Вопросительная история - Рената Либина

Т. Мюррей. Портрет Э. Галлея. 1687 г.

Именно от Галлея идёт обычай предсказывать погоду по барометру и определять возраст древних руин при помощи физики. В 1682 г. Галлей наблюдал необычайно яркую комету. Люди и раньше видели подобные «падающие звёзды» и считали их предвестием катастроф. Астрономы же полагали, что кометы – гости Солнечной системы, о появлении которых никому не дано знать заранее. Галлей сопоставил древние хроники, провёл вычисления и вынес вердикт: каждые 76 лет люди видят одну и ту же комету. Она улетает и возвращается. Кометы – не блуждающие странники вселенной; как и планеты, они движутся по орбитам Солнечной системы. В 1758 г., когда Галлея уже не было в живых, в небе вспыхнула яркая комета. Она вернулась в год, предсказанный учёным. С тех пор мало кто не слыхал хотя бы раз в жизни о комете Галлея.

Так вот. Собрались Галлей, Рен и Гук пообедать. А заодно – побеседовать. Кто о чём говорит за едой. Эти трое – о странной форме космических орбит. 75 лет минуло с тех пор, как «отец» небесной механики Иоганн Кеплер выяснил: планеты вращаются не по кругам, а по эллипсам. Учёный мир долго не верил. Нет фигуры совершеннее круга, зачем же двигаться иначе? Но те, кто направлял на небо телескоп, убеждались: Кеплер прав. Планеты неслись по овалам. Отчего же им вздумалось гулять вокруг Солнца именно так?

В «подозреваемых» оказался закон, который мы теперь зовём законом всемирного тяготения. Помните, как учат в школе? Все тела притягивают друг друга с силой обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Излишне напоминать, что притягивают они друг друга прямо пропорционально произведению своих масс. Несколько учёных, и в их числе участники нашего обеда, сильно подозревали, что именно эти массы и обратные квадраты заставляют планеты двигаться «овальным» путём. Вот только подозрения никак не удавалось подкрепить доказательствами. Задачка получилась потруднее тех, что помечают звёздочками в учебниках физики. Больше других тяготением занимался Гук. Четыре года минуло с тех пор, как он послал письмо искуснейшему кембриджскому математику Ньютону и попросил его рассчитать орбиту падающего тела, замечая, между прочим, что сила притяжения ослабевает по закону обратных квадратов. Ньютон не ответил на это письмо. Задача продолжала будоражить умы учёных. Вот и в этот раз попытка хотя бы подступиться к её решению не удалась.

Затянувшийся обед пора было кончать. Рен предложил премию в 40 шиллингов тому, кто первым до исхода марта найдёт решение задачи. Двухнедельный заработок лондонского ремесленника – не слишком высокая награда для узревшего порядок вселенной, но тогдашние учёные о Нобелевской премии не слыхали и остались довольны предложением Рена. На доказательство закона всемирного тяготения Рен отводил коллегам два месяца. Минул март. У Галлея задача не шла. Гук же заявил, что уже нашёл решение, но не будет его раскрывать, чтобы не лишать других удовольствия сделать то же самое. Шутил ли он, врал или издевался, наука пока не выяснила. Но математического решения задачи не представил никто. Все понимали, что задачка не рядовая. Найти решение означало найти универсальный закон, движущий солнце и светила. Но что же делать, если великое открытие не даётся? Рен и Гук занялись вопросами попроще: первый строительством собора, второй экспериментами. У Галлея же обратные квадраты и овальные орбиты никак не шли из головы. Ни причём тут были 40 шиллингов Рена. Он сам охотно заплатил бы человеку, решившему загадку. Из всех знакомых Галлея, из всех «виртуозов» на такое способен был только один. Галлей отправился в Кембридж к Ньютону.

Научные приборы. Англия. XVII в.

Приборы, изобретённые Р. Гуком.

Пока неспешный экипаж XVII столетия везёт Галлея в Кембридж, поговорим о счастливейшем из гениев, который ещё не подозревает о своём счастье написать самую влиятельную книгу в истории науки. Больше всего на свете Ньютон любил разгадывать трудные задачи. На свой 22-й день рождения он сам себе сделал подарок. Был это не парик и даже не лошадь, а список ещё не решённых задач. А вскоре представился случай заняться их решением без помех. В Англии случилась эпидемия чумы, спасаться от неё следовало в деревне. Кембриджский университет закрыли, студенты и преподаватели разъехались кто куда. Молодой бакалавр Ньютон, так и не успев приступить к преподаванию, отправился на ферму своих родителей в деревеньку Вулстроп. Для науки там было просто раздолье. Времени хоть отбавляй, и яблоки падают одно за другим. Ньютон начал обдумывать свой список. Возникали идеи о тяготении, свете, устройстве вселенной. Идей было много, а Ньютон один. Предстояло думать и думать, прежде чем задачи, подаренные самому себе на день рождения, будут решены красиво и безупречно. Эпидемия завершалась, университет открылся, и молодому преподавателю надо было выходить на работу. Следующие двадцать лет Ньютон провёл в Кембридже. За это время он снискал себе славу лучшего математика Англии, усиленно занимался алхимией и, не сойдясь во взглядах на природу света, поссорился с Гуком. А как же законы, что управляют миром, устройство вселенной? Ньютон продолжал думать об этих вещах, кое-что записывал. Появившись на свет в Рождественскую ночь 1642 г., он был уверен, что именно ему, единственному из людей, предстоит раскрыть план Бога. Но чем ближе к постижению законов природы он подходил, тем глубже в стол прятал записи о своих прозрениях. Убеждённый в своём особом предназначении, он никого не собирался знакомить с ходом своих мыслей. Почему Ньютон так поступал? Историки науки гадают уже три века. Самый счастливый гений умел задавать задачки будущим исследователям. Между тем к его дому направлялся человек, размышлявший о том, как лучше поставить задачу самому Ньютону. Лето 1684 г. выдалось на редкость жарким, и, выйдя из кареты, Галлей не спешил. Он знал, что не со всеми гостями Ньютон бывал любезен и не на все вопросы любил отвечать. Они виделись только однажды. Очень важно было начать разговор правильно. Опасения Галлея развеялись почти сразу. 42-летний профессор был на редкость приветлив. Студенты опять не пришли на лекцию, он оказался свободен и рад встрече с коллегой. Они поговорили о вещах незначительных, и, как бы между прочим, Галлей спросил, как, по мнению Ньютона, будет двигаться планета, если она притягивается к солнцу по закону обратных квадратов? Какую форму будет иметь её орбита?

– Форму эллипса, – ответил Ньютон, без малейшего промедления.

Откуда Вы знаете?

Я это вычислил.

Не предполагал и не наблюдал в подзорную трубу – вычислил. Это было именно то, ради чего Галлей проделал путь из Лондона. Единственный человек, способный решить задачу, решил её. Теперь орбиты небесных тел можно было предсказывать с математической точностью.

– У меня где-то есть доказательство, – добавил Ньютон и, повернувшись к столу, стал рыться в бумагах. Увы! Среди бесчисленных набросков обнаружить доказательство не удалось.

Существовала ли оно на самом деле? Этого не знает и, наверное, не узнает теперь никто. Но мысль получить от Ньютона запись его рассуждений уже не покидала Галлея.

Странная это была мысль. Ни на что не похожая. История науки знает множество примеров, когда учёные ставили перед собой задачу, решали её и сообщали миру о своих открытиях. Задумал Шампольон расшифровать египетские иероглифы – расшифровал. Захотел Менделеев создать периодическую систему – и создал. Вздумалось Резерфорду доказать, что атом делится – и доказал. Не сразу у них всё это выходило. Десяток-другой лет приходилось повозиться. Но учёные упорно шли к своим открытиям, а, придя, подробно рассказывали в докладах, статьях и книгах о полученных результатах. Ньютон же подобного желания не имел. Задачу об обратных квадратах и эллипсах он считал решённой – для себя. Объяснять же другим, как она решается, было не в его привычках. Проще говоря, Ньютон никому не собирался доказывать закон всемирного тяготения. У него были дела поважнее. Алхимия, превращение простых металлов в золото, вот что уже много лет занимало ум великого математика.

Странная мысль Галлея состояла в том, как занять ум Ньютона другими вещами, заставить его повторить доказательство. Всякий учитель знает, как трудно добиться, чтобы ученик выполнял задание, когда ему этого вовсе не хочется. Гении же, как правило, гораздо непослушнее школьников. А поскольку Галлей имел дело именно с гением, следует признать, что задачу он себе поставил непростую. Ни славы, ни денег нельзя было ожидать от её решения. Только истины, которую Галлей жаждал увидеть сам и показать людям.

– Я пришлю Вам доказательство позже, – обещал Ньютон перед расставанием.

Минуло лето, заканчивалась осень. Ньютон не спешил. В ноябре в Лондон отправились девять страничек, трактовавших законы движения земных и небесных тел – обещанное доказательство. Восторгу Галлея не было предела. Но и досаде тоже. Перед ним лежало невероятно красивое и безнадёжно сложное решение задачи. Он знал, что из этих девяти страниц может родиться новая наука, если Ньютон позволит ей родиться. Если он захочет изложить свою систему мира так, что понятно будет не только ему, Галлею, виртуозу из виртуозов. Если понятно будет всем. Галлей снова сел в экипаж, отправлявшийся в Кембридж.