今日、私たちは、巨大なクォークから質量のない光子まで、すべての粒子が二重の粒子/波の性質を持つと信じています。 数百年前、人々は粒子のみを考慮していました。 しかし、1818年、波は光の性質の研究に基づいて勝利を収める運命にありました。
私たちは皆、世界と宇宙の構造に関する最も価値のあるアイデアを愛しています。 私たちの現実の概念は、しばしば自己イメージと密接に関連しています。 しかし、科学者であるということは、すべてのテストでこれらすべてのアイデアに疑問を投げかける準備ができていることを意味します。 理論と矛盾する1つの観測、測定、または実験だけで、現実の理解を再考または完全に放棄するのに十分です。 この科学的テストを再現し、それが一般的な理論と一致しないことを説得力をもって示すことができれば、科学革命の基礎を築いています。 しかし、誰かが理論や仮定をチェックすることを望まない場合、彼は物理学の歴史において最大の間違いを犯している可能性があります。
自然哲学の数学原則 （lat。PhilosophiæNaturalis Principia Mathematica）by Isaac Newton、第3版、1726年 ニュートンの力学、重力、光などのトピックに関する論文は、現代の物理学の多くの基礎となった。
人間性には英雄が必要です。私たちは平等で、尊敬し、似た者になるために努力します。 何世紀にもわたって物理学の最大の英雄はアイザックニュートンでした。 ニュートンは人類の科学的業績の柱でした。 彼の万有引力の理論は、彗星、惑星、月の動きから物体が地球に落ちるまでのすべてを美しく説明しました。 運動の法則や力や加速度が物体に及ぼす影響など、物体の動きに関する彼の説明は、今日でもほとんどすべての環境で真実です。 ニュートンとの議論は愚かだった。
したがって、19世紀の初めに、フランスの若き科学者オーギュスタンジャンフレネルは、自分が冒険に乗り出していることを理解する必要がありました。
プリズムを通過する白色光の挙動は、真空とは対照的に、異なるエネルギーの中間の光が異なる速度でどのように動くかを示しています。 ニュートンは、光の反射、屈折、吸収、透過、および複数の色に分割する白色光の能力を説明した最初の人物です。
今日では、力学や重力の長所ほど知られていませんが、ニュートンは光の仕組みを説明した最初の科学者の一人でもありました。 彼は、光の反射、屈折、吸収、透過、および白色がどのように異なる色で構成されているかを説明しました。 空気から水へ、またはその逆に移動すると、光線が曲がり、反射したコンポーネントが各表面に現れ、通過したコンポーネントが現れます。
彼の光の微粒子理論は粒子に基づいており、光線が光であるという考えは、幅広い実験と一致していました。 ニュートンの時代には、 クリスチャン・ホイヘンスが提唱した光の波動理論もありましたが、プリズムによる実験を説明することはできませんでした。 その結果、Newton Opticksが勝者となり、重力のメカニズムも同様に勝ちました。
光の波動特性は、建設的干渉と破壊的干渉が明確に示されたトーマス・ヤングの 2スリット実験のおかげで、さらによく理解されるようになりました。 古典的な波に対するこれらの実験は、17世紀以来知られています。 1800年代、ユングは光に当てはまることを示しました。
しかし、19世紀の夜明けに、彼女は困難を経験し始めました。 トーマス・ユングは、光が二重スリットを通過する、今では古典的な実験を実施しました：互いに短い距離にある2つの狭いスロット。 そして、光は、微粒子のように振る舞うのではなく、あるスリットまたは別のスリットを通過する代わりに、一連の明るい縞と暗い縞の干渉パターンを示しました。
さらに、バンドのパターンは、2つの調整可能な実験パラメーターによって決定されました。スリット間の距離と光の色です。 赤が長波の光に対応し、青が短波の光に対応する場合、光は波から期待されるとおりに正確に動作しました。 ユングの実験は、光の性質が根本的に揺れている場合にのみ意味がありました。
光による2ギャップの実験では、他の波と同様に干渉パターンが現れます。 異なる色の光の特性は、波長の違いにより研究されています。
しかし同時に、ニュートンの成功は無視できませんでした。 光の性質は、19世紀初頭に科学者の間で議論の的になっています。 1818年、 フランス科学アカデミーは 、光の性質を説明するコンテストを発表しました。 それは波ですか、それとも粒子ですか？ それをテストする方法とテストを確認する方法は？
オーギュスタンジャンフレネルは、物理学者や数学者ではなく、訓練を受けた土木技師であったにもかかわらず、このコンテストに参加しました。 彼は、主にXVII世紀のホイヘンスの仕事とユングによる最近の実験に基づいて、信じられないほど幸せな新しい光の理論を定式化した。 すべてが物理学の最大の間違いを犯す準備ができていました。
