Страница 62 из 66
«Из собственных слов Гука следует, — писал Ньютон, — что он не знал пути решения задачи».
Раздражение Ньютона было столь велико, что он хотел отказаться от печатания третьей части «Начал», содержащей применение физико-математических результатов к небесным движениям.
Галлей оказался блестящим дипломатом. Ему удалось смягчить гнев Ньютона — тот даёт обещание упомянуть имя Гука в «Началах» в одном из «поучений» наряду с именами Рена и Галлея.
Ньютон настолько не уважает Гука, что (в письме к Галлею) с иронией соглашается даже засвидетельствовать в своём труде «открытие» Гука — его ошибочное толкование одного из следствий вращения Земли.
Как известно, если с башни сбросить какой-нибудь предмет, он упадёт не строго по вертикали, а уйдёт чуть в сторону. Направление отклонения зависит от месторасположения башни. Так, в Северном полушарии предмет отклонится к востоку. Это — следствие вращения Земли, и, как мы уже знаем, многие энтузиасты пытались измерить величину отставания падающего тела. Но оно очень мало, и поверхностным экспериментаторам проще было считать, что его вовсе нет. А следовательно, нет и вращения Земли. Чтобы положить конец кривотолкам, Ньютон вычислил траекторию свободно падающего тела. Результат сообщил секретарю Королевского общества — Гуку.
Гук, докладывая Королевскому обществу об этой работе Ньютона, оспаривает её и заявляет, что тело будет падать «по эксцентрическому эллиптоиду», причём не к востоку, а больше к югу. До сих пор неизвестно, что такое «эксцентрический эллиптоид». Ньютон не ответил Гуку публично, а ограничился письмом с корректным, но сухим возражением.
Разумеется, свою досаду Ньютон выразил лишь в письме к другу, к Галлею. В таком серьёзном труде, как «Начала», не могло найтись места для рассмотрения чванливой и глупой претензии Гука.
… Фрэнсис Бэкон, который умер за девять лет до рождения Гука, писал: «Наука часто смотрит на мир взглядом, затуманенным всеми человеческими страстями». Это полностью относится к Гуку, талантливому учёному, но склочному человеку.
Ньютон, отличавшийся скромным достоинством, как-то заявил: «Если я видел дальше других, это потому, что я стоял на плечах гигантов».
Если бы он включил эту фразу в книгу и адресовал потомкам, то, возможно, избежал бы многих неприятностей. А он написал эти слова в письме к Гуку, скрюченному человеку маленького роста… Гук никогда не смог простить этой фразы своему великому сопернику…
После многих задержек книга Ньютона вышла в 1687 году и разошлась в невиданно короткий срок. Известно, что в 1691 году её уже невозможно было купить.
Успех «Начал» определяется, конечно, прежде всего их выдающимся содержанием. Но Ньютон много поработал и над тем, чтобы сделать книгу доступной современникам, — он поступил так же, как и Галилей в «Диалогах».
Великий труд состоит из трёх книг. Его цель — построение общей картины мира, основанной на законах механики; доказательство всемирного тяготения как следствия из применений механики к движениям небесных тел. Для этого вводятся определения основных физических понятий, затем идут аксиомы или законы движения.
В первой книге изучается движение материальных точек и твёрдых тел. Материальные точки — идеализированные модели реальных тел, движения которых описываются ясно и наглядно. Твёрдые тела — более реальные модели, но всё ещё модели, не способные к деформациям, но имеющие определённые формы и размеры. В этой книге изложена, по существу, вся кинематика и динамика. Её и в наши дни изучают студенты, ею пользуются и всегда будут пользоваться учёные и инженеры.
Цель второй книги — покончить с декартовой теорией эфира. Здесь на основе кинематики и динамики, изложенных в первой книге, строится гидростатика, основы которой заложили Архимед и Стевин; гидродинамика, включая движение твёрдых тел в жидкостях; волновое движение и даже простейшие случаи вихревых движений. Но не эфемерных эфирных вихрей Декарта, а реальных вихрей, подобных смерчам в атмосфере и водоворотам в реках и прибрежных водах морей.
