Предчувствия и свершения. Книга 1. Великие ошибки - Ирина Львовна Радунская

труде, как «Начала», не могло найтись места для рассмотрения чванливой и глупой претензии Гука.

… Фрэнсис Бэкон, который умер за девять лет до рождения Гука, писал: «Наука часто смотрит на мир взглядом, затуманенным всеми человеческими страстями». Это полностью относится к Гуку, талантливому учёному, но склочному человеку.

Ньютон, отличавшийся скромным достоинством, как-то заявил: «Если я видел дальше других, это потому, что я стоял на плечах гигантов».

Если бы он включил эту фразу в книгу и адресовал потомкам, то, возможно, избежал бы многих неприятностей. А он написал эти слова в письме к Гуку, скрюченному человеку маленького роста… Гук никогда не смог простить этой фразы своему великому сопернику…

После многих задержек книга Ньютона вышла в 1687 году и разошлась в невиданно короткий срок. Известно, что в 1691 году её уже невозможно было купить.

Великое творение

Успех «Начал» определяется, конечно, прежде всего их выдающимся содержанием. Но Ньютон много поработал и над тем, чтобы сделать книгу доступной современникам, — он поступил так же, как и Галилей в «Диалогах».

Великий труд состоит из трёх книг. Его цель — построение общей картины мира, основанной на законах механики; доказательство всемирного тяготения как следствия из применений механики к движениям небесных тел. Для этого вводятся определения основных физических понятий, затем идут аксиомы или законы движения.

В первой книге изучается движение материальных точек и твёрдых тел. Материальные точки — идеализированные модели реальных тел, движения которых описываются ясно и наглядно. Твёрдые тела — более реальные модели, но всё ещё модели, не способные к деформациям, но имеющие определённые формы и размеры. В этой книге изложена, по существу, вся кинематика и динамика. Её и в наши дни изучают студенты, ею пользуются и всегда будут пользоваться учёные и инженеры.

Цель второй книги — покончить с декартовой теорией эфира. Здесь на основе кинематики и динамики, изложенных в первой книге, строится гидростатика, основы которой заложили Архимед и Стевин; гидродинамика, включая движение твёрдых тел в жидкостях; волновое движение и даже простейшие случаи вихревых движений. Но не эфемерных эфирных вихрей Декарта, а реальных вихрей, подобных смерчам в атмосфере и водоворотам в реках и прибрежных водах морей.

Венец всего труда — третья книга, она называется

«О системе мира». Именно её Ньютон не хотел публиковать, опасаясь новых споров с Гуком. Именно ей он предпослал свои замечательные «Правила философских умозаключений», на которых надо остановиться подробнее: они привели Ньютона к закону всемирного тяготения.

Чёткость вех, которые Ньютон расставляет ищущей мысли своими «правилами», составляющими основу книги, кажется и сегодня незыблемой.

Вот правила, которыми должен руководствоваться учёный, чтобы верным и кратчайшим путём прийти к истине.

Первое правило — не принимать иных причин явлений, кроме тех, что достаточны для их объяснения.

Второе правило — всегда относить аналогичные явления к одной и той же причине.

Третье правило — считать свойством тел такие свойства, которые присущи всем телам, над которыми мы можем экспериментировать и которые не могут быть ни ослаблены, ни усилены.

Прозрение универсального закона тяготения было подарено Ньютону третьим правилом: раз тела притягиваются к Земле, море — к Луне, а планеты — к Солнцу, то можно смело считать, что все тела притягиваются друг к другу.

Правила рассуждений, сформулированные Ньютоном, послужили ему и его последователям верой и правдой. Они имели самые различные полезные следствия; и одно из главнейших — помогали понимать процессы, которые не поддавались непосредственному эксперименту. Помогали изучать сложные явления на экспериментах с аналогичными, но более простыми явлениями, доступными для воспроизведения в лаборатории.

Так в физике родился замечательный метод — метод индукции, метод исследования, позволяющий делать умозаключения по поводу сложного, исходя из простого. Позволяющий познать то, что не может быть изучено прямым путём, но может быть осознано путём сравнения с другими аналогичными, но более доступными явлениями, поддающимися подробному опытному изучению.

Ньютоновы правила — не надуманные рецепты. Они — следствия тонкого понимания специфики научного творчества. Да и не только научного творчества. Правила индукции применяются в любом исследовании, независимо от конкретной цели. Неудивительно, что Конан Дойль поражал и пленял воображение читателей железной логикой своего знаменитого героя. Его Шерлок Холмс руководствовался индуктивным методом рассуждений.

И наконец, четвёртое правило, которое Ньютон добавил уже позднее, в третьем издании своих «Начал»: считать правильным всякий результат, полученный из опыта с помощью индукции, до тех пор, пока не будут обнаружены другие явления, которые уточняют этот результат или противоречат ему.

Этому правилу должно следовать, замечает Ньютон, чтобы доводы индукции не уничтожались гипотезами.

Эта программа «физики принципов» противопоставлялась «физике гипотез» Декарта.

«Математические начала натуральной философии» составляют основу того, что мы называем классической физикой со всей её огромной объединяющей мощью и её ограниченностью, выявленной лишь через два с половиной века Эйнштейном. Здесь сформулированы основные понятия физики: масса и сила, пространство и время, движение и покой, настолько вошедшие в плоть и кровь каждого из нас, что они кажутся врождёнными.

Ньютон пишет: «Эти понятия общеизвестны, однако необходимо заметить, что они относятся обыкновенно к тому, что постигается нашими чувствами. Отсюда происходят неправильные суждения, для устранения которых необходимо вышеприведённые понятия разделить на абсолютные и относительные, истинные и кажущиеся, математические и обыденные».

Ни один из великих предшественников: ни склонный к рациональному мышлению мастер эксперимента Галилей, ни последний из когорты натурфилософов Декарт, ни другие не понимали опасности, таящейся в нечётком определении основных положений, на которых строится наука.

Галилей, первым пришедший к пониманию относительности движения, не сумел продвинуться дальше. Его остановило отсутствие чёткого определения того, что мы теперь называем системой отсчёта.

Ньютона часто упрекают в том, что он ввёл в науку представление об абсолютном пространстве и абсолютном времени. Основанием для таких упреков стала теория относительности, показавшая, что понятия пространства и времени являются относительными. Но ведь это стало очевидным лишь из опытов, которые подсказал потомкам сам Ньютон. На осуществление этих опытов последователи Ньютона потратили следующие два с половиной столетия.

Только в экстремальных областях, открывшихся в нашем веке, например, при скоростях, близких к скорости света, при плотностях, существующих в ядрах, и элементарных частицах, нейтронных звёздах и чёрных дырах, при температурах, близких к абсолютному нулю, легко обнаруживаются отклонения от законов, установленных Ньютоном.

Ньютон между тем понимал различие между абсолютным и относительным и дал этому отличию исключительно чёткое определение.

Он пишет:

«Абсолютное, истинное, математическое время само по себе и по своей сущности, без всякого отношения к чему-либо внешнему, протекает равномерно и иначе называется длительностью».

Казалось, почему не сказать проще —