Кто открыл основы классической механики

О. Е. Акимов

Исаака Ньютона нельзя считать основоположником классической механики. Он не открывал трех «законов Ньютона» и всемирный закон тяготения, не разрабатывал теорию света и интегрально-дифференциальное исчисление. Английский «физик» десятки лет своей жизни посвятил вовсе не физике, а алхимии. Он всерьез намеревался отыскать способ получения золота. Многие серьезные историки считают его последним крупным алхимиком Европы, которому пришлось заняться рациональными науками только для прикрытия своего любопытства к средневековым формам знания. Кроме того, несколько последних десятилетий своей жизни он посвятил написанию фундаментального теологического трактата. Среди теологов он пользовался не меньшим авторитетом, чем среди математиков и физиков. Вообще, его жизненной установкой было не наука как таковая, а приобретение богатства, власти и высокого общественного положения. Ради этого он шел на все — подлость, предательство и обман. Ньютон отправил на тот свет многих своих оппонентов и конкурентов.

*
*   *

Sceptic-Ratio: Назовите, уважаемый Удод, самого известного Вам физика.

Удод: Исаак Ньютон!

SR: Я, пожалуй, соглашусь с Вами. Это действительно самый знаменитый ученый, работавший когда-либо в сфере физики. Так, во всяком случае, принято считать. А не припомните ли Вы, чем именно прославился Ньютон?

Удод: Он открыл три закона, названные его именем, и еще всемирный закон тяготения. Ньютон также разработал теорию света. Кроме того, ему принадлежат выдающиеся открытия в области математики: он автор интегрально-дифференциального исчисления.

SR: Очень хорошо! Всё, что Вы перечислили, изучается в школе. И это всё сделал один человек, имя которого Вы назвали, не так ли?

Удод: Да, именно так.

SR: Но, может быть, Вы слышали, что первый закон Ньютона на самом деле открыл вовсе не Ньютон. Этот закон гласит: физическое тело остается в покое или прямолинейно и равномерно движется с постоянной скоростью, если на него не действует никакая сила, т.е. если телу не мешать, оно движется по инерции.

Удод: Да-да, я слышал об этом. Инерционные системы иначе называются «галилеевскими», потому что закон инерции — так еще называют первый закон Ньютон — открыл Галилей. Он катал по наклонной плоскости шары, и убедился: если шару не препятствовать, то, скатившись по наклонной плоскости с некоторым ускорением, он выходит на горизонтальную поверхность и далее катится по прямой, не меняя уже приобретенной скорости.

SR: Вы прекрасно знаете школьную программу. Только ведь историкам науки известно и другое. Галилею так и не удалось сформулировать закон инерции или первый закон Ньютона. Нигде в своих сочинениях он не написал, что при своем движении шар будет катиться бесконечно долго равномерно и прямолинейно. Он считал, что рано или поздно это движение перейдет в круговое, так что для итальянского физика «инерционным» движением было аристотелевское движение по кругу. Впрочем, сам термин «инерция» был введен не Галилеем, а Кеплером.

Удод: Что ж получается, инерцию открыл Кеплер?

SR: Нет, так тоже сказать нельзя. Кеплер думал, что физическое тело активно, а не пассивно сопротивляется действующей на него внешней силе. Другими словами, он представлял себе некую инерционную силу, внутренне присущую телу. Поэтому Кеплер был так же далек от истинного понимания закона инерции, как и его итальянский коллега.

Удод: Так кто же открыл первый закон Ньютона?

SR: Авторство этого закона принадлежит Декарту. Именно в декартовых «Началах» (1644), а вовсе не в ньютоновых «Началах» (1686), мы находим чеканную формулировку: «всякая вещь пребывает в том состоянии, в каком она находится, пока её что-либо не изменит». Правда, этот закон французский мыслитель трактовал шире, чем это предполагается первым законом Ньютона. Декарт писал: «если некоторая частица материи квадратная, она пребывает квадратной, пока не явится извне нечто изменяющее её форму».

Удод: О, так выходит, что Декарт не имел в виду механическую инерцию движения?

SR: Французский мыслитель включал механическую инерцию в более общий, можно сказать, философский закон инерции: нечто не происходит из ничего, на всё имеется причина. Однако сразу после процитированной фразы в разъяснениях к этому закону говорилось: «если же эта частица материи покоится, она сама по себе не начнет двигаться; у нас нет также никаких оснований полагать, что, начав двигаться, она когда-либо прекратит это движение, если только не встретится что-либо замедляющее или останавливающее его. Отсюда должно заключить, что тело, раз начав двигаться, продолжает это движение и никогда само собой не остановится. Но так как мы обитаем на Земле, строение которой таково, что все движения, происходящие вблизи нас, быстро прекращаются, притом часто по причинам, скрытым от наших чувств».

Удод: Эти разъяснения недвусмысленно говорят в пользу того, что Декарт отчетливо понимал суть закона инерции. Но если он сформулировал «первый закон», то, по всей видимости, он сформулировал и «второй закон»?

SR: Совершенно верно. Вот он: «всякое движущееся тело стремится продолжить свое движение по прямой»

Удод: Содержание этого закона, должно быть, пересекается с содержанием предшествующего закона, не так ли?

SR: Отчасти так. Но Декарту важно было этим законом подчеркнуть именно прямолинейность движения, которая прямо не вытекает из предыдущего закона, который, как мы видели, затрагивал и форму материальных частиц. В разъяснениях ко второму закону Декарт ссылается на эксперимент с камнем, выпущенным из пращи. Камень раскручивается по окружности и, казалось бы, выпусти его из пращи, он продолжит совершать круговые движения. Но это не подтверждается в опыте, говорит Декарт. В точке пространства, где камень высвобождается из пращи, он начинает двигаться по касательной к окружности. Согласитесь, уважаемый Удод, вложенное во второй закон содержание несколько отличается от содержания первого закона?

