Век Людовика XIV. История европейской цивилизации во времена Паскаля, Мольера, Кромвеля, Мильтона, Петра Великого, Ньютона и Спинозы: 1648—1715 гг. - Уильям Джеймс Дюрант
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Ньютон собрал свои рассуждения о свете в "Оптике" 1704 года. Важно, что она была написана на английском языке (Principia была на латыни) и адресована "читателям, обладающим быстрым умом и пониманием, но еще не сведущим в "Оптике"". В конце книги он перечислил тридцать один вопрос для дальнейшего рассмотрения. Вопрос I пророчески гласил: "Не действуют ли тела на свет на расстоянии и не изгибают ли они своим действием его лучи, и не является ли это действие наиболее сильным на наименьшем расстоянии?"† И вопрос XXX: "Почему природа не может менять тела на свет, а свет на тела?"
III. ГЕНЕАЛОГИЯ ГРАВИТАЦИИ
1666 год стал для Ньютона судьбоносным. В нем началась его работа в области оптики; но также, вспоминал он позднее, в мае "я начал изучать обратный метод флюксий; и в том же году я начал думать о гравитации, распространяющейся на орбиту Луны, ... сравнив таким образом силу, необходимую для удержания Луны на ее орбите, с силой тяжести на поверхности Земли, и обнаружил, что они довольно близко отвечают друг другу". . . В те годы я был в расцвете лет". 21
В 1666 году чума добралась до Кембриджа, и ради безопасности Ньютон вернулся в родной Вулстхорп. В этот момент мы натыкаемся на интересную историю. Писал Вольтер в своей "Философии Ньютона" (1738):
Однажды, в 1666 году, Ньютон, уединившийся в деревне, увидев, как с дерева упал какой-то плод, как мне рассказывала его племянница, мадам Кондуит, погрузился в глубокое размышление о причине, которая влечет все тела по линии, которая, если ее продлить, пройдет почти через центр Земли. 22
Это самое старое из известных упоминаний истории о яблоке. Она не встречается ни у ранних биографов Ньютона, ни в его собственном рассказе о том, как он пришел к идее всеобщего тяготения; сейчас ее принято считать легендой. Более вероятна другая история из Вольтера: когда незнакомец спросил Ньютона, как он открыл законы тяготения, тот ответил: "Беспрестанно думая о них ". 23 Совершенно очевидно, что к 1666 году Ньютон рассчитал силу притяжения, удерживающую планеты на их орбитах, как изменяющуюся обратно пропорционально квадрату их расстояния от Солнца. 24 Но он так и не смог согласовать эту теорию со своими математическими расчетами. Он отложил ее в сторону и ничего не публиковал о ней в течение следующих восемнадцати лет.
Идея межзвездного притяжения отнюдь не принадлежит Ньютону. Некоторые астрономы XV века считали, что небеса оказывают на Землю силу, подобную силе магнита на железо, и что, поскольку Земля одинаково притягивается со всех сторон, она остается в подвешенном состоянии под действием всех этих сил. 25 Книга Гильберта "De Magnete" (1600) заставила многих задуматься о магнитном влиянии, окружающем каждое тело, а сам он написал в работе, которая будет опубликована (1651) через сорок восемь лет после его смерти:
Сила, исходящая от Луны, достигает Земли, и, подобным образом, магнитное свойство Земли пронизывает область Луны; оба соответствуют и сговариваются совместным действием обоих, в соответствии с пропорцией и соответствием движений; но Земля имеет большее влияние, в результате ее большей массы. 26
Исмаилис Буйяр в своей "Философской астрономии" (1645) утверждал, что взаимное притяжение планет изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. 27 Альфонсо Борелли в "Теории медицейских планет" (1666) утверждал, что "каждая планета и спутник вращаются вокруг некоего главного шара Вселенной как источник добродетели [силы], которая так притягивает и удерживает их, что они ни в коем случае не могут быть отделены от нее, но вынуждены следовать за ней, куда бы она ни шла, в постоянных и непрерывных оборотах"; И он объяснил орбиты этих планет и спутников как результат центробежной силы их вращения ("как мы находим в колесе или камне, вращающемся в праще"), противостоящей центростремительному притяжению их солнца. 28 Кеплер считал, что гравитация присуща всем небесным телам, и некоторое время рассчитывал ее силу как изменяющуюся обратно пропорционально квадрату расстояния между ними; это явно предвосхитило бы Ньютона; но позже он отказался от этой формулы и предположил, что притяжение уменьшается прямо пропорционально увеличению расстояния. 29 Эти подходы к гравитационной теории были отклонены гипотезой Декарта о вихрях, формирующихся в первобытной массе и затем определяющих действие и орбиту каждой части.
Многие из бдительных исследователей Королевского общества ломали голову над математикой гравитации. В 1674 году Гук в книге "Попытка доказать годовое движение Земли" на одиннадцать лет опередил Ньютона, объявившего теорию гравитации:
Я объясню систему мира, отличающуюся во многих отношениях от всех известных до сих пор, но отвечающую во всех тонкостях общим правилам механических движений. Это зависит от трех предположений: во-первых, что все небесные тела обладают притягательной или гравитационной силой по отношению к своим центрам, благодаря которой они притягивают не только свои собственные части и не дают им отлетать от них, но и притягивают все другие небесные тела, находящиеся в сфере их действия. . . . Второе предположение заключается в том, что все тела, приведенные в прямое и простое движение, будут продолжать двигаться по прямой линии, пока не будут отклонены какими-то другими действенными силами. . . . Третье предположение состоит в том, что эти притягивающие силы действуют тем сильнее, чем ближе тело, на которое они действуют, к их собственным центрам. 30
В этом трактате Гук не считал, что притяжение меняется обратно пропорционально квадрату расстояния; но, если верить Обри, он передал этот принцип Ньютону, который уже пришел к нему самостоятельно. 31 В январе 1684 года Гук предложил формулу обратных квадратов Рену и Галлею, которые сами уже приняли ее. Они указали Гуку на то, что необходимо не просто предположение, а математическая демонстрация того, что принцип тяготения объясняет траектории движения планет. Рен предложил Гуку и Галлею вознаграждение в сорок шиллингов (100 долларов), если любой из них в течение двух месяцев принесет ему математическое доказательство гравитации. Насколько нам известно, ни один из них не пришел. 32
Где-то в августе 1684 года Галлей отправился в Кембридж и спросил Ньютона, какой будет орбита планеты, если ее
