newton könyve mindjárt megjelenése idejében nem részesült abban a fogadtatásban, melyet megérdemelt volna; mert ama szempont, ha nem is volt egészen új - mivel már Galilei is az erő hatásainak törvényeit vizsgálta - mégis, eléggé idegenszerű volt arra, hogy a tárgyalt elméletek közkincsekké váljanak. Továbbá a Bevezetés a megkívántató definicziókat és a mechanika axiomáit terjeszti elő. Az anyag mennyiségét sűrűségével és térfogatával mérjük; a mozgás mennyisége a sebességtől és az anyag mennyiségétől függ. Szerző azt az erőt, mely a testeket közös középpont felé mozgatja, czentripetális erőnek nevezi; "valamint a mágnesnek kisebb távolságban nagyobb, nagyobb távolságban pedig kisebb a hatása, úgy a czentripetális erő vagy a nehézség (vis gravitans) nagyobb a völgyekben és kisebb a magas hegyek csúcsain, és abban a mértékben, melyben a földgömb felszínétől távozunk, fogyatkozik."[233]

A Bevezetés továbbá magában foglalja azt a három törvényt, melyeket jelenleg is Newton mozgási törvényeinek nevezünk; Newton csak ezt a három egyszerű mozgási törvényt vagy mozgási axiomát (axiomata sive leges motus) ismeri. Bár e törvények nem egészen újak, mégis, részint új formulázásuk, részint pedig Newton-nak sajátos felfogása által kiváló fontosságúak.

Az első törvény a tehetetlenség törvénye, melyet Kepler részben, Galilei és Hooke pedig általánosságban állítottak föl. Newton szerint a tehetetlenséget a testekben levő erő, a tehetet-

367

lenségi erő eredményezi; emez erőnél fogva a testek ellenállásokat fejtenek ki, vagy ellenállásokat győznek le, a szerint, a mint nyugvásban vannak vagy mozognak. Mindamellett, hogy a tehetetlenséget és a tehetetlenségi erőt különböző dolgoknak tartotta, az utóbbi alatt csak azt a reakcziót (ellenállást) értette, mely föllép, ha valamely külső erő a nyugvási, illetőleg a mozgási állapotot megváltoztatni törekszik.[234]

A második törvény azt mondja, hogy minden mozgásváltozás arányos avval az erővel, mely azt létrehozta. Ezt a törvényt már Galilei is ismerte; az erő nagyságát az erő által az időegységben létrehozott sebességgel mérte. Csakhogy Galilei-nek állandó erővel volt dolga, azaz tulajdonképen az erő változásait figyelembe nem vette, de Newton-nál a tétel már arra az esetre is kiterjed, a mikor az erők változnak. A Bevezetésben a Galilei fölfogása még meg van ugyan tartva, de az I. könyv 10-ik segítő tétele azt fejezi ki, hogy valamely erő, ha nem is volna állandó, kezdetben úgy hat, hogy a megindított test leírta útak az idő négyzetével arányosak, mely tételnek igazsága abban rejlik, hogy bizonyos időpontban, vagy helyesebben, bizonyos korlátlanúl kicsiny időközben az erő, mely csak folytonosan változható nagyság lehet, állandónak tekinthető, tehát amaz időközben a Galilei törvénye szerint hat. Mivel Galilei csak az állandó erőt vette figyelembe, az erő a létrehozott sebesség által meg is volt határozva, de Newton tekintettel lévén az erőnek az egymásra ható tömegek távolságaitól függő változásaira: "ugyanazon anyagmennyiségnek súlyai a helyzet változásai szerint összehasonlíthatók valának, s a súlynak a földi közönséges nehézségre való tekintet által korlátozott fogalma Newton kezei között a tömeg és a mindenkori erőfaktor (gyorsulás) mértéke szerint megállapítható általános érvényű fogalommá bővült ki."[235]

368

A harmadik mozgási törvény szerint minden hatás egyenlő, de ellenkező ellenhatást szül; az akczió egyenlő a reakczióval. Ez a törvény az egyensúly esetére világos, s mintegy magától értetődik; a nyugvó test gyakorolta nyomás vagy húzás, épen azért, mert a test nyugszik, egyenlő az ellenkező nyomással vagy húzással. Ellenben a mozgó test gyakorolta hatás a test tömegétől és a sebességétől, azaz a mozgás mennyiségétől függ, az ellenhatás tehát egyenlő, de ellenkező mozgásmennyiség.

Newton az ő elvét ebben az értelemben nem csupán a nyomás, húzás, ütközés, vagy egyáltalában a földi erőhatásokra alkalmazta, hanem kiterjesztette a gravitáczió kozmikus hatásaira is. Ha valamely test a földre esik, akkor a föld is esik ugyanarra a testre; de mivel a föld nehézségi ereje gyakorolta hatás akkora mint az ellenhatás, a föld mozgásmennyisége is éppen akkora mint az illető testé, tehát a föld az illető test felé annyiszorta lassabban fog mozogni, a hányszorta a tömege nagyobb mint az illető test tömege.

Newton maga is megjegyzi, hogy eme mozgási törvényeket, az erők összetételét és szétbontását tárgyaló két korollariummal együtt, mindegyik mechanikus elfogadta. A két elsővel Galilei levezette az esésnek és a hajított testek mozgásának törvényeit; a harmadikkal levezettettek az ütközés törvényei. De Newton egyik elődje sem fogta föl a törvények érvényességét oly általánosan mint ő.

A Bevezetés után következik a tulajdonképeni mű. Szerző az első könyv első fejezetében előterjeszti azt a geometriai módszert, melyet problémái megfejtésénél alkalmazott. Ez a módszer a szinthézises volt, mivel az analizises fejtegetéseket, bár ezekre őt a fluxió-kalkulus képesítette, szándékosan kerülte. Azonban a 2-ik könyv második segítőtételében a fluxió-kalkulus elveit is röviden kifejti, sőt általában mondhatjuk, hogy a felsőbb kalkulus elveit még sem kerülhette el egészen, mivel az első könyvben előadott geométriai módszer tulajdonképen az összegek és hányadosok első és utolsó viszonyairól, azaz a határérté-

369

kekről szól, csakhogy Newton a mennyiségeket geométriai, tehát szemlélhető tipusra vezette vissza, a mi azonban a dolog lényegén mit sem változtat.

Newton evvel a mathematikai módszerrel a könnyebb föladatokról a nehezebbekre átmenve, végre az égi testek mozgásának törvényeit tárgyalja. Ugyanis egészen szigorúan bebizonyítja, hogy az az erő, mely kényszeríti a testeket, hogy ellipszisben, parabolában vagy hiperbolában, tehát általában valamely kúpszeletben mozogjanak, a távolság négyzetével fordított viszonyban hat, föltéve, hogy az erő székhelye a kúpszelet egyik gyújtópontjában van. Fordítva, azt is kimutatja, hogy minden mozgó testnek, mely egy, a távolság négyzetével fordított viszonyban működő erő hatásának van alávetve, szükségképen a kúpszeletek valamelyikében kell mozognia; kivéve azt az esetet, midőn a test kezdeti sebességével az erő székhelye felé tart, vagy ettől eltávozik. Hogy a három kúpszelet közül melyik lesz a test pályája, ez az illető test kezdeti sebességétől függ. Végre kimutatja, hogy Kepler törvényei nem egyebek mint a gravitáczió általános törvényének következményei; annak a törvénynek, mely szerint a testeknek egymásra gyakorolt vonzó hatása tömegeikkel egyenes, a távolságuk négyzetével pedig fordított viszonyban van.

A mű harmadik könyve (De mundi systemate) a világrendszerről szól. Tulajdonképeni tárgyát a következő három szabály - regulae philosophandi - előzi meg: "a természeti tünemények okai gyanánt csak azokat az okokat kell elfogadnunk, melyek igazak s a tünemények kimagyarázására elegendők; ugyanazon okok ugyanazokat az eredményeket hozzák létre; végre, a testek ama tulajdonságai, melyeket kísérletek által sem nem öregbíthetünk, sem pedig nem kisebbíthetünk, általános tulajdonságoknak tekintendők."[236]

370

VIII.
A gravitáczió elmélete Newtonnál.

Newton főmunkájának az imént előterjesztett ismertetésében tulajdonképen csak a "bevezetés"-re terjeszkedtünk ki bővebben, minélfogva még azt kell előtűntetnünk, hogy miképen fejlődött a gravitáczió elmélete Newton kezei között.

Az általános gravitáczió eszméje, melyet a közfelfogás Newton-nak tulajdonít, mint már több helyütt említettük, már Newton előtt is egyes tekintélyes képviselőkre talált; elég lesz, ha Kopernikus-t, Kepler-t, Borelli-t és Hooke-ot említjük.

Nagyon csalódnánk, ha azt hinnők, hogy a gravitáczió eszméje, bármily kezdetleges alakjában is, csak egy bizonyos szellem szülötte volna. Mint minden nagy eszme, úgy ez is a fejlődésnek legkezdetlegesebb fokától kezdve számtalan fázison ment át, míg végre Newton szellemi műhelyéből mint befejezett mű került ki.

Bár nem tartozunk az ókornak ama szenvedélyes és egyoldalú barátai közé, kik minden új dolognak első nyomait az ókor homályában fürkészik, mégis, - még ha tényleges bizonyítékaink nem volnának is - be kell ismernünk, hogy a szóban forgó eszme első csíráit ott kell hogy keressük, a hol az ember a tünemények okai fölött egyáltalában gondolkodni kezdett. A hol a testek bizonyos középpont körül keringenek, tehát középpont felé törekesznek, ott közel fekszik az a gondolat is, hogy ama mozgásoknak a középponttal bizonyos okozatos összefüggésben kell lenniök; a kik tehát az égitestek keringését észlelték, azoknak a keringés okainak kutatásában is, hogy úgy mondjuk, a középpont felé kellett közeledniök.