Удод: Согласен. Был ли у Декарта третий закон и если был, как он формулировался?

SR: Третий закон был и формулировался он так: «если движущееся тело встречает другое, более сильное тело, оно ничего не теряет в своем движении; если же оно встречает более слабое, которое оно может подвинуть, то оно теряет столько движения, сколько сообщает».

Удод: Признаться, мне не очень понятен смысл этого закона. То ли дело у Ньютона: в отношении третьего закона к нему нет никаких вопросов. Его закон гласит: сила действия равна силе противодействия; обе силы направлены по одной прямой в противоположные стороны. В формулировке же декартовского закона не ясен сам термин «сильное тело».

SR: Действительно, Декарт пользовался еще не совсем устоявшимися терминами. Под «силой тела» он понимал, собственно, количество движения, т.е. произведение массы тела на его скорость. Но даже при таком понимании термина «сильное тело» его третий закон не только неясен, но просто ошибочен. Из подробных разъяснений следует, что Декарт неверно решил первую задачу физики на соударение упругих тел. Он считал, что небольшое тело, обладающее малой массой и движущееся пусть даже с большой скоростью, при встрече с огромным массивным телом, покоящимся на земле, просто отскочит от него, как мячик отскакивает от стены. Декарт думал, что скорость мячика абсолютно не изменится по величине, а изменится только направление его движения. Очевидно, такое решение ему подсказал всё тот же опыт. Но если подходить к этой задаче строго, то окажется, что мяч потеряет в скорости по сравнению с первоначальной её величиной во столько раз, во сколько раз масса мяча меньше массы дома плюс масса земли, на которой дом расположен.

Удод: Так-так, если открытие первых двух законов движения физических тел нужно приписать Декарту, то третий закон целиком заслуга Ньютона?

SR: Не совсем так. Третий закон в формулировке Ньютона не имеет той общности, на которую может претендовать физический закон. Он кается двух сил, направленных в противоположные стороны, т.е. мы имеем дело с частным случаем сложения двух векторных величин, когда их сумма равна нулю. Но силы могут быть направлены под углом друг к другу, и тогда нужно будет воспользоваться общим правилом сложения векторных величин, а именно правилом параллелограмма, которое было известно уже Архимеду. Ньютону пришлось к своему третьему закону приписать еще шесть следствий, первое из которых касалось правила параллелограмма. Однако правило параллелограмма не является следствием третьего закона (или аксиомы, как говорил иногда Ньютон), хотя из правила параллелограмма путем логических рассуждений можно прийти к третьему закону.

Удод: Итак, третий закон движения не совсем хорош в формулировке Ньютона и совсем плох в формулировке Декарта. Тогда, как нужно формулировать третий закон движения и кто из физиков дал правильную формулировку?

SR: Данный вопрос поставлен не совсем корректно. С точки зрения логики, правильнее было бы первые два закона Ньютона объединить в один, как это дел предшественник Ньютона, Роберт Гук. Он мог бы звучать примерно так: если на тело действует сила, оно приобретает соответствующее ускорение; если такая сила отсутствует, то тело сохраняет свое инерционное состояние (т.е. либо остается в покое, либо равномерно, прямолинейно и бесконечно долго движется в пространстве). То, что Ньютон не совсем удачно сформулировал в качестве третьего закона механики, лучше было бы заменить законом сохранения количества движения. О нём прекрасно был осведомлен Декарт, хотя он и не сумел правильно им воспользоваться для всех возможных случаев соударения упругих тел. Ньютон сформулировал закон сохранения количества движения в качестве своего третьего следствия, которое, опять же, логически не вытекало из его третьего закона движения.

Удод: Вы хотите сказать, что формализованная физика Ньютона не образовывала единой и замкнутой системы?

SR: Нет, не образовывала. Если вводить закон сохранения количества движения, нужно вводить законы сохранения энергии и вращающих моментов. При решении вариационных задач механики не обойтись без закона наименьшего действия. Отдельно нужно говорить о принципе относительности, который был введен Ньютоном в качестве пятого следствия, хотя ясно, что это совершенно независимый принцип механики. Кстати, Галилей в силу своего непонимания принципа инерции, разумеется, не мог осознавать всю глубину принципа относительности, который сейчас носит его имя.

Удод: По-вашему, механический принцип относительности несправедливо называется «галилеевским».

SR: Нет, не справедливо. Когда Галилей писал о неизменности механических движений, совершаемых телами внутри каюты корабля, плывущего по морю и неподвижно стоящего у причала (полет бабочки, падение капель из бутылки и т.д.), он держал в голове образ вращающейся Земли. Галилей защищал систему Коперника, проблемой которой было невидимое вращение Земли относительно звездного неба. Его пример с каютой корабля дополнил множество таких же примеров (с облаками и т.д.), которые приводил Коперник.

Удод: То есть принцип относительности Галилей понимал ровно так же, как и Коперник?

SR: Не только Коперник. Уже Птолемей прекрасно осознавал относительность движения системы Земля — Солнце. Он взвешивал, что лучше принять: гелиоцентрическую систему Аристарха Самосского или более древнюю геоцентрическую систему. Если разделить длину экватора на 24 часа, получим 1666,7 км/ч — такова скорость вращения предметов на экваторе. Птолемей посчитал, что из-за такой огромной скорости ни один предмет — камни, леса, птицы, облака, воды рек и океанов — не удержится на поверхности Земли. Поэтому после недолгих рассуждений (они приводятся в «Альмагесте») он отверг гелиоцентрическую систему мира. Галилей не смог бы убедить ученый мир своим примером с кораблем в справедливости системы мира Коперника. Он вообще намного хуже Коперника представлял себе механику Солнечной системы. Например, в доказательство системы мира по Копернику он указывал на отливы и приливы, что в корне ошибочно.

