История создания теории цвета и света: Гете против Ньютона

В книге “Учение о цвете” Иоганна Вольфганга Гете представлены рисунки призм и линз, созданные им в период с 1796 по 1806 годы. Гете, родившийся 28 августа, считал свой труд по теории цвета более значительным, чем даже “Фауста”. Несмотря на то, что он проиграл спор о природе цвета Исааку Ньютону, идеи Гете получили неожиданную поддержку в XX веке от учёных, занимающихся квантовой механикой. Гете был не только выдающимся писателем, но и талантливым естествоиспытателем. Не случайно эпоху немецкого Просвещения часто называют “эпохой Гете”. На протяжении многих лет Гете неустанно проводил наблюдения за разнообразными природными явлениями. Его интересы охватывали геологию, минералогию, ботанику, сравнительную анатомию и метеорологию. С 1776 года, занимая должность в Веймарском герцогстве, Гете столкнулся с множеством задач, связанных с состоянием почвы и растительного мира.

Он занимался рудниками в Ильменау, руководил строительством гидротехнических сооружений и грунтовых дорог, принимал участие в создании парков и заложил собственный сад.

Гете был счастлив, когда в 1784 году открыл межчелюстную кость у человека, — ведь тем самым обнаружилось доказательство единого строения скелета у всех млекопитающих.

Гете был счастлив, когда в 1784 году открыл межчелюстную кость у человека, — ведь тем самым обнаружилось доказательство единого строения скелета у всех млекопитающих. Радовался поэт и тогда, когда посчитал, что ему удалось распознать «скрытое родство» всех частей растения — по листу и связанному с ним черенку, — и описал это явление в работе «Метаморфоза растений» (1790), в которой высшее растение на каждой стадии своего развития уподобляется «листу» с изменчивыми функциями.

Но, по оценке самого Гете, главным его достижением было учение о свете и цвете. «То, что мною создано как поэтом, я полагаю довольно посредственным. Однако то, что я в ХIХ столетии являюсь единственным человеком, проникшим в тайны столь сложной науки, как учение о цвете, — этим я, пожалуй, могу гордиться», — признался немецкий классик на склоне лет в одном из разговоров с Иоганном Петером Эккерманом, своим другом и многолетним секретарем.

Портрет Гёте в Кампанье кисти Тишбейна, 1787. Штеделевский институт, Франкфурт-на-Майне. Wikipedia

ГЕТЕ ПРОТИВ НЬЮТОНА

Интерес Гете к цвету, к его эффектам в природе и в живописи можно проследить с ранней юности писателя. Еще во время изучения права в университете в Лейпциге (1765‒1768) он посещал лекции и лабораторные работы по физике у Иоганна Генриха Винклера.

О господствовавших в то время научных взглядах на природу света Гете писал: «Подобно всем остальным, я исходил из убеждения, что все цвета содержатся в свете; никогда я не слыхал иного объяснения, никогда не было у меня и оснований сомневаться в этом».

Толчком к систематическим занятиям теорией цвета для Гете послужили его впечатления во время первого путешествия по Италии (1786‒1788). Находясь под впечатлением необыкновенных красок итальянской природы, подталкиваемый интересом к живописи и к античному искусству, Гете писал: «Человек, проживший некоторое время в прекрасной Италии, словно погружается в сказку, когда вспоминает, сколь гармонично небо там сливается с землей, окутывая ее живым блеском и простирая над нею ровную глубокую синеву… Куда ни устремишь взор, все утопает в красках столь гармоничных, чистых и ясных, что забываешь об извечном контрасте между светом и тенью, словно нет ему здесь места».

«То, что мною создано как поэтом, я полагаю довольно посредственным. Однако то, что я в ХIХ столетии являюсь единственным человеком, проникшим в тайны столь сложной науки, как учение о цвете, — этим я, пожалуй, могу гордиться»

Вернувшись в Веймар, он решил провести исследование цветовых явлений, основанное на эксперименте. И в феврале 1790 года он наконец приступил к эксперименту с призмами, пытаясь воспроизвести знаменитый опыт Ньютона по рефракции. В ходе эксперимента Гете смотрел прямо перед собой, держа перед глазами призму, на ярко освещенную поверхность стены, ожидая с помощью данной техники увидеть цветовой спектр. Как пишут в книге «И. В. Гете — естествоиспытатель» ее авторы В. Фойгт и У. Зуккер, «эта роковая ошибка, заключавшаяся в методике эксперимента, в основном и привела его в последующие годы ко все более резким полемическим выпадам в адрес световой теории И. Ньютона. Эксперимент Ньютона заключался в следующем: пропуская луч света через узкую щель, он направлял его на находящуюся в затемненном помещении призму. Световой луч разлагался на цвета спектра и в таком виде появлялся на стене. Гете же, направляя через призму не луч, а свой взгляд, видел лишь разноцветные полосы по краям освещенной стены.