A pythagoréus Timaeus (K. e. 400 körül) a csillagok mozgását két erő: hajító és vonzó erő hatásának tulajdonította; szerinte a két erő számtani viszonyban van egymáshoz. Midőn Anaxagoras-t (K. e. 500 körül) kérdezték, hogy mi oknál fogva maradnak meg a csillagok pályáikban, azt felelte, hogy azokat

371

erre a sebességük kényszeríti. Plutarch a Holdat a parittyában levő kőhöz hasonlítja; e kőre két erő hat; a lódítás ereje a követ az érintő irányában tova röpítené, ha az a kar, mely a parittyát lódítja, vissza nem tartaná; akar képviseli a második erőt, mely az elsővel kombinálva a követ kényszeríti, hogy körben mozogjon. Plutarch szerint nem azon kellene csodálkoznunk, hogy a Hold, mely a mozgás által tovaragadtatik, a Földre nem esik le, hanem inkább az volna a meglepő, ha a Hold nyugvásban volna s még sem esnék le.

Lehetne még több ilyen írót felhozni, kik a gravitáczió eszméjét több-kevesebb határozottsággal fejezték ki, de már a mondottakból is látjuk, hogy az eszme az ősi időktől fogva fejlődött. Azonban a régiek kifejezte gondolatok, melyek persze jelenleg, mikor a dologgal már tisztában vagyunk, nagyon világosaknak és határozottaknak látszanak, az ő felfogásukban még nagyon homályosak lehettek. Hogy is lehetett volna tiszta fogalmuk egyik égi testnek a másikra való eséséről, mikor még a Föld fölületén végbemenő esési tüneményeket figyelemre nem méltó dolognak tekintették, pedig csak Galilei-nek sikerült eme tünemény természetébe behatolnia. A gravitáczió eszméje csak a Galilei utáni korban ölthetett konkrétebb alakot. Kopernikus nézetei egészen, Kepler-éi pedig részben a Galilei előtti időszakba esnek. Kepler, a ki épen azokat a törvényeket találta föl, melyek a gravitáczió elméletét lehetségessé tették, Galilei dinamikai vivmányairól úgyszólván semmit sem tudott, s mikor már azon volt, hogy a dolog lényegét feltalálja, a tehetetlenség törvényének nem ismerése, illetőleg hiányos ismerése folytán a feladatot egészen elejtette. Kepler esetéből világosan kitűnik, hogy Galilei dinamikai vizsgálatai mily befolyást valának gyakorlandók egy oly problemára, melylyel különben maga Galilei nem törődött.

A Galilei utáni időben az eszme mindinkább közeledett a megtestesüléshez. Borelli a jupiterholdak mozgásának magyarázatát kiterjesztette a bolygók mozgására, Hooke pedig már

372

annyira ment, hogy csupán csak azt a törvényt kellett volna felállítania, a mely szerint a vonzó erő a távolság növekedtével fogy, s ki kellett volna mutatnia, hogy a földi nehézség azonos az általános gravitáczióval. Azonban a fogyatkozás törvényét, mint ezt Newton maga is beismeri, már Ismael Bouillaud (latinosítva Bulliarius vagy Bullialdus, 1605-1694) az Astronomia Philolaica Par. 1645. czímű művében kifejezte volt. Ha most még figyelembe veszszük, hogy Huyghens levezette vala a czentrifugális erő törvényeit, s hogy ezeket csak Kepler harmadik törvényével kellett volna kombinálnia, hogy a vonzás törvényét mathematikailag levezesse: önként fölmerül az a kérdés, hogy hát tulajdonképen miben áll a Newton érdeme?

A Newton érdeme abban áll, hogy megtalálta azt, ami elődei előtt még ismeretlen volt; kimutatta, hogy az az erő, melynél fogva az elejtett kő a Földre esik, azonos avval az erővel, melynél fogva a Hold a Föld körül kering. Mondhatjuk tehát, hogy Newton a gravitácziót nem annyira feltalálta, mint inkább bebizonyította. És ha mégis őt tekintjük az elmélet tulajdonképeni megalapítójának, ezt azért teszszük, mert csak az ő mathematikai szellemének sikerült a Kepler törvényeiből a gravitáczióét és fordítva, mathematikai szigorúsággal levezetnie. Ehhez járul még, hogy Newton a gravitáczió eszméjét egészen tisztán fogta föl, mert a tömegek mindegyik részét gravitálónak képzelte, holott elődei a vonzalom székhelyét csupán csak az égi testek középpontjába tették; Newton továbbá a gravitáczió általánosságát, az égi testeknek egymásra gyakorolt kölcsönös vonzalmát egészen szabatosan ismerte föl. Végre fölismerte, hogy a gravitáczió nem csak az égi testek keringő mozgásának, hanem sok más kozmikus tüneménynek is az oka, s e tüneményeket a gravitáczióval megmagyarázta.

Lássuk már most, hogy miként bizonyította be Newton a földi nehézség és a gravitáczió azonosságát.

A vízszintes irányban kilőtt ágyúgolyó csakhamar eltér a vízszintes iránytól s bizonyos távolságban a földre esik. Már-

373

most, föltéve, hogy az ágyút a Hold távolságában állíthatnók föl, vajjon a kilőtt golyó nem mozogna-e a Föld körül épen úgy mint a Hold? Nem tekinthetjük-e magát a Holdat egy kilőtt golyónak, mely azért nem távozhatik el a Földtől s azért kénytelen körülötte keringeni, mert a Föld nehézségi ereje által erre kényszeríttetik? Ha erre a kérdésre igenlőleg felelhetnénk, a Hold földkörüli keringésének oka is ki volna derítve.

Ez volt értelme a Newton által megfejtett feladatnak, melyben a Hold ugyanolyan fontos szerepet játszott, mint a Mars a bolygók mozgása törvényeinek feltalálásában. Ha a Hold bizonyos időponttól kezdve egyenes vonalban mozogna tovább, 1 percz alatt bizonyos útat írna le, mely út a Hold sebességéből kiszámítható, a Hold tehát 1 percz múlva a térnek bizonyos pontjába érkeznék meg. De a Hold a valóságban a körtől nagyon kevéssé eltérő görbe vonalban mozog (Newton a pályát eleintén valóban körnek vette), tehát 1 percz múlva a térnek egy másik pontjában lesz. Eme két pont közötti távolság lesz tehát az az út, a melyen át a Hold a Föld középpontja felé esett. Newton ezt az útat egyszerű számítások segítségével 13 1/3 lábnyinak találta. Már most ugyanekkora-e ez az út, ha fölteszszük, hogy a Hold a Föld nehézsége folytán esett? Az akkori mérések szerint a gyorsulás 31 láb, tehát az első másodperczben befutott út 15 1/2 láb, s az első perczben befutott út 15 1/2×602 láb volt. Ennek az útnak a gravitáczió törvénye szerint úgy kell viszonylani a Hold esése által leírt úthoz, mint a Föld és a Hold közötti távolság négyzetének a földsugár négyzetéhez, s ha ebből az arányból a Hold esését kiszámítjuk, akkor, föltéve, hogy a gravitáczió törvénye helyes, ismét csak 13 1/3 lábnak kell kijönni, s az eredmények egyenlősége által a nehézségi erőnek a gravitáczióval való azonossága már ki volna mutatva. Azonban a Newton várakozása nem teljesült be, mert 13 1/3 lábnyi út helyett 15 1/2 lábnyit, tehát az előbbenitől tetemesen eltérőt kapott.

Mi volt az oka emez eltérésnek? Newton-nak számításai-

374

nál két adatot kellett pontosan ismernie: először a Hold sebességét, tehát a keringése idejét is, másodszor pedig a Földnek a Holdtól való távolságát. A Hold siderikus keringése idejét eléggé pontosan ismerte, távolságát pedig a földsugár hatvanszorosának vette. Ez az utóbbi fölvétel is elég pontos volt, csakhogy a földsugár nagyságát Norwood-nak nagyon is hibás fokmérésének eredményeiből számította ki; úgy látszik, hogy Snell eredményeit nem ismerte. Newton a helyett, hogy a kapott helytelen eredményt az adatok hibás voltának tulajdonította volna, azt gondolta, hogy a Hold mozgásában a gravitácziónak talán csak mellékes szerepe van, s a mozgás okát inkább a Descartes-féle örvényeknek tulajdonította. De mivel ez a kavargó mozgás mathematikailag tárgyalható nem volt, Newton az egész kérdést egyelőre elejtette.

Ez 1666-ban történt, s Newton ez időtől számítva 13 éven át az egész elméletet tovább nem vitte, bár föltehető, hogy a kérdés fölött folytonosan gondolkodott. Ebben az időközben újra optikai vizsgálatokkal foglalkozott s csak 1679-ben vette elő újra az ég mechanikájára vonatkozó vizsgálatait, s 1683-ban, tehát az első sikertelen számítás után 17 év múlva nyújtotta be a Royal Societynek új számításainak teljesen összevágó eredményeit.

Lássuk, hogy mily körülmények működtek közre, hogy Newton félbeszakított munkáját ismét fölvette.

