Томас Левенсон - Ньютон и фальшивомонетчик

Первой шла математика — Ньютон продолжал занятия, начатые в Кембридже до вынужденного отъезда. Из странного понятия неисчислимого, [31] 31 Из странного понятия неисчислимого: D. Т. WHITESIDE, ED., The Mathematical Papers of Isaac Newton, vol. 1. P. 280. в формах как неисчислимо большого, так и неисчислимо малого, зарождались важные идеи. Ньютон позднее назвал главное открытие этого первого чумного года "методом производных". Теперь мы называем это в развитой форме математическим анализом, и он остается важнейшим инструментом, при помощи которого анализируют изменения во времени.

Эту работу он завершил уже не в полной изоляции. В разгар его размышлений о бесконечно малых величинах эпидемия на востоке Англии, казалось, стала утихать. К марту в Кембриджтауне не было смертельных случаев чумы уже целых шесть недель. Университет открылся вновь, и Ньютон вернулся в Тринити-колледж. [32] 32 Ньютон вернулся в Тринити-колледж: Richard Westfall, Never at Rest. P. 142. Однако в июне болезнь вспыхнула снова, и, услышав вести о новых смертях, Ньютон опять сбежал домой в Вулсторп. Вернувшись на ферму, он перенес свое внимание с математики на вопрос о силе тяготения.

У этого слова уже появилось множество значений. Оно могло использоваться по отношению как к материальному, так и к духовному: в государственных делах была своя сила тяготения, и, если о национальном лидере говорили, что он обладает весом — gravitas , — это было очень почетно. У слова было также физическое значение, но что это такое — свойство тяжелых объектов или некоторое количество особой действующей силы, которая могла бы воздействовать на объекты, — никто не знал. В своих Quaestiones Ньютон назвал одно эссе "О тяжести и легкости" и в нем попытался разобраться с понятиями, которые находил неопределенными и неясными. Он писал о "веществе, порождающем силу тяготения" и предполагал, что оно проникает в "нутро земли" и источается из него. Рассуждая о падающем теле, он писал о "силе, которую оно получает каждый момент от своей тяжести" — то есть о силе, так или иначе присущей объекту, падающему на Землю. Он задавался вопросом, могут ли "лучи силы тяготения [33] 33 лучи силы тяготения: ISAAC NEWTON, Quaestiones quaedam Philosophica, Cambridge Add. Ms. 3996, f. 19. быть остановлены путем их отражения или преломления". На тот момент все, что Ньютон знал о связи между материей и движением, было то, что она существует.

Теперь, в вынужденном уединении, Ньютон сделал еще одну попытку. Согласно легенде, главная идея пришла к нему в ослепляющей вспышке прозрения. Он вспоминал (или, возможно, придумал спустя десятилетия, в приступе ностальгии), как однажды летом 1666 года сидел в саду в Вулсторпе, находясь "в умозрительном настроении". Его взору предстала яблоня его детства, отягощенная плодами. [34] 34 отягощенная плодами: Джон Кондуитт сообщил о беседе, которую он имел с Ньютоном в последний год его жизни, 1726-й. Абрахам де Муавр сделал запись о другом упоминании о яблоне в воспоминаниях, написанных в 1727 году. Яблоко упало. Это захватило его внимание. Почему яблоко всегда должно падать перпендикулярно Земле, спросил он себя. Почему не вбок или вверх, но непременно к центру Земли?

Действительно, почему? Миф, который дошел до нашего времени, известен всем: Ньютон в то же мгновение совершил мыслительный скачок, который впоследствии привел его к окончательной победе, к его теории всемирного тяготения. Материальные объекты привлекают к себе другие материальные объекты пропорционально массе каждого тела; это притяжение направлено к центру данной массы, а силу "подобную этой мы называем силой тяготения … простирающейся по всей Вселенной". [35] 35 по всей Вселенной: WILLIAM STUKELEY, Memoirs of Sir Isaac Newton's Life. P. 19–21.

Такова история яблока, которое один исследователь назвал самым важным со времен Евы. Эта история замечательна тем, что имеет фактическую основу. Дерево существовало на самом деле. После смерти Ньютона жителям Вулсторпа оно было известно соседям как дерево сэра Исаака, и они предпринимали все усилия, чтобы сохранить его, поддерживая ослабевающие ветви, пока в 1819 году его не сломала буря. Фрагмент этого дерева [36] 36 Фрагмент этого дерева: D. McKie and G. R. DE BEER, "Newton's Apple: An Addendum", Notes and Records of the Royal Society of London 9, no. 2 (May 1952). P. 334–35. оказался в Королевском астрономическом обществе, а ветви были привиты к молодым деревьям, которые в свой час принесли собственные плоды. В 1943 году, на званом обеде в клубе Королевского общества, один из его членов достал из своего кармана два больших яблока сорта Цвет Кента, популярного в 1600-х. Это были, как объяснил владелец, плоды одной из прививок от того самого дерева в Вулсторпе. Так что само по себе яблоко Ньютона вовсе не сказка: [37] 37 яблоко Ньютона вовсе не сказка: D. Mckle and G. R. DE BEER, "Newton's Apple," Notes and Records of the Royal Society of London 9, no. 1 (October 1951). P. 53–54. Привои от дерева Ньютона были размножены в нескольких местах и продаются фирмой Deacon's Nursery, располагающейся на острове Уайт [крупнейшая компания в Англии по продаже саженцев. — Прим. пер.]. Один саженец, переданный Массачусетскому технологическому институту, где я работаю, принес свои первые плоды в сентябре 2006 года, в маленьком саду рядом с корпусом № 11. В Вулсторпе старое дерево сорта Цвет Кента все еще плодоносит. Это дерево, по-видимому, выросло из части ствола, разрушенного бурей Ньютонова дерева. оно было завязью в цветке, оно созревало и почти триста лет спустя его еще можно было попробовать и вкусить того знания, которому дало начало знаменитое падение.

Но каким бы невероятным ни было озарение того чумного лета, полной теории тяготения оно не содержало. Падение яблока разве что подтолкнуло Ньютона к тому, чтобы сделать первый шаг в куда более долгих, трудных и в конечном счете намного более впечатляющих умственных исканиях, которые привели ученого от неоформленных идей к законченной динамической космологии, теории, которая распространяется на всю Вселенную.

Тот первый шаг вынужденно основывался на тех познаниях, которыми на тот момент обладал и сам Ньютон, и другие европейские натурфилософы. Ранее, в сезон чумы, Ньютон изучал то, как объект, перемещающийся по окружности, вырывается прочь, устремляясь от центра, — явление, хорошо знакомое любому ребенку, раскручивающему камень с помощью пращи. Поначалу потерпев неудачу, он нашел формулу, при помощи которой можно измерить эту центробежную силу, как назвал ее старший современник Ньютона, Христиан Гюйгенс. Они совершили это открытие независимо друг от друга. Гюйгенс опередил Ньютона, но не публиковал свой результат до 1673 года. [38] 38 не публиковал свой результат до 1673 года: более подробную информацию о происхождении Ньютоновой формулы центробежной силы см. в: D. Т. WHITESIDE, "The Prehistory of the Principia," Notes and Records of the Royal Society of London 45, № 1 (January 1991). P. 13. Ричард Уэстфол представляет менее формальную версию в Never at Rest. Р. 148–50, используя статью J. W. HERIVEL "Newton's Discovery of the Law of Centrifugal Force," Isis 51 (1960). P. 546–53 и его же книгу The Background to Newton's Principia. Иначе говоря, Ньютон, только двадцати двух лет от роду, работал на переднем крае тогдашней науки. Теперь следовало двигаться далее.