Jose Santonja - Физика учит новый язык. Лейбниц. Анализ бесконечно малых.

• Название: Физика учит новый язык. Лейбниц. Анализ бесконечно малых.
• Автор: Jose Santonja
• Жанр: Научпоп
• Год: 2015

Готфрид Вильгельм Лейбниц — один из самых гениальных ученых в истории науки. Он жил на рубеже XVII и XVIII веков, в эпоху больших социальных, политических и научных перемен. Его влияние распространяется практически на все области знания: физику, философию, историю, юриспруденцию... Но главный вклад Лейбница, без сомнения, был сделан в математику: кроме двоичного исчисления и одного из первых калькуляторов в истории он создал, независимо от Ньютона, самый мощный инструмент математического описания физического мира — анализ бесконечно малых.

---

Среди сочинений, написанных ученым для герцога после посещения Гамбурга в 1678 году, было одно, над которым Лейбниц начал работать еще в Париже. Оно было посвящено тому, что сегодня мы называем возобновляемыми источниками энергии. Лейбниц создал проект системы насосов и ветряных мельниц, которые позволили бы использовать энергию ветра и гидроэнергию для улучшения дренажа шахт. Насосы, разработанные ученым, требовали минимального обслуживания. Конструкция его мельниц позволяла им работать даже при очень слабом ветре и с большей отдачей, чем обычные мельницы. Идея была в том, чтобы использовать мельницы все возможное время и заменять их гидроэнергией, когда они не могут работать. Таким образом создавался постоянно действующий в любое время года источник энергии, с помощью которого теоретически всегда была возможность выполнять необходимые водные и горные работы, поскольку во времена засухи работа шахт останавливалась.

За всем этим стояло желание Лейбница, как он сообщил герцогу после одобрения проекта, часть полученных доходов вложить в исследование для увеличения добычи, а другую часть отдать на финансирование Берлинской академии, создание которой он тогда обдумывал. Хотя изначально проект был не очень хорошо принят, в основном из-за расходов, необходимых для строительства большого количества новых сооружений, Лейбниц сумел опровергнуть все контрдоводы. В конце 1679 года ученый получил одобрение герцога на заключение соглашения с Ведомством шахт, которое наряду с герцогом и самим Лейбницем должно было финансировать проект.

Однако с самого начала у Лейбница возникли проблемы с реализацией своего замысла. К открытому саботажу служащих шахт, которые считали его чужаком, не обладающим необходимыми знаниями, добавилась ненастная погода, сменяемая периодами полного безветрия. По-видимому, Лейбниц пренебрег необходимостью изучения ветров в этой местности. Другой сложностью стало строительство сооружений, поскольку в некоторых случаях, когда были нарушены инструкции по изготовлению, машины не работали должным образом, и нужно было переделывать их снова и снова.

В связи с увеличением стоимости, которая в 1683 году была уже почти в восемь раз больше предусмотренной, герцог предложил закрыть проект. Но заплатив из собственного кармана, Лейбниц настоял на том, чтобы его продлили еще на год: он хотел доказать, что план все-таки осуществим. Ему пришлось полностью пересмотреть проект и усовершенствовать конструкцию мельниц так, чтобы их можно было построить за полцены. Также Лейбниц придумал механизм парусов, которые складывались и раскрывались в зависимости от необходимости, и предложил улучшить работу насосов, используя сжатый воздух, но обе идеи оказались неудачными. Позже, в связи со слабостью ветра в этой местности, он разработал горизонтальные мельницы вместо вертикальных, способные работать при любом ветре и даже в грозу. Но их отдача равнялась одной трети от традиционной, поэтому они также оказались нежизнеспособными. Проект окончательно закрыли в 1685 году.

Горное дело не было просто очередным увлечением среди огромного количества интересов Лейбница; совсем наоборот, это была одна из его любимых областей познания. В течение шести лет, которые длился проект, Лейбниц проводил больше половины своего времени в Альт-Гарце, из чего видно, какую огромную работу ему пришлось проделать. Кроме того, он постоянно думал о том, как улучшить добычу. В 1680 году, когда у Лейбница еще была надежда на успех проекта, он написал герцогу, что они смогут получить большую прибыль от соглашения с голландцами на переработку руды из золотых и серебряных шахт на Суматре, собственности Голландской Ост-Индской компании. Годом позже в другом документе Лейбниц советовал герцогу заключить соглашение с императором и курфюрстом Саксонии с целью прийти к общему мнению и вынести его на политическую конференцию, которая должна была состояться во Франкфурте, по вопросу увеличения цены на серебро.

