Sambandet mellan naturfenomenerna.

Från nära och fjerran. Litteraturblad för Finlands qvinnor. 5, 1860

I

Berättelserna om de äfventyrliga resor, som tidt och ofta på ednaste tider blifvit företagna i de arktiska regionerna på vår jord, veta att såsom de mest pinsamma bland alla de olägenheter, af hvilka man under sådana resor besväras, omtala kölden och det mörker, som under en viss tid af året herrskar idessa trakter. Begge dessa polarexpeditionernas farligaste fiender frammanas åter, som man vet, hufvudsakligast af den ställning jorden intager mot solen; så att klimatets oblidhet i allmänhet uppkommer till följd deraf att solen aldrig stiger mer än högst obetydligt öfver horizonten, samt den förfärligt stränga kölden jemte mörkret under vintermånaderna derafatt solen alls icke står att ses den tiden. Under ju högre breddgrader en sådan expedition varit nödsakad att öfvervintra och ju längre således polarnatten varat, desto större har äfven dess inflytande varit. D:r Kanes berättelse om de vintrar, 1853-54 samt 1854-55, som den af honom ledda expedition tillbragte vid 78° 43' nordlig latitud, lemnar de bästa bevis på den verkan solens frånvaro kan åstadkomma. De fullkomligt sollösa dagames antal var vid nämnde polhöjd 140 och under 90 af dessa herrskade ej ens det slags skymning, som uppstod den första tiden efter solens försvinnande och tiden närmast före dess återvändande. Under månader nära nog instängda inom skeppet förföllo de fleste genom köldens och mörkrets förenade inflytande i en ängslan och nedslagenhet, som var obeskriflig. Sjukdomarne, isynnerhet skörbjuggen, antogo en farligare karakter, som än mer ökades genom de sjukes likgiltighet för sitt eget tillstånd likaväl som för allt annat. En tidning, som utgafs den första vintern, med titeln "isskimret" och motto "in tenebris servare fidem", den tidning som blifvit utgifven högst i norden, lekar och spel, allt användes för att upprätthålla modet och krafterna, ehuru mången gång utan verkan, och vida mer än öfver kölden hade man att beklaga sig öfver mörkret. En ung eskimo, som medföljde expeditionen, betogs af en sådan hemlängtan att han engång packade in sina saker och skulle skilja sig; ja sjelfva hundarne, hvilka ändock voro födda inom polarkretsen, pinades så mycket och det, såsom Kane anser, hufvudsakligast af mörkret, att de flesta af dem dogo i ett slags själssjukdom, om man så får uttrycka sig. De arma kräken åto och sofvo som förr och bibehöllo sina krafter, men betedde sig som galna idet de skällde mot blotta luften samt oroligt och outtröttligt lupo fram och åter. De smekte menniskorna utan att märka om smekningarne besvarades samt vaggade fram och tillbaka med det sällsammaste uttryck af ångest isina ögon, och halftannat dygn efter det slika symptomer begynte visa sig hos någon, följde vanligtvis döden.

Vi hafva svårt att föreställa oss ett sådant lidande förorsakadt af mörker. Endast när man betraktar en växt, till hvilken solljuset är hindradt att komma, och ser dess bleka och sjukliga utseende, kan man bilda sig ett aflägset begrepp om huru störande mörkret måste inverka på gången af alla fenomen uti en organism samt huru pinsamt detsamma måste blifva för hvarje sådan, som äger helst någon grad af känsel.

Hvad solljuset och solvärmen åter förmår åstadkomma samt huru oändligt välgörande deras förenade inflytande är, kan lätt af hvar och en observeras och ingen torde finnas som ej kan anföra snart sagdt otaliga bevis derpå. Korteligen, med värmen och ljuset från solen skulle samtidigt de hufvudsakligaste vilkoren för allt lif på jorden försvinna och hela dess yta innan kort förvandlas till en på lif ännu tomare snö- och is-öken än den, i hvilken Kane och hans följeslagare framlefde sina dagar under de omtalade vintrarne.

Men ej allenast värme- och ljusfenomen framkallas genom inverkan ifrån solen utan äfven andra, hvilka äro rent kemiska. En och annan kropp förändrar då den utsattes för solens inverkan, de egenskaper, som förut utmärkte den i kemiskt hänseende. Andra kroppar ingå under samma förhållande lättare en förening med hvarandra, då åter andra, redan sammansatta kroppar, i sin tur sönderdelas. Hvilken familj finnes det väl numera, som ej besitter en fotografi af någon kär person; ty när man kan låta naturen sjelf porträttera, ofta nog vida bättre och alltid för billigare pris än någon målare kunde göra detsamma, hvem skulle då ej begagna sig deraf. Det verkande vid en sådan porträtteringsprocess, hvilken just grundar sig på de nyss omtalade kemiska fenomenen, är, som man säger, ljuset. Detta är likväl något oegentligt sagdt, ehuru uttrycket till och med ivetenskapliga arbeten begagnas. Föresätter man sig att närmare taga reda på detta förhållande och dervid verkeligen går till grunden samt på samma gång gör för sig fullkomligt klart hvari ljus- och värmefenomenen bestå; så skall troligen för de flesta en helt ny verld tyckas öppna sig, och med häpnad skall man finna huru nära förenade dessa, som det tyckes, vidt skilda fenomen äro med hvarandra. Man skall genast komma till erfarenhet af att orsakerne till värme-, ljus- och åtminstone vissa kemiska fenomen är fullkomligt densamma; man skall se huru en -obetydlig skilnad i qvantitatift hänseende kan förorsaka en den största olikhet i afseende å qvaliteten, om vi blott undersöka med våra sinnen. Men ej allenast detta skall man erfara, utan man skall se en väg öppnad till en allmän insigt uti och öfversigt utaf allt, som tilldrager sig uti verlden, och fortgår man sedan, skall man ej mera, ilikhet med en viss stor författare i vårt land, tro att man kan skildt betrakta ljus- och skildt värmefenomenerna etc, utan förnimma, att ett samband, så innerligt som tänkas kan, förenar alla fenomen i verlden och att en allt omfattande verldsordning verkeligen förefinnes. Ja H:r J. V. S. skall, om han för ett ögonblick kan se blotta verkligheten utan att bortblanda sig i mensklighetens dimdunkliga benämningar på enskildheterna, helt säkert fatta att en verldsåskådning bildas vida säkrare genom att inhemta läran om "aba eller obo", än genom lösa drömmerier. En möjlighet finnes äfven för honom att, på grund af de kunskaper han på detta håll kan inhemta, vinna stöd för sina nationalitetsteorier deruti, att hvarje nation möjligen kan bevisas härstamma från sin skilda pöl eller sitt skilda ap-par. - Korteligen, att ett oväntadt samband mellan de till det yttre mest skilda fenomen äger rum, skall man från naturvetenskaplig ståndpunkt finna och här vore det vår mening att först framvisa detta samband mellan värme-, ljus- och vissa kemiska fenomen, för att sedan, i den sednare afdelningen af artikeln, framhålla det allmänna sambandet, som redan blifvit påpekadt.

Efter allehanda äldre, mer eller mindre märkvärdiga, dock numera endast i historiskt afseende vigtiga, läror om ljuset och dess natur, blef sluteligen, på grund af den store Newtons auktoritet, den af honom uppställda läran om ljuset den gällande. Han lärde att ljuset bestod af oändligt små partiklar af ett eget ovägbart ämne, ljusämne, hvilket med otroligt stor hastighet (omkr. 42,000 mil i sekunden) utslungades från alla lysande kroppar. Tvärtemot den af holländaren Huyghens, samtidigt framställda, men helt och hållet olika, åsigt i denna fråga blef Newtons teori gällande ända in i detta sekel, då tvenne män, en engelsman och en fransman, fullkomligt oberoende af hvarandra, åter upptogo den förkastade åsigten, som dittills nästan ensamt af Euler blifvit försvarad, utbildade densamma och beviste dess sanning.

Desse män, Young och Fresnel, lärde, i likhet med Huyghens, att ljuset uppstår genom oändligt hastiga svängningar uti ett, i hela verldsrymden utbredt ämne, som man benämnde eter och hvilket genom sin närvaro öfverallt undgår att blifva känsligt för vågen och således är ovägbart. Dessa svängningar åter ske ej i samma riktning som sjelfva rörelsen fortplantas utan äro transversella. Genom denna teori kunde ej allenast alla ljusfenomen förklaras, utan det finnes till och med sådana, hvilka omöjligen kunna på någon annan grund erhålla en giltig förklaring.

Låt oss derförenärmare skärskåda de förklaringar denna lära gifver på åtskilliga slag af ljusfenomen och sålunda bilda oss en så riktig uppfattning som möjligt såväl af fenomenen sjelfva som af den nya teorin, hvilken af naturliga och lätt inledda orsaker blifvit kallad undulations- eller vibrationsteorin i motsats mot den af Newton uppställda emanations-teorin.

Hvar och en och isynnerhet den, som trakterar ett stränginstrument, vet att spelandet på ett sådant blott består uti att försätta strängarne uti svängningar, hvarigenom åter de närmast belägna luftpartiklarne komma i rörelse, samt att denna rörelse, fortplantad genom det mellanliggande mediet, som i de flesta fall utgöres af luft, vid framkomsten till örat inverkar på hörselnerven och framkallar det intryck af ljud, som man benämner ton. Man vet således att denna ton icke i och för sig existerar, utan blott är det intryck den i särdeles hastiga svängningar försatta luften utöfvar på hörselnerven. Fullkomligt likartadt är förhållandet med ljuset. Det existerar ej i och för sig utan är det intryck, som de i ofantligt hastig rörelseförsatta eterpartiklarne eller molekulerna utöfva på synnerven. Likväl är förhållandet sådant, att lika litet som luftpartiklarna närmast strängen, till följd utaf den impuls de af densamma erhålla, röra sig framåt ända till den hörandes öra utan blott försättas i en oscillerande rörelse å ömse sidor om sitt ursprungliga läge, lika litet röras etermolekulern fortfarande framåt från den lysande kroppen till ögats nerver. Under det sjelfva rörelsen sålunda fortplantas framåt med en otroligt stor hastighet, befinna sig etermolekulerna, som sagdt var, i svängningar å ömse sidor eller rättare vinkelrätt emot den rigtning i hvilken rörelsen fortplantas. Det stycke väg rörelsen framskrider på den tid en etermolekul gör en svängning fram och åter är då det som benämnes våglängdSjelfva rörelsen fortplantas blott i hvardera af dessa fall från en molekul till den närmast befintliga*). Den modifikation dessa rörelser i och för sig äro underkastade är tvåfaldig. Antingen kunna de ske hastigare eller långsammare, eller ock kan rörelsens storlek, fullkomligt oberoende af denna sistomtalade hastighet, vara större eller mindre. Af den förra omständigheten beror vid ljudvågor, tonens höjd, då åter vid ljusvågor det olika intryck, som olika hastiga oscillationer frambringa, af synnerven uppfattas såsom olika färgadt ljus. Emellan en högre och en lägre ton består således skilnaden blott uti det större eller mindre antal gånger, som den ursprungligen i rörelse stadda kroppen eller någon partikel af mediet, hvari rörelsen fortplantar sig, på en viss tid rör sig fram och åter om sitt jemvigtsläge; och emellan olika färgadt ljus är skilnaden densamma. För denna likhets skull är man äfven berättigad att tala om den eller den färgton, alldeles såsom man vanligen gör, utan att på något vis trampa sanningen under fötterna. Af den sednare omständigheten beror åter tonens och färgens styrka eller intensitet. Ju större svängningsamplituden är, desto större intensitet besitter såväl ljudet som ljuset.

Men låtom oss återvända till betraktande af färgerna och allt fortfarande, då det så behöfves, taga likheten mellan ljud- och ljusfenomen till hjelp för framställningen. Det lättaste sätt att framställa färgerna är att låta solljuset, hvilket synes oss fullkomligt ofärgadt, genom en liten öppning infalla i ett mörkt rum samt att i detta ljusknippe placera ett trekantigt glasprisma; ljuset skall då, uppfångadt af en bakom detta prisma befintlig ofärgad och ogenomskinlig kropp, t. ex. en pappskifva, ej mer vara ofärgadt utan visa sig sammansatt af en mångfald på hvarandra följande färger, bland hvilka rödt, orange, gult, grönt, blått, indigo och violett, hufvudsakligast framträda. Dessa, som äfven blifva synliga då ljuset speglar och bryter sig genom vattendropparne vid regn, och som derföre äfven blifvit kallade de sju regnbågens färger, äro likväl ej de enda, ty mångfaldiga andra framträda, ehuru ej så tydligt som de nämnda. Ifrån början af den röda delen af det färgade bälte, som uppstår bakom glasprismat, ända till slutet af den violetta delen af detsamma märker man nemligen tydligt de mest olika nyanser.

Genom användande af en sinnrik metod har man lyckats att beräkna huru många svängningar som ske i sekunden för att framkalla intrycket af en viss färg eller att mäta huru lång våglängden är, (ju flere svängningar i sekunden desto kortare är vågens längd) och funnit att intrycket af rödt frambringas genom 458 billioner svängningar i sekunden samt att 727 billjoner svängningar inom nämnda tiderymd framkallar intrycket af violett, eller att ett ljusintryck af hvad färg det vara må framkallas af ett emellan dessa liggande antal svängningar. Afses våglängden, så varierar den från 689 för rödt till 396 milliondedelar af en millimeter för violett ljus, och ensamt denna olikhet är det som af vårt synsinne uppfattas såsom skilnad uti färg. Således ännu en gång, och man kan ej lägga nog vigt derpå, lika litet som vi förnimma en ton, ty en ton finnes ej i och för sig utan är blott intrycket af ett visst antal svängningar i luften, lika litet se vi en färg, ty den finnes ej i och för sig utan är ett intryck af ett visst antal svängningar i etern. Rörelsen samt intrycket af denna är idessa fall blott det verkliga, tonen och färgen är det ej.

Gifva vi vidare akt på hvad som vid experimentet med prismat än yttermera tilldrager sig, så finna vi först att, som sagdt var, vi numera hafva ett färgadt bälte vida bredare än det ljusknippe, som ursprungligen insläpptes, samt liggande på ett annat ställe än den ursprungliga ljusbilden ligger, ifall prismat borttages, och nu hafva vi här att göra med något verkligt och behöfva ej särskilja det, som verkligen tilldrager sig, från intrycket deraf. Dessa fenomen sammanhänga åter på det närmaste med ljusets väsende. När jemte hvarandra etervågor med olika våglängd eller, som är detsamma, olika svängningshastighet framgå genom ett och samma medium sker ingen särdeles märkbar förändring i fenomenet och alla tillsammans inverka såsom mer eller mindre ofärgadt ljus; men när de träffa på ett nytt medium blifver förhållandet annat. Antingen återstudsa vågorna från det nya mediet liksom vågen från tranden, ljuset reflekteras, eller och fortsattes rörelsen deruti, då åter i en händelse just de tvenne fenomen, hvarom här är fråga, inträffa. När nemligen ljusknippet ej faller fullkomligt vinkelrätt mot det nya mediet, fortgår ljuset, ljusstrålarna eller rättare rörelsen icke i samma direktion som förut, utan tager en annan rigtning; ljuset brytes såsom man säger. Sker brytning ej en utan tvenne gånger, derigenom att ljuset åter öfvergår till ett nytt medium, samt det yttermera är fallet, såsom nu vid prismat, att brytningen i begge fallen sker åt samma håll; så blir naturligtvis direktionen af ljusknippet än mera afvikande från den som det hade innan ännu någon brytning skett. Som nu dessutom det förhållande äger och måste äga rum, att ljusvågor med kortare våglängd eller större svängningshastighet brytas vida starkare än de med större våglängd eller mindre svängningshastighet; så måste det andra fenomenet för färgernas framträdande och i sammanhang dermed det färgade bältets större bredd än det ursprungliga ljusknippets, blifva en följd deraf. - Skulle man än vidare på något annat sätt undersöka detta spektrum, låt vara t. ex. med en mycket änslig apparat för utrönande af små temperaturförändringar, en för ändamålet konstruerad termoelektrisk stapel; så skulle man märka att värmen tilltager när man nalkas den röda delen uti nämnda spektrum. Men ej allenast detta skulle man erfara, utan man skulle äfven märka att, om man fortfarande framförde apparaten uti samma direktion som förut, d. v. s. om man satte den utom det lysande bälte, hvarom hittills varit fråga, men i samma linie med detta bälte, skulle en temperaturförhöjning utvisas utöfver hvilken annan punkt som helst inärheten af spektrum. Man skulle se att värme utsändes från solen äfven utan att vara förenadt med ljus, ett förhållande, som man nogsant vet äga rum med många andra till lägre temperatur uppvärmda kroppar. - Skulle man åter låta solspektrum inverka på ett fotografiskt papper eller, med andra ord, ville man taga en fotografi af detta spektrum, så skulle man ånyo få göra ett nytt rön. Man skulle nemligen få se fotografin utvisa att spektrum egentligen är vida längre än det synes, men nu skulle förlängningen utaf detsamma ej utvisas utom den röda, utan tvertom utom den violetta delen. Strålar hvilka blott åstadkomma kemiska förändringar utan att på samma gång vara lysande komma således äfven ifrån solen, och vi erhålla genom detta experiment ett, på sitt sätt lysande, bevis på att det ej ensamt är ljuset som mankan och får tillskrifva de kemiska verkningarne vid fotograferingsprocessen.

