Владимир Кирсанов - Научная революция XVII века

Ньютон не зря назвал Книгу III «О системе мира». Действительно, он свел в единую систему законы природы и способы математических вычислений и показал в заключительной части своего труда, что большинство движений, с которыми мы сталкиваемся во Вселенной — от приливов до перемещений небесных тел, определяются одной-единственной силой, которую он назвал тяготением. Простота исходных предпосылок и неожиданное разнообразие следствий (как простых, так и отнюдь не тривиальных) — вот в чем сила ньютонова метода.

«Правила философствования («Regulae philosophandi» — правильнее перевести как «Правила рассуждений в науке»), открывающие Книгу III, отсутствовали в первом издании. Они представляют собой методологические принципы, которым должен следовать ученый в своих исследованиях: это видоизменение «бритвы Оккама», соединенное с принципом простоты и представлением о том, что все в Природе построено по аналогии.

Затем в Книге перечисляются так называемые «Явления», т. е. экспериментальные факты, которые должны получить теоретическое объяснение:

Явление I. Спутники Юпитера подчиняются третьему закону Кеплера.

Явление II утверждает то же самое для спутников Сатурна.

Явление III. Пять планет (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн) обращаются вокруг Солнца.

Явление IV. Пять планет движутся в соответствии с третьим законом Кеплера.

Явление V. Второй закон Кеплера выполняется, если за центр притяжения выбрать Солнце, а не Землю.

Явление VI. Второй закон Кеплера справедлив для Луны.

В последующих шести теоремах доказывается справедливость утверждений, содержащихся в «Явлениях», на основе результатов Книги I. В «Поучении», относящемся к тому же разделу, Ньютон подчеркивает, что причина центростремительной силы, посредством которой небесные тела удерживаются на своих орбитах, есть тяготение, а в Теореме VII формулирует закон всемирного тяготения: «Тяготение существует ко всем телам вообще и пропорционально массе каждого из них» [15, II, с. 464], добавляя, что сила тяготения по доказанному ранее обратно пропорциональна квадрату расстояния между телами. Поскольку все небесные тела тяготеют друг к другу, законы Кеплера являются приближенными. Затем рассматриваются различные характеристики Солнечной системы и, наконец, количественная теория Луны и теория комет.

Заканчиваются «Начала» «Общим поучением» (отсутствовавшим в первом издании); оно подчеркивает антикартезианскую направленность книги. «Гипотеза вихрей подавляется многими трудностями. Чтобы планета могла описывать радиусом, проведенным к Солнцу, площади, пропорциональные времени, надо, чтобы времена обращений частей вихря были пропорциональны квадратам их расстояний от Солнца. Чтобы времена обращений планет находились в полукубическом отношении их расстояний до Солнца, и времена обращений частей вихря должны находиться в полукубическом же отношении их расстояний до Солнца. Чтобы меньшие вихри вокруг Сатурна, Юпитера и других планет могли сохранять свое обращение и спокойно плавать в вихре Солнца, времена обращения частей солнечного вихря должны быть равны между собой. Вращение Солнца и планет вокруг своих осей, которое должно бы согласоваться с движением вихрей, совершенно не согласуется с этими пропорциями. Движения комет вполне правильны и следуют тем же законам, как и движения планет, и не могут быть объяснены вихрями. Кометы переносятся по весьма эксцентрическим орбитам во всех областях неба, чего быть не может, если только вихрей не уничтожить» [15, II, с. 588].

Из всего «Общего поучения» широкую известность получила лишь фраза «гипотезам не место в экспериментальной философии», однако подчеркнем, что большая часть «Поучения» посвящена теологическим рассуждениям о месте и действиях Бога во Вселенной, а заканчивается этот раздел гипотезой о существовании эфира, который является причиной самых разнообразных явлений природы.

К моменту завершения «Начал» Ньютон уже более 10 лет был членом Королевского общества и был известен своими работами по оптике и математике. Но в Европе, да и в Англии, насчитывалось немало людей выдающихся способностей, добившихся замечательных результатов. Гюйгенс, Лейбниц, Бойль, Барроу, Гук — все они были членами Королевского общества, и их достижения создали им известность и славу ничуть не меньше той, которой пользовался Ньютон.

Еще в 1675 г. Ньютон должен был предпринимать отчаянные усилия, чтобы получить позволение остаться профессором, не принимая сана [20] Члены Тринити-колледжа по уставу должны были быть духовными лицами. . Лишь при содействии Барроу специальным указом Ньютон (а также все последующие лукасовские профессора) был освобожден от обязанности принять сан. Но с появлением «Начал» положение изменилось — все было поставлено на свои места. В глазах научного сообщества Ньютон был тем, кто показал, как необходимо строить исследование, чтобы добиться количественных результатов; его метод стал образцом для работ в любой области науки, не говоря уже о том, что его расчеты движения небесных тел, проделанные на основе небольшого числа фундаментальных законов и аксиом, воспринимались как поразительное достижение человеческого гения — чтобы это понять, не надо было быть ученым.

Когда Ньютон закончил «Начала», ему было всего 44 года, он находился в середине своего жизненного пути, но вне всякого сомнения — это была вершина. Поразительно, как быстро он получил все внешние свидетельства высокой оценки своего гениального труда. Одна за другой на него посыпались почести и награды: 1699 г. — член Парижской академии наук, 1700 г. — член совета Королевского общества, 1701 г.— член парламента (во второй раз!), 1703 г.—президент Королевского общества и, наконец, в 1705 г. королева Анна возводит его в рыцарское достоинство.

Ньютон ревниво относился к своим обязанностям. Правда, парламентская деятельность ограничивалась лишь участием в заседаниях — политические события мало его заботили. В то самое время, когда его однофамилец, олдермен Сэмюэль Ньютон оповестил жителей Кембриджа, что в Англии воцарился новый король — Яков II, Ньютон заканчивал рукопись «Начал» и не обратил на сообщение никакого внимания. Но в делах, касающихся научной жизни, он действовал с тем же упорством и энергией, что и в своих исследованиях. По словам Коэна, он правил Королевским обществом железной рукой — он упорядочил процедуру собраний и спас Общество от банкротства, приведя в порядок его финансовые дела.

В 1696 г. Ньютон оставляет Кембридж и, передав лукасовскую кафедру своему ученику Уистону, переезжает в Лондон. Па ходатайству высокопоставленного вельможи Чарлза Монтегю он назначается смотрителем, а впоследствии директором Монетного двора, его жалованье возрастает в 10 раз. Новая должность означала возможность абсолютно независимой и более чем обеспеченной жизни. Ни лекции, ни строгие формальности кембриджского университетского клана не мешали ему теперь заниматься наукой. Но Ньютон энергично принимается за новое для него дело. Его директорство совпало по времени с знаменитой в истории Англии перечеканкой монеты. Хотя, по-видимому, он не внес в технологию никаких улучшений, производительность Монетного двора увеличилась при Ньютоне в 8 раз. Благодаря своей должности Ньютон пользовался значительным влиянием, и с его помощью его друзья Галлей и Дэвид Грегори получили высокооплачиваемые посты при Монетном дворе.