1678-ban a Royal Society megbízta Newton-t, hogy egy asztronómiai műről véleményes jelentést tegyen. Newton az 1679. november 28-án Hooke-hoz, a Roy. Soc. titkárához írt levelében kifejezte a kért véleményt s egyszersmind megjegyezte, hogy a Föld forgása direkt kísérletek által bebizonyítható volna. Tycho és hívei ugyanis abban a nézetben voltak, hogy ha a Föld tengelye körűl mozoghat, akkor egy toronyról leejtett kő nem eshetnék a torony talpához, hanem ettől nyugatra elmaradna. Newton épen az ellenkezőt állította: a Föld nyugatról keletre forogván, a torony tetején levő kő nagyobb ívet ír le

375

mint a talpánál levő, tehát sebesebben is forog s ezt a nagyobb sebességet tehetetlenségénél fogva esés közben is megtartván, kelet felé kell eltérnie s esés közben spirálist kell leírnia. Newton nézete a Roy. Soc. tagjainak nagyon megtetszett, s a kísérlet kivitelével Hooke-ot bízták meg. Hooke, még mielőtt a kísérletet végrehajtotta volna, a kérdést elméleti szempontból vizsgálgatta, s arra az eredményre jött, hogy a kőnek nem csak kelet felé, hanem kissé dél felé is el kell térnie, továbbá, hogy ha a Föld vonzó ereje a távolság négyzetével fogy, akkor a kőnek légüres térben ellipszist kell leírnia. Hooke-nak az utóbbi megjegyzése volt az, a mi Newton-t arra késztette, hogy a gravitáczió elméletét újra fölvegye; Newton ezt az 1686-ban Halley-hez írt levelében maga is bevallotta.

Hooke 1679. decz. 10-én jelentést tett a Royal Soc.-nek, hogy a kísérletet végrehajtotta. Azonban a Hooke kísérletei, mivel a kő csak 27 lábnyi magasságon át esett, döntőknek alig tekinthetők, bár Hooke azt állította, hogy a kő nem csak keletre, hanem a mint az ő elmélete megkívánta, kissé délre is eltért.[237]

Newton a Hooke említettük elméleti fejtegetései által buzdíttatva, elmélkedései fonalát újra fölvette, s azt a fontos törvényt találta föl, hogy valamely bolygó, melyre a távolság négyzetével fordított viszonyban működő erő hat, ellipszist ír le. Newton már most meg volt győződve, hogy a bolygók napkörűli keringésének okát feltalálta, de természeténél fogva félénk és óvatos lévén, a tapasztalás által be nem igazolt törvényt nem merte a nyilvánosság elé vinni.

376

Azonban egy szerencsés véletlen úgy hozta magával, hogy a már régóta befejezésre váró elmélet utolsó hiánya is eltűnjék. Newton ugyanis 1682 junius havában a Royal Society gyűlésére ment. Mivel a tagok teljes számmal még nem voltak együtt, a jelenlevők különböző dolgokról, többi között a Picard-féle fokmérésről is beszélgettek. Ez a tárgy Newton figyelmét azonnal magára vonta. A tagok egyike egy levelet mutatott, melyben Picard eredményei le valának írva. Newton ezeket följegyzé, s a gyűlés tárgyalásai iránt egészen közönyös maradt. A mint haza tért, rögtön hozzáfogott az 1666-ban sikertelenül végrehajtott számítások megújításához; a Föld sugarát már most a Picard mérései alapján hozta számításba. De alig hogy a számítást megkezdé, észrevette, hogy az eredmények teljes összhangzásban lesznek. Valami különös érzelem fogta el őt: a világ harmóniája egyszerre föltűnt előtte, szemei kápráztak s oly idegessé lett, hogy számításait csak pár nap múlva fejezhette be. Mások szerint a számításokat maga nem is bírta végrehajtani, s erre barátjait kérte föl.

Newton az eldöntő eredményt eleinte csak barátaival közölte, s a bizonyítások elhagyásával csak 1683-ban terjesztette a Royal Society elé.

Most minden készen volt arra, hogy Newton fényes fölfedezését rendszeresen kidolgozott műben a tudományos világ színe elé terjeszsze. Azonban e fontos dolognak egyéb, s most már Newton-on kívül fekvő okok miatt új halasztást kellett szenvednie. Ugyanis Newton-nal egyidejűleg Wren és Halley is foglalkoztak a bolygók mozgásának törvényeivel. Az előbbeni eme törvényeket valami oldalagos lökéstől s a Nap felé tartó esésből akarta levezetni, de számításai eredménytelenek maradtak; az utóbbi a czentrifugális erő törvényeiből s Kepler harmadik törvényéből a vonzó erő fogyatkozásának törvényét találta föl. E két tudós a dologról egy alkalommal Hooke előtt beszélvén, ez utóbbi azt állította, hogy a bolygók mozgásának valamennyi törvényét levezette, s hogy számításaiban csakis a

377

vonzó erő fogyatkozásának törvényére támaszkodott. Wren és Halley fölkérték Hooke-ot, mutatná meg nekik számításait, melyekre annyival is inkább kíváncsiak voltak, mivel minden fáradságuk, hogy a feladatot teljesen megfejtsék, eredménytelen maradt. Azonban Hooke egyáltalában nem volt hajlandó, hogy a kérelemnek engedjen, pedig mind a ketten ajándék fejében értékes könyvet igértek neki.

Halley ezután Newton-hoz fordúlt, s kérte őt, közölné vele számításait. Newton szívesen engedett, sőt 1686. ápr. havában a Philosophiae naturalis-t kéziratban Hoskins-nek, a Royal Society alelnökének avval a kérelemmel küldötte meg, hogy azt a társaság elé terjeszsze, ami ápr. 28-án meg is történt.

Vincent, ki Newton kéziratát a gyűlés előtt magasztaló szavak kíséretében ismertette, beszédét avval fejezte be, hogy Newton a gravitáczió elméletét oly magas fokra emelte, hogy azt immár teljesen befejezettnek lehet tekinteni.

A gyűlésen Hooke is jelen volt. Vincent-nek magasztaló beszéde irígységét és féltékenységét annyira felköltötte, hogy prioritása érdekében azonnal fölszólalt s heves szavakban kijelenté, hogy Newton eszméit tőle vette, sőt azt is állította, hogy a szóban forgó tárgyról Hoskins alelnökkel egyetmást már régebben közölt. Azonban Hoskins kijelenté, hogy efféle közleményekre nem emlékszik.

Hogy Hooke a vonzó erő fogyatkozásának törvényét időközben feltalálta, ezt tőle alig lehet elvitatni, azonban ugyanezt ő kívüle mások is feltalálták. Newton tulajdonképeni érdeme, mint már említettük, nem ennek a törvénynek felállításában, hanem a gravitáczió bebizonyításában áll, s épen ez oknál fogva Hooke támadásai méltatlanok valának. Newton a gyűlésben történtekről értesűlvén, Halley-hez 1686. jun. 20-án szenvedélyes hangon levelet intézett, s e levélben nem csak hogy Hooke vádjait visszautasította, hanem Hooke-ot még szellemi tolvajlással is vádolta, mert kijelenté, hogy 1672. jan. 14-én találmányát Huyghens-el levélben közölte s a levelet az akkori

378

titkárnak, Oldenbourg-nak, expediczió végett átadta. Oldenbourg a neki átadott leveleket lemásolta, s csak a másolatokat küldött, az eredetieket megtartotta. Mivel pedig Oldenbourg-nak irományai Hooke kezeibe kerültek, valószínű, hogy levelét Hooke elolvasta, s ily módon a találmányt eltulajdonította.

Newton-nak ez a kemény vádja épen oly alaptalan volt, mint a Hooke-é, ki azonban korántsem volt olyan fekete, mint a minőnek őt Newton tisztelői festeni jónak látták. Úgy látszik, hogy Newton meg is bánta hevességét, mert Halley-nek írt második levelében a Hooke ellen felhozott vád miatt sajnálatát fejezte ki, s egyszersmind előadta mindazokat az eszméket, melyeket Hooke ismertetett meg vele; különben pedig a vita eldöntését a Royal Societyre bízta.

A Royal Society Hooke vádjaival nem sokat törődött és Newton-nak becses kéziratáért köszönetét kifejezvén, a kinyomtatást elhatározta. Newton eleintén csak az első két könyv kiadását (De motu corporum libri duo czím alatt) óhajtotta. A harmadik könyvet csak Halley-nek kívánságára csatolta az előbbeni kettőhöz, s így esett meg, hogy az egész mű Philosophiae naturalis Principia mathematica czím alatt jelent meg.

IX.
Az ég mechanikájára vonatkozó egyéb problémák. - A Philosophia naturalis sorsa.
- Newton filozófiai felfogása a gravitáczióról.

A gravitáczió törvénye Newton kezei között számos igen fontos feladat megfejtésének kulcsa volt. A Philosophiae naturalis-ban előadott elméletek a gravitáczió eszméjében gyökereznek; új elveket már nem kellett felállítani, mert az egyes feladatoknak a gravitáczió szempontjából való helyes felfogása után a többi már csak a mathematikai tárgyalás dolga volt. S Newton mathematikai szellemének épen itt nyílt a legtöbb alkalma arra, hogy a tudományt fényes eredményekkel gazdagítsa, vagy az ilyeneknek legalább is útját egyengesse. Nagyon

379

messzire kellene mennünk, ha a Newton tárgyalta kérdéseket tüzetesen ismertetni akarnók; meg kell elégednünk avval, hogy a nevezetesebbeket soroljuk föl, mi annyival is inkább elegendő lesz, mivel, mint említettük, mechanikai új elvek tekintetbe nem jönnek.

