Законы движения

Чтобы какой-либо предмет двигался, его надо обязательно тянуть, толкать, катить, волочить, везти, запрячься в него самому или запрячь лошадей, быков, верблюдов, приспособить силу ветра или силу падающей и текущей воды — словом, для этого необходимо непрерывное действие силы. И люди растили быков и лошадей, шили паруса, строили ветряные и водяные мельницы, чтобы в помощь своим слабым мускульным усилиям присоединить силу животных или силу ветра и падающей воды. Применение силы казалось людям причиной всякого движения. «Только движимое движется», — утверждал Аристотель. Но это было поверхностное, одностороннее суждение.

Люди видели действие сил, но не обращали внимания на постоянное противодействие им трения всех видов.

Однако нельзя сказать, что люди не знали о существовании трения. Всем издавна известно, что волочить сани по песку страшно трудно. Тянуть их по бесснежной дороге тоже нелегко, но все же не так плохо, как по песку. Зимой же по снегу сани катить несравненно легче, чем по камням. А по льду? По льду сани скользят без всякой задержки, так что их приходится только чуть-чуть подталкивать. Чем глаже дорога, тем лучше езда.

В глубокой древности люди ездили зимой и летом на санях. Летние сани назывались волокушами. Потом изобрели колесо и стали ездить на телегах и арбах. Прошли годы — научились смазывать оси дегтем или салом, уменьшилось трение и стало еще легче ездить.

Люди издавна довольно успешно боролись с трением на практике, но сути дела не понимали; они два различных явления объединили в одно — не отделяли действие силы тяги от сопротивления сил трения. Это разъяснил Галилей, указавший на тысячелетнюю ошибку. Он помог людям понять, что одни повседневные наблюдения, одна практика, один опыт без точных наук слепы, что они могут вести к ошибкам и заблуждениям. Наука, приводя в порядок наши знания, освещает путь практике, помогает осмысливать наблюдения, указывает на правильные истолкования результатов опыта.

Многолетний труд Галилея привел к тому, что законы движения Аристотеля всеми были признаны несостоятельными, — их отбросили как неправильные и ошибочные. Установлено было, что никакой разницы между «естественными» и «насильственными» движениями нет. Все движения естественные, потому что совершаются на основании естественных законов природы.

Галилей показал, что для движения предмета не нужно, чтобы сила действовала непрерывно, — ему достаточно дать толчок, и если этот предмет не встретит сопротивления, то будет двигаться безостановочно и равномерно, то есть с постоянной скоростью и вечно. Этот закон был впоследствии назван законом инерции, а способность предметов сохранять постоянной скорость движения — инерцией.

Силу приходится применять только для того, чтобы преодолевать сопротивление — противодействовать тормозящему влиянию трения — или чтобы увеличивать скорость движения.

Галилей показывает друзьям свой телескоп.

Последние годы жизни

В 1609 году Галилей построил телескоп. Впоследствии он усовершенствовал его так, что тот стал давать увеличение в тридцать два раза. С помощью своего телескопа Галилей сделал много важных астрономических открытий. Он увидел на Луне горы и равнины, очень похожие на те, которые есть и на Земле, и тем самым опроверг утверждение церковников, что Луна будто бы светоносный сосуд — светильник, созданный для освещения ночи.

Вид Луны в телескоп.

По наблюдениям Галилея, Луна оказалась шарообразной планетой, подобной Земле. А ее фазы, зависящие от того, с какой стороны Луну освещает Солнце, оказались полностью сходными с фазами планеты Венеры, которые Галилей мог наблюдать в свой телескоп.

Возле Юпитера Галилей заметил четыре луны — спутников этой планеты. Они обращались вокруг Юпитера так же, как и Луна обращается вокруг Земли. Это опровергло другую выдумку церковных ученых, утверждавших, что якобы только вокруг Земли могут обращаться другие небесные тела.

Юпитер и его крупнейшие спутники, открытые Галилеем.

Астрономические открытия Галилея подтвердили правоту Коперника, великого польского астронома, который предположил, что Земля, как самая обычная планета, обращается вокруг Солнца и одновременно вращается вокруг своей оси. Рискуя жизнью и свободой, Галилей выступил в защиту учения Коперника и постарался как можно шире оповестить всех людей о своих открытиях.

Это навлекло на Галилея гнев владык католической церкви.

Ученого дважды привлекали к церковному суду. В первый раз в 1616 году инквизиторы ограничились увещеванием и запретили Галилею что-либо писать или говорить в пользу Коперника. Галилей не исполнил предписания инквизиторов и в 1632 году снова выступил против освященного церковью аристотелевского объяснения мира.

Семидесятилетнего Галилея опять вызвали на тайный суд инквизиторов. Под угрозой пытки престарелого ученого принудили отречься от учения Коперника и после суда поселили под надзором слуг инквизиции. Последние девять лет жизни Галилей провел хотя и не в темнице, но и не на свободе. Ему было запрещено писать и разговаривать с посторонними людьми.

Тайно от надсмотрщиков Галилей продолжал трудиться над своим последним сочинением.

Борьбу с физикой Аристотеля Галилей начал юношей, продолжал ее свыше пятидесяти лет и на склоне жизни, глубоким стариком и безмолвным узником, нашел в себе силы не уступить и продолжать бороться. Измученный судом, болезнью и заточением, он не мог завершить все начатые им научные работы и потому писал только о том, что успел сделать. Он излагал основы механики. В предисловии к своей новой книге он написал: «Мы говорим вполне новое о том, что старо как мир. Понятие о движении присуще всем; философы написали о нем много толстых книг. Но самые важные свойства движения до сих пор не выяснены. Мы их указываем, и работа наша послужит основанием наук, которые разработают великие умы».

Друзья Галилея тайно вывезли рукопись книги и издали ее, но не в Италии, где даже имя Галилея старались не упоминать, а в далеком голландском городке Лейдене. Чтобы не навлечь на Галилея новых кар палачей-инквизиторов, они повсюду рассказывали, что будто бы рукопись похитили у Галилея и издали помимо его воли и желания.

8 января 1642 года Галилео Галилей умер.

Через год, 4 января 1643 года, родился человек, который продолжил дело, начатое великим итальянским ученым.

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ДВИЖЕНИЯ

Глава третья

о законе инерции, о практическом применении и значении этого закона в разных случаях жизни, а также о тех общественных событиях в Англии, которые сопутствовали жизни и деятельности Исаака Ньютона

Школьные годы Ньютона

Несмотря на поздний час, жители селения Вульсторпа не спали. Встревоженные фермеры перебегали из дома в дом, сообщая соседям тревожное известие. Маленькие дети, разбуженные суетой взрослых, плакали, а старшие просились на улицу — посмотреть, что там случилось. Мужчины собирались группами и старались разглядеть зловещее знамение, появившееся на небе. Там, в темных облаках, плавало белесоватое пятно причудливой формы, а около него подпрыгивала и раскачивалась красная искорка.

Неведомое светило непрерывно двигалось: то поднималось, то опускалось и было похоже на хвостатую комету, считавшуюся тогда предвестницей всяческих бед и несчастий.

Вид этого небесного явления поверг суеверных жителей Вульсторпа в великий страх. Да и как могли люди не тревожиться, когда их родина переживала бурное, неспокойное время почти непрерывных восстаний, заговоров и вооруженных столкновений.