Удод: Мне также известно, что Галилей не поддержал передовую идею Кеплера об эллиптических орбитах и твердо стоял на круговых траекториях, предложенных Коперником.

SR: Кстати сказать, Кеплер был намного убедительнее Галилея в отстаивании гелиоцентрической системы.

Удод: А разве Кеплер боролся за коперникову систему?

SR: Еще как! Историкам науки известного его сочинение «Сон, или Посмертное сочинение о лунной астрономии», которое вышло в 1634 г. после смерти автора, но начато им в 1593 г., т.е. задолго до выхода галилеевского «Диалога о двух главнейших системах мира — птолемеевой и коперниковой» (1632). Под «лунной астрономией» Кеплер понимал астрономию, которую могли бы разработать жители Луны. Он представил себе кинематическое движение Земли и Солнца, которое можно было бы ожидать, если начало координат разместить не на Земле, как Птолемей, и не на Солнце, как Коперник, а на Луне. Это очень интересное сочинение Кеплера, над которым он трудился почти всю свою сознательную жизнь.

Удод: Мне ничего не известно об этом сочинении.

SR: Не только Вам, уважаемый Удод. Даже такой известный историк, как Эрнст Мах, видимо, ничего о нём не слышал. В его известном историко-критическом очерке по механике (1883) не нашлось места не только этому важному сочинению Кеплера, но и «Началам» Декарта, которые мы цитировали. После Маха акценты в истории становления классической механики были сдвинуты в сторону Галилея и Ньютона, хотя нужно было бы их ставить на Кеплере и Декарте.

Удод: Ну, я не знаю… Мне представляется, что на долю Кеплера и Декарта выпало не меньше славы, чем на долю Галилея и Ньютона. Но допустим, что Галилей не имел точного представления ни о законе инерции, ни о принципе относительности, который тесно связан с ним. Так ведь и Кеплер, и Коперник тоже плохо представляли себе эти вещи. Кого считать автором наиважнейшего принципа относительности?

SR: Во-первых, «наиважнейшим» этот принцип сделали релятивисты после того, как они распространили его на электромагнитные явления. Мне кажется, он стоит в ряду обычных законов механики. Сами подумайте, почему он должен быть важнее, например, закона сохранения количества движения?

Удод: Если мы остаемся в рамках классической механики, то это, наверное, так. А что вы имеете в виду под вторым.

SR: Во-вторых, принцип относительности движения был понят и блестяще применен Христианом Гюйгенсом как раз при успешном разрешении декартовской задачи на соударение упругих тел. Говорят, в Голландии, откуда родом Гюйгенс, принцип относительности называется его именем, а не Галилея. Если бы Вы прочли его трактат «О движении тел под действием удара» (1669), Вы согласились бы с этим выбором названия.

Удод: Возможно. Но сейчас Вы напомнили о нерешенной задаче Декарта. Стало быть, только Гюйгенс решил её верно?

SR: Не он один. История с задачей Декарта довольно любопытна. Над её решением бились многие механики Европы, в том числе, и Ньютон (на этот счет имеются документальные свидетельства). Однако никому не удавалось её решить. Тогда в 1666 г. Лондонское Королевское общество, первым иностранным членом которого был Гюйгенс, объявляет конкурс по поиску решения этой задачи. В конкурсе приняли участие многие исследователи, но правильное решение прислали три человека — Валлис (Уоллис), Рен и Гюйгенс. Валлис представил решение в том же 1666 г., Рен — в 1668 г., а Гюйгенс — 7 января 1669 г.

Удод: Что же получается, Ньютон не внес никакого вклада в разработку трех законов, которые носят его имя?

SR: Да, но его, собственно, и не в чем винить. Наоборот, в «Поучении» к вводному разделу «Начал» Ньютон после формулировки и разъяснения всех трех законов написал: «Из этих двух законов и из третьего, кавалер Христофор Рен, доктор богословия Иоанн Валлис и Христиан Гюйгенс, величайшие геометры нашего времени, вывели законы удара и отражения тел, и почти одновременно сообщили их Королевскому обществу, причем их выводы, во всем касающемся этих законов, между собой согласны. По времени обнародования найденного Уоллис был первым, затем следовал Рен, затем — Гюйгенс. Справедливость этих законов была подтверждена Реном перед Королевским обществом опытами с маятниками».

Удод: Таким образом, Валлис, Рен и Гюйгенс решали декартовскую задачу на соударение шаров, которые подвешивались на нитях как маятники, опираясь исключительно на законы, сформулированные самим же Декартом?

SR: В этом нет никаких сомнений. В своем вводном разделе, где даются определения и формулируются законы и следствия, Ньютон просто пересказал то, что было сделано до него, причем не самым лучшим образом. Об этом можно ещё поговорить, но этот разговор обещает слишком затянуться.

Удод: Хорошо, не нужно. Теперь предположим, что Вы правы и авторство всех трех законов движения не принадлежит Ньютону. Даже в этом случае на долю этого великого человека приходится немало достижений. Чего стоит один только всемирный закон тяготения, или Вы станете отнимать у него и эту заслугу?

SR: Отнимать или не отнимать — судить Вам. Знаете ли Вы, кто надоумил Ньютона написать его «Начала»?

Удод: Нет.

