Борис Кудрявцев - Биография великана

В этих работах Ньютон убедительно показывает, каким замечательным помощником при построении научной теории является опыт. В его исследованиях опыт — это мудрый учитель или советник, выводящий пытливого ученика на верную дорогу к нахождению истины.

Заканчивая первый доклад Королевскому обществу, Ньютон с твердым убеждением заявляет: «Я не буду смешивать домыслов с достоверностями». Позднее эта мысль превратилась в гордый девиз ученого: «Hypotheses non fingo» — «Гипотез я не измышляю». Именно поэтому он так неохотно высказывает свое мнение о природе света.

Свет можно было представлять или как поток мельчайших частиц световых корпускул, или как волны, подобные волнам, бегущим по поверхности пруда от упавшего в него камня. Как предполагалось сторонниками второй точки зрения, световые волны распространяются в особом веществе — световом эфире.

Ньютону казалось более вероятным считать свет потоком световых корпускул. Однако им он склонен приписывать периодическое изменение свойств, в какой-то степени роднящее их с волнами. В этом отношении его световые корпускулы напоминают современные световые фотоны, которые, являясь частицами-сгустками световой энергии, обладают в то же время волновыми свойствами.

В девятнадцатом столетии Ньютона незаслуженно обвиняли в том, что он своим авторитетом задержал развитие «истинной», как тогда думали, волновой теории света.

Однако верный своему девизу, Ньютон излагал в своих трудах обе гипотезы о природе света и совершенно справедливо указывал, что большинство известных в то время свойств света лучше объясняются корпускулярной гипотезой.

Продолжая читать лекции, которые не очень нравились студентам и плохо ими посещались, Ньютон много времени проводил в лаборатории над всевозможными химическими опытами. В эти годы он меньше занимался оптическими исследованиями, а больше времени уделял механике.

В наши дни механика и оптика — далекие области физики, но не так было тогда. Декарт, например, пытался одной и той же гипотезой о вихрях объяснить и особенности поведения света и движение планет. Галилей одновременно занимался и оптикой и механикой.

Движением небесных тел Ньютон интересовался давно. Как мы уже говорили, закон всемирного тяготения был открыт им в годы вынужденного одиночества в Вульсторпе. Так, уже в старости он рассказал, что мысль о существовании силы, заставляющей все тела падать по направлению к центру Земли, возникла у него при виде падающего яблока, когда он, погруженный в свои думы, сидел в саду.

«Почему яблоко всегда падает отвесно… почему не в сторону, а всегда к центру Земли? Должна существовать притягательная сила в веществе, сосредоточенная в центре Земли. Если вещество так тянет другое вещество, то должна существовать пропорциональность его количеству. Поэтому яблоко притягивает Землю так же, как Земля яблоко. Должна, следовательно, существовать сила, подобная той, которую мы называем тяжестью, простирающаяся по всей вселенной».

Сейчас трудно с уверенностью сказать, почему Ньютон 20 лет скрывал ото всех свое великое открытие. Возможно, что причиной тому было нежелание сообщать о своих работах, прежде чем он придаст им то совершенство, которое считал необходимым.

Как бы то ни было, но время текло, ученые настойчиво искали причину наблюдаемого движения небесных тел, и в восьмидесятых годах мысль о существовании между планетами и Солнцем притяжения, убывающего обратно пропорционально квадрату расстояния между ними, уже как бы носилась в воздухе. Однако никому не удавалось на этом основании математически строго объяснить законы движения планет.

В 1683 году известный ученый и архитектор Рэн, строитель знаменитого собора Святого Павла в Лондоне, полушутя-полусерьезно предложил небольшую премию тому, кто решит эту задачу. Астроном Галлей рассказал об этом Ньютону, а тот заметил, что такую задачу он уже давно решил, и обещал прислать в Королевское общество ее письменные решения. Это обещание он выполнил, но опубликовать свою работу не согласился.

Только в 1686 году Королевское общество получило рукопись, называвшуюся «Principia mathematica philosophiae naturalis», что в переводе означало: «Математические начала естественной философии».

Великий труд Ньютона увидел свет в 1687 году.

Появление «Математических начал» составило эпоху в развитии науки.

В этом труде Ньютона отразились лучшие достижения механики, начиная от ученых античного мира и кончая Галилеем, Кеплером, Декартом.

Приведенное в стройную систему учение о простейшей механической форме движения излагалось с такой полнотой, которая позволяла решать практически любую механическую задачу.

Но «Математические начала» претендовали на большее. «Сочинение это, — писал Ньютон, — нами предлагается как математические основания физики. Вся трудность физики, как будет видно, состоит в том, чтобы по явлениям движения распознать силы природы, а затем по этим силам объяснить остальные явления… Было бы желательно вывести из начал механики и остальные явления природы…»

И действительно, механика Ньютона становится тем основанием, на котором развивается в дальнейшем учение о звуке, о теплоте, о свойствах газов… Такая схема построения науки явилась образцом для других классических разделов физики.

Вплоть до XX века (это почти 300 лет) сохраняется убеждение, что какой-либо иной механики, кроме ньютоновской, на свете не существует. И хотя сегодня мы знаем, что при очень больших скоростях, близких к скорости света, а также при изучении поведения мельчайших частиц материи законы движения в той форме, какую мы находим в «Математических началах», уже неприменимы, это не умаляет научного подвига Ньютона.

В отличие от учения Декарта, в котором, как мы теперь знаем, из интуитивно сформулированной гипотезы методом дедукции выводятся разнообразные частные следствия, философия Ньютона утверждает диаметрально противоположный метод познания природы, предлагает иной путь при изучении тех или иных явлений.

Ньютон считает, что следует без предвзятого мнения изучить возможно большее количество физических явлений и, подметив то, что для них является общим, открыть основные законы науки, или, как их называл Ньютон, принципы.

Принципы не обосновываются логически, они вытекают из опытов, и согласие с опытами служит подтверждением их правильности. «Вывести из явлений два или три общих принципа движения и затем изложить, как из этих ясных принципов вытекают свойства и действия всех вещественных предметов, — вот что было бы очень большим шагом вперед в философии, хотя бы причины этих принципов и не были еще открыты», — писал Ньютон в одной из своих книг — в «Оптике».