Antonio Duran Guardeno - Ньютон. Закон всемирного тяготения. Самая притягательная сила природы.

• Название: Ньютон. Закон всемирного тяготения. Самая притягательная сила природы.
• Автор: Antonio Duran Guardeno
• Издательство: Де Агостини
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2015
• ISBN: 2409-0069

Исаак Ньютон возглавил научную революцию, которая в XVII веке охватила западный мир. Ее высшей точкой стала публикация в 1687 году «Математических начал натуральной философии». В этом труде Ньютон показал нам мир, управляемый тремя законами, которые отвечают за движение, и повсеместно действующей силой притяжения. Чтобы составить полное представление об этом уникальном ученом, к перечисленным фундаментальным открытиям необходимо добавить изобретение дифференциального и интегрального исчислений, а также формулировку основных законов оптики. Ньютон, которого многие считают воплощением рациональности, на самом деле был человеком сложным; он много раз вступал в яростные споры со знаменитыми современниками, такими как Лейбниц или Гук, и с не меньшим рвением занимался наукой, алхимией и теологией.

Прим. OCR: Обозначение sqrt() - используется в тексте для замены отсутствующего в наборе знака "корень квадратный".

---

Из всего этого Ньютон сделал вывод, что цвет – это не свойство белого света, которое проявляется из-за различного преломления лучей на различных объектах, а неотъемлемая характеристика соответствующих световых лучей с собственным показателем преломления.

В начале 1672 года Ньютон опубликовал в «Философских трудах» свою новую теорию о природе света и цвета – и это была первая научная работа, о которой ученый заявил открыто. Публикацию с нетерпением ожидали не только в Англии, но и в Европе. И после ее появления мгновенно поднялась волна неизбежной критики и недоверия. И это несмотря на то, что Ньютон пытался скрыть свою приверженность корпускулярной теории света и не говорил о ней до публикации «Оптики» в 1704 году. Так, вопрос 28 «Оптики» начинается словами: «Не ошибочны ли все гипотезы, в которых свет приписывается давлению или движению, распространяющемуся через некоторую жидкую среду?», в то время как 29-й риторически спрашивает: «Не являются ли лучи света очень малыми телами, испускаемыми светящимися веществами?».

Против Ньютона выступили Роберт Гук, который считался главным авторитетом в вопросах, касающихся оптики, и Христиан Гюйгенс, светило европейской науки. Уэстфол так объяснил последствия этой публикации и последующего кризиса: «В течение восьми лет он, в одиночестве, отвоевывал истину в титанической борьбе. […] Восемь лет без времени на еду, восемь лет ночей без сна […] дали о себе знать. […] В 1672 году Ньютон жил со своей теорией уже шесть лет и теперь считал ее очевидной. Однако для всех остальных казалось, что она отрицает здравый смысл, и они просто не могли ее принять. Ньютон же не был готов к какой-либо иной реакции, кроме немедленного с ней согласия». Ученый относился к научному исследованию как к религиозному акту сопричастности к Творцу, поэтому провал эксперимента или его неверная интерпретация были для него не просто нарушением научного метода, а оскорблением божественного.

СОБСТВЕННОЕ ТЕЛО В КАЧЕСТВЕ ЛАБОРАТОРИИ

Экспериментаторство Ньютона шло рука об руку с его храбростью – он смело использовал собственное тело для опытов, при этом его храбрость часто граничила с безрассудством. Однажды ученый чуть не лишился зрения, пытаясь вставить шило между своим собственным глазом и костью, чтобы изменить изгиб сетчатки и понаблюдать за цветными кругами, появлявшимися при надавливании. В другой раз он закрыл один глаз, а другим не отрываясь смотрел на Солнце, чтобы проверить, как изменится восприятие цвета в одном и втором глазу. В результате, чтобы восстановить зрение, ученому понадобилось провести несколько дней в темноте.

Рукопись с записями Ньютона после эксперимента с надавливанием на свое собственное глазное яблоко.

При этом Ньютон, даже публикуя «Оптику», сохранял нежелание предавать свои работы широкой огласке. В первоначальном примечании к «Оптике» можно прочесть: «Я избегал до сегодняшнего дня публикации этих работ, чтобы не оказаться вовлеченным в дискуссии и споры, и если бы не упрямство друзей, которое одержало верх над моим принципом, я бы откладывал публикацию и дальше».

Эксперименты Ньютона с призмами и теория о природе цвета изменили строение телескопа. Прежние модели были рефракторными, то есть увеличивали изображение, пропуская его через выпуклую линзу, объектив, а в конце трубки оно попадало на линзу окуляра (рисунок 1). Этот тип телескопов имел недостаток: он искажал изображение, особенно по краям. Чтобы решить эту проблему, уже в XVI веке начали появляться идеи о возможности построить телескоп-рефлектор, который для увеличения изображения использовал бы зеркала, а не линзы.

РИС.1

РИС. 2

Ньютон прочитал о теоретической модели такого телескопа в работе шотландского математика Джеймса Грегори, засучил рукава и в 1668 году построил прототип, который усовершенствовал пару лет спустя, когда все свое время посвящал оптике. За разработку и строительство телескопа с такими великолепными характеристиками (при длине чуть меньше 20 см он имел увеличение в 40 раз без деформации изображения) ученого в начале 1672 года приняли в члены Королевского общества. Впрочем, несколько месяцев спустя он хотел аннулировать свое членство после научной полемики, вызванной публикацией его теории о природе света и цвета. Ньютона можно считать создателем современных телескопов. Его модель имела в конце трубки зеркало параболической формы, на которое попадало увеличенное изображение, отраженное во втором зеркале, расположенном диагонально по отношению к окулярной линзе (рисунок 2).

ГДЕ ПОРТРЕТЫ ГУКА?

Несмотря на научную известность Роберта Гука и на то, что несколько раз с него писались портреты, до нас не дошло ни одно его изображение. Сохранилось лишь несколько словесных описаний. Два из них, оставленные друзьями Гука, во многом совпадают: это был человек низкого роста, немного кособокий, худого телосложения и с большой головой. Периодически появляются новости о находке какого-либо потерянного портрета Гука, но вскоре они опровергаются. Последняя такая новость звучала в 2003 году. В трехсотлетнюю годовщину со дня смерти Гука историк Лайза Джардин заявила, что она обнаружила один из портретов ученого; на этот раз изображение больше совпадало с описаниями. Джардин использовала его на обложке биографии ученого, которую она вместе с другими тремя соавторами опубликовала в 2003 году. Однако позже оказалось, что на картине был изображен фламандский ученый Ян Баптиста ван Гельмонт (1579-1644). Некоторые злые языки именно на Ньютона возлагают ответственность за потерю портретов Роберта Гука. В тот период, когда Ньютон занимал пост президента, Королевское общество переезжало в новые здания на улице Крейн-корт. Вероятно, во время этого переезда и переноса всех вещей изображения Роберта Гука и были утеряны.

Построив телескоп, Ньютон продемонстрировал выдающееся мастерство. Несколько десятилетий спустя кто-то спросил ученого, кому он поручил строительство телескопа. «Я его построил сам», – ответил Ньютон. «А где вы взяли инструменты?» – снова спросил собеседник. «Я сам их сделал». Смеясь, Ньютон добавил: «Если бы мне пришлось доверять другим людям делать мне инструменты или другие вещи, я бы никогда ничего не создал». Но дело было не только в ловкости рук, но и в осведомленности в самых разных сферах. Ньютон сам cделал из двух медных пластинок зеркала телескопа и сам их отполировал, создав для этого специальный абразив.

«НА ПЛЕЧАХ ГИГАНТОВ»

Роберт Гук, человек, с рассказа о котором началась эта книга, был, наверное, лучшим из английских ученых XVII века… За исключением, естественно, Исаака Ньютона. Последние годы жизни Гука были омрачены горечью и злостью, так как он осознавал, что Ньютон превзойдет границы науки и останется в истории. Пройдут годы, и мало кто за пределами узкого мира науки будет помнить, кем был Роберт Гук, в то время как имя Исаака Ньютона будет известно даже самым необразованным людям.

В конце жизни Гук страшно похудел, съедаемый диабетом и ненавистью к Ньютону. Читая его дневник, мы видим сломленного человека, который понимает, что будущие поколения вспомнят о нем не за его собственные заслуги, а за то, что он был одним из недоброжелателей Ньютона. И это при том, что самому Гуку принадлежит немало научных достижений, а одна из его биографий называется «Лондонский Леонардо».

Гук и Ньютон довольно долго скрещивали диалектические шпаги. Разногласия начались после первой публикации Ньютона о природе света и цвета (1672). Лукасовскому профессору совсем не понравилась критика со стороны Гука, а тем более обвинения в плагиате: ранее Гук заявлял о своем авторстве в отношении части «Математических начал натуральной философии».

Этот и другие научные споры могли бы и не зайти так далеко, если бы Ньютон выражал подобающую благодарность своим коллегам, как в свое время это рекомендовал ему сделать Галлей. Но Ньютон всегда неохотно благодарил других, в то время как сам требовал соответствующего заслугам признания, которого, как считал ученый, он заслуживал. И несмотря на это – вот ведь парадокс! – в истории осталась фраза Ньютона, обращенная к Гуку в ходе переписки в 1676 году: «Если я и видел далеко, то только потому, что стоял на плечах гигантов», – она обычно интерпретируется как проявление благодарности со стороны Ньютона Гуку.

Гравюра, изображающая один из экспериментов Ньютона со светом, и копия телескопа-рефлектора, построенного Ньютоном.

Рисунок Ньютона, изображающий преломление белого света через призмы.