SR: Роберт Гук. После смерти Роберта Бойля, он возглавил Королевское общество и однажды попросил Ньютона написать статью в издаваемый Обществом журнал «Philosophical Transaction» и вот какого содержания. Гук, основным интересом которого были действующие в природе силы (например, сила упругости), догадался о формуле закона всемирного тяготения. Он понял, что сила притяжения должна убывать обратно пропорционально квадрату расстояния между взаимодействующими телами. То, что эта сила должна быть пропорциональна массам взаимодействующих тел и некой константе, согласующей между собой единицы измерения и значения всех физических величин, ни у кого сомнений не вызывало. Таким образом, главную проблему решил именно Гук; именно перед его внутренним взором всплыла формула всемирного тяготения.

Удод: А Вы ничего не путайте? Разве Вам не известно, что Ньютон первым уловил связь между яблоком, падающим на поверхность Земли, и вращением Луны вокруг Земли? В школе объясняют, что Луна, как и яблоко, упало бы на Землю, только из-за тангенциальной составляющей скорости движения Луны последняя как бы проскакивает мимо Земли. Философы усматривают величие Ньютона как раз в том, что он объединил явления земные с явлениями космическими.

SR: Историю про яблоко сочинил сам Ньютон, когда отвечал на трудный вопрос своего первого биографа Вильяма Стэкли: как он открыл всемирный закон тяготения? Открытие этого закона Ньютон полностью хотел присвоить себе. Гук обиделся на это, так что автору «Начал» под давлением своего издателя, астронома Эдмонда Галлея, пришлось написать, что сила тяготения убывает с квадратом расстояния, «как то независимо друг от друга отметили Рен, Гук и Галлей».

Удод: Таким образом, Ньютон решил заслугу одного Гука распределить еще между двумя учеными, Реном и Галлеем, которые в действительности никакого отношения к открытию данного закона не имели?

SR: Именно! Здесь стоит добавить, что Ньютон поставил фамилию Гука самой последней, но Галлей, сжалившись над обиженным Гуком, пропустил его фамилию впереди своей.

Удод: Правильно ли я Вас понял: Ньютон просто выполнил формальную сторону превосходной идеи, пришедшей в голову Гука?

SR: Да, приблизительно так. Ньютон был неплохим геометром и провел в своих «Началах» все необходимые расчеты, о которых попросил его тогдашний руководитель, Гук. Во всяком случае, Ньютон не может претендовать на те широчайшие обобщения, которые любят делать философы и недобросовестные историки науки. Перед ним никогда не стояла задача по объединению земной и космической механики, как об этом они часто говорят. Он решил достаточно узкую математическую задачу и не умел мыслить масштабно. Мировоззрение Ньютона было архаичным и целиком находилось в плоскости средневековой алхимии и схоластики.

Удод: И этому есть какие-то подтверждения?

SR: Разумеется, есть, иначе разговора бы не было. Возьмите, в руки гуковский трактат 1674 г., озаглавленный «Попытка доказательства движения Земли». В нем он пишет: «Я изложу систему мира во многих частностях, отличающуюся от всех до сих пор известных систем, но во всех отношениях согласную с обычными механическими законами. Она связана с тремя предположениями.

Во-первых, все небесные тела производят притяжение к их центрам, притягивая не только свои части, как мы это наблюдаем на Земле, но и другие небесные тела, находящиеся в сфере их действия. Таким образом, не только Солнце и Луна оказывают влияние на форму и движение Земли, а Земля — на Луну и Солнце, но также Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн влияют на движение Земли; в свою очередь, притяжение Земли действует на движение каждой планеты.

Второе предположение состоит в том, что всякое тело, получившее однажды простое прямолинейное движение, продолжает двигаться по прямой до тех пор, пока не отклонится в своем движении другой действующей силой и не будет вынуждено описывать круг, эллипс или иную сложную линию.

Третье предположение заключается в том, что притягивающие силы действуют тем больше, чем ближе тело, на которое они действуют, к центру притяжения. Что касается степени этой силы, то я не мог еще определить ее на опыте; но, во всяком случае, как только эта степень станет известной, она чрезвычайно облегчит астрономам задачу нахождения закона небесных движений, без нее же это невозможно... Я хотел бы указать на это тем, у которых есть время, достаточная сноровка для продолжения исследования и хватит прилежания для выполнения наблюдений и расчетов»

Удод: Из приведенного Вами отрывка «всемирный» характер закона тяготения хорошо просматривается. В первом предложении Гук сказал о явлениях гравитации, наблюдаемых на Земле и в космосе. Из второго предложения вытекает, что сила притяжения вызывает искривление пути следования тела от прямолинейного к круговому или эллиптическому, что соответствует первому закону Кеплера. Кроме того, формулируется закон, объединяющий два первых ньютоновых закона, о чем говорилось выше. Наконец, третье предложение касается всемирного закона тяготения и нам понятны затруднения Гука.

SR: К сказанному Вами нужно добавить, что в письме от 6 января 1680 г, т.е. за семь с половиной лет до выхода «Начал», Гук сообщил Ньютону главное недостающее звено всемирного закона тяготения, а именно, что сила притяжения между двумя телами обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Как следует из приведенного отрывка, в 1674 г. он этого ещё не знал. Но в ноябре 1675 года Гук внимательно прочитал трактат Гюйгенса «Маятниковые часы» (об этом сообщается в его дневнике). В трактате приводился закон центробежного движения и соображения Гюйгенса относительно движения планет по эллиптическим орбитам вокруг Солнца.

В принципе, Гюйгенс мог самостоятельно прийти к всемирному закону тяготения, поскольку открытая им формула, формула Кеплера и формула всемирного закона тяготения находятся в прямой зависимости: зная любые две формулы, можно вывести третью. Сейчас об этой взаимосвязи знает любой физик, но в то время об этом не догадывался ни Гюйгенс, ни Гук.

