Вольдемар Смилга - Очевидное? Нет, еще неизведанное…

• Название: Очевидное? Нет, еще неизведанное…
• Автор: Вольдемар Смилга
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Физика
• Год: 1966

Эффектное название, возможно, и интригует, но, уж конечно, ничего не объясняет. А в этой книге довольно серьезно рассказывается о том, чего достигла физика со времен Галилея до Эйнштейна, о явлениях древних, как мир, и, по-видимому, всем знакомых, а в конечном счете — о специальной теории относительности.

---

В заключение стоит привести один пример, очень четко характеризующий строгий и честный стиль научного мышления Галилея. Многие слыхали, конечно, что гипотеза о бесконечности вселенной впервые выдвинута Джордано Бруно. Но это не совсем точно. Эта проблема, видимо, очень занимала Галилея, он неоднократно к ней возвращался. И пожалуй, пошел дальше Бруно.

Несколько сентиментальные выводы.

Поскольку еще нет никаких опытных данных в пользу конечности или бесконечности вселенной, Галилей заключает: «Я остаюсь в нерешимости, какое из этих двух положений правильно, хотя мои личные доводы заставляют меня склоняться скорее к идее бесконечности мира…»

Глава II,

содержащая очень краткие сведения о жизни и характере Ньютона. В заключение читатель может узнать, что такое метод принципов

Вывести два или три общих начала движения из явлений и после этого изложить, каким образом свойства и действия всех телесных вещей вытекают из этих явных начал, — было бы очень важным шагом в философии, хотя бы причины этих начал и не были открыты.

Ньютон

Ньютон. Механика (метод)

Восхищение Ньютоном освящено традицией.

Еще его современники полностью исчерпали весь арсенал восторженных эпитетов, сравнений и гипербол, и потомкам оставалось только повторяться, что, впрочем, и делалось без опасения утомить человечество.

Вступление, ценное главным образом потому, что упомянута книга С. И. Вавилова «Ньютон» — может быть, лучшая работа по истории физики на русском языке.

Ньютоном восхищаются все: и ученые, по-настоящему понимающие подлинное значение его работ, и те, кто не очень представляет, что он, собственно, сделал, но, впрочем, твердо уверен, что восторгаться Ньютоном следует, — это признак хорошего тона.

Чтобы понять всю исключительность, аномальность личности Ньютона, следует прочитать блестящую книгу С. И. Вавилова. И после этой книги, вероятно, на всю жизнь вы не сможете отделаться не столько от чувства восторга, сколько от самого наивного удивления. На мой взгляд, восхищаться можно только понятными вещами, а творческий потенциал Ньютона, по-видимому, немыслимо воспринять человеческим разумом.

Жизнь и карьера Ньютона очень бедны внешними событиями и очень похожи (опять же с внешней стороны) на судьбы десятков добропорядочных английских джентльменов, упорных и часто довольно даровитых, добивавшихся всего своими руками, чтивших бога и короля («Да хранит его бог!») и глубоко убежденных, что нет страны лучше, чем старая добрая Англия с ее старыми добрыми традициями, и что не было, нет и не будет дела важней, чем обеспечить ее (и конечно, попутно свое) процветание.

Краткие сведения об Исааке Ньютоне.

Исаак Ньютон родился в 1643 году (через год после смерти Галилея) в семье с весьма средним достатком. Очевидно, ему повезло со школьным учителем. Судя по сохранившимся данным, это был культурный и умный человек. Сразу после школы — Кембриджский университет (точнее, Тринити колледж). Английские университеты того времени представляли собой сумму колледжей — почти независимых друг от друга учебных заведений. (Впрочем, в Кембридже и Оксфорде эта система сохранилась до наших дней.)

За восемь университетских лет (1661–1669) Ньютон прошел всю лестницу от студента до заведующего кафедрой. (Не надо думать, что это исключительная карьера: в ту эпоху на такой путь требовалось значительно меньше времени, чем сейчас.) Юноша очень серьезен, замкнут, пользуется всеобщим уважением, но вряд ли даже ближайшие друзья — их, кстати, очень мало — подозревают, что он уже создал анализ бесконечно малых величин, наметил невиданную программу дальнейших исследований и обладает рядом совершенно революционных идей и результатов в механике, оптике и теории тяготения.

Известные теперь каждому школьнику опыты по разложению солнечного света уже закончены, и получен закон убывания силы тяготения с расстоянием.