Когда проект был закрыт, Лейбниц, все еще веря в то, что его идеи будут признаны, не перестал заниматься улучшением методов добычи минералов. Он разработал механизм, состоящий из ряда связанных между собой цепью контейнеров: они постоянно поднимались и опускались, позволяя поднимать руду. Так уменьшался расход энергии на подъем контейнера с рудой из недр шахты, поскольку иногда цепь для подъема весила больше, чем сама руда. Эта идея была также не принята, как и другие предложенные ученым новшества.

ЛЕЙБНИЦ-ИСТОРИК

В 1685 году Лейбниц получил задание написать историю Брауншвейг-Люнебургской династии, его самую важную работу с тех пор. Он был убежден в возможности составить историю рода примерно до 600 года, но для этого нужно было прибегнуть к изучению оригинальных документов, хранящихся в монастырях.

ДОМ ЭСТЕ

Дом Эсте, ведущий свой род из Франции, был разделен на две ветви: Вельф-Эсте, известный как дом Вельф, и Фулько-Эсте, который превратился в итальянский дом Эсте. Во время войн между гвельфами и гибеллинами, происходившими в период Позднего Средневековья, Эсте завладели Феррарой, которая была папским уделом, и в 1332 году стали папскими викариями. В 1288 году они присоединили к себе Модену, хотя только в 1452 году получили титул герцогов Модены и Реджо из рук Фридриха II Габсбургского, императора Священной Римской империи и эрцгерцога Австрии. Эсте щедро поддерживали искусство эпохи Возрождения и состояли в родстве с очень важными итальянскими семьями, такими как Борджиа и Сфорца. Когда в 1597 году прекратилась прямая наследная линия, папа снова присоединил Феррару к Папскому государству, и власть дома Эсте начала угасать. Из самой древней ветви семьи вышли герцоги Баварии, Саксонии и Брауншвейг-Люнебурга.

В начале 1687 года Лейбниц осуществлял исследование в предместьях Ганновера, а в конце года совершил поездку на юг Германии и Австрии. В апреле 1688 года он сделал в Аугсбурге очень важное открытие. В местном бенедиктинском монастыре ученый ознакомился с рукописью "История гвелъфских принцев", в которой нашел доказательства, связывавшие гвельфов, создателей герцогства Брауншвейг-Люнебург, с благородным домом Эсте, который правил герцогствами Феррара и Модена. Из-за новой информации Лейбницу пришлось совершить поездку в Италию, и в первую очередь в Модену, где он также способствовал заключению политического брачного союза.

В итоге историческое исследование Лейбница оказалось намного сложнее, чем он ожидал. В 1691 году ученый сообщил герцогу, что работа сможет быть закончена через пару лет, если ему дадут в помощь секретаря. Секретарь был ему предоставлен. Однако, хотя действительно очень скоро были изданы три тома этого исследования, оно так никогда и не было закончено.

Тем не менее Лейбниц смог изложить часть собранной информации. В 1695 году в связи с заключением брака между династией Брауншвейг-Люнебург и домом Эсте в Модене Лейбниц создал памятную медаль нового союза династий, состоявшегося более чем через шесть веков. Также он написал сочинение, изданное в Ганновере, под названием "Письмо о связи между Домами Брауншвейг и д’Эсте", в котором изложил свои исторические находки.

Во время всех этих поездок Лейбниц встречался с образованными людьми и учеными, посещал музеи и собирал информацию на очень разнообразные темы, например об ископаемых — сведения о них пригодились ему впоследствии для создания работы "Протогея". Ученый также в течение нескольких недель был гостем в доме ландграфа Эрнста из Гессен-Рейнфельса, с которым беседовал на темы истории и религии, делая особый акцент на своем так и не забытом проекте объединения Католической и Протестантской церквей. Кроме того, Лейбниц добился выполнения своей мечты быть принятым на аудиенции императором Священной Римской империи Леопольдом I.

В духовном мире ищи ясность, в материальном — пользу.

Готфрид Вильгельм Лейбниц

Во время пребывания в Риме ученый смог посетить Ватиканскую библиотеку, где нашел рукописи, подтверждавшие открытия, сделанные им в Аугсбурге. Он также застал смерть папы Иннокентия XI, который был сторонником объединения церквей. В эти дни Лейбниц, о чем свидетельствуют его записи, приступил к чтению "Начал" Ньютона.

Несмотря на службу у герцога, ученый продолжал выполнять и другие поручения, не требовавшие его постоянного физического присутствия. В 1691 году он получил должность в библиотеке в Вольфенбюттеле (Нижняя Саксония) и занимал ее до самой смерти. Хотя Лейбниц должен был заниматься долгосрочным планированием, от него не требовалось каждодневной работы. В 1693 году он опубликовал сочинение "Кодекс международного дипломатического права", в котором собрал документы с XII по XIV века, в большинстве своем неизданные.