Эксперимент Ньютона заключался в следующем: пропуская луч света через узкую щель, он направлял его на находящуюся в затемненном помещении призму. Световой луч разлагался на цвета спектра и в таком виде появлялся на стене. Wikipedia

В своей физической интерпретации световых явлений Гете впадал в заблуждение: он полагал, что им воспроизводится техника основного эксперимента Ньютона, так как сначала он этой техники просто не понял». Исходя из расположения появлявшихся на стене разноцветных полос, он, естественно, давал им иную трактовку и тем самым пришел к ложному выводу, что цвета спектра возникают лишь в тех местах, где свет и тени непосредственно граничат друг с другом. На этом основано его определение данного явления, то есть цветов как единства «света» и «не света». Как он писал, «с одной стороны мы видим свет, т. е. нечто освещенное, с другой — тьму (Finsternis); на границе между обоими залегает сумрачность (Triibe), и вот когда эти крайности в зоне сумрака приходят в соприкосновение, то здесь порождаются различные цвета, которые через разные взаимопереходы вновь сливаются с породившим их единством».

В последующие годы, особенно во время своего второго путешествия в Италию (1790) и до самого выхода в свет объемистого естественнонаучного труда «К учению о свете» (он был напечатан в 1810 году в Тюбингене, в издательстве Cotta — два тома текста и том раскрашенных от руки гравюр на меди), Гете интенсивно занимался проблемой цвета. Он экспериментировал, собирал факты и сформулировал свою теорию цвета, резко противопоставляя ее взглядам Ньютона. Полемика Гете с Ньютоном интересна тем, что действительно некоторые изученные Гете атмосферные цветовые явления так и остались не объясненными великим англичанином.

«Учение о цвете» Гете делится на три части: «Часть дидактическая», «Часть полемическая» и «Часть историческая» («Материалы к истории учения о свете»)

Во второй, «полемической», части Гете выступил с резкой критикой «физического учения о цвете» Ньютона. Он озаглавил свой отзыв «Разоблачение теории Ньютона» и не жалел негативных эпитетов для работ сэра Исаака, называя их «двусмысленными» экспериментами, «трюками фокусника», «софистическим искажением природы» и т. п.

Согласно Ньютону белый солнечный свет является комбинацией всех видимых цветов спектра, которые можно рекомбинировать, чтобы снова получить белый свет. По Гете, именно в красном содержится то, что, по Ньютону, содержится в белом. Цвет, по Гете, по существу есть свет, модифицированный тьмой. stimul.online

Как пишет Светлана Месяц в своей статье «Гете и Ньютон. Спор о цвете», «причиной расхождения между гетевской и ньютоновской теориями является разница в методологических установках двух естествоиспытателей и в представлении о природе научного знания. Если Гете рассматривает физику как феноменологическую науку, призванную возвести все наблюдаемые частные явления к “явлениям более высокого порядка” или “прафеноменам”, то Ньютон объясняет наблюдаемое в опыте с помощью идеальной математической модели, обусловленной заранее имеющимися у него взглядами на природу того или иного естественного процесса. Истоки происхождения этих двух методологических установок следует искать в истории представлений о цвете, в частности в различном отношении обоих авторов к научному наследию античности. Если Гете видит в античном подходе к описанию природы образец для подражания, то Ньютон строит свою теорию цвета в споре с пережитками аристотелевской физики».

Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц — немецкий естествоиспытатель. eduspb.com

ГЕЛЬМГОЛЬЦ О РОЛИ ВОСПРИЯТИЯ

Так что, главный, по собственному мнению Гете, труд его жизни можно записать по ведомству заблуждений гения?

