Занимательно о космологии

Ньютоновы «Начала» были удивительной книгой. «По убедительности аргументации, подкрепленной физическими доказательствами, книга эта не имеет себе равных во всей истории науки, — пишет Дж. Бернал. — В математическом отношении ее можно сравнить только с „Элементами“ Эвклида, а по глубине физического анализа и влиянию на идеи того времени — только с „Происхождением видов“ Дарвина».

Одним из важнейших общих философских выводов из ее содержания являлось то, что законы природы универсальны как для земных, так и для небесных объектов. Принципы Ньютона без дополнительных условий, гипотез и допущений объясняли движения тел в космосе и на Земле. Тогда как Декарту для объяснения тех же явлений требовалась гипотеза существования вихрей, а следовательно, и эфира. Физика Ньютона была строже и стройнее физики Декарта.

По выходе «Начал» слава Ньютона стала общепризнанной, а авторитет непререкаем. Его труд фактически подвел итог всей науке о простейших формах движения материи за тысячу лет. Противоречивые и путаные гипотезы он заменил строгим и ясным математическим доказательством, давая схему для решения любых задач, будь то астрономия или прикладная механика. Его закон всемирного тяготения обосновал коперниковскую схему строения солнечной системы и позволил вычислять полную орбиту любого тела, обращающегося вокруг Солнца, даже в том случае, когда наблюдатель мог видеть лишь часть точек, отмечающих местонахождение небесного тела. Так Галлей вычислил вытянутую орбиту кометы и период ее обращения вокруг Солнца, пользуясь законами Ньютона. И словно для того чтобы подтвердить славу ученого, небесное тело появилось снова в предсказанный срок через шестнадцать лет после смерти самого Галлея.

Для своего труда Ньютон сохранил классическое название Декарта: «Начала философии», скромно сузив его до «Математических начал…». Однако в самой работе он подверг суровой критике господствовавшую в его время расплывчатую картезианскую «философию гипотез». Ньютон не раз говорил о своем желании построить физику по образу и подобию геометрии. То есть на основе точно сформулированных и не нуждающихся в доказательстве аксиом-принципов вывести математическим путем все необходимые теоремы и леммы. О том, что в самих принципах кроются элементы гипотез, сэр Исаак умалчивал.

Этот могучий метод построения теории куда более несокрушимый, нежели метод построения теории на гипотезах. Гипотезы рождаются и умирают, заменяются новыми. Принципы же могут лишь дополняться и совершенствоваться.

Эти идеи, подхваченные ньютонианцами, едва не возвели творца закона всемирного притяжения в аристотелевский ранг, породив стремление к аксиоматичности. Мы еще встретимся с такой тенденцией и в космологии.

С самого момента выхода «Начал» между сторонниками нового метода и картезианцами возникли ожесточенные споры. Вот что писал об этой битве идей Вольтер, немало сделавший в области популяризации идей Ньютона на континенте.

«Если француз приедет в Лондон, он найдет здесь большое различие в философии, а также во многих других вопросах. В Париже он оставил мир полный вещества, здесь он находит его пустым. В Париже Вселенная заполнена эфирными вихрями, тогда как тут, в том же пространстве, действуют невидимые силы. У картезианцев все достигается давлением, что, по правде говоря, не вполне ясно, у ньютонианцев все достигается притяжением, что, однако, не намного яснее».

Ньютон применил свой закон к мириадам звезд, совершающих свой ежесуточный круговорот на ночном небе. И родилось требование равномерного распределения звезд в пространстве. Любое местное скопление в соответствии с законом притяжения оказывалось бы неустойчивым. Силы притяжения обязаны собрать звезды такого скопления в одну кучу… Затем условие равномерного распределения звезд требует и их бесконечного количества. Представим себе на минутку, что число звезд ограничено. Тогда внешние, самые дальние звезды будут испытывать силу притяжения только со стороны небесных тел, расположенных внутри скопления. А это значит, что уже не какие-то местные группировки, а все звезды вселенной должны собраться воедино… Допущение же бесконечного количества звезд требовало и бесконечного пространства, вмещающего их.

Как же представлял себе устройство мира Ньютон? Об этом пишет он в своих «Началах», заключая раздел «Определения» «Поучением», ставшим с тех пор едва ли не одним из самых знаменитых разделов книги. Начинает он с понятий о пространстве и времени.

«I. Абсолютное, истинное, математическое время само по себе и по самой своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему протекает равномерно и иначе называется длительностью. Относительное, кажущееся или обыденное время есть или точная, или изменчивая, постигаемая чувствами, внешняя, совершаемая при посредстве какого-либо движения мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни вместо истинного математического времени, как то: час, день, месяц, год.

II. Абсолютное пространство по самой своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным».

Сложная концепция, породившая в будущем немало споров. С одной стороны, это материализм — Ньютон полностью признает объективное существование пространства и времени. С другой — абсолютный характер обеих категорий, не связанный с реальными явлениями и материей, отдает дань метафизике.

Третья книга «Начал» посвящена изложению учения о системе мира. Она подводит последнюю черту под новым мировоззрением, установленным Коперником. Ньютон облекает свои доказательства и утверждения в строгую математическую форму, доступную лишь немногим истинным ученым, чтобы избежать пересудов тех, «кто, недостаточно поняв начальные положения… и не отбросив привычных им в продолжение многих лет предрассудков, не вовлек бы дело в пререкания».

Однако в предпосланных изложению девяти гипотезах Ньютон четко ставит точки над «и».

«…ГИПОТЕЗА IV. Центр системы мира находится в покое, это признается всеми, между тем как одни полагают, что Солнце находится в центре, другие — что Земля.

…ГИПОТЕЗА VI. Пять главных планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн — охватывают своими орбитами Солнце».

Так родилась вселенная Ньютона — бесконечная в пространстве, равномерно заполненная материей и… бесконечная во времени. Правда, во времени, лишь направленном в будущее, а не в прошлое. В прошлом существовал бог-творец. Если продолжить космологический принцип в прошлое, господь останется безработным. Это Ньютона не устраивало. И так ему немало досталось и от Лейбница, и от всей верноподданной своему кумиру немецкой партии за то, что его бог, как и бог Декарта, лишь творец, не вмешивающийся в работу мировой машины.

Ньютон был глубоко религиозным человеком. Своим званием ученого богослова он гордился больше, чем титулом блестящего математика и философа, считая своими главными трудами довольно многочисленные богословские трактаты. Трактаты, которые сегодня если и имеют ценность, то лишь историческую. Впрочем, такое заблуждение об истинности своего призвания довольно распространенное явление в истории.

Победе строгого метода Ньютона над картезианским вольнодумством немало способствовало то обстоятельство, что подъем свободомыслия, порожденный Возрождением, ко времени жизни Ньютона иссяк. Развивающемуся капитализму больше всего нужны были компромиссы: буржуазии с дворянством, республики с монархией, науки с религией… Богословские ортодоксы пошли на уступки, допустив вселенную Ньютона. Но и наука должна была поступиться, позволив религии использовать научные результаты для подтверждения сущности бога. Ретивые последователи великого англичанина поспешили воспользоваться утверждениями и авторитетом автора «Начал».