不透明な球体のコヒーレント光（たとえば、レーザーから）による照明は、光の粒子の性質ではなく、波をチェックする最も明確な方法の1つです。
彼の作品を紹介した後、裁判官の一人である有名な物理学者で数学者のシメオン・デニス・ポアソンは、フレネル理論を非常に注意深く研究しました。 ニュートンが説明したように、光が粒子である場合、それは単純に空間内を直線的に移動します。 しかし、光が波である場合、障害物、ギャップ、または表面の表面に遭遇すると、干渉と回折に関与します。 異なる幾何学的構成は異なるパターンを与えることができますが、全体像は保持されます。
ポアソンは、単色の光を想像しました。フレネル理論の1つの波長です。 そのような光が円錐の形をしていて、球体に出会うと想像してください。 ニュートンの理論によれば、影は光に囲まれて丸くなります。 フレネルの理論によれば、ポアソンが示したように、影の真ん中に1つの明るい点があるはずです。 この予測は、ポアソンが結論付けたように、明らかにばかげていた。
球形の不透明なオブジェクトの周りの光の波のパターンがどのように見えるかについての理論的な予測。 中央の輝点は不条理で、多くの人が波動理論を放棄せざるを得ませんでした。
ポアソンはフレネルの理論に反論しようとし、それが間違った結論につながることを示した：反対の証拠。 ポアソンは、波の光の理論から予測を導き出したいと考えましたが、これは明らかに不合理な結果をもたらし、その偽りを証明します。 予測が不合理だった場合、波の理論は間違っていなければなりません。 ニュートンは正しかった、フレネルは間違っていた、ケースは閉じられた。
しかし、これは物理学の歴史上最大の間違いです！ 決定的な実験を行わずに、どれほど明白に結論を導き出すことは不可能です。 物理学は、優雅さ、美しさ、証拠の単純さ、または論争に基づいて行われません。 それは自然そのものへの要求によって確立されます-したがって、関連する実験を行うことによって。
アラゴが輝点を発見した実験モデル。 このスポットはポアソンのスポットと呼ばれることもありますが、アラゴのスポットのように何世紀にもわたって称賛されなければなりません。彼の努力が実際の実験につながることに注目してください。
幸運なことに、フレネルと科学にとって、審査員団の長はポアソンの議論に感銘を受けませんでした。 フランソワ・アラゴは 、後にフランスの政治家、廃止論者、首相として有名になり、フレネルだけでなく科学研究の全プロセスを擁護するために立ち上がり、彼自身で決定的な実験を行いました。 彼は球形の障害物を作り、単色の光で照らし、建設的干渉に関する波動理論の予測を確認しました。 そして、影の真ん中で、光の明るいスポットを区別するのは簡単でした。 フレネル理論の予測はばかげているように見えたが、実験的証拠はそれを確認する準備ができていた。 不条理、または不条理ではない-自然が話しています。
球体の周りを流れるレーザー光と実際の光学データを使用した実験の結果。
物理学者の大きな間違いは、彼が答えを事前に知っていると決めることです。 その直感は自然界で何が起こって何が起こらないかを教えてくれるので、実験が必要ではないと仮定するのはさらに大きな間違いです。 しかし、物理学は常に直感的な科学ではないため、常に実験、観察、理論の測定可能なテストに目を向ける必要があります。
そのようなアプローチがなければ、私たちはアリストテレスの性質の見解に決して反論することはありません。 特殊相対性理論、量子力学、または現在の重力理論、アインシュタインの一般相対性理論を発見しなかったでしょう。 そして、おそらく光の波動性を発見することはなかっただろう。
プリズムで分割された一定の光ビームの概略アニメーション。 その光は波と一致し、白色光が異なる色に分割できるという事実のより深い説明です
物理学の歴史における最大の間違いの時から200年が経過しました。 そして、この間違いが事実上何にも影響を及ぼさなかったという事実は、最も重要な科学的原理に立ち向かうことを恐れなかったフランソワ・アラゴの科学的順序のためにのみ起こりました。 私たちは宇宙を試して、宇宙に関する質問に答えなければなりません。 結局のところ、次のように書いたのは、オプティクスのニュートン自身でした。
この本の私の目標は、光の性質を仮定で説明することではなく、理由と実験に基づいてそれらを提案し、証明することです。
実験がなければ、科学は成功しません。 予測を見て不合理だと宣言できるという仮定は、人間としての最大の欠点です。 自然は不条理である場合とそうでない場合があります。 それが正しいかどうかには依存しません。 すべてを正しく行うには、実験を行う必要があります。 これがなければ、あなたは科学に従事していません。
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