Краткая история науки - Уильям Байнум

Гук исследовал эти вопросы в то же самое время, что и Исаак Ньютон.

Как мы увидим. Ньютон сам по себе является той причиной, по которой многие слышали о сэре Исааке, но мало кто помнит о мистере Гуке.

Я сомневаюсь, что вы когда-либо встречали человека столь же умного, как Исаак Ньютон, мне, по крайней мере, этого не удалось. Куда легче встретить людей столь же неприятных, как он – он не любил почти всех, с кем имел дело, страдал от вспышек гнева и думал, что все всегда строят против него козни. Он был скрытным, тщеславным и часто забывал о том, чтобы вовремя поесть, обладал множеством других неприемлемых в обществе характеристик, но он был умен, и его ум мы помним сегодня, даже если достаточно трудно разобрать, что он думал и писал.

Исаак Ньютон (1642–1727) мог быть несносным человеком по натуре, без влияния обстоятельств, но детство его прошло ужасно. Отец Исаака умер еще до его рождения, и мать, не ожидавшая, что ребенок выживет, оставила его собственным родителям после того, как вышла замуж повторно и завела другую семью.

Он ненавидел отчима, не любил деда и не был особенно добр к матери или бабушке. Фактически с самого раннего возраста Ньютон стал относиться к людям с неприязнью, он предпочитал быть в одиночестве, и ребенком, и очень старым человеком. Но в то же время было очевидно, что он очень умен, и его отправили в грамматическую школу в Грэнтеме (графство Линкольншир), неподалеку от которого они жили.

Там Исаака хорошо выучили латыни, так что он мог писать и по-английски, и по латыни с одинаковой легкостью, но большую часть времени в школе он тратил, создавая модели механических часов и других устройств, а также сооружая солнечные часы.

Ньютон занимался тем, что интересно только ему, и когда перебрался в Тринити-колледж, часть университета Кембриджа, в 1661 году. Предполагалось, что он будет читать древних, таких как Платон и Аристотель, и он с ними ознакомился (Ньютон вел дотошные записи, так что мы знаем, что он читал), но его любимыми текстами стали работы нового времени: Декарта. Бойля и других представителей современной науки.

С чтением все было в порядке, но Ньютон во многих вещах хотел разобраться сам. Чтобы добиться этого, он придумал множество новых экспериментов, но его величайший талант лежал в области математики, в том, как можно использовать ее, раскрывая тайны Вселенной.

Ньютон выработал большую часть своих идей за пару удивительно продуктивных лет. Ни один ученый за исключением Эйнштейна никогда не сделал так много за столь краткий период времени. Наиболее плодотворное время для Ньютона пришлось на 1665-й и 1666-й, и этот период он почти целиком провел в доме матери в Вулстхорпе (Линкольншир), поскольку чума, опустошавшая тогда Англию, заставила университет Кембриджа прекратить занятия и закрыться.

Именно в это время Ньютон увидел, как спелые яблоки падают с дерева в саду. Вероятно, все обстояло не так драматично, как говорит нам анекдот (спелый плод падает на голову ученому), но зрелище напомнило Исааку о все еще не объясненной проблеме: почему предметы падают на землю.

Он был занят разными научными материями в этот период.

Возьмем для примера математику; Галилей. Декарт и многие другие натурфилософы (ученые, иначе говоря) сделали многое, развивая эту науку саму по себе и, что даже более важно, используя ее для того, чтобы объяснить результаты наблюдений и экспериментов. Ньютон оказался еще лучшим математиком, он великолепно умел применять уравнения к разным научным проблемам.

Чтобы математически описать такие явления, как движение и гравитация, алгебры и геометрии недостаточно. Вы должны быть в состоянии рассматривать очень маленькие отрезки времени и движения, бесконечно малые, на самом деле. Когда изучению подвергается пуля, вылетевшая из ствола, или яблоко, упавшее с дерева, или планета, обращающаяся вокруг светила, вы должны сосредоточиться на дистанции, которую проходит любой из этих объектов за мельчайший из постижимых кусочков времени.

Многие натурфилософы до Ньютона осознавали эту проблему и предлагали различные варианты решения. Но Исаак, которому не было и тридцати, разработал собственный математический инструмент для решения задачи, он назвал его «методом флюксий» от слова flux, означающего нечто меняющееся.

Флюксии Ньютона приспособлены для вычислений, которые мы выполняем в той области математики, которую обычно именуют дифференциальным и интегральным исчислением. В октябре 1666-го, когда он закончил статью, написанную просто для собственного удовольствия, он оказался лучшим математиком Европы, но об этом не знал никто, кроме самого автора. Он не стал публиковать свои математические открытия прямо сразу, вместо этого он использовал их, и только постепенно раскрыл метод и результаты знакомым и коллегам.

Ньютон занимался не только математикой, его интересовал, например, свет.

С античных времен предполагалось, что солнечный свет белый, чистый и гомогенный (означает, что он состоит из однородных лучей). Цвета, как все считали, возникают в результате модификаций этого первичного безупречного сияния.

Ньютон прочитал работы Декарта, посвященные свету, и повторил некоторые из его экспериментов. Он использовал линзы, а потом и стеклянный объект, именуемый призмой, чтобы разложить свет. Его всем хорошо известный опыт состоял в том, чтобы впустить луч света в темную комнату так, чтобы он падал на призму, а затем на стену, расположенную в двадцати двух футах (около семи метров) от призмы.

Если свет гомогенен, как считал Декарт и многие другие до него, то проекция на стену должна представлять собой белый круг той же формы, как и дыра, через которую он прошел. Вместо такого круга на стене оказалась полоса, окрашенная во все цвета радуги. Ньютон на самом деле не создал радугу, но подошел близко к тому, чтобы объяснить, как она появляется.

На протяжении чумных лет Ньютон также активно работал и в области механики: законов, по которым движутся тела. Мы уже видели, как Галилей. Кеплер. Декарт и другие предлагали разные идеи, чтобы объяснить (и описать математически), что происходит, когда ядро вылетает из пушки, или как Земля движется вокруг Солнца.

Роберт Гук тоже интересовался механикой. Ньютон прочитал работы коллеги, но он отважился двинуться дальше, как он сам однажды написал Гуку: «Если я видел дальше других, то лишь потому, что стоял на плечах гигантов». Помните, как родители катали вас на плечах, когда вы были малы? Неожиданно вы становитесь в два или три раза выше и открываете множество вещей, которые не можете видеть сами. Именно о чем-то подобном Ньютон и пытался сказать. Его прекрасное изречение показывает, что каждый ученый, даже каждое поколение ученых, может извлечь выгоду из озарений тех, кто жил раньше.

В этом и заключается сущность науки. Но Ньютон и сам по себе был гигантом, и он прекрасно отдавал себе в этом отчет. Проблемы возникали, когда он не чувствовал, что другие люди признают это.