Текст книги "Ньютон"

Автор книги: Владимир Карцев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 14 (всего у книги 31 страниц)

Через две недели кружок превратился в «Новый философский клуб», члены которого обязались «никому не говорить о том, что здесь было раскрыто, никому не говорить о том, что мы вообще имели какую-либо встречу». В клуб вступил и сэр Кристофер Рен, тем самым придав ему большой вес.

Снова и снова члены клуба возвращались к статьям «господина Ньютона». Из дневника Гука: «Обсуждали последние статьи господина Ньютона. Я показал, что господин Ньютон использовал мои гипотезы об импульсах и волнах».

Несмотря на засекреченность нового клуба, Ньютон всё же вскоре узнал о тайном «конклаве» и обвинениях Гука.

Ньютон – Ольденбургу

10 января 1676 года

«Сэр, я Вам обязан за Вашу прямоту, заключающуюся в том, что Вы знакомите меня с инсинуациями мистера Гука… Единственная вещь, которую я написал и о которой он может сказать, что она взята из его гипотезы, – это способность эфира вибрировать… Утверждения о том, что эфирные вибрации – это свет, принадлежит ему, но то, что сам эфир может вибрировать, – это (я полагаю) взято из фонтана, находящегося повыше; то, что эфир – более тонкая материя, чем воздух, и что воздух есть вибрирующая среда, – это известные принципы, которым я и следую. Я бы хотел, чтобы мистер Гук показал мне, что пусть не вся сумма гипотез, которые я выдвинул, есть инсинуация, но хотя бы часть из них взята из его «Микрографии»; но тогда я также ожидаю, что он покажет, что является его личным вкладом… К вещам, которые я заимствовал у Декарта, пожалуйста, добавьте ещё и то, что все части твёрдых тел имеют колебательные движения; иначе он будет говорить, что я взял у него и то, что я говорю о тепле, и то, что он сам заимствовал из Декарта…»

И Ньютон, и Гук видели, что развитие событий приобретает неблагоприятный оборот не только для их личных отношений, но и для развития философии. Гук первым протянул руку дружбы.

Гук – Ньютону

«Мне кажется, что и Ваши и мои работы направлены к одной цели, а именно к раскрытию истины, и я полагаю, что мы должны выслушивать взаимные возражения, пока и поскольку они не переходят в выражение открытой вражды. Наши с Вами головы равно настроены на то, чтобы получать самые точные выводы причин из эксперимента. Если бы, таким образом, Вы выразили бы желание обмениваться со мной соображениями о подобных материях посредством частной переписки, я бы с радостью принял это… Я признаю, что столкновение двух соревнующихся, каждого из которых довольно трудно победить, может произвести свет, даже если их столкнули за уши лоб в лоб чужие руки, чужие инициативы и чужие намерения. Но подобное столкновение скорее произведёт не свет, а нездоровую жару…»

Ньютон – Гуку

«Я ничего более не желаю, чем избежать в вопросах науки всякого дальнейшего состязания, которое может иметь место в печати, и поэтому я с радостью принимаю Ваше предложение о частной переписке. То, что делается перед многими свидетелями, редко оканчивается только поисками истины; а то, что имеет место между друзьями в частном порядке, больше заслуживает названия консультации, чем состязания. И я надеюсь, что именно это и будет между Вами и мной».

Гук – Ньютону

«Я искренне ценю Ваши замечательные умозаключения, я сужу по ним, что Вы пошли в этом деле гораздо дальше, чем я. Считаю, что для исследования этого предмета невозможно было бы найти более подходящего и более способного человека, чем Вы».

Ньютон – Гуку

«Вы переоцениваете мои возможности по исследованию этого предмета…»

Завязалась переписка. Гук пытался убедить Ньютона в том, что многие вещи были сделаны им раньше и были бы доведены до необходимой степени совершенства, если бы не его обременительные обязанности, если бы он только имел на это время. Это была правда, но не в этом была сейчас суть. Суть была в одном – кто прав?

Один из исследователей науки того времени сравнил Гука и Ньютона в этой переписке с двумя деревенскими парнями, неумело размахивающими друг перед другом шляпами с перьями и в поклоне говорящими друг другу комплименты. О, если бы научные споры можно было решить по договорённости! За всем этим внешним политесом стояли и булавочные уколы, и едкие замечания. Гук и Ньютон в принципе не могли примириться, имея на двоих всего одну научную истину.

Во имя возможного примирения Ньютон покривил душой, признав большой вклад Гука в оптику. На самом деле он так отнюдь не считал, и в строках его знаменитого письма от 5 марта 1676 года можно увидеть скрытую издёвку.

Ньютон – Гуку

«То, что сделал Декарт, было хорошим шагом. Вы многое добавили к нему в некоторых отношениях, и особенно, сделав предметом естественнонаучного рассмотрения цвета тонких плёнок. Если я видел дальше, то лишь потому, что стоял на плечах гигантов».

Последняя фраза, часто цитирующаяся в ньютониане, обычно вырывается из контекста и тем приобретает несколько искажённый смысл.

…Когда-то средневековый учёный монах Бернард Шартрский сравнивал своих современников с карликами, вскарабкавшимися на плечи гигантов. Он говорил, что они видят дальше и больше, чем их предшественники, не потому, что сами имеют больший кругозор, но потому, что вознесены мудрецами древности на высоту их гигантского роста. Взятая в её первоначальном виде и смысле, эта фраза, как видно, имеет апологетический характер, призывает к догматизму. Приглаживая образ Ньютона, многие позднейшие исследователи считали, что фраза о карликах, стоящих на плечах гигантов, у Ньютона означает его уважение и благодарность по отношению к его предшественникам-гигантам. К сожалению, эта черта совершенно не свойственна Ньютону. В этом можно легко убедиться, открыв любую его работу. Если вникнуть в контекст переписки Ньютона и Гука тех времён, фраза никак не может означать того, что за ней обычно видят. В лучшем случае это – двусмысленность. В худшем случае, который многим исследователям представляется наиболее вероятным, эта фраза – издевательская, учитывая малый рост горбуна Гука.

…С 1675 года Ньютон не посылал в Королевское общество ни одной статьи по оптике и по цвету, хотя и продолжал активно заниматься этим. Его интересовали вопросы преломления лучей в тонких пластинках, дифракция, двойное преломление в кристаллах исландского шпата. У него накапливался большой материал, который он никак не мог сейчас опубликовать. Ему мешал Гук, ему мешало непонимание Королевского общества и учёных в других странах. Он должен был ждать.

Ньютон – Ольденбургу

24 октября 1676 года

«…Частые отвлечения от работы, которые сейчас стали происходить из-за разных писем, полных возражений и прочего, сильно мешают мне в работе и заставляют обвинять себя в неблагоразумии, поскольку в охоте за тенью я пожертвовал истинно ценной вещью – своим покоем…»

Часть VI
OPUS MAGNUM[22]22
  Великий труд (лат.).


[Закрыть]

С Ньютона начинается эра полной зрелости человеческого ума.

В. Гершель

НАЧАЛО «НАЧАЛ»

Если бы не Галлей, эта работа, по всей вероятности, не была бы задумана; а если бы была задумана, то не была бы написана; а если бы была написана, то не была бы напечатана.

А. де Морган

– Эллипс, разумеется…

Так ответил Ньютон на вопрос Эдмонда Галлея и этими уверенными, без раздумий, словами поразил его. Вопрос же, согласно воспоминаниям Кондуитта, был таков:

– Как Вы думаете, сэр, по какой кривой двигалось бы небесное тело, если бы сила притяжения его Солнцем была бы обратно пропорциональна квадрату расстояния от него?

Шёл август 1684 года. Время было неспокойное. Галлей привёз в Кембридж тревожные слухи. Поговаривали, что короля Карла II хватил удар. Его старательно лечили: ставили банки, дважды пускали кровь, давали рвотное и слабительное и затем, после того как стало лихорадить, заставили принимать порошки и подвергли операции на голове. («Правда, не такой кардинальной, как его отца», – шёпотом добавил Галлей.) Ещё раз пустили кровь. Близкий конец был очевиден. Будущее вновь стало неопределённым. Недавно исчезнувшая с неба комета, комета 1682 года, которую позже назовут именем Галлея, предсказывала бедственное – disaster, что следовало из самого этого слова, происходившего от астрологического: «зловещая звезда».

Галлей привёз только что выпущенную Королевским обществом книгу «Cometomantia» – отклик на комету, попытка подвести научную базу под кометные несчастья. «Если признать, что кометы загрязняют и воспламеняют воздух, а также истощают сок Земли, то отсюда логически вытекает, что они служат причиной бесплодия почвы, порчи и высыхания её плодов, а это, естественно, ведёт к смерти, голоду и нужде. И в качестве неизбежного следствия всего этого мы должны ожидать болезней, моровых поветрий, смертей и особенно внезапных кончин многих великих мира сего, ибо таковые ранее и легче других становятся жертвами, поскольку изысканность их стола и роскошный образ жизни, а иногда также великие заботы и бдения, ослабляющие и изнуряющие их тело, делают их более подверженными, нежели подлый люд».

Не грозит ли комета грядущим появлением папистов, домашних алтарей и католических крестов? Не зажгутся ли новые костры, не восстанут ли старые плахи, не зазвенит ли над новыми шеями остро наточенный топор?

Галлей, однако, приехал не затем, чтобы показать пророческую книгу и рассказать о тревожных слухах. Он рассчитывал получить у Ньютона ответ на давно уже мучающий его вопрос: какова была бы орбита этой злосчастной кометы или вообще какого-либо небесного тела, если бы притяжение к Солнцу подчинялось закону обратных квадратов?

Кометы и их небесные пути имели в жизни Галлея особый смысл и значение. Высокий, худощавый сын лондонского мыловара был на четырнадцать лет моложе Ньютона. Он с детства льнул к окуляру телескопа и знал ночное небо не хуже, чем Библию, которую досконально изучил, и именно поэтому во многом и успешно конфликтовал с официальной верой, делая это, однако, менее осторожно, чем Ньютон, – открыто. Галлей заявил о себе как астрономе ещё юношей, когда он составил первые точные карты южного неба. Для этого он, добившись рекомендательного письма Карла II, отправился на остров Святой Елены, Заслуги его были оценены званием «Тихо Браге южного неба». Обладая бурным, порой необузданным воображением, он был способен и на глубочайшие прозрения, и на беспочвенные фантазии: он был убеждён, например, в том, что внутри Земли обитают люди. Он был храбр – сам испытывал изобретённый им водолазный колокол; остроумен – определял относительные площади английских графств, взвешивая на весах их вырезанные по карте изображения, а возраст Земли – по изменению солёности Мирового океана. Талантлив – он был у основания космологии, геофизики, океанографии, метеорологии, демографии. Он был одновременно учёным-филологом (арабистом) и морским волком. Но что больше всего его интересовало, что задевало его воображение, бросало вызов его любопытству и остроумию и что – единственное – в конце концов прослабило его имя на века – это кометы.

Он увлёкся ими, будучи в Париже. Шёл 1680 год, ему исполнилось двадцать четыре. Директор Парижской обсерватории Джованни Кассини дал ему расчёты орбиты сиявшей в то время в парижском небе большой кометы. Комета, по мнению Кассини, двигалась по круговой орбите, как и планеты. Галлей же считал, что Кассини неправильно определил путь кометы: она движется уж, конечно, не по кругу.

А по прямой линии! Галлей сравнивал результаты наблюдений парижских астрономов со своими расчётами. И – безнадёжно запутывался. Можно было добиться совпадения практически любых двух точек из наблюдённой и вычисленной орбит, но тогда все другие точки расходились, причём в беспорядке. Это, казалось, подтверждало старое астрономическое поверье: кометы – это вестники небесного беспорядка, вещающие о переменах времён и состояний.

Придерживаясь мнения о том, что кометы движутся по прямой линии, Галлей как бы «выпрямил» суждение помощника Тихо Браге – Иоганна Кеплера, пражского придворного математика, волшебника и музыканта.

Орбиты планет, по мнению Кеплера, не окружности, а эллипсы; расстояние от Солнца и скорость их подчинены законам музыкальной гармонии, музыке сфер. В стройной системе, созданной богом-математиком, космические бродяги-кометы оставались неприкаянными странницами, кочующими по своей воле, без определённой судьбы. Они нарушали мировой порядок и в стройной полифонии Кеплера звучали отвратительным диссонансом. Стремясь устранить это впечатление, Кеплер решил, что путь кометы напоминает путь ракеты при фейерверке: она вспыхивает и разгоняется, а потом падает, – долгий прямолинейный участок оканчивается резким снижением. Тогда, учитывая неточность измерений Кеплера, пути комет сходились с расчётом.

– 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.