В своей физической интерпретации световых явлений Гете впадал в заблуждение: он полагал, что им воспроизводится техника основного эксперимента Ньютона, так как сначала он этой техники просто не понял

Герман фон Гельмгольц, который с особой тщательностью проанализировал заблуждения Гете, помог внести ясность: учение Гете о цвете в меньшей степени является физической теорией, описанием физической сущности света, чем «теорией восприятия света и цвета человеком». Физика не объясняет, каким образом излучение волн различной длины превращается в глазу человека в красный, синий и желтый цвета. Этот вопрос является предметом психологии чувственных восприятий, на что и было указано Гете-ученым. При этом надо учесть, что в то время вообще не оформились такие науки, как физиология и психология чувственных восприятий. Данный аспект учения Гете о цвете следует особо отметить, ибо тем самым была подготовлена база для создания фундаментальной науки о физиологии чувственных (зрительных) восприятий. Гете видел в феномене цвета не одну лишь физическую проблему, но и естественноисторическую, и чувственно-нравственную, и техническую, и, наконец, что особенно важно, проблему философско-мировоззренческую. Вот почему, как замечают В. Фойгт и У. Зуккер, «мы не должны при оценке учения Гете о цвете сводить это учение к полемике Гете и Ньютона… Чувственно-предметный подход к явлениям природы должен, согласно Гете, проявляться в первую очередь не в эксперименте, а в самом образе мышления ученого, в его способе наблюдения и познания действительности».

«К учению о свете» (была напечатан в 1810 году в Тюбингене, в издательстве Cotta — два тома текста и том раскрашенных от руки гравюр на меди). christies.com

ПОДДЕРЖКА ОТ НЕКЛАССИЧЕСКИХ ФИЗИКОВ

Любопытно, что в XX веке уже из среды самих физиков раздались голоса, требовавшие критического пересмотра всех трех частей гетевского «Учения о цвете» и его положительной переоценки. Такая реабилитация Гете как ученого предлагалась титанами квантовой революции Максом Планком, Вернером Гейзенбергом, Максом Борном и др. Именно физики ХХ века, которые занимались проблемами квантовой физики и физики элементарных частиц, усмотрели в основной методологической концепции учения Гете о цвете ценное подспорье для собственных исследований. Во-первых, ключевое значение наблюдателя, который неизбежно влияет на результат эксперимента, и, во-вторых, стремление к преодолению дисциплинарных границ ради познания природы как единого целого.

Именно физики ХХ века, которые занимались проблемами квантовой физики и физики элементарных частиц, усмотрели в основной методологической концепции учения Гете о цвете ценное подспорье для собственных исследований

Действительно, в главном труде Гете по естествознанию чувствуется его постоянное стремление охватить цветовые явления в их взаимосвязи с другими явлениями природы, как можно меньше расчленяя их. Тем самым Гете хотел противодействовать наметившейся (особенно в XVIII веке) тенденции систематизировать, классифицировать, устанавливать аналогии, то есть тенденции к пренебрежению взаимодействием природных явлений. Учение Гете о цвете можно выдвинуть как альтернативу преобладанию натурфилософии Шеллинга. За все последующие десятилетия это была единственная крупная попытка создать концепцию «здания» науки в его универсальном, мировоззренческом и познавательно-философском единстве. Об этом хорошо сказал Макс Борн на XII съезде лауреатов Нобелевской премии: «Наша естественнонаучная и техническая цивилизация расщеплена на бесчисленное количество областей, у всех у них есть превосходные средства исследования и отличные эксперты, но едва ли хоть один из последних способен что-то увидеть за границами своей узкой специальности. Подумаем же о Гете, о тех, кто его изучает и старается мыслить в его духе… и о том, чему следовало бы и нам научиться: не забывать, погружаясь в увлекательные подробности, о смысле целого».

В 1941 году Гейзенберг в докладе «Учение о цвете Гете и Ньютона в свете современной физики» подводит итог спору двух гениев эпохи Просвещения: речь идет не о том, чье учение о цвете — Гете или Ньютона — является истинным, а о другом: «Обе эти теории занимают различное место в громадном здании науки. Признание принципов новейшей физики не может служить для ученого препятствием к тому, чтобы пойти по гетевскому пути размышления о природе, к тому, чтобы следовать этим путем».

Использованная литература

  1. В. Фойгт, У. Зуккер. И. В. Гете — естествоиспытатель. Издательство при Киевском государственном университете издательского объединения «Вища школа», 1983.
  2. Свасьян К. А. Гете. М.: Мысль, 1989. Месяц С. В. Гете и Ньютон. Спор о цвете // Интеллектуальные традиции в прошлом и настоящем (исследования и переводы). 2014. № 2. С. 299‒339.

Автор: Александр Механик
Источник: https://stimul.online/