Здесь нужно вспомнить, что Гук проблемой тяготения занимался постоянно, начиная примерно с 1655 года. 21 марта 1666 года он выступил в Королевском обществе с докладом на эту тему, где сообщил: «Представляется, что тяготение является одним из наиболее общих действующих принципов мира... и Кеплер (не без достаточного основания) утверждает его как свойство, присущее всем небесным телам, Солнцу, звездам, планетам. Это предположение мы впоследствии рассмотрим более подробно, но сначала не мешало бы обсудить, не присуща ли эта сила тяготения частям земли». В связи с этой его идеей он провел серию экспериментов, однако гравитационное взаимодействие между телами, находящимися на поверхности Земли, столь ничтожно, что Гук не смог установить никакой математической зависимости.

Из-за спора по вопросам теории света Ньютон не общался с Гуком, начиная с 1672 год. И вот 24 ноября 1679 года Гук, как секретарь Королевского общества, обратился с письмом к Ньютону, где спросил его, что он думает по поводу разложения движения планеты вокруг Солнца на две составляющие — тангенциальную и нормальную к траектории. В ответном письме от 28 ноября Ньютон выразил признательность и, в свою очередь, попросил Гука подумать над задачей о траектории падения тела к центру Земли. Он высказал предположение, что падающее тело опишет спираль, отклоняющуюся к востоку по мере приближения к центру Земли. 9 декабря на очередном заседании Королевского общества Гук сообщил, что отклонение произойдет не точно на восток, а на юго-восток и объяснил почему. Такое публичное указание на ошибку сильно рассердило обидчивого Ньютона. Однако Гук не хотел снова ссориться с ним и всячески стремился сгладить вновь возникший конфликт.

6 января 1680 года он вновь написал примирительное письмо, где и сообщил о всемирном законе тяготения, правда, в предположительном модусе. Вот эти слова Гука: «Я предполагаю, что тяготение всегда находится в обратном квадратичном отношении к расстоянию от центра». Ньютон не ответил на это письмо. Тогда Гук 17 января вновь шлет ему послание, в котором снова говорит о своей догадке и просит помочь ему математически строго доказать справедливость всемирного закона тяготения. Ньютон не ответил ему и на это письмо. Так было прервано между ними общение.

Первую половину 1880-х годов Гук продолжает свои эксперименты с гравитационной силой и не однократно выступает с докладами и лекциями на эту тему. В это время Ньютон проводит серию алхимических опытов и покрывает страницы своего секретного журнала средневековыми символами. В начале 1684 года Гук сообщил своему другу Кристоферу Рену, что установил связь планетных движений, т.е. законов Кеплера, со своим всемирным законом тяготения, но пока держит это в секрете, «чтобы и другие попытались сделать то же и оценили его труд, когда он, Гук, опубликует его». При их разговоре присутствовал близкий друг Ньютона, Эдмун Галлей, который и передал ему эти слова. В августе 1684 года Ньютон сообщил Галлею, что тоже решил эту проблему, но будет держать ее в тайне, пока не выйдет в свет его статья «О движении».

На заседании Королевского общества, проходившем 10 декабря 1684 года, Галлей сообщил, что данная статья Ньютона полностью готова, однако зарегистрирована она была только в феврале следующего 1685 года. По всей видимости, Ньютон целиком 1684, 1685 и четверть 1686 года посвятил написанию своего фундаментального труда «Philosophiae naturalis principia Mathematica» («Математические начала философии природы»), который представил Королевскому обществу 28 апреля 1686 года. Галлей вызвался опубликовать его труд на свои средства (в казне Общества денег не было), что и было зафиксировано в протоколе от 19 мая этого же года. В середине 1687 года книга бала опубликована.

Такова хронология событий. Кто первый сформулировал всемирный закон тяготения, мне кажется, предельно понятно. Это сделал Гук, хотя в представленной рукописи автор ни разу не упомянул его имя. Поскольку книгу решено было напечатать, Гук потребовал от издателя, т.е. Галлея, восстановить попранные Ньютоном авторские права. Галлей передал требования Гука Ньютону. Тот ответил раздраженным письмом, которое только подтверждало справедливость требований Гука. Приведу выдержки из этого письма.

«Ну, не великолепно ли это! — возмущенно писал Ньютон. — Математики что-то находят, приводят в порядок и подбирают все необходимое, довольные самими собой, что они не что иное, как лишь сухие вычислители и вьючные ослы. А кто-то другой, который не делает ничего иного, как только высказывает утверждения и все хватает, забирает себе все изобретения, как сделанные до, так и после него. Вот такими были и его письма ко мне, в которых он рассказывал, что тяготение при удалении отсюда к центру Земли обратно квадратному отношению высоты и что фигура, которую в тех областях опишет снаряд, будет эллипсом и что якобы таким же будут все небесные движения. И он говорил все это, как будто бы он сам все это открыл и знал точнейшим образом. И вот при такой информации я должен признать теперь, что я все получил от него, а что я сам всего только подсчитал, доказал и выполнил всю работу вьючного животного по изобретениям этого великого человека. А теперь, после всего этого, я должен сказать, что первая вещь, которую он мне сообщил, ложна. Вторая — также ложна. А третья была больше того, что он знал или на что он имел право...

Короче говоря, все эти вещи показывают, что я опередил Гука во всех вещах, о которых он утверждает, что знал их прежде меня. От него я ничего более не узнал, как только то, что тело при падении отклоняется не на восток, а в наших широтах также на юг.

В остальном же его исправления и сообщения были достойны сожаления, и хотя его исправление моей спирали побудило меня найти закон, с помощью которого я затем вывел эллипсы, то все же я ни в какой мере не обязан ему в том, что он осветил мне что-либо в этом деле, но лишь в том, что он был причиной тех отклонений, которые уводили меня в сторону от других занятий, и за его школярские писанья, что якобы он открыл эллиптическое движение, что побудило меня выяснить этот вопрос после того, как я определил, каким методом это следует сделать».

