Сэр Исаак Ньютон

Сэр Исаак Ньютон

Удивительный гений англичанина Исаака Ньютона (1642–1727) вознес научную революцию до высшей точки. Ньютон был отнюдь не привлекательной личностью. Он был очень рассеянным профессором: он забывал есть, когда работал, и ему приходилось напоминать о необходимости публиковать свои открытия. Он страдал паранойей и уверял, что коллеги крадут его идеи. Он тратил много времени и сил на алхимические исследования, не говоря уже о вычислении дат библейских событий. Но когда Ньютон обратился к физике и астрономии, только Галилей среди ученых XVII в. смог сравниться с ним по богатству воображения и дисциплине. Только Галилей разделял его мастерство по управлению научным инструментарием, экспериментами, теориями. Ньютон был более сильным математиком, абстрактно мыслящим. Как многие ученые, он больше всего создал будучи молодым человеком. В 1665 г., когда он был студентом Кембриджа, учебное заведение накрыла эпидемия бубонной чумы. И около двух лет Ньютон был вынужден провести на уединенной ферме его матери в Линкольншире. В этом месте он начал свои эксперименты в оптике, таким образом первый раз выделив учение о свете в отдельную ветвь физики. В математике он изобрел дифференциалы и интегралы. В механике он начал формулировать свои законы всемирного тяготения и движения. «В те дни, — вспоминал он позже, — я был на пороге своих изобретений и занимался математикой и философией более, чем когда бы то ни было».

Основным достижением Ньютона стало объединение законов планетарного движения Кеплера, законов падения тел Галилея, концепции инерции, развиваемой Галилеем и Декартом, и своей собственной концепции гравитации в единой физико-математической системе. Ньютон задался вопросом, что удерживает планеты на эллиптической орбите вокруг Солнца и Луну на орбите Земли, в то время как согласно концепции инерции Галилея каждая из них должна двигаться независимо по прямой линии. Упавшее ему на голову яблоко в его саду навело его на мысль, что Луна должна притягиваться к Земле той же силой, которая притягивает яблоко к Земле. Он вывел, что гравитация — это общая сила, влияющая на все предметы, и взаимодействия двух масс друг на друга равны по силе и противоположны по направлению. Таким образом, Луна притягивается к Земле с той же силой, что и Земля к Луне. Лунное притяжение вызывает морские приливы. В случае с яблоком его масса настолько мала в сравнении с земной, что притяжение яблока не имеет значимого воздействия. 20 лет прошло, прежде чем Ньютон убедился в своей математической правоте. Наконец в 1687 г. он сформулировал свою теорию притяжения и движения тел и описал ее в эпохальном труде, «Математические начала натуральной философии», обычно известном по своему латинскому названию «Принципы» (Principia). Она продавалась по 5 шиллингов за копию.

«Принципы» — это довольно сложное произведение, рассчитанное на тех, кто мог понять ньютоновскую математику и оценить элегантность его теории. Беглый взгляд не позволит понять его глубины. Во-первых, Ньютон соединил вместе математические, астрономические и механические открытия века. Он соединил небесную механику Кеплера с земной механикой Галилея и вывел из этого три закона движения, которые выразил математически. Далее, он сформулировал закон всемирного тяготения: каждый предмет притягивается к другому с силой пропорциональной произведению масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. В целом «Принципы» есть развернутая демонстрация этого закона. Ньютон не стремился понять истинную силу гравитации. Он спорил с Декартом, который отрицал существование гравитации и движение тел объяснял механически. Взгляд Ньютона на природу, так же как и взгляд Декарта, был механистическим и математическим, но он не любил метод Декарта открывать картины мира без привязки к эмпирическим наблюдениям. Подобно Галилею, Ньютон верил, что ученые должны выяснять, как Вселенная существует, а не почему. Он много усилий приложил к тому, чтобы лопнул мыльный пузырь картезианства. Подкрепляя свои абстрактные выводы экспериментами, Ньютон завершил свою книгу описанием строения небесной системы. Эта часть поразила его читателей. В числе прочего Ньютон высчитал период вращения Земли. Его описание Вселенной не требовало исправлений в течение целого века, а физика продолжала работать в рамках ньютоновой механики (или классической механики) до века Эйнштейна. «Принципы» были признаны произведением искусства, хотя картезианцы не принимали теорию гравитации. В отличие от Галилея вокруг Ньютона поднялась шумиха. Он был посвящен в рыцари и избран членом Королевского общества. Когда он умер, он был удостоен гранитного памятника и похоронен в Вестминстерском аббатстве.