Михаил Терентьев - История эфира

Отличие Ньютона от большинства современников и основной массы последователей в более глубоком ощущении сложности мира и понимании места физики в общей картине Природы. Он смог ограничить круг явлений, на точное описание которых в данный момент можно претендовать. После этого он игнорировал проблемы, которые, с другой точки зрения, должны рассматриваться как непреодолимые препятствия. Когда еще нет теории, найти, где лежит такая граница, — это задача для гения. Здесь нет и не может быть рецептов. Но неоспоримо, что в процессе поисков человек строит гипотезы, совершает колебания и проходит через разные стадии понимания. Также неоспоримо, что природа в равной мере наказывает как чрезмерную скромность, так и чрезмерное самомнение.

Рассуждая о путях познания П. Лаплас говорил: «Сгорая нетерпением узнать причины явлений, ученый, одаренный живым воображением, часто предвидит то, чего нельзя вывести из запаса существующих наблюдений. Без сомнений, самый верный путь — от явлений восходить к их причинам. Однако, история науки убеждает нас, что люди, открывшие законы природы, не всегда шли этим долгим и трудным путем. Они вверялись своему воображению. Но как много заблуждений открывает нам этот опасный путь! Воображение рисует нам причину, которой противоречат факты, мы перетолковываем последние, подгоняя их к нашей гипотезе, мы искажаем таким образом природу в угоду нашему воображению. Время неумолимо разрушает такую работу и вечным остается то, что не противоречит наблюдению. Успехи в науке создаются только теми истинными философами, у которых мы находим счастливое соединение могучего воображения с большой строгостью мышления и тщательностью в опытах и наблюдениях; душу такого философа волнует попеременно то страстное желание угадать причины явлений, то страх ошибиться именно вследствие такого желания». Не сомневаюсь, что образ Ньютона был перед Лапласом, когда он писал эти строки.

После смерти Ньютона физику XVIII века можно было бы назвать французской. В оптике до Френеля заметного развития не наблюдалось, но в механике, которая скоро превратилась в объект исследования выдающихся математиков, прогресс был колоссальным. Бели в политической сфере Франция в этом веке продемонстрировала, как устраивать революции, то в науке она шла по строго консервативному пути. Было много блестящих работ, но принципиальных сдвигов в физическом мировоззрении не произошло.

Математическая конструкция здания механики была усовершенствована в книге Ж.Л. Лагранжа (1736-1813) «Аналитическая механика», появившейся в 1788 году. В ней уже нет ни одной геометрической иллюстрации — только дифференциальные уравнения и алгебраические методы. Описание Вселенной на базе закона всеобщего тяготения в основных чертах приобрело законченность в труде П.С. Лапласа (1749-1827) «Изложение системы мира» (1796) и последующих томах «Небесной механики». Эти замечательные книги являются высоким примером достижений строгого и организованного мышления в традициях консервативной науки. Любопытно, что сочинение Лагранжа вышло за год до взятия Бастилии, а публикация работ Лапласа начата в 1793 году, то есть в разгар якобинской диктатуры, когда не простаивало простое, как правда, механическое изобретение доктора Гильотена.

В августе 1793 года Конвент постановил закрыть Французскую Академию — практическая польза от нее была невелика, а многие ее члены «утратили гражданскую добродетель». Такие люди, как Лаплас, в самом деле отличались «недостаточностью республиканских добродетелей и слишком слабой ненавистью к тиранам». В течение короткого периода наука и политика вошли в тесное пересечение. Но углубляющаяся революция, начав с катастрофических перегибов, вплоть до казни людей, составляющих славу французской нации, в конечном счете вызвала общественные движения, которые привели к возрождению интереса к знаниям, к созданию замечательных учреждений, способствовавших бурному развитию наук и неожиданным открытиям начала XIX века. Среди таких учреждений были Нормальная, потом Политехническая школы (1794), а также Национальный Институт (1795), который заменил упраздненную Академию и должен был, среди прочего, «собирать открытия, совершенствовать науки и художества». Любопытно, что Наполеон во время Египетского похода подписывал свои прокламации так: «Бонапарт, главнокомандующий, член Института», считая, по свидетельству историка Тэна, что подобное сочетание титулов «... будет понятно последнему барабанщику».

Из Политехнической школы вышли Малюс, Френель, Араго, о которых нам еще придется говорить, а кроме них, Фурье, Копта, Гей-Люссак, Пуассон и многие другие. Но все это уже в XIX веке, а сейчас — несколько штрихов к проблеме эфира в физике XVIII века. Ньютоновское действие на расстоянии, ньютоновская эмиссионная теория света (свет — поток корпускул, излучаемых светящимся источником), ньютоновское абсолютное, пустое пространство — все это к концу века превратилось в ортодоксию. Личный авторитет Ньютона способствовал отрицанию эфира. Тонкие нюансы в его позиции были забыты. Генеральную линию последующего развития в предисловии ко второму изданию «Принципов» (1713) решительно сформулировал Роджер Коте, осудив введение субстанций, свободно проникающих в поры тел, поскольку они ведут к химерам и пренебрежению к правильному устройству тел. По Котсу, есть три лагеря:

— ньютонианцы, которые основываются на экспериментах и наблюдениях, которые признают действие на расстоянии и существование пустоты;

— аристотелевцы и схоласты, которых вообще нельзя серьезно обсуждать;

— картезианцы, которые заполняют пустоту вихрями и тонкой материей во вред истинной научной философии. Все истинные ученые, конечно, в первом лагере. Независимо от того, «виноват» ли Ньютон непосредственно в становлении новой ортодоксии или, что ближе к истине, она явилась результатом искажений и односторонней интерпретации его высказываний по гносеологическим вопросам, но в итоге его авторитет служил существенным фактором для подобной ориентации физики XVIII века.

Но гораздо важнее, чем авторитет Ньютона, было то, что все существующие факты действительно укладывались в механическую концепцию — атомы (или корпускулы), между которыми действуют силы на расстоянии. Явления разного круга обычно требовали введения корпускул своего сорта, для света — световые корпускулы, для тепла — «калорики», другие материальные носители — для положительного и отрицательного электричества, для северного и южного магнетизма и т.д. Отдельные типы частиц могли обладать способностью образовывать конденсированные состояния, при этом природа населялась жидкостями разных сортов. Считалось, что силы между частицами зависят только от расстояния и являются конечной целью исследования. Бели типы сил установлены, то законы ньютоновской механики в принципе позволяют дать ответ на любой вопрос, касающийся состояния вселенной. Бели бесконечный разум знает положение и скорость каждой частицы, он может предсказать будущее развитие до бесконечности — так формулирует ситуацию Лаплас, и мы узнаем демокритову «сквозную причинность». Такие представления разделялись лучшими умами на рубеже XVIII и XIX веков и были не просто метафизической концепцией, как у античных авторов, но служили рабочим аппаратом для количественного объяснения разнородных фактов.