Венец всего труда — третья книга, она называется
«О системе мира». Именно её Ньютон не хотел публиковать, опасаясь новых споров с Гуком. Именно ей он предпослал свои замечательные «Правила философских умозаключений», на которых надо остановиться подробнее: они привели Ньютона к закону всемирного тяготения.
Чёткость вех, которые Ньютон расставляет ищущей мысли своими «правилами», составляющими основу книги, кажется и сегодня незыблемой.
Вот правила, которыми должен руководствоваться учёный, чтобы верным и кратчайшим путём прийти к истине.
Первое правило — не принимать иных причин явлений, кроме тех, что достаточны для их объяснения.
Второе правило — всегда относить аналогичные явления к одной и той же причине.
Третье правило — считать свойством тел такие свойства, которые присущи всем телам, над которыми мы можем экспериментировать и которые не могут быть ни ослаблены, ни усилены.
Прозрение универсального закона тяготения было подарено Ньютону третьим правилом: раз тела притягиваются к Земле, море — к Луне, а планеты — к Солнцу, то можно смело считать, что все тела притягиваются друг к другу.
Правила рассуждений, сформулированные Ньютоном, послужили ему и его последователям верой и правдой. Они имели самые различные полезные следствия; и одно из главнейших — помогали понимать процессы, которые не поддавались непосредственному эксперименту. Помогали изучать сложные явления на экспериментах с аналогичными, но более простыми явлениями, доступными для воспроизведения в лаборатории.
Так в физике родился замечательный метод — метод индукции, метод исследования, позволяющий делать умозаключения по поводу сложного, исходя из простого. Позволяющий познать то, что не может быть изучено прямым путём, но может быть осознано путём сравнения с другими аналогичными, но более доступными явлениями, поддающимися подробному опытному изучению.
Ньютоновы правила — не надуманные рецепты. Они — следствия тонкого понимания специфики научного творчества. Да и не только научного творчества. Правила индукции применяются в любом исследовании, независимо от конкретной цели. Неудивительно, что Конан Дойль поражал и пленял воображение читателей железной логикой своего знаменитого героя. Его Шерлок Холмс руководствовался индуктивным методом рассуждений.
И наконец, четвёртое правило, которое Ньютон добавил уже позднее, в третьем издании своих «Начал»: считать правильным всякий результат, полученный из опыта с помощью индукции, до тех пор, пока не будут обнаружены другие явления, которые уточняют этот результат или противоречат ему.
Этому правилу должно следовать, замечает Ньютон, чтобы доводы индукции не уничтожались гипотезами.
Эта программа «физики принципов» противопоставлялась «физике гипотез» Декарта.
«Математические начала натуральной философии» составляют основу того, что мы называем классической физикой со всей её огромной объединяющей мощью и её ограниченностью, выявленной лишь через два с половиной века Эйнштейном. Здесь сформулированы основные понятия физики: масса и сила, пространство и время, движение и покой, настолько вошедшие в плоть и кровь каждого из нас, что они кажутся врождёнными.
Ньютон пишет: «Эти понятия общеизвестны, однако необходимо заметить, что они относятся обыкновенно к тому, что постигается нашими чувствами. Отсюда происходят неправильные суждения, для устранения которых необходимо вышеприведённые понятия разделить на абсолютные и относительные, истинные и кажущиеся, математические и обыденные».
Ни один из великих предшественников: ни склонный к рациональному мышлению мастер эксперимента Галилей, ни последний из когорты натурфилософов Декарт, ни другие не понимали опасности, таящейся в нечётком определении основных положений, на которых строится наука.
Галилей, первым пришедший к пониманию относительности движения, не сумел продвинуться дальше. Его остановило отсутствие чёткого определения того, что мы теперь называем системой отсчёта.