Хочу обратить Ваше внимание, уважаемый Удод, что Ньютон установил только связь между законом, сформулированным Гуком, и законами, сформулированными Кеплером и Гюйгенсом. Эта задача хоть и важная, тем не менее, лежит несколько в стороне от прямо поставленного вопроса: «Кто первый провозгласил всемирный закон тяготения?» Отвечая на этот вопрос также прямо, нужно назвать имя одного Роберта Гука.

Ньютон отчетливо понимал, что события конца 70-х — начала 80-х годов XVII века говорят не в его пользу. Тогда-то он и придумал легенду с яблоком, которое якобы в 1665 году упало с яблони, что росла в саду его родного дома в деревне. Это обыденное явление, говорил он, будто бы и навело на мысль о всемирном законе тяготения. В письме к Галлею от 20 июня 1686 года Ньютон сказал больше: «…Уже в 1665 или в 1666 г. он вывел из законов Кеплера, что сила тяготения должна убывать обратно пропорционально квадрату расстояния между притягивающимися телами». В другом письме к нему Ньютон написал: «В бумагах, написанных более 15 лет тому назад (точно привести дату я не могу, но во всяком случае это было перед началом моей переписки с Ольденбургом), я выразил обратную квадратичную пропорциональность тяготения планет к Солнцу в зависимости от расстояния и вычислил правильное отношение земной тяжести и conatus recedendi (стремление) Луны к центру Земли, хотя и не совсем точно».

Эта была уже прямая ложь, с чем не будет спорить ни один серьезный историк науки. Для такого вывода требовалось знание закона о центробежной силе, который Гюйгенс к тому времени еще не открыл. Однако легенду о яблоке племянница Ньютона, Кетрин Бертон, рассказала Вольтеру, который и сделал ее достоянием европейской общественности.

Удод: Итак, открытие всемирного закона тяготения тоже не принадлежит Ньютону или, во всяком случае, не ему одному. Ну а что Вы скажите о его теории света?

SR: Никакой теории света Ньютон не создал. В молодости он читал «Лекции по оптике», которые оставлял ему куратор, Исаак Барроу. Потом он ставил эксперименты и писал работы на эту тему, но Гук всякий раз находил у него множество пунктов для серьезной критики. В постановке экспериментов Гуку не было равных. В вопросах оптики он намного опережал Ньютона. Недаром, публикацию своего основного труда по этой тематике, «Оптика» (1704), Ньютон откладывал до самой кончины Гука (1703).

Удод: Минуточку, позвольте Вам процитировать известного советского историка науки Б.Г. Кузнецова из его книги «Ньютон». Автор пишет: «Ньютон пропускал луч через небольшое отверстие в темную комнату. Луч падал на призму, за которой стоял экран. Исследуя появившийся на экране спектр, Ньютон констатировал, что белый свет состоит из цветных лучей, которые, преломляясь в призме, отклоняются в различной степени. Ньютон измерил преломление лучей различных частей спектра. Для этого он пропускал через отверстие в экране лучи одного цвета так, чтобы они падали на призму. Оказалось, что наименьшим показателем преломления обладает красный цвет, а по направлению к фиолетовому концу спектра этот показатель возрастает».

SR: Неужели Вы думаете, что до Ньютона никто не видел радуги и не знал что солнечный луч, пропущенный через призму, разлагается на цветной пучок света, соответствующий различным углам преломления? Конечно, измерялись и углы преломления красных и фиолетовых лучей. Всё, о чём пишет Кузнецов и другие историки, проделывалось многими естествоиспытателями задолго до Ньютона. Только сам факт разложение белого света в радужные оттенки еще не образует теории. Ньютон не знал главного: что представляет собой свет — то ли это волны эфира, то ли частицы, движущиеся в пустоте.

В 1665 году Гук выпустил свою знаменитую «Микрографию», где впервые предложил волновую теорию света. Ньютон читал этот труд с пером в руках, покрыв семь листов бумаги своими выписками и комментариями. Однако в своей «Оптике» он ни разу не упомянул имя Гука, у которого были позаимствованы практически все оптические эксперименты. Вы что-нибудь слышали о кольцах Ньютона?

Удод: Да, конечно, о них рассказывают и их показывают учащимся средней школы. Кольца Ньютона, насколько я помню, возникают при соприкосновении выпуклой линзы с плоским стеклом.

SR: Правильно, только не правильно эти кольца называть именем Ньютона. Первым их наблюдал и описал Гук, Ньютон же, рассказывая об этом явлении, сделал вид, будто ничего и не слышал об опытах Гука. И это не единичный случай научной нечистоплотности Ньютона. Именно по объяснению оптических экспериментов у него с Гуком вспыхнула первая большая ссора.

В феврале 1672 года Ньютон публично на заседании Королевского общества выступил со своей «теорий» разложения белого света на гамму цветов, всецело опираясь при этом на корпускулярные представления. За красный цвет у него отвечали частицы большого диаметра, а фиолетовому цвету соответствовали частицы малого диаметра. Гук спрашивал его: «Ну, и что же происходит с этими разнокалиберными частицами при прохождении через призму? Как осуществляется их разделение в стекле? Почему мыльные пузыри или тонкие пластины слюды окрашиваются в радужные тона?» Ньютон не знал, как на это ответить.

