Владимир Карцев - Ньютон

• Название: Ньютон
• Автор: Владимир Карцев
• Издательство: Издательство; «Молодая гвардия»
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1987

Книга известного советского учёного и писателя В. П. Карцева представляет собой первое на русском языке научно-художественное жизнеописание одного из величайших мыслителей мира — английского математика, физика, механика и астронома Исаака Ньютона, оказавшего воздействие на всё развитие науки вплоть до нашего времени. Книга построена на обширном документальном материале, отечественном и зарубежном. Она содержит также широкое полотно общественной и научной жизни Англии конца XVII — первой половины XVIII века.

Рецензенты: доктор физико-математических наук, профессор В. В. Толмачёв, кандидат филологических наук, член СП СССР Б. Н. Тарасов.

---

— Если они и не выглядят прямыми линиями, — убеждал Кеплер, — это объясняется лишь движением Земли вокруг Солнца. — Тем самым он привлекал себе на помощь великого поляка Николая Коперника, а сопротивляющихся тут же определял в лагерь замшелых сторонников Аристотеля.

Говорить об искривлении пути кометы было в то время равносильно повороту в сторону старых аристотелевских представлений! Каждый, кто решался на такое предположение, автоматически навлекал на себя подозрение в косности взглядов. Прогрессивный Галлей, разумеется, почитал безнадёжно старомодными взгляды гданьского астронома Яна Гевелия, полагавшего, что пути комет «никогда не бывают столь безупречно прямыми, как настаивают Кеплер и другие».

Комету, за которой охотился Галлей в 1682 году, видели многие на Земле, но редко кто видел её дважды — как позднее показал сам Галлей, она, возвращаясь, появляется над Землёй раз в 75–76 лет. Её видели в Китае почти за две тысячи лет до Галлея, её видел юноша Юлий Цезарь, она изображена на вышитом дамами одиннадцатого века знаменитом гобелене, где есть надпись: «Дивятся звезде» — там король Гарольд сидит на троне в ожидании своей грядущей неизбежной погибели в битве при Гастингсе. Её видел Джотто и изобразил на фреске в Падуе, предположив, что комета — это Вифлеемская звезда, в сиянии которой поклонялись мальчику Иисусу волхвы. Её видели в разное время и Христофор Колумб, и Леонардо да Винчи, и королева Елизавета I. Иногда голова её была круглой и величиной с бычий глаз, и от этой головы отходил павлиний хвост, простиравшийся на треть небесной тверди.

Галлей наблюдал за этой кометой в ранние утренние часы в своей домашней обсерватории в Айлингтоне. Как бы предчувствуя её грядущую роль в своей жизни, он покидал супружескую постель во время медового месяца и наводил телескоп на косматое чудище. Его наблюдения не подтвердили «прямолинейной» гипотезы.

Оставалось обратиться к Ньютону.

— Эллипс, разумеется, — ответил Ньютон и добавил: — Я вычислил это. У меня где-то есть доказательство. — И пошёл рыться в кипах бумаг, заполнявших стол.

И тогда Галлей поразился ещё больше. Но он поразился не тому, что орбиты комет должны быть эллиптическими — об этом догадывались многие; он сам размышлял об этом и временами приходил к тому, что они могут быть сильно вытянутыми эллипсами. Галлея поразило замечание Ньютона о том, что он вычислил результат. Вычислить наконец силу, которая движет мирами, было под силу только величайшему математику.

— Эллипс, разумеется, я вычислил это. У меня где-то есть доказательство, — сказал Ньютон и пошёл рыться в кипах бумаг, заполнявших стол. Но найти доказательства не смог. — Я пришлю вам его позже, — добавил Ньютон.

Об историческом визите Галлея к Ньютону не сохранилось документов. Ньютон нигде не записал о нём и не отразил его в своих письмах. Всё, что мы знаем об этой встрече, известно из писем Галлея Ньютону той поры, из заметок Ньютона времён спора его с Лейбницем в 1713 году, и из его воспоминаний, сделанных в весьма преклонном возрасте. Это с его слов рассказал впоследствии Кондуитт о знаменитой встрече. Историк же Б. Коэн, занявшийся реконструкцией встречи, выяснил одну интересную деталь. Вряд ли беседа проходила так, как её описывают, вряд ли Ньютон имел доказательство и вряд ли случайно он не нашёл его в своих бумагах.

Дело в том, что такого доказательства существовать просто не может. Под действием силы, падающей с квадратом расстояния, небесное тело совсем необязательно должно двигаться по эллиптической орбите. Его путь может быть прямолинейным, направленным к центру силы, или же криволинейным; он может быть и кругом, и эллипсом, и параболой, и даже гиперболой — любым коническим сечением.