Sammanfatta vi nu i ett slutresultat allt hvad nyss blifvit anfördt; så blifver detta, att hvad vi benämna ljus är eterundulationer utaf en viss hastighet och att dessa kunna åstadkomma såväl tenniska som kemiska fenomener, samt att, för att nu blott sluta efter en analogi, äfven sådana undulationer finnas hvilka dels åstadkomma blott värme eller ock blott kemiska fenomen. Af den plats i spektrum de sist omtalade värme- och kemiska strålame intaga få vi äfven draga den slutsats att de äro dels mindre dels mera brytbara än de egentligen såkallade ljusstrålarne, att de undulationer således, hvilka blott uppfattas såsom värme, försiggå mindre hastigt, men de åter, som ensamt karakteriseras utaf sina kemiska verkningar, vida hastigare än de, hvilka inverka på synorganerna.

Att så verkligen är fallet, är ännu på många andra sätt både visadt och bevisadt. Flere fenomen, hvilka man på experimental väg kan framkalla, t. ex. att värme ifrån olika källor eller rättare värme från olika delar af solspektrum (då numera ej ensamt den lysande delen sålunda benämnes) absorberas olika af olika media, att verkliga värmefärger finnas, alla interferens- och polarisationsfenomen etc. bevisa detta. De kemiska strålame kunna i vissa fall blifva lysande eller åtminstone gifva upphof åt ljus såsom de såkallade fosforescens- eller fluorescens-fenomenerna utvisa. Allt talar med ett ord sagt till förmån förundulationsteorins användbarhet till förklaring af värme och vissa kemiska fenomen, intet deremot; men att ingå närmare i alla detaljer och bevis kan ej här vara på sin plats. Må det vara nog att säga, att denna teori, som förklarar de nämnda fenomenen såsom blotta rörelsefenomen och som uppställdes af Melloni, numera af högst få fysiker betraktas med misstroende, af ingen förnekas. Identitetsteorin, såsom den benämnes, har dessutom efterföljts af en annan, hvilken häfver hvarje tvifvel, som kan uppkastas antingen af den mest rigorösa vetenskapsman eller af en projektmakare med mer eller mindre kunskaper, och hvarom i följande afdelning skall blifva fråga. Denna lärer att ej allenast värme-, ljus- och vissa kemiska fenomen utan alla fenomen i allmänhet på det närmaste sammanhänga med hvarandra, och den hemtar sina bevis äfven från andra experimenter än de hvarpå identitetsteorin är grundad, ehuru den äfven i sig innefattar sistnämnda teori.

Vi kunna nu öfvergå till den andra afdelningen af denna uppsats, sedan vi sett att allt hvad solen verkar på vår jord, d. v. s. att allt lif, all existens börjandes från molnens tåg och bergens vittring och slutandes medmenniskan, är beroende endast och ytterst på rörelse-fenomener, och sluta vi derföre med en anvisning för dem, som önska erhålla vidare bekräftelse på en del af det sagda, till professor Edlunds utmärkta årsberättelse, som afgafs på svenska vetenskaps-akademins årsdag den 31 Mars detta år, och finnes intagen i en nummer af Sv. tidningen "Dagligt Allehanda."