В апреле 1672 года, Гук изучал явления рефракции и дифракции лучей света, которые еще больше убедили его в справедливости волновой теории. В частности, направление распространения световой волны может измениться в непосредственной близости лезвия бритвы (Гук поставил такой опыт), но почему должны изменить свое направление движения частицы, он не понимал. Гук отчетливо представлял механизм разложения белого света на радужный пучок лучей. По его теории, каждому цвету отвечало свое собственное колебание; при суммировании этих колебаний возникало новое колебание, отвечающее белому свету.

Еще и еще раз отстаивая свою позицию, Гук на заседании Королевского общества 11 марта 1674 года говорил: «Свет является колебательным движением или дрожанием среды, которое производится подобным же движением светящегося тела подобным путем, как звук обычно поясняется дрожащим движением среды, производимым дрожащим же движением звучащего тела. И подобно тому, как в звуке производятся различные гармоники с помощью пропорциональных колебаний, так и в свете производятся различные любопытные и приятные цвета вследствие пропорциональных и гармонических смешанных колебательных движений; первые ощущаются ухом, а вторые — глазом».

Под давлением эмпирических данных Ньютон в затянувшемся споре с Гуком пошел на попятную и предложил гибридный вариант, который еще меньше заслуживал названия «теории». На заседании Королевского общества от 12 июня 1672 года он заявил, что его корпускулярная модель является всего лишь предположением. «Верно, что из своей теории света я пришел к заключению о корпускулярности света, — говорил Ньютон, — но я этот свой вывод сделал без всякой абсолютной определенности, на что указывают и мои слова "может быть"… Кто-то говорит, что я слишком упорно настаиваю на своей гипотезе. Пусть так, но и в этом случае я не понимаю, почему мой оппонент так возражает против нее. Вопреки его мнению моя гипотеза значительно ближе к его собственной гипотезе. Колебания эфира одинаково полезны и в том и в другом случае, так как, если мы вообразим, что световые лучи состоят из маленьких частиц, вылетающих по всем направлениям из святящегося тела, то, при попадании их на отражающие и преломляющие поверхности, должны возникать эфирные волны, аналогичные волнам от камня, брошенного в воду».

Ньютон старался отмежеваться от своих первых чисто корпускулярных представлений, которые он позаимствовал у Декарта, однако волновые представления Гука он тоже не хотел принимать полностью. В результате у него образовалась странная корпускулярно-волновая смесь, в которой, однако, некоторые релятивисты усматривают зачатки современного корпускулярно-волнового дуализма. До конца своих дней Ньютон колебался не только в отношении света, но и в отношении эфира, в котором распространяется свет. Сначала он думал, на манер Декарта, что это какой-то сильно разряженный газ. Позже, в его мировоззрении стали преобладать теологические фантазии, абсолютно не совместимые с механическими воззрениями, которыми оперировала подавляющая масса тогдашних физиков. Он приписывал эфиру не материальные, а чисто спиритические качества, изображая его неким божественным духом, который якобы дал движение Вселенной.

Удод: Да я слышал, что Ньютон большую часть своей жизни посвятил теологии и алхимии, которые являются плохими помощниками в деле построения рациональных теорий. Об этом Вы уже сказали, но, я надеюсь, Вы не станете отрицать, что Ньютон был великим математиком, разработавшим интегрально-дифференциальное исчисление?

SR: Нет, уважаемый Удод, я буду отрицать и это. Вы, наверное, слышали о споре Ньютона с Лейбницем о приоритете на сей счет. Что ж Вы думайте, Лейбниц на пустом месте стал возмущаться? Ньютон, как и в эпизоде с Гуком, просто-напросто обокрал Лейбница. Последний доверился ему, посчитав его порядочным человеком, а тот в ответ на это доверие, бессовестно обманул, объявив себя единоличным владельцем интеллектуальной собственности. Мало того, что Ньютон присвоил чужое, так он еще плохо разобрался в том, что незаконно присвоил себе. О дифференциалах Ньютон писал с ошибками, плохо понимая этот предмет, а интегралами вообще почти не занимался. Об этой истории я более или менее подробно рассказал в главе 14 «Открытие дифференциала» книги «Конструктивная математика».

Удод: Но кроме дифференциалов есть еще бином Ньютона, вычислительный метод Ньютона. С этим-то как быть?

SR: Имя Ньютона прилепилось ко всему, что так или иначе попало в его «Начала». Поверьте, Ньютон не был по-настоящему творческим ученым. Тот, кто хорошо знает математику и физику, кто тщательно разбирался с тем, что написал он и теоретики его времени, скажет Вам, что слава Ньютона совершенно не адекватно его интеллектуальным способностям. «Начала» и «Оптика» — это вымученные сочинения, куда попали разнородные элементы множества тогдашних теорий. Автор крал ото всех понемногу, внося элементы спекуляции, которые, однако, очень нравились философам, хотя были ошибочны с точки зрения рациональной науки.

Удод: Приведите парочку примеров.

SR: Пожалуйста. В третьей книге «О системе мира» в качестве первого предложения Ньютон написал: «Центр системы мира находится в покое», а потом добавил: «Это признается всеми, ибо одни принимают находящейся и покоящейся в этом центре Землю, другие — Солнце».

Это схоластическое предложение противоречит элементарному физическому факту, о котором знал уже Архимед. Центр тяжести Солнечной системы (здесь имеется в виду именно это понятие) будет перемещаться в зависимости от положения планет. Так, например, если Юпитер и Сатурн находятся в оппозиции, центр будет занимать одно положение в пространстве; если произойдет их соединение, центр переместится в другое место. Таким образом, центр системы мира никогда не будет находиться в покое.

