Когда физики в цене - Ирина Львовна Радунская
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Еще студентом Ньютон прилежно изучал наследие древних и новейших ученых. Особое внимание в то время привлекали гипотезы об эфире и атомах, надолго забытые и вновь ставшие модными в начале XVII века. Декарт, материалист и мечтатель, отождествлял пространство с «тонкой материей». Эту материю он называл эфиром и наделял целым набором свойств, необходимых для объяснения движения небесных тел, но нереальных.
Ньютон хорошо знал учение Декарта, но очень быстро порвал с ним.
Ему, как убежденному естествоиспытателю, ставившему во главу науки эксперимент, была чужда идея дальнодействия. Все тела притягивают друг друга, и должен быть конкретный, материальный носитель сил притяжения.
Ньютон заставил людей задуматься над проблемой, которая не решена до сих пор… Придумать кариатиду для звезд — суровая необходимость, от нее невозможно отделаться, отмахнуться… И все же Ньютон попытался это сделать. Попытался не строить гипотез относительно природы сил притяжения.
Ньютон, конечно, понимал, что наука не может не оперировать законами, «причины которых еще не открыты». Но пусть, рассуждал он дерзко, причина и «механизм» тяготения неизвестны. Это ведь не мешает построению небесной механики, точнейшему предсказанию затмений и величины морских приливов. Закон всемирного тяготения позволяет рассчитать все, что нужно, — движение планет и Луны без каких-либо гипотез, так зачем же гипотезы, зачем эфир? И он стремился удержаться в этой гордой позиции: гипотезы излишни вообще, не нужны гипотезы и о природе тяготения.
В величайшем труде Ньютона — «Математические начала натуральной философии» — слово «эфир» не встречается. В первом издании. Но во втором издании эфир появляется в тексте, правда, лишь в самом конце книги — в последнем абзаце знаменитого «Общего поучения». Ньютон упоминает об эфире, но не допускает в межпланетное пространство, ограничивая его возможную роль взаимодействиями тел на близких расстояниях.
Как же так? — спросит читатель. Эфир все же появился у Ньютона? Да, сам Ньютон, убежденный противник гипотез, придумал гипотезу, в соответствии с которой эфир, проникая сквозь все тела, постоянно стремится к Земле, увлекая эти тела за собой. Так, решил Ньютон, может возникать сила притяжения к Земле. Но по логике вещей эфир должен устремляться и в остальные тела, ведь, по закону Ньютона, все тела тяготеют друг к другу… За уступки надо платить. И скоро Ньютон горько пожалел о своей уступчивости.
Ньютоний
Итак, Ньютон прибег к помощи эфира. И главное, не впервые. Без эфира он не смог обойтись еще в первых спорах о природе света со своими главными противниками — Гюйгенсом и Гуком.
Трудности, которые испытали и Ньютон, и Гюйгенс, и Гук, и Гримальди, создавая каждый свою теорию света, столкнули их с эфиром. Нравилось это им или не нравилось, но единственное, что объединяло столь различные теории, был эфир.
Гюйгенс, считавший свет волнами, не мог объяснить их распространение без помощи какой-то среды. Он понимал, что это должна быть та же среда, что передает силы тяготения, ибо нельзя же было допустить, что отдельно существует светоносный эфир и эфир тяготения.
Ньютон, отвергая волновую теорию света, видел свет частицами, корпускулами. Первоначально ему даже казалось, что для передачи частиц в мировом пространстве не нужна никакая среда. Он самонадеянно решил, что корпускулярная теория света избавит науку от эфира. Но его собственные опыты, когда он наблюдал странные периодические изменения цвета окрашенных колец (колец Ньютона) в тонком промежутке между выпуклой линзой и плоской пластинкой, показали, что свет связан с какой-то периодичностью. Ньютон был вынужден искать этому объяснение. Корпускулярная гипотеза заводила здесь в тупик. Приходилось громоздить одну гипотезу на другую. И все равно оставалось признать, что в природе света есть нечто волновое. А раз волновое, значит, без эфира не обойтись…
Впервые Ньютон прибегает к эфиру в 1672 году, сравнивая свою корпускулярную теорию света с волновой теорией. Он пишет: «Колебания эфира одинаково полезны и нужны и в той и в другой…». Все же, не желая отступать от своих принципов, Ньютон не считает гипотезу эфира верной. Вот его слова: «Однако, излагая гипотезу (эфира), во избежание многословия и для более удобного представления, я буду иногда говорить о ней так, как будто бы я ее принял и верю в нее». Он пользуется ею, но не верит в то, что эфир существует. Истинную природу света должен выявить опыт.
При этом Ньютон представляет эфир вполне конкретно: «Предполагается, что существует некая эфирная среда, во многом имеющая то же строение, что и воздух, но значительно более разреженная, тонкая, упругая». «Немаловажным аргументом существования такой среды служит то, что движение маятника в стеклянном сосуде с выкачанным воздухом почти столь же быстро, как и в открытом воздухе».
Ньютон прибегает к эфиру не только для объяснения оппонентам оптических явлений, но и для объяснения действия мускулов животных и некоторых химических явлений.
Когда сам Ньютон и другие физики попробовали набросать примерные характеристики этой универсальной среды, получился монстр — сгусток противоречий, соединение несоединимого, объединение необъединимого. Неуловимее привидения, более разрежен и прозрачен, чем воздух, маслянистее масла…
Кто видел такое вещество в природе? Никто никогда не видел, и тем не менее приходилось мириться с таким союзником. Другого выхода не было. Ученые были вынуждены думать, что эфир — это очень разреженный газ. Настолько разреженный, что он не тормозит извечных движений планет, но при этом увлекает их друг к другу и особенно к Солнцу, что, проникая в недра Земли, звезд и других тел, эфир конденсируется и превращается в обычные газы и жидкости. При этом эфир очень упруг, ибо он должен обеспечить периодические явления при взаимодействии света с телами. Кроме того, он текуч, как жидкость, но маслянист, так как должен «прилипать к порам тел», чтобы осуществить притяжение.
Трудно поверить, что эти