Newton bebizonyította, hogy a Föld belsejében e nehézség a távolsággal egyszerű fordított viszonyban fogyatkozik; továbbá, hogy egy egyenletes sűrüségű kivájt gömbnek részei által egy a belsejében levő pontra gyakorolt hatásoknak eredője zérus. Ebből azt következtette, hogy az álló csillagoknak a naprendszerünkre gyakorolt, s nagy távolságaiknál fogva amúgy is gyönge hatásai egymást lerontják. Newton e mellett föltette, hogy az álló csillagok egyenletesen vannak szétosztva, a mi azonban a valóságnak nem felel meg. Ugyancsak a gravitáczió törvényével kiszámíthatta, hogy mekkora a gyorsulás a Napon, a Holdon, a Jupiteren stb. bolygókon.

A Jupiter föltünő lapultsága Newton-t a Föld alakjának meghatározására vezette. Cassini és Flamsteed (a greenwichi első csillagvizsgáló) konstatálták, hogy a Jupiter forgási tengelye föltünően kurtább, mint egyenlítőjének átmérője. Newton eme tény által indíttatva, meghatározta, hogy a Föld forgása eredményezte czentrifugális erő az egyenlítőnél a nehézségi erő 1/289 részét teszi, továbbá következtette, hogy a Föld valóságos alakja forgási szferoid. Hogy Newton támaszkodott-e Huyghens-nek a czentrifugális erőre vonatkozó, már 1673-ban a Horologium oscillatorium-ban közzétett vizsgálataira, azt eldönteni nem lehet, annyi bizonyos, hogy a czentrifugális erő törvényeit ismernie kellett, mivel ezek nélkül a feladatot meg nem fejthette volna.

A Föld alakjának meghatározása, egy másik fényes fölfedezést vont maga után. Newton fölismerte az aequinoctiális pontok hátrálásának okát. Maga a tünemény már régóta ismeretes volt. Hipparchus, az ókor legjelesebb csillagászainak egyike, K. e. 128-ban az álló csillagok hosszúságait meghatározván, ezeket

380

két fokkal nagyobbaknak találta, mint a mekkorának Timocharis és Aristyll K. e. 294-ben találták; a különbség még föltünőbb volt, midőn mérései eredményeit Eudoxus-nak még régibb észleleteivel hasonlította össze. Úgy látszott tehát, mintha az álló csillagok az aequinoctiális ponttól, azaz attól a ponttól melyben az ekliptika s az aequator egymást metszik, s a melytől a hosszúságok számíttatnak, eltávoznának, illetőleg előre haladnának. Hipparchus kiszámította, hogy abban az esetben, ha az álló csillagok a megállapított mértékben folytonosan előre mennek, 25,700 év alatt az ekliptika sarkai körül egy teljes forgást fognak végezni; s ezt az időszakot plátói világesztendőnek nevezte. Kopernikus volt az első, a ki fölismerte, hogy az álló csillagok mozgása csak látszólagos és onnét ered, mivel az egyenlítő síkja lassan változik, minélfogva az aequinoctiális pont hátrál; miért is az utána következő csillagászok a tüneményt az aequinoctiális pontok hátrálásának nevezték, de okát egyáltalában nem ismertek. Newton azonban kimutatta, hogy a tünemény szükségképeni következménye a Föld lapultságának: a Föld egyenlítőjén felhalmozott tömegre a Nap és Hold által gyakorolt vonzás miatt az egyenlítő lassan hátrafelé mozog.

Ugyancsak a Föld alakjának meghatározása őt egy második, a Holdra vonatkozó fölfedezésre vezette. Newton kimutatta, hogy a szferoid-alakú Földnek a Holdra gyakorolt vonzása következtében a holdpálya csomópontjai (azok a pontok, melyekben a holdpálya a földpálya síkját metszi) hátrálnak; továbbá, hogy a Napnak a Holdra gyakorolt vonzása miatt a Hold keringő mozgása az egyes negyedekben hol meggyorsúl, hol meglassúl. Ez az a tünemény, melyet variáczió-nak nevezünk, s melyet Tycho fedezett föl, bár az újabb vizsgálatokból kitűnt, hogy Abulwefa arab csillagász a tüneményt 970 és 980 között szintén fölismerte.

Newton eme fölfedezéseivel alapját vetette a holdmozgás elméletének, mely a csillagászat egyik legkényesebb feladata, s melyet csak d'Alembert, Euler és Laplace fejtettek meg tel-

381

jesen. De ennek a feladatnak nem csupán elméleti, hanem igen nagy gyakorlati fontossága is van, mert a hosszúságok meghatározására a nyílt tengeren a legalkalmasabb módszert szolgáltatta.

Newton az üstökösöket, melyeknek kóborló járása a csillagászoknak annyi bajt okozott, alávetette a gravitáczió törvényének, kimutatván, hogy pályájuk szintén kúpszelet, továbbá egy módszert állított föl, mely szerint három észleletből az üstökös pályája kiszámítható.

Az apály és dagály tüneményének okait szintén az általános gravitációra vezette vissza. Hogy a Holdnak eme tüneményekre befolyása van, azt már a többi között Kepler is gyanította, de elfogadható elméletet Newton állított föl először. Föltévén, hogy a Föld teljesen be van borítva vízzel, kimutatta, hogy e víztömeg a Nap attrakcziója folytán ellipszoid alakot vesz föl, úgy, hogy az ellipszoid nagy tengelye a Nap felé irányúl; hasonló alakot eredményez a Hold, melynek nagyobb hatása miatt a víztömeg még inkább kidudorodik; a két égitestnek a helyzeteiktől függő egyesült hatásától erednek az apály és a dagály tüneményei.

Newton és Huyghens figyelembe vették a hegyek által az ingákra gyakorolt vonzást; az előbeni átlátta, hogy ezen az úton a Föld tömege meghatározható volna, de tervét csak 1774 óta hajtották végre. A nagyszámú kísérletek közül kitűnik Maskelyne-é, a ki Skótországban a Shehallien nevű hegy mellett hajtá végre kisérletét s a Föld vízhez viszonyított közép sűrűségét 5-nek találta. A Föld sűrűségét később más-más módszerekkel sokkal pontosabban határozták meg, de mindegyik módszer a Newton törvényén alapszik.

Végre Newton vizsgálatai kiterjedtek a bolygók háborgásaira. A bolygók ellipszisben mozognak, ha a Nap attrakczióján kívül más égitesté rájuk nem hat. Azonban a gravitáczió általánosságánál fogva mindegyik bolygóra a többi égitest is gyakorol hatást, minélfogva a bolygóknak nagyon tekervényes útakon

382

kellene haladniok. Csakhogy az álló csillagok hatása rendkívüli nagy távolságuknál fogva elenyészik, a Naphoz képest elenyészőleg kicsiny tömegű bolygók hatása pedig csak a legközelebbi bolygó hatásaira szorítkozik. Eme föltételek nélkül a háborgások kiszámítása legyőzhetetlen nehézségekbe ütköznék, így azonban csak három testnek, azaz a Napnak és a két bolygónak egymásra gyakorolt hatását kell figyelembe vennünk. Ez az a föladat, mely később a három test problemája név alatt méltán vergődött oly nagy hírre s méltán foglalkoztatá az első rendű csillagászok szellemét. Valamely elmélet fényesebb diadalt nem is arathat, mint a minőt a gravitáczió aratott, midőn Le Verrier az Uranus háborgásaiból a láthatatlan háborgatóra, a Neptunra, nemcsak hogy következtetett, hanem még a szó szoros értelmében föl is fedezte. Arago, midőn e nagy eseményt az akadémiának bejelenté, méltán mondhatta, hogy "a csillagászok néha véletlenül találtak a teleskópjuk látómezejében egy mozgó fényes pontot, egy bolygót, holott Le Verrier az új égitestet meglátta, a nélkül, hogy szüksége lett volna arra, hogy csak egyszer is égre tekintsen". Hozzá tehetjük, hogy Newton volt az, ki a Neptunt a csillagász tolla hegyére tette.

Az imént felsorolt nagy feladatok megfejtésére szolgáló első lépéseket Newton tette. Azt kellene tehát hinnünk, hogy Newton könyve már első megjelenése idejében a legnagyobb örömmel és elismeréssel fogadtatott. Azonban a dolog nem így áll, sőt a kontinensen az elismerés sokáig elmaradt, s Newton műve a tudósok vizsgálataira mintegy 50 évig befolyást alig gyakorolt. Ez a jelenleg rendkívül sajátságosnak látszó körülmény érthetővé válik, ha meggondoljuk, hogy a régi hagyományok sokkal mélyebb gyökeret vertek, semhogy azokkal egyszerre szakítani lehetett volna. Pedig Galilei már egy évszázaddal Newton előtt megalapította a dinamikát. Igaz ugyan, hogy Newton és eszméi nem részesültek abban a sorsban, melyben Galilei és művei részesültek, de a régi és az új eszmék közötti ellentét még sem volt annyira kiegyenlítve, hogy

383

az utóbbiak minden akadály nélkül terjeszkedhettek volna. Ehhez járul még az a körülmény, hogy Newton korában a Descartes filozófiája, különösen Francziaországban, még majdnem korlátlanúl uralkodott, hiszen Newton maga is az első balsiker után a Descartes örvényeiben keresett menedéket. A francziák Descartes filozófiáját nemzeti dicsőségnek tekintették, elannyira, hogy Voltaire-t rossz hazafinak tartották, a mikor a "Newton filozófiáját", tehát az idegen terméket akarta meghonosítani. Végre Newton filozófiája a képzelődésnek nem volt annyira ínyére, mint a Descartes-é; Newton a hidegen számító észhez szólott s az exakt gondolkodás igényeinek felelt meg; tárgyalás-módja, mely az analizist szándékosan kerülte s a homályt nem eléggé oszlatta el, nem igen volt alkalmas arra, hogy könyve kedves olvasmánynyá váljék; sőt azt is mondották, hogy csak három vagy négy ember volt, ki azt teljesen megértette. Maga Euler, Mechaniká-jának bevezetésében, bevallja, hogy Newton könyvének olvasása jelentékeny nehézségeket okozott neki. Locke még arra sem volt képes, hogy a számára Newton-tól népies modorban külön kidolgozott gravitáczió-elméletet mathematikailag felfoghassa, s csak azért tartotta helyesnek, mert Huyghens biztosította őt, hogy benne a mathematikai dedukcziók rendben vannak.