Скорее всего неправильно передано содержание вопроса Галлея. Скорее всего Галлей спросил Ньютона следующее: «По какому закону должна была бы изменяться сила, если бы небесное тело двигалось по эллиптической орбите?»

Галлея в данный момент необычайно интересовала связь формы орбиты небесного тела с силой, удерживающей его на ней. Изучив гармонические пропорции Кеплера, Галлей решил, что центростремительная сила при круговой орбите должна снижаться пропорционально квадрату расстояния.

Он не помнил, когда это произошло, какого числа. Но была среда — это он помнил точно, — когда он, Галлей, повёл Кристофера Рена и Роберта Гука в кофейню и там поведал им о своём открытии. Рен стал было горячо обсуждать речи Галлея, но Гук неожиданно заявил о том, что он давно уже знает этот принцип и что с помощью этого принципа можно определить законы небесных движений, что, кстати, им, Гуком, уже и сделано.

И кое в чём Гук был прав.

Год 1666-й, год чумы, год необычайно яркого взлёта таланта Ньютона, был удачным и для Гука. В марте того года Гук рассказывал в Королевском обществе о возможных экспериментах с силой тяжести, призывая к численной оценке изменения этой силы. А уже в мае он прочёл сообщение «Об искривлении прямолинейного движения под влиянием притягательной силы».

Видно было, что Гук всерьёз размышляет о тяготении и его законах. Об этом свидетельствует и представленная им в 1674 году работа «Попытка доказать движение Земли посредством наблюдений». И вот что там было:

«Я изложу теперь систему мира, которая отличается во многих отношениях от до сих пор известных, но которая во всех отношениях согласуется с обычными законами механики. Она основана на трёх предположениях. Первое заключается в том, что все без исключения небесные тела обладают способностью притяжения или тяжести, направленных к центрам, благодаря которым тела не только удерживают свои собственные части и препятствуют им улетучиваться в пространство, как это — мы видим — делает Земля, но, кроме того, они притягивают также все другие небесные тела, находящиеся в сфере их действия; следовательно, не только Солнце и Луна влияют на тело и движение Земли, и Земля на них, но также Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн значительно влияют своей притягательной силой на движение Земли точно так же, как Земля имеет значительное влияние на движение этих тел. Второе предположение заключается в том, что все тела, однажды приведённые в прямолинейное и равномерное движение, продолжают это движение по прямой линии до тех пор, пока какие-либо другие силы не отклонят и не обратят это движение в движение по кругу, эллипсу или другой более сложной кривой линии. Третье предположение в том, что притягательные способности проявляются с большей силой по мере того, как тела, на которые они действуют, приближаются к центру, откуда силы исходят. Каковы же последовательные степени возрастания сил на различных расстояниях, я ещё не проверил на опыте…»

Гуку, однако, недосуг заняться этим исследованием вплотную, он очень занят, у него много обязанностей, Гук продолжает: «Я смею обещать тому, кто преуспеет в этом предприятии, что он в этом принципе найдёт определяющую причину величайших движений, которые имеются во Вселенной, и что его полное развитие будет настоящим усовершенствованием астрономии».

Здесь он оказался провидцем.

Что касается Ньютона, он в конце 1684 года послал Галлею обещанное доказательство. Так и осталось неизвестным, было оно у него раньше или он сочинил его заново.

Сам Ньютон относит визит Галлея к весне или маю 1684 года, а иногда даже и к 1683-му. Но протоколы Королевского общества под датой 10 декабря 1684 года хранят запись сказанного Галлеем сразу после второго путешествия в Кембридж: «Господин Галлей… недавно видел в Кембридже м-ра Ньютона, и тот показал ему интересный трактат «De motu» («О движении»). Согласно желанию г-на Галлея Ньютон обещал послать упомянутый трактат в общество, чтобы включить его в регистрационный журнал».

Речь, очевидно, идёт о втором, ноябрьском визите Галлея к Ньютону.

В конце февраля 1685 года Ньютон письменно благодарил своего старого знакомого Френсиса Астона, теперь секретаря Королевского общества, за то, что тот внёс в регистрационную книгу Королевского общества его «заметки о движении» в качестве доказательства приоритета Ньютона. «Я предназначал их для Вас уже давно, — писал Ньютон, — но проверка некоторых вещей заняла больше времени, чем ожидалось, и в основном оказалась напрасным трудом. А сейчас я отправляюсь на месяц-полтора в Линкольншир. После чего намереваюсь окончить всё по возможности быстро». Письмо было оглашено на заседании Королевского общества. Таким образом первый набросок «Начал», какая-то рукопись, название которой связано с движением, действительно была подготовлена Ньютоном в период между ноябрём 1684 года и февралём 1685 года.

Следующее упоминание о «Началах» встречается в документах Королевского общества лишь через год.

НАГЛАЯ И СУТЯЖНАЯ ЛЕДИ ФИЛОСОФИЯ