Владимир Кирсанов - Научная революция XVII века

Другое объяснение было выдвинуто знаменитым математиком Адамсом и несколько менее знаменитым математиком Глэшером которые в конце XIX в. занимались разбором так называемой Портсмутской коллекции рукописей Ньютона. Они полагали, что отсрочка обнародования закона связана с тем, что Ньютон в 1666 г. еще не мог доказать, что тяготение между двумя материальными сферами эквивалентно взаимодействию между точечными центрами этих сфер, если считать, что в них сосредоточена вся масса. Такое объяснение ближе к истине, но на самом деле все было гораздо сложнее.

Ньютон в это время не только не осознавал эквивалентности тяжелых сфер и точек, но еще и никак не связывал с тяготением форму орбиты. Лишь тогда, когда он смог показать взаимосвязь первых законов Кеплера с концепцией тяготения, он смог говорить о тяготении как фундаментальном принципе. А пока лишь он установил, как следует из его заметок 1669 г., что «у главных планет, поскольку кубы их расстояний от Солнца обратно пропорциональны квадратам их периодов, их стремление удалиться от Солнца будет обратно пропорционально квадратам их расстояний от Солнца» [4, I, с. 297—300]. Этот документ, открытый Холлом в 1957 г., показывает, что Ньютон в 1666 г. пришел к мысли о связи между центробежной силой и квадратом расстояния, лишь смутно прозревая в этой зависимости идею всемирного тяготения [18] Холл показал, что это и есть та самая рукопись, на которую впоследствии ссылается Ньютон в письме Галлею от 20 июня 1686 г., доказывая свой приоритет в открытии закона обратных квадратов в ответ на притязания Гука. Коэн утверждает, что, по-видимому, это и есть те самые бумаги, которые видел Дэвид Грегори, когда в 1694 г. говорил о рукописи Ньютона, написанной «ранее 1669 года». .

В «чумные годы» Ньютон размышлял не только о механических проблемах, его занимала также и оптика, в первую очередь теория цветов. Эта проблема начала его интересовать, вероятно, чуть раньше отъезда в Вулсторп, после того как он прочел «Микрографию» Гука, вышедшую в 1665 г. Без сомнения, в формировании его интереса к проблеме сыграли большую роль сочинения Декарта (особенно «Метеоры») и Бойля — его «Эксперименты и соображения относительно света», опубликованные в 1664 г. Свое критическое отношение к взглядам, существовавшим тогда на природу цветов, Ньютон высказал еще в «Философских вопросах», а впоследствии на остававшихся чистых листах дописал еще свои возражения против представления Гука.

Что же представляли собой эти взгляды? Преобладавшими в ученой среде были представления Аристотеля, согласно которому цвет определялся смешением света и тьмы в различных пропорциях. Декарт сделал существенный шаг вперед в понимании природы цветов — у него имеются три «элементарных» цвета: красный, желтый и синий, а все остальные создаются из их комбинаций. Важно и то, что у него цвет связывался с наличием определенного периодического движения, а именно, определенной скорости вращения частиц второго элемента. Теория Гука была сродни аристотелевской — цвет определялся комбинацией света и темноты, несмотря на то, что в основе его теории лежало представление о волновой природе света. Он считал, что цвет зависит от угла, который составляет поверхность волны с направлением распространения света. Например, «изображение на сетчатке косого и деформированного импульса света (an oblique and confus'd pulse of light), слабейшая часть которого предшествует сильнейшей, является синим», а если, наоборот, ослабленная часть косой волны попадает в глаз последней, то изображение является красным. Если поверхность волны перпендикулярна направлению распространения, наблюдаемый цвет будет белым.

Ньютону все это казалось неверным. Его приверженность атомистической доктрине не давала ему возможности стать ни на точку зрения Декарта, ни на точку зрения Гука. «Чем более одинаково частицы света (globuli) возбуждают оптический нерв, тем более тело кажется окрашенным в красный, желтый, синий и т. д. цвет, а чем более разнообразно они на него действуют, тем более тела кажутся белыми, черными и серыми» [2, с. 159],— писал он в добавлении к «Вопросам».

Ньютон вначале подошел к проблеме чисто теоретически, предположив, что свет является потоком частиц, а белый цвет является составным. Тогда же он связал цвет со скоростью частиц. После того как выкристаллизовалась первоначальная идея, можно было приступать к экспериментам. Направление их было определено работами его предшественников — это должны были быть эксперименты с призмой. Позднее Ньютон так вспоминал об этом: «В начале 1666 г. (в то время, когда я занялся шлифованием оптических стекол иной формы, чем сферическая) я приобрел для себя треугольную стеклянную призму, чтобы с ее помощью попробовать получить знаменитые явления цветов» [2, с. 156].

Нам достоверно неизвестно, ставил ли он опыты с разложением света до своего окончательного возвращения в университет. Во всяком случае, подготовительная работа была проведена.

Весной 1667 г. Ньютон возвратился в Кембридж. Можно с уверенностью сказать, что почти два года, проведенные им вне стен университета, пошли ему на пользу. За это время он превратился из критически настроенного дилетанта в настоящего ученого, чьи результаты объективно не вызывали сомнений в его гениальности. Но именно — объективно, потому что с его результатами еще никто не был знаком ни в математике, ни в физике. Впрочем, мало-помалу он становился известным, об этом говорит тот факт, что в октябре 1669 г. Ньютон сменил Барроу на посту профессора люкасовской кафедры. Но в период между 1667 и 1669 гг. еще многое Ньютону предстояло сделать в науке и еще многое в его жизни должно было измениться.

Прежде всего перед ним снова встала проблема, связанная с продолжением работы в университете: статус стипендиата колледжа был всего лишь необходимым условием для дальнейшей университетской карьеры, но отнюдь не достаточным. Чтобы обеспечить себе возможность дальнейшей работы в университете, Ньютон должен был стать членом колледжа. Важность этого шага для его дальнейшей жизни может быть сравнима только с избранием его стипендиатом три года назад. Но сходство ситуаций этим не ограничивается — по-прежнему у Ньютона не было никаких видимых шансов быть избранным в члены колледжа: он почти никому не был известен как ученый, к тому же последние три года выборы не проводились, и потому набралось много кандидатов на всего девять вакансий. Как пишет Уэстфолл, «фаланга вестминстерских ученых имела, как обычно, все преимущества. Было хорошо известно, что их политическое влияние постоянно возрастает, в результате чего они, пользуясь доступом ко двору, запаслись грамотами от короля, требовавшего их избрания. Для остальных все зависело от решения магистра и восьми старших членов (senior fellows), и слухи о связях распространялись повсюду. Кандидаты должны были просидеть в часовне четыре дня подряд, подвергаясь экзамену viva voce со стороны восьми старших членов,— это было вымирающим олицетворением программы, которую Ньютон систематически игнорировал почти четыре года. Как мог бывший сабсайзер, каковы бы ни были его достоинства, надеяться пройти в таких обстоятельствах?» [2, с. 177].