Такое прямо-таки теологическое представление о «центре системы мира» явно противоречило новой, только что народившейся механики. Другим примером того, что Ньютон имел слишком расплывчатые представления о важнейших принципах механики, которую разрабатывали Декарт, Гюйгенс, Лейбниц, Гук и другие мыслители, оставшиеся в тени славы надменного англичанина, служит теория движения Луны. Для объяснения очень непростого движения спутника Земли Ньютон целиком перенял объяснение своего друга Галлея, который — я сейчас, наверное, Вас сильно удивлю — оперировал еще птолемеевскими эпициклами.

Два этих, мягко скажем, недоразумения красноречиво говорят о средневековом образе мыслей британского ученого, которого недобросовестные историки науки назвали в числе первых теоретиков новой науки. Человек с таким мироощущением просто не мог открыть закон всемирного тяготения. Автор «Начал» и «Оптики» не обладал той степенью ясности ума, которая требовалась для разработки сугубо рациональной механики. Все формулы и описания экспериментов отравлены ядовитым духом сернистых газов средневековой алхимии. Мир он воспринимал через призму схоластики. Аналогичный дух спекуляций я чувствую и в математических выкладках современных релятивистов, которые неустанно твердят об экспериментальном подтверждении своих утопических фантазий.

Удод: Только умоляю Вас, не надо о релятивистах. Какое отношение последователи Эйнштейна имеют к Ньютону?

SR: Самое прямое. Эйнштейн — это Ньютон наших дней, т.е. абсолютно дутая величина, накачкой которой занималось могущественное политическое лобби. Такими же мнимыми величинами являются, например, Фрейд и Юнг в психологии. Подобные «флюсы» всегда появляются там, где наука соприкасается с широкими массами населения, когда вся «гениальность» ученого заключена не в глубине, а в широте, не в ясности, а, наоборот, в неоднозначности высказанных им идей, что порождает бесконечные споры в околонаучной публике. Всякое общественное возбуждение непременно эксплуатируется какими-то властными структурами, которые всегда оказываются на стороне силы и большинства.

Власть не интересуется объективной истиной, ее интерес — эффективность управления первоначально аморфным движением огромных масс. В этом смысле научный ажиотаж мало отличается от политического или религиозного. Поэтому профессиональным управленцам все равно где работать — в стане коммунистов или либералов, в церкви или академическом институте. Именно менеджеры решают, кого взять на роль поп-звезды и начать его раскрутку. Ньютон и Эйнштейн, Фрейд и Юнг — это поп-звезды. Однако поп-звезды в мире науки, как и поп-звезды в мире музыки, не являются самыми лучшими певцами и исполнителями на музыкальных инструментах. Истинных виртуозов знают немногие и выступают они вовсе не на стадионах, а в небольших закрытых салонах, которые посещаются профессиональными ценителями музыки.

Удод: Ньютон, похоже, совмещал роль поп-звезды и менеджера. Сначала он возглавил высшее научное общество Англии, а затем стал главным управляющим Монетного двора этой страны.

SR: Да, действительно, Ньютон неплохо совмещал две этих функции, Эйнштейн же блестяще исполнял только роль поп-звезды, управленцем он был никудышным. Его обожатели нередко вспоминают разговоры о том, будто бы ему предлагали стать президентом только что возникшего нового государства Израиль. Однако это скорее насмешка, чем комплимент: евреи никогда бы не доверили свою страну столь безвольному, безалаберному и, в общем-то, аполитичному человеку, каким был Эйнштейн.

И все-таки между Ньютоном и Эйнштейном есть одно большое сходство: они оба удивительно мало отдали сил на разработку рациональной науки. Ньютон, как я уже сказал, десятки лет своей жизни посвятил вовсе не физике, а алхимии. Он всерьез намеревался отыскать способ получения золота. Многие серьезные историки считают его последним крупным алхимиком Европы, которому пришлось заняться рациональными науками для прикрытия своего любопытства к средневековым формам знания. Несколько последних десятилетий своей жизни он посвятил написанию фундаментального теологического трактата. Среди теологов он пользовался не меньшим авторитетом, если даже не большим, чем среди математиков и физиков. Его жизненной установкой было не наука как таковая, а приобретение богатства, власти и высокого общественного положения. Ради этого он шел на все — подлость, предательство и обман. Он отправил на тот свет многих своих оппонентов и конкурентов. К концу своей головокружительной карьеры Ньютон сделался высокопоставленным вельможей, которого побаивался король и перед которым трепетал парламент.

Теперь возьмите Эйнштейна. Если даже не знать детали его биографии, а просто заглянуть в рукописный архив ученого, то можно обнаружить заметную диспропорцию между научными и ненаучными документами. В отличие от Ньютона, который ни разу не выезжал из Англии, Эйнштейн разъезжал по всему свету и принимал участие в бесконечных социально-политических акциях. Ньютон отчасти из религиозных соображений, отчасти из-за своих психологических комплексов дал обет безбрачия. Эйнштейн же, напротив, «гулял» налево и направо. Как и в случае с Фрейдом, его амурные дела были на первом месте, на втором — материальное благополучие и отдых, поддержание реноме ученого стояло на третьем месте. Впрочем, львиная доля времени уходила у него прежде всего на ту бесполезную суету, которая неизменно сопровождает всякую поп-звезду. Все остальное из мною перечисленного шло за этой общественной «нагрузкой», которая выпадает на долю популярной в обществе личности.

Удод: Здесь я хочу Вас прервать и напомнить, что мы ведем разговор все-таки не об Эйнштейне, а о Ньютоне. Итак, Вы утверждаете, что Исаака Ньютона нельзя считать основоположником классической механики, открывателем «трех законов Ньютона» и всемирного закона тяготения, а также он не разрабатывал теорию света и интегрально-дифференциальное исчисление.

SR: Да, именно так, Вы правильно меня поняли, уважаемый Удод. Об Эйнштейне я заговорил лишