«Принципы оптики» , в просторечии известные как « Борн и Вольф» , представляют собой учебник по оптике, написанный Максом Борном и Эмилем Вольфом и первоначально опубликованный в 1959 году издательством Pergamon Press . [1] После шести изданий в Pergamon Press книга была передана в издательство Cambridge University Press , которое выпустило расширенное седьмое издание в 1999 году. [2] В 2019 году было опубликовано юбилейное издание, посвященное 60-летию книги, с предисловием сэра Питера Найта . [3] Эта книга считается классической научной книгой и одной из самых влиятельных книг по оптике двадцатого века. [4]
В 1933 году Спрингер опубликовал книгу Макса Борна «Оптика» , в которой рассматривались все оптические явления, к которым были применимы методы классической физики и уравнения Максвелла в частности. В 1950 году при поддержке сэра Эдварда Эпплтона , ректора Эдинбургского университета, Борн решил выпустить обновленную версию Optik на английском языке. Частично его мотивировала необходимость зарабатывать деньги, поскольку он не проработал в Эдинбурге достаточно долго, чтобы заработать достойную пенсию, и в то время не имел права на какую-либо пенсию за время работы в Германии. [3] : 9 [5] : 293 [6] : 181
Первая проблема, которую пришлось решить Борну, заключалась в том, что после вступления США в войну в 1941 году « Оптик» широко тиражировался и продавался в США вместе со многими другими книгами и периодическими изданиями. Это было сделано под эгидой Управления по делам чужой собственности , которое было уполномочено конфисковывать собственность противника, так что ни авторы, ни издатели не получали никакой оплаты за эти продажи. Когда война закончилась, печать продолжилась, но гонорары авторам и издателям по-прежнему не выплачивались. Борн регулярно писал, пытаясь вернуть себе свою книгу, указывая, что он не был иностранцем, поскольку в начале войны он был гражданином Великобритании. Он заручился поддержкой различных людей и организаций, в том числе британского посла в Вашингтоне. В ответ он получил письмо, в котором говорилось, что ему придется заплатить 2% от розничной цены любой написанной им новой книги, основанной на Optik . Статья в Manchester Guardian о том, как таким же образом лишили гонорара Жана Сибелиуса, побудила его написать письмо с описанием собственной ситуации. В конце концов ему вернули права на книгу, и он получил гонорары задним числом. [3] : 9 [5] : 294
Он быстро понял, что необходимо осветить важные события в оптике, произошедшие за годы, прошедшие с момента написания оригинальной книги. Он обратился к Деннису Габору , изобретателю голографии, с просьбой сотрудничать с ним в написании книги. Эмилю Вольфу , научному сотруднику Кембриджского университета, было предложено написать главу для книги. Впоследствии Габор бросил учебу из-за нехватки времени. Борн и Вольф были тогда основными авторами при участии других авторов. Вольф написал несколько глав и отредактировал другие статьи; Вклад Борна заключался в модифицированной версии Optik , а также в сотрудничестве с Вольфом при планировании книги, а также во многих дискуссиях по поводу спорных моментов, презентации и так далее. [2] : Предисловие к 1-му изданию [3] : 9 [5] : 293
Они надеялись завершить книгу к концу 1951 года, но были «слишком оптимистичны». [7] : 10 Книга была впервые опубликована в декабре 1959 года.
Pergamon Press — научно-издательская компания, основанная в 1948 году Робертом Максвеллом и Полем Росбо . Последний был научным консультантом Springer в Германии до и во время войны и был одним из редакторов журнала Optik . Он также был тайным агентом союзников во время войны. Он убедил авторов разместить книгу в Pergamon Press, о чем они позже пожалели. [3] : 10 [5] : 295
Подробный отчет дает Густав Борн , сын Макса [8] . Он объясняет, как законы о клевете в Великобритании не позволяли ему говорить об этом до смерти Максвелла .
Максвелл пытался убедить авторов согласиться на гораздо более низкую ставку гонорара за продажи в США, чем было оговорено в их контракте, поскольку книга должна была продаваться другим издателем, что означало бы снижение прибыли Pergamon. Затем он фактически продавался через американское отделение Pergamon, но авторы все равно получали сниженные гонорары. Они также обнаружили, что цифры продаж в их отчетах были ниже реальных цифр. Пункт контракта означал, что для решения этого вопроса им пришлось обратиться в арбитраж, а не в суд. Густав представлял в этом вопросе интересы своего отца, поскольку Макс Борн сейчас жил в Германии, и ему было под семьдесят. Дело рассматривалось Десмондом Акнером (позже лордом Акнером) в 1962 году. Он вынес решение в пользу авторов по всем пунктам. Тем не менее им по-прежнему недоплачивали. Начальные цифры отчета за год не совпадали с итоговыми цифрами отчета за предыдущий год. Некоторые издания переиздавались несколько раз, но вообще не фигурировали в отчетах. После смерти Борна Вольф обнаружил, что на Дальнем Востоке распространяется международное издание, о котором ему не сообщили. Пергамон прислал ему небольшой чек, когда поднял с ними этот вопрос. Когда он пригрозил им судебным иском, они выслали еще один чек на сумму в три раза большую. Вольф сказал [2] : В предисловии к седьмому изданию книга переиздавалась семнадцать раз (не считая несанкционированных изданий и переводов).
Росбо покинул Pergamon Press в 1956 году, «потому что счел Максвелла совершенно нечестным». Другие авторы рассказали Густаву Борну, что у них были такие же проблемы с Максвеллом. Среди них были сэр Генри Дейл , получивший Нобелевскую премию по медицине в 1936 году, и Эдвард Эпплтон.
Книга стремилась охватить только те оптические явления, которые могут быть выведены из электромагнитной теории Максвелла, и призвана дать полную картину того, что было известно на тот момент и получено из уравнений Максвелла. [2] : Предисловие к первому изданию.
Оно было опубликовано в 1962 году. [2] : Предисловие ко второму изданию. Оно содержало исправления ошибок и опечаток.
Лазеры разрабатывались с момента публикации первого издания, но не рассматривались, поскольку работа лазера выходит за рамки классической оптики. Были включены некоторые ссылки на исследования, в которых использовались лазеры.
Оно было опубликовано в 1965 году. [2] : Предисловие к третьему изданию. В нем снова были исправлены ошибки и опечатки, а также добавлены ссылки на недавние публикации.
Новая фигура (8.54), подаренная Лейтом и Упатниексом , показала изображения первого трёхмерного голографического изображения. Это относится к разделу главы VIII, в котором описывается техника реконструкции волнового фронта Габора.
Он был опубликован в 1968 году и включал исправления, улучшения текста и дополнительные ссылки. [2] : Предисловие к четвертому изданию.
Он был опубликован в 1974 году и снова включал исправления, улучшения текста и дополнительные ссылки. [2] : Предисловие к пятому изданию.
Существенные изменения внесены в разделы 13.1-13.3. который занимается оптическими свойствами металлов. Взаимодействие оптической электромагнитной волны с металлом невозможно описать с помощью классической оптической теории. Тем не менее, некоторые основные особенности можно описать, по крайней мере, количественно, если принять во внимание частотную зависимость проводимости и роль свободных и связанных электронов.
Оно было опубликовано в 1985 году и содержало небольшое количество исправлений [2] : Предисловие к 6-му изданию».
В 1997 году издание книги было передано издательству Cambridge University Press, которое было готово переделать текст, что дало возможность внести в книгу существенные изменения. [2] : Предисловие к 7-му изданию.
Изобретение лазера в 1960 году, через год после публикации первого издания, привело ко многим новым видам деятельности и совершенно новым областям оптики. Полностью обновленные «Принципы оптики» потребовали бы нескольких новых томов, поэтому Вольф решил добавить лишь несколько новых тем, которые не потребовали бы серьезных изменений в тексте.
К главе IV был добавлен новый раздел, в котором представлены принципы компьютерной аксиальной томографии , известной как CAT, которая произвела революцию в диагностике в медицине. Существует описание преобразования Радона , разработанное в 1917 году, которое лежит в основе теории КАТ.
Изложение теории дифракции Кирхгофа-Релея было добавлено в главу VIII, поскольку она стала более популярной. Ведутся споры о том, какая теория дифракции лучше всего описывает эту теорию или старую теорию Кирхгофа.
Представлено недавно открытое явление, при котором спектральный анализ распределения света наложенных широкополосных световых полей предоставляет важную физическую информацию, из которой можно вывести свойства когерентности света.
Добавлена глава XIII, озаглавленная «Теория рассеяния света неоднородными средами». Основная теория была разработана много лет назад при анализе квантовомеханического потенциального рассеяния, а совсем недавно была получена для оптического рассеяния. Обсуждается дифракционная томография. Он применяется, когда конечную длину волны задействованных волн, например оптических и ультразвуковых волн, нельзя игнорировать, как в случае рентгеновской томографии.
Также были добавлены три новых приложения:
На сегодняшний день вышло семь изданий книги.
Первые шесть были опубликованы издательством Pergamon Press в 1959, 1962, 1965, 1968, 1974 и 1980 годах. Издательство Кембриджского университета взяло на себя управление книгой в 1997 году и опубликовало расширенное седьмое издание в 1999 году . 2019, шестьдесят лет после первого издания.
В 1999 году Вольф прокомментировал [2] : «Предисловие к 7-му изданию» , что было произведено семнадцать разрешенных переизданий и неизвестное количество несанкционированных переизданий.
Пятое издание переиздавалось в 1975 и 1977 годах. [10] В период с 1983 по 1993 год шестое издание книги переиздавалось семь раз. [3] Некоторые из этих переизданий, в том числе в 1983 и 1986 годах, включали исправления. [10]
Издательство Кембриджского университета выпустило перепечатку 6-го издания в 1997 году. Перепечатка 7-го издания была выпущена в 2002 году с исправлениями. До того, как в 2019 году было напечатано юбилейное издание, посвященное 60-летию, было сделано пятнадцать переизданий. [3]
Первое издание было очень хорошо принято. [2] : Предисловие В биографии Макса Борна говорится: «Она представляет собой основанное на электромагнитной теории систематическое рассмотрение всех оптических явлений, которые можно описать в терминах непрерывного распределения материи». [11] Время для этого было очень удачным. Появление лазера вскоре после его публикации означало, что идеи, которые он дал в описании и анализе света, были напрямую применимы к поведению лазерного света. Его широко использовали преподаватели университетов, исследователи использовали его как источник точной информации. Отличные продажи отражали ее ценность для мирового оптического сообщества.
Габор сказал, что описание голографии в книге было первым систематическим описанием техники в авторитетном учебнике. [2] : Предисловие Габор отправил Вольфу копию одной из своих бумаг с надписью «Дорогой Эмиль, я считаю тебя своим главным пророком, С любовью, Деннис» [7]
Рецензиями на седьмое издание выступили Питер В. Милонни , [4] Юджин Хехт , [12] и Уильям Максвелл Стин. [13] Предыдущие издания книги были рецензированы Леоном Розенфельдом , [14] Уолтером Томпсоном Уэлфордом , [15] Джоном Д. Стронгом , [16] и Эдгаром Адрианом , [17] среди других. [18] [19] [20] [21] [22]
Питер Милонни начал свой обзор книги, поддержав описание книги на суперобложке, заявив, что это «одна из классических научных книг двадцатого века и, вероятно, самая влиятельная книга по оптике, опубликованная за последние 40 лет». [4]
Юджин Хехт начал свой обзор книги, сравнив задачу с рецензированием «Одиссеи » в том смысле, что к ней «нельзя подходить без определенного трепета и предвидения того, что все, что вы говорите, по сути не имеет значения». [12] Затем Хехт подводит итог своему обзору, чтобы помочь «любому, у кого нет времени читать остальную часть этого эссе», заявляя: « Принципы оптики » — отличная книга, седьмое издание — прекрасное, и если вы работаете в поле, вам, вероятно, следует владеть им». [12] Далее Хехт заявил, что книга «представляет собой великий, строгий, тяжеловесный и непоколебимый математический трактат, в котором рассматривается множество тем классической оптики». [12] Он отметил, что книгу может быть трудно понять; он написал: «Это проявление силы, никогда не предназначенное для легкого чтения». [12] Проанализировав некоторые изменения в новом издании, Хехт завершил обзор тем же резюме, что и введение, еще раз подчеркнув, что «если вы работаете в этой области, вам, вероятно, следует владеть ею». [12]