Mondhatni, hogy Newton elméletei csak akkor arattak teljes elismerést, s csak akkor szorították ki Descartes fizikáját, vagy inkább metafizikáját, midőn az olyan mathematikusok, mint D'Alembert, Lagrange, Euler, stb. a Newton kijelölte útakon haladva, a rohamosan fejlődő felsőbb analízis hatalmas segítő eszközeivel oly szép fölfedezéseket tettek. Innét volt azután az is, hogy a mathematika segítségével elért fényes eredmények a Newton utáni korban a fizika művelőit annyira elvakították, hogy a fizika üdvösségét egyedül a mathematikában keresték.

Helyén lesz, ha itt megjegyezzük, hogy Newton művének még czíme is sajátságos befolyást vala gyakorlandó. Ama czím volt az oka, hogy Newton korában a fizikát és a természet-filo-

384

zófiát azonos dolgoknak tekintették, vagy inkább, hogy a kettőt egymással összetévesztették; holott Newton természetfilozófiája nem egyéb "mint a világrendszerre is alkalmazott s a mathematikailag kezelt gravitáczió-eszmével bővített mechanika".[238]

Persze, hogy ily értelemben az egész elméleti fizikát, a mennyiben az egyes ágaiban netalán fölveendő hipothézises elemeket nem tekintjük, méltán nevezhetjük el természetfilozófiának, mert a mechanika az egésznek az alapja. Azonban Newton felfogása a természetfilozófiáról egészen más lehetett. Már említettük, hogy művét egészen más és szorosan a tárgyra vonatkozó czím alatt óhajtotta közzétenni, mert szerinte "a filozófia olyan szerénytelen és kötekedő dáma", hogy vele szóba állani annyi, mint perpatvarba keveredni. Az említett czímbe főképen azért egyezett bele, mivel reménylette, hogy ama czím alatt a mű nagyobb kelendőségnek fog örvendeni, mit a Royal Societynek, mint a mű tulajdonosának vagyonára való tekintetből óhajtott. Mindezekből eléggé kitűnik, hogy Newton-nak az elméleti fizika és a természetfilozófia azonosításában csak indirekt része van.

Newton távol maradt attól, hogy elméleteit metafizikai kombinácziókkal hozza kapcsolatba. Az erőket csupán hatásaikból ítélte meg, s nem iparkodott, hogy az erők mibenlétét absztrakt okoskodásokkal és homályos eszmékkel az értelem által fölfoghatóvá tegye. Ennélfogva egészen fölösleges volt Leibniz-nek az az ellenvetése, hogy Newton a semmit meg nem magyarázó attrakczió szót használta. "A mit én attrakcziónak nevezek, mondá Newton, az talán valami impulzus, vagy talán valamely előttünk ismeretlen más módon jő létre. Az attrakczió szót csak azért használtam, hogy azt az erőt, melynél fogva a testek egymás felé törekesznek, okára való tekintet nélkül megjelöljem; mert mielőtt az attrakczió okát fölkeresnők, illő, hogy a természet tüneményeiből fölismerjük,

385

hogy micsoda testek vonzzák egymást, s hogy az attrakcziónak miféle törvényei és tulajdonságai vannak." Továbbá: "Az égnek és a tengereknek tüneményeit a gravitáczió erejével megmagyaráztam, de okát még nem fejeztem ki. Ezt az erőt olyas valami hozza létre, a mi a Nap és a bolygók középpontjáig terjed, a nélkül, hogy képességéből valamit veszítene; ez az erő, a mechanikai többi okoktól eltérőleg nem arányos ama részek fölületével, melyekre hat, hanem arányos az anyag mennyiségével; hatása minden irányban roppant nagy távolságokig terjed s mindig a távolság négyzete szerint fogyatkozik... De a gravitáczió eme tüneményeiből eme tulajdonságok okát még nem fürkészhettem ki, hipothéziseket pedig nem csinálok."[239]

Newton Optiká-ja és a Philosophia naturalis végén kifejezett eme szavaihoz roszszúl illenek az ugyancsak ott kifejezett nézetei, melyek szerint a bolygórendszer elemeinek állandóságában nem bízik s arra utal, hogy az időről-időre bekövetkező elkerülhetetlen zavarok alkalmával valamely felsőbb kéz az egész gépezetet meg fogja igazítani. Ezt a megjegyzést theológiai munkái számára tarthatta volna föl.

X.
A Philosophia naturalisban tárgyalt fizikai feladatok.

Az előterjesztett asztronómiai nagyfontosságú fölfedezések mellett a Philosophia naturalis a szorosabb értelemben vett fizikának több nevezetes feladatát is tárgyalja. Eme feladatok, bármily jelentősek a fizikára nézve, Newton asztronómiai fölfedezéseivel nem vetekedhetnek s korszakot nem alkottak, de eredetiségük által a későbbi vizsgálatok útját egyengették, vagy pedig ott, a hol eredetiséggel nem dicsekedhetnek, a régi vizsgálatokat tökéletesbítették. Továbbá eme feladatok által Newton a fizikát a mechanikával szorosabb kapcsolatba hozta, tehát

386

nagy lépést tett annak az igazságnak földerítésében, hogy a tünemények végső okai a mozgásban, az anyag térviszonyaiban keresendők.

Newton vezette le először elméleti úton a hang terjedési sebességét, s azt a törvényt találta, hogy a sebesség egyenlő a levegő feszítő erejéből és a sűrűségéből képezett hányados négyzetgyökével. Ha eme törvény szerint a hang sebességét kiszámítjuk, ezt 906 párisi lábnak találjuk, holott pontos kísérletekből kitűnt, hogy az 1022 párisi láb. Azonban e feltűnő eltérésnek nem a Newton elmélete az oka. Lesz még alkalmunk, hogy eme fontos tárgyra visszatérjünk, most csak annyit jegyzünk meg, hogy Newton levezetéseinél a Mariotte törvényét alkalmazta, e törvény pedig a levegő mérsékletét állandónak tételezi föl. Már pedig a hang terjedésénél a levegő mérséklete, tehát a rugalmassága állandó nem marad.

Newton továbbá meghatározta a vízhullámok terjedésének sebességét. Először is azt a tételt vezette le, hogy a közlekedő edények száraiban levő víz hullámzása megegyezik azon ingának lengéseivel, melynek hosszúsága a két vízoszlop magasságainak fele, s eme tétellel kimutatta, hogy az az idő, mely alatt a hullám egy hullámhoszszal (avval az úttal, melyen át a hullám tovaterjed, míg egy vízrészecske egy teljes lengést tesz) terjed tova, egyenlő annak az ingának lengése idejével, melynek hossza maga a hullámhossz. A levezetés ahhoz a föltételhez van kötve, hogy a vízrészecskék fölfelé és lefelé csak függélyes vonalakban rezegnek. Newton maga is átlátta, hogy ez a föltétel nem felel meg a valóságnak, de későbbi vizsgálatok elméletének egyéb hiányait is földerítették.

Torricelli meghatározta volt a folyadékok kifolyási sebességét, de Newton vette először tekintetbe a kiömlő folyadékoszlopnak összeszorulását s ennek folytán Torricelli elméleti képletének kiigazítását.

A kik Newton előtt a levegő ellenállásának törvényeivel foglalkoztak, kísérletekből indúltak ki. Ellenben Newton elmé-

387

leti úton vezette le azt a törvényét, mely szerint az ellenállás arányos a sebesség négyzetével, s csak 1710-ben kérte föl Hawksbee-t, hogy a törvény helyességét kísérletileg vizsgálja meg. Hawksbee-nak a londoni Szt. Pál templomban s Desaguliers-nek pár év mulva ugyanazon a helyen végrehajtott kísérletei az elmélettel eléggé összevágtak, azonban Newton ingáskísérletek útján azt tapasztalta, hogy lassú mozgásokra a törvény nem alkalmazható, miből azt következtette, hogy az ellenállás nem csupán a sebességtől, hanem más körülményektől is függ, de a melyeket kipuhatolnia nem sikerült. Hogy a törvény igen nagy sebességek mellett sem áll, azt 1740-ben Robins kilőtt golyókkal bizonyította be: az ellenállás majdnem háromszor akkora volt, mint a mekkorának Newton törvénye szerint kellett volna lennie. Az egész feladat még jelenleg is megoldatlanúl áll előttünk.

XI.
Abszolut erőmérés. - A mechanikai mértékrendszer.

Végig tekintve a mechanikának Galilei által felállított s Huyghens és Newton által kibővített elvein, ha át akarjuk látni a mechanikának s evvel együtt a fizikának tartalmi gyarapodását, nem is kell az ezen elvek segítségével sikeresen megfejtett problémák fényes sorozatára gondolnunk. Biztos alapokon fejlődött a mechanikai tudás, s a fizikának további extenzív fejlődése már inkább csak az alapvető tünemények helyes fölismerése által volt föltételezve; az észlelő búvárnak immár nem kellett zavarba jönnie, ha oly tünemények előtt állott, melyek egy új irány kijelölését tették szükségessé: a természet-filozófiának elvei, ha a búvár ezeket helyesen fogta föl, őt az egymással összefüggésben nem lenni látszó tünemények útvesztőjében biztos útakon kalauzolták. Mégis, mind Galilei, mind Huyghens és Newton, mind pedig híres utódaik egy jelentős hézagot betöltetlenül hagytak, oly hézagot, melyet épen a kísérleti búvárnak minden lépten-nyomon kellett érez-

388

nie: az abszolut erőmérés s általában a mechanikai mértékrendszer még mindig a megalapítására várt.

Bár e föladat megfejtése csak a jelen század vívmánya, a tárgynak az eddigiekkel való okozatos összefüggése megengedi, hogy vele már most foglalkozzunk.

Tudva van, hogy minden mérés csak egy eleve megállapított, a mérendő dologgal egynemű, de máskülönben tetszés szerint választott egység alapján hajtható végre. Ha a mérendő dolognak, mint példáúl a térnek, időnek, stb., egy önkényes része minden különös megszorítás nélkül egységűl vehető, akkor az egység megválasztása semmi elvies nehézséggel nem jár s a megválasztásnál legfeljebb a számításbeli czélszerűség lehet irányadó. Másképen áll a dolog az afféle méréseknél, hol a mérendő tárgynak egy bizonyos része egységűl közvetetlenűl nem vehető, mert a tárgy lényegesen függ több olyan tényezőtől, melyek ismét önkényes egységek által mérendők. Ide tartoznak a természeti erők. Ezeknek csak a hatásukat ismerjük, tehát azon kell lennünk, hogy e hatások törvényei s geométriai törvények alapján a hatások okait, az erőket, közvetve mérjük. Így példáúl a Galilei és Newton vizsgálataiból ismeretesek azok a tényezők, melyekkel egy folytonosan működő erő nagysága arányos, de ez az arányosság csak az erőknek egymás között való összehasonlítását s nem valamelyes erőnek abszolut mérését teszi lehetővé.

A híres Gauss-t illeti az érdem, hogy kimutatta, miként lehet a fizikában előforduló összes mennyiségeket a hossznak, a tömegnek s az időnek egységeire visszavezetett, tehát leszármaztatott egységével mérni.

Eme mértékrendszer megállapítására a földmágnesség erősségének mérése adott alkalmat. Egy a földmágnesség behatása alatt lengő mágnestű bizonyos időben tett lengéseinek száma épen úgy függ a mágnesi erő nagyságától, mint az inga lengéseinek száma a nehézségi erő nagyságától. Ha tehát a földfelület bizonyos pontjain a mágnesi erőt egységül veszszük, akkor a

389

földfelület egy másik pontján a mágnesi erőt amaz egységgel mérhetjük, mert az erők nagyságai úgy viszonylanak, miként az ugyanazon időben tett lengés-számok négyzetei. Az ilyes egységek s összehasonlító mérések ellen elvi szempontból semmi kifogást sem lehet tenni, de egészen másképen áll a dolog, ha e mérések gyakorlati kiviteléről van szó. Ekkor a rendelkezésünkre álló mérő-eszközök fogyatkozásai folytán oly nehézségekre találunk, melyeket csakis a mérő-eszközök sajátságaitól független, a mondottuk módon leszármaztatott, vagy Gauss-al szólva, abszolut erő-egységgel háríthatunk el.

Gauss az Intensitas vis magneticae terrestris ad mensuram absolutam revocata, Götting. 1832, cz. híres művével nem csak a földmágnesi erő mérésének, hanem általában a mechanikai mértékrendszernek alapjait vetette. A Gauss rendszerének jellemzésére legjobb lesz, ha felhozzuk a mágnesi erő mérésére választott egységet: "az éjszaki mágnesi fluidum egysége az, melynek taszító ereje a vele egyenlő s tőle az egység távolságában levő fluidumra a mozgató erő egységét gyakorolja, azaz a tömegegységben a gyorsulás egységét idézi elő."[240]

Miután Gauss megmutatta, hogy miként lehet a mágnesi erők mérését biztos és minden esetlegességtől független alapra visszavezetni, a mértékrendszernek minden irányban való kifejlesztése nem sokáig váratott magára. Ő és W. Weber kiterjesztették e rendszert a mechanikai, mágnességi, elektrostatikai és elektrodinamikai összes mérésekre.

Mondottuk, hogy a Gauss rendszeréig a fizika fejlődésében hosszú időn át nagy hézag maradt. Mégis, a következőkben látni fogjuk, hogy a fizikai tanok a Gauss idejéig a nélkül is a fejlődés magas fokát érték el. Miképen eshetett meg ez?

A meddig a vizsgálatok helyes vagy nem helyes voltát csak a tünemények s az ezeket magyarázó elvek között fönnálló vagy fönn nem álló összhang dönti el, addig a fizika fejlődése bizo-

390

nyos elvi kérdések megállapításától függ. S valóban, ilyen irányban - melyet bizonyára a leghelyesebbnek kell elismernünk - fejlődött a fizika a legújabb korig. De a mint az erők s a hatások között fönnálló törvényszerű összefüggés csak a kísérlet nyújtotta pontos számok által vezethető le, akkor a raczionalitás egymagában nem sokat segíthet s a fizikának az alapos mérések terére, tehát geométriai térre kell lépnie, persze, a nélkül, hogy az elvek kijelölte iránytól eltérne. A búvárkodásnak ez a neme pedig akkor vált nagyon szükségessé, midőn a fizika ahhoz a ponthoz jutott, melynél az oly sok mindenféle tényezőtől függő elektromos és mágneses hatások törvényeit kellett hogy kifürkészsze. S éppen ennél a pontnál mutatkozott a mechanikai mértékrendszer jelentőssége, mert az eme rendszer segítségével végrehajtott vizsgálatok nemcsak hogy a tünemények természetét behatóbban tüntették föl, hanem még oly elvek nyomára vezettek, melyek ismét a mechanika elveire hatottak vissza s ez által a búvárkodás új mezejét nyitották meg, miként erről alkalmas helyen még szólani fogunk.

Mondhatjuk, hogy a mérő fizikának tulajdonképen Gauss vetette az alapját, mire őt kiváló mathematikai szelleme képesítette; fizikai törekvéseinek mathematikai irányzata megérteti velünk, hogy azt óhajtotta, hogy őt csak mathematikusnak tekintsék.[241]

XII.
Newton optikája. - A színszórás.

A Philosophia naturalis Newton dicsőségének csak egyik emléke. A másik könyv, mely egyrészt tényleges tartalma, másrészt pedig az optika fejlődésére gyakorolt rendkívüli befolyása által figyelmünket nem csekélyebb mértékben vonja magára, Newton Optikája, mely megjelenésétől kezdve egy évszázadig az "optika kódexe" volt.

391

E rendszeres műben közzétette mindazt, mit addig egyes értekezésekben szétszórva közölt. A mű sokáig váratott magára. Newton-t optikai értekezései ellen intézett támadások annyira bántották, hogy vizsgálataival mind ritkábban lépett a nyilvánosság elé, sőt miután a vékony lemezek színeiről írt értekezése miatt Hooke-kal újra izgalmas vitába keveredett, elhatározta, hogy mindaddig míg Hooke él, optikai vizsgálataiból mit sem fog közzé tenni. Így esett meg, hogy Optiká-ja csak két évvel Hooke halála után jelent meg, még pedig Opticks, or a treatise of the reflections, inflections and colours of light, London, 1704. czím alatt. Mivel Newton arra számított, hogy munkája még inkább el fog terjedni, ha az egyuttal latinúl is megjelenik, dr. Clarke által latinra fordíttatta. Newton a fordítással annyira meg volt elégedve, hogy Clarke-nak mind az öt gyermekét 100 font sterlinggel ajándékozta meg.

A latin. kiadás 1706-ban jelent meg és hat újabb kiadást ért, az angol pedig négyet; három franczia kiadás a műnek még nagyobb elterjedést vala szerzendő. A kiadások rendkívül nagy száma előre gyaníttatja, hogy milyen rendkívüli sikert aratott a Newton Optiká-ja.

A mű három könyvre van osztva; az első a reflexiót, a refrakcziót és a színszórást (disperziót) tárgyalja, még pedig az emisszió-elmélet alapján; a másodikban előadatnak a vékony lemezek színei és a testek természetes színei; végre a harmadik könyv a diffrakczióval foglalkozik. Mivel Newton elméleteinek nagy része elavúlt, ismertetésünkben keletkezésük chronológiai szigorú rendjétől eltérhetünk, s inkább a mű tartalmi sorrendjéhez fogunk alkalmazkodni, a nélkül, hogy a műnek az akkoriban divatozó beosztása (fejezetek, axiomák, definicziók, propozicziók, korollariumok stb.) által magunkat korlátoztatnók.

Kezdjük a színszórással.

Említettük, hogy Newton, miután a Royal Society tagjai közé fölvétetett, a fényre vonatkozó vizsgálatai egy részét a

392

társulattal közölte. Ez volt az optikáról közzé tett dolgozatainak elseje, s miután ez a fény elemzésével foglalkozik, föl kell tennünk, hogy Newton optikai vizsgálatait prizmákkal kezdé meg.

Newton maga mondá, hogy 1666-ban Cambridgeben vett magának egy üvegprizmát, de mivel a járvány miatt a várost oda kellett hagynia s két évig vizsgálatokat nem tehetett, föltehető, hogy a színszórás elméletét 1669-ben állította föl.

Newton elmélete szerint a fehér fény különböző törékenységű színes fénysugarakból van összetéve, s az egyenlő törékenységű sugaraknak ugyanaz a színük van. Lássuk a kísérleteket, melyek őt a tétel felállítására vezették.

Sötét szobába az ablaktábla nyílásán át napfényt vezetett s a fény útjába prizmát állított. Miután a nyílás alakját és nagyságát többféleképen változtatta, végre kerek nyílásnál állapodott meg. A megtört sugarakat a nyílástól 22 láb távolságban felállított ernyővel fogta föl. Newton figyelmét először is az ernyőn levő 13 hüv. hosszú kép, a spektrum, a mint ő nevezte, vagyis a színkép, vonta magára. A színek szépsége előidézte gyönyört csakhamar a tudásvágy váltotta föl: Newton a tünemény magyarázatát az addig megjelent optikai munkákban föl nem lelvén, maga iparkodott, hogy a tünemény okait földerítse. Eleintén a tüneményt a prizmája tökéletlenségének tulajdonította, s hogy e véleményéről meggyőződjék, mögéje egy hasonló, de megfordított helyzetű prizmát tett. E prizmák törő élei párhuzamosak valának, s együttvéve parallelopipédet alkottak.

Newton azt hitte, hogy a prizmák ellentétes állása által az első prizma szabályszerű hatásai lerontatni, ellenben a tökéletlenségből eredő hatások öregbíttetni fognak. Azonban az első prizma összes hatásai lerontattak, mert a színkép helyét a nyílás tiszta kerek képe foglalta el. Ez a kísérlet meggyőzte őt, hogy a prizma tökéletlensége a színképnek oka nem lehet, s arra a gondolatra jött, hogy az első prizmára eső fehér fény különböző törékenységű színes sugarakból állott, s az első

393

prizma szétválasztotta sugarakat a második prizma ismét fehér fénynyé egyesítette.

Ez a föltevés egy kevésbbé alapos experimentátort már teljesen megnyugtatott volna, azonban Newton-t még nem elégítette ki. Mivel a fénynyaláb, mely a prizmára esett, nem állott párhuzamos sugarakból, hanem fél foknyira divergált, az a gondolata támadt, hogy talán a beesési szögek különfélesége idézi elő a tüneményt. Hogy erről meggyőződjék, a prizmát forgatta, azonban ez által a színek csak jelentéktelen változást szenvedtek. Evvel Pardies-nek Huyghens-nél említett ellenvetését előzetesen megczáfolta. Most még azt vizsgálta meg, vajjon a fénysugarak, miután a prizmából kiléptek, nem terjednek-e görbe vonalban? E végett az ernyőt a prizmához mindinkább közelítette s a színkép hosszúságából s a prizmától való távolságából meghatározta azt a szöget, mely alatt a különböző színű sugarak a prizmából kiléptek. Mivel pedig ez a szög valamennyi esetben ugyanakkora volt, bizton következtethette, hogy a sugaraknak görbe útjok nem lehet.

A színképnek a prizmához való helyzete, már meggyőzhette volna Newton-t, hogy a vörös sugarak a legkevésbbé, az ibolya színűek pedig a legerősebben töretnek. Azonban a dolgot itt is alaposabb vizsgálat alá vetette, a mennyiben a különböző színű sugarak törékenységét külön-külön megvizsgálta. Ide vonatkozó kísérletei közül a legdöntőbb volt a következő. Az első prizma mögé kicsiny nyilással ellátott táblát tett, ettől nagyobb távolságra hasonló nyilással ellátott második táblát, s ez utóbbi mögé egy második prizmát. Ennél a berendezésnél az első prizmából kilépő sugarak mindig ugyanazon szög alatt estek a másodikra, s hogy fölváltva az ibolya, kék, zöld stb. sugarak essenek a második prizmára, nem kellett egyebet tennie, mint az első prizmát törő éle körül lassan forgatnia. Ezt megtéve, kétségtelenül mutatta ki, hogy az ibolya sugarak a legerősebben, a kékek kevésbbé, a zöldek még kevésbbé és i. t. töretnek.

394

Mindezeket a kísérleteket Newton többféleképen variálta. A többi között különféle színű porokat kevert össze, megkísérlendő, hogy ily módon előállítható-e a fehér szín. Mindamellett hogy a legkedvezőbb keverési arányok mellett is csak világosszürkét kapott, ez az eredmény őt nézeteiben nem tántorította meg, sőt inkább megerősítette, mivel belátta, hogy a fényelnyelés miatt ily módon tiszta fehér szín elő nem állítható.

Miután a kísérletek meggyőzték Newton-t elmélete helyességéről, értekezését a Royal Societynek benyujtotta. Talán Newton nagy tekintélyének tulajdonítandó, hogy a közfelfogás, mely az egyes találmányok eredetével nem igen bajlódik, mint sok más dolognál, úgy itt is csak egy feltalálót említ. Innét van, hogy közönségesen azt mondják, hogy a színszórást Newton találta föl, s hogy ő mutatta ki először, hogy a fehér fény hét különböző színű fényből van összetéve. Azonban az elsőbbség itt is csak annyiban illeti meg őt, a mennyiben a tüneményt alaposan tanulmányozta, s annak helyes magyarázatát adta. Nem tekintve az ókor homályos fogalmait, elég ha megjegyezzük, hogy Grimaldi magát a színképet eléggé ismerte; megemlíthetjük még Marci de Kronland (Joannes Marcus Marci) prágai professzornak (1595-1667) Thaumantias czímű (1648-ban Prágában megjelent) művét, melyben a szerző a színképről és a szivárványról értekezik, s előadja, hogy már egyszer színessé vált fény, ha újra megtöretik is, színét megtartja, azonban a tüneményt oly zavart és bizarr módon értelmezi,[242] hogy épen ez oknál fogva őt mint feltalálót még kevésbbé említik mint Grimaldi-t. Maga a színszórás nem a Newton találmánya; alaptalan az az állítás is, hogy Newton a fehér fényt hétféle fényből képzelte összetéve, mert Newton sohasem szólott hét, vagy általában korlátozott számú színről, hanem mindig úgy tekintette a fehér fényt, mint a mely korlátlan számú, egymástól fokozatosan különböző törékenységű sugárból van összetéve;

395

midőn a színképet hét részre osztotta, csak a legföltünőbb színeket jelölte meg, s nem akarta a meglevő színek számát kevesebb egyszerű színre redukálni, mint ezt Brewster tette, a ki minden színt kékre, sárgára és vörösre akar redukálni.

Newton életrajzában említettük, hogy a fény elemzésére vonatkozó nézetei heves vitákra adtak alkalmat. A Royal Society a Newton munkája által előidézett első meglepettsége és bámulata után a dolgozatot három tagjának kiadta, hogy róla jelentést tegyenek. Hooke is ezek közt volt. Hooke már akkor, midőn Newton az ő teleskópját bemutatta, azt állította magáról, hogy csalhatatlan módszerrel rendelkezik, melynek segélyével "nem csak a teleskópokat, hanem valamennyi optikai eszközt a tökéletesség legmagasabb fokára lehet emelni, elannyira, hogy mindaz, mit az optikában eddig feltaláltak, terveztek vagy óhajtottak, ép oly könnyen mint pontosan vihető ki."[243] Azonban Hooke megelégedett avval, hogy csodálatra méltó találmányát oly anagrammába rejtse, melyet sem ő, sem pedig mások sohasem betűztek ki. Hasonlóképen járt el Newton dolgozatával; a helyett, hogy erről tárgyilagos jelentést tett volna, a leírt tüneményeket az ő hullámelméletének szempontjából fejtegette. Csakhogy nézetei még annyira homályosak valának, hogy tiszta és határozott színelméletet fölállítania lehetetlen vala; a többi között azt a furcsa és a Newton kísérleteivel merőben ellenkező nézetet adta elő, hogy a fehér fényben csak két szín (vörös és ibolya) van; egyébként pedig a Newton dolgozatából csak azt hagyta helyben, a mi az ő nézeteivel megegyezett, a többire nézve pedig azt tanácsolta Newton-nak, hogy a hullámelméleten kívül másban fölvilágosítást ne keressen. A Hooke önhitt hangja Newton-t arra késztette, hogy a Philosophical Transactions-ban komoly és rátartós hangon válaszoljon. Először is megczáfolta Hooke-nak azt az állítását, mely szerint a tükrök gömbi eltérése nagyobb mint a lencséké, aztán pedig kijelenté, hogy Hooke

396

az előadott tényeket nem az ezeket támogató kísérletek szempontjából ítélte meg, hanem csak azt kutatta, vajjon egy előzetesen felállított elmélettel összhangzásban vannak-e; végre kimutatta a hullámelmélet tarthatatlanságát, a mi Hooke homályos és zavart előterjesztésével szemben persze nem volt nehéz feladat.

Huyghens, a ki Newton színelméletét szintén nem tudta a hullámelmélettel összeegyeztetni, amazt szintén a hullámelmélet ellen intézett támadásnak tekintette, a mi megbocsátható, mivel a hullámelmélet, akkori állapotában, a tények ama csoportjával, melyet a színelmélet tárgyalt, még nem bírt beszámolni. Huyghens azt állította, hogy a kék és a sárga színből valamennyi többi szín előállítható, s az ő ellenkezésének tulajdonítandó, hogy Newton később a Traité de la lumière-rel méltatlanúl bánt, pedig Huyghens nevezett művében a színelméletet nem is említette.

Pardies ellenvetéseit, a ki szintén a hullámelmélettel foglalkozott, már más helyen említettük. A többi ellenvetések Newton elméletének félreértéséből eredtek. Így példáúl Franciscus Linus, ki a légnyomás létezését tagadta, hasonló bátorsággal tagadta a színszórást is, mivel szerinte a színkép nem a tiszta napfényből, hanem a fehér felhők közreműködésével keletkezik. Mariotte azért nem hagyta helyben Newton nézeteit, mivel Newton kísérletei neki nem sikerültek. Newton már előre haladt korú lévén, röstelte, hogy ismét a polémia terére lépjen, minélfogva Mariotte ellenvetéseinek megczáfolását Desaguliers oxfordi professzorra - ki jeles experimentátor hírében állott - bízta.

Az első, a ki a Newton észleleteit a kontinensen megerősítette, Lucas, Linus tanítványa volt. Lucas csupán azt az ellenvetést tette, hogy a szinkép nem lehet olyan hosszú, mint a mekkorának Newton azt mondotta, mire Newton megjegyezte, hogy a színkép hosszúsága a prizma törőszögével növekszik. Evvel a Newton és Linus közötti s Linus halála után Lucas-szal folytatott vita véget ért.

397

Goethe is jónak látta, hogy Newton színelmélete ellen kikeljen. A hires költő részint a tudományos vizsgálatok komolyságával, részint pedig aforizmáinak gúnyjával igyekezett Newton elméletét, melyet kellőképen át nem értett, megdönteni. Szerinte azt állítani, hogy a fehér fény több színes fény keverékéből éli, badarság; elmélkedései arra az ókori felfogásra lyukadnak ki, hogy a színek a fehér fénynek és az árnyéknak, tehát a világosságnak és sötétségnek keverődéséből erednek.

A legújabb figyelemre méltó ellenvetést Brewster tette, a ki azt vetette föl Newton-nak, hogy nem volt tekintettel arra, hogy a színek viszonylagos helyzetei bizonyára módosíttatnak ama szög által, mely alatt a Nap sugarai szétterjednek, "minélfogva két észlelő, az egyik a Merkuron, a másik a Jupiteren vagy Saturnuson, a Nap színképét ugyanazokkal a prizmákkal s a Newton-éhoz hasonló ügyességgel tanúlmányozva, egymástól nagyon eltérő eredményeket kapna."[244] Azonban Newton, midőn pontos kísérleteket és méréseket hajtott végre, a kúpszerűleg szétterjedő sugarakat gyüjtő lencsével konczentrálta, minélfogva nagyon találó Biot-nak következő megjegyzése: "Nyilván való, hogy a nyílás képének lencse által való konczentrálása ugyanazt a hatást eredményezi, mintha a Napnak látszólagos átmérője, a nélkül hogy fényerősségéből veszítene, kisebbedett volna; s mivel ez a redukczió korlátlan, a kísérlet sokkal jobb, mintha közvetetlenül a Jupiteren, a Saturnuson sőt az Uranuson hajtatott volna végre, mint ezt Brewster kívánja."

A színelmélet a legnagyobb érdem, melyet Newton az optikában szerzett; annak helyébe jobbat felállítani maig sem lehetett, minélfogva az a hullámelméletbe változatlanúl fölvétetett. Sőt mondhatni, hogy Newton elmélete mindig érvényes

398

fog maradni, mert legfeljebb csak a fölött lehetne vitatkozni, vajjon a színek már eredetileg meg voltak-e a fehér fényben, vagy pedig csak a prizma hatásai által képeztettek a fehér fényből.[245]

Newton elméletének csak az az egy tökéletlensége volt, hogy föltette - talán azért mert Newton véletlenül mindig ugyanabból az anyagból készült prizmákkal dolgozott - hogy a különböző anyagok egyenlőképen szórják a fényt. Innét van, hogy Newton a dioptrikai messzelátók főhibájáúl a színszórást tekinté, s nem képzelhette, hogy e hiba az előtte még ismeretlen achromatizmus által elhárítható volna; innét van az is, hogy figyelmét a katoptrikai messzelátók készítésére fordította, mivel azt képzelte, hogy tiszta képeket csak a fény visszaverődése által lehet előállítani.

XIII.
Az emisszió-elmélet. - A sugártörés és a szivárvány elmélete.

A színszórásnak Newton-féle elmélete független a fény mivoltáról alkotott hipothézisektől; hogy a fehér fény a színes fény keverékéből áll, ezt mondhatta Newton a nélkűl hogy keresnie kellett volna, hogy maga a fény miből áll; azonban magától értetődik, hogy Newton a színszórás tüneményeit is az emisszió-elméletre alapította.

Másképen áll a dolog a reflexió és a refrakczióval; hogy e tüneményeket kimagyarázhassuk, okvetetlenűl valamely hipothézishez kell fordúlnunk. Newton, a prizmákkal végrehajtott első kísérletei után az optikában azonnal az atómos felfogáshoz hajolt, felállítván az emisszió- vagy emanáczió-elméletet, mely szerint a fény konkrét részecskékből áll, melyek a világító testből rendkívül nagy sebességgel szétáradnak s a megvilágosított test által vonzatnak, esetleg taszíttatnak.

Eme hipothézissel a refrakcziót egészen egyszerűen ki

399

lehet magyarázni, de a reflexió magyarázata már nehézségekbe ütközik; hogy pedig a többi fénytüneményt az emisszió-elmélet segítségével kimagyarázhassuk, azt mindenféle toldalékkal kell ellátnunk, úgy, hogy végre az egész elveszíti azt az egyszerű jellemet, melyet egy hipothézistől mindenkor elvárunk. Nem tekintve azt, hogy az emisszió-elmélet az optikai tünemények bizonyos csoportjára épen nem alkalmazható, a következőkben látni fogjuk, hogy maga a megalapító mennyit bajlódott vele.

Newton, a sugártörést kimagyarázandó, fölteszi, hogy a fény, a mint a törő közeg vonzás-szférájába érkezik, a vonzás következtében eredeti irányától eltér, megtöretik, s így hatol az átlátszó közegbe, melyben aztán állandó sebességgel tovább halad. Eme föltevéssel Snell töréstörvénye egyszerűen levezethető, sőt Newton még a Kepler föltalálta teljes visszaverődést is kimagyarázta vele: ha a fény sűrűbb közegből eléggé ferdén érkezik a törő fölületre, vonzás következtében a fény az illető közeget el nem hagyhatja.

A fény reflexióját illetőleg, melynél a fény nem hatol a közegbe, sőt ellenkezőleg ettől visszalöketik, itt Newton már nem érhette be a közeg vonzásával. A Descartes föltevését, mely szerint a fény rugalmas golyó módjára visszapattan, elveti ugyan (mert erre a visszaverő fölületeket nem tartja eléggé símáknak), azonban hogy érthetővé tegye, hogy miért távozik a fény olyan testtől, mely által sok esetben vonzatik is, segítségért visszaverő vagy repulzív erőkhöz folyamodik. Ha már bajos elképzelni, hogy ugyanaz a test a fényt vonzza is, meg taszítja is, annál kevésbbé érthetjük a dolgot akkor, midőn Newton azt mondja, hogy a vonzó erő azonos a taszító erővel, mert azok a testek, melyek a fényt legerősebben törik, ezt legerősebben vissza is verik. Különben a fény reflexiójának elmélete nemcsak Newton Optiká-jában homályos, hanem azt az emissziós elmélet későbbi hívei sem bírták tisztába hozni, s mesterük példáját követve, a kelletlen dologgal nagyon röviden bántak el.

400

A mint a színszórás elmélete meg volt alapítva, könnyű volt Newton-nak azt a tünemények egész csoportjára alkalmazni. Így példáúl a többi között megmagyarázta, hogy miért látjuk a sötét alapokon levő világos tárgyakat megfelelő színes szegélyekkel környezve. De bizonyára a legfontosabb a szivárvány elmélete, mely nem egyéb, mint Descartes elméletének kibővítése, a mennyiben Newton Descartes elméletében a színszórást is figyelembe vette. A színszórás alapján könnyen megmagyarázhatta, hogy miért vörös a főszivárvány felső széle és miért ibolyaszínű az alsó széle, továbbá, hogy a színek sorrendje miért ellenkező a mellékszivárványnál. Newton a szivárvány elméletét bizonyos pontig teljesen befejezte, s a hullámelmélet azt csak egyes részeiben egészítette ki.

Az optika második könyvében Newton a szivárványon kívül még a közegek törő képességéről is értekezik; szerinte a törő erő, épen úgy mint a nehézség, gyorsító erő, s mechanikai analógiák alapján a törő erő mértékét mathematikailag kifejezi. A második könyv végén van egy mondat, mely nagy hírre vergődött, mivel abból Newton szellemének előre látó képességére következtettek. E mondat így hangzik: "Ha a kámfornak, a faolajnak, a lenolajnak, a terpentinolajnak (melyek mindannyian zsíros, kénes, olajos anyagok) és a gyémántnak (mely nagyon valószínűleg megkeményedett olaj) töréseit összehasonlítom, azt tapasztalom, hogy eme testeknek is van törő erejük; e törő erők jelentős eltérés nélkül úgy viszonylanak, mint a sűrűségek....."

Biot e mondatból következtette, hogy Newton előre látta, hogy a gyémánt elégethető anyag. Azonban az Optika megjelenésekor a gyémántnak ez a tulajdonsága már ismeretes volt, mivel 1694 és 1695-ben III. Cosimo toskánai nagyherczeg a gyémántot Tschirnhausen-féle gyújtó üvegekkel (Averani és Targioni által) elégettette. Newton eszméjére tehát csak akkor lehetne nagyobb súlyt fektetni, ha az a gyémánt elégetése előtt fogamzott volna meg, mit azonban eldönteni alig lehet.[246]