Все это было сделано за два года (1665–1667), не говоря о том, что одновременно он овладел экспериментальной техникой, в частности техникой изготовления телескопов — самых тонких приборов того века.

Ньютон не печатает своих работ. Еще больше, чем Галилей, больше, пожалуй, чем кто-либо из известных ученых, он придирчив к своим результатам, и работа не появляется на свет, пока он не убеждается до конца в ее полной и безоговорочной точности и законченности.

Карьеру Ньютона, как и Галилею, создает телескоп. Совершенно новый по своей идее телескоп-рефлектор приносит Ньютону звание члена Королевского общества, президентом которого он будет впоследствии. Это происходит 11 января 1672 года. А уже 6 февраля этого же года Ньютон докладывает на заседании общества свой мемуар «Новая теория света и цветов» — мемуар, который, по словам С. И. Вавилова, «впервые показал миру, что может сделать и какой должна быть экспериментальная физика».

С этого времени Ньютон непрестанно поражает мир обилием и качеством своих работ.

Его общественное положение делается все более блестящим. В частности, в 1686–1689 годах он — депутат парламента от университета. Правда, злые языки утверждают, что в парламенте он выступал всего один раз — с просьбой закрыть окно, «ибо с Темзы дурно пахнет», но, очевидно, Ньютон не был таким ученым «не от мира сего», каким часто принято его представлять. Во всяком случае, получив должность хранителя Монетного двора (1696 год), он великолепно справился с весьма тяжелыми задачами (перечеканка всей английской монеты), которые требовали больших административных способностей.

В 1705 году Ньютон получает дворянство, он принят при дворе; официально и неофициально, друзьями и врагами признан первым натурфилософом мира. Его богословские работы также получают восторженные оценки, хотя сэр Исаак и отклоняется в них очень часто от канонизированных взглядов. Нам, конечно, трудно представить, что Ньютон тратил массу времени и сил на исследования различных богословских проблем. Но факт остается фактом: сэр Исаак Ньютон был глубоко религиозен и, пожалуй, склонен был рассматривать всю свою научную работу как посильный вклад в познание божьего провидения. Правда, тогда подобное совмещение профессии — физик и богослов — было в порядке вещей, но в наши дни его богословские увлечения вызывают только чувство недоуменного и горького сожаления.

Забавно, что и в области теологии взгляды Ньютона оказали большое влияние на последующие поколения.

В последние годы жизни Ньютона часто отвлекают от работы административные и общественные обязанности; да и, самое главное, возраст начинает брать свое. Сказывается переутомление от исключительных по интенсивности трудов прежних лет. Однако старик не бросает науку и даже продолжает экспериментировать. Но в основном он занимается шлифовкой своих прежних результатов и прежде всего труда его жизни — «Математических начал натуральной философии».

Эта книга вышла в свет в 1687 году. В ней дана теория тяготения и движения небесных светил и сформулированы все основные законы механики, которые оставались незыблемыми до Эйнштейна.

Итак, механика. Прежде всего — о методе.

Эта и несколько следующих страниц посвящены методу Ньютона. Их можно опустить без вреда для читателя. Но можно и прочитать, тоже, надеюсь, без вреда.

«Я не измышляю гипотез, — любил повторять на склоне лет Ньютон. — Все, что не выводится из явлений, должно называться гипотезою, гипотезам же метафизическим, физическим, механическим, скрытым свойствам не место в экспериментальной философии».

Следовательно, гипотеза не вытекает непосредственно из опыта. Гипотезу выдвигают по интуиции, используя какие-то аналогии, а потом уже пытаются согласовать с известными фактами. Так, например, атомистическая структура материи до недавнего времени оставалась гипотезой.

Часто гипотеза полностью рушится под давлением фактов; причем иногда проходит не одна сотня лет, прежде чем эти факты появятся. (Вспомним о гипотезе Канта — Лапласа.)

Иное дело принципы. Они создаются на основе опытных данных, в результате их тщательного анализа.

Принципы недоказуемы логически, но обязательно имеют в основе прочную базу эксперимента. Поэтому в той или иной форме они остаются в науке навсегда. Хотя, конечно, дальнейшие исследования могут ограничить область их применения, обнаружить, что принципы носят не абсолютный, а имеют приближенный характер.

Примеры принципов: аксиомы геометрии Эвклида, ньютоновские законы механики, закон всемирного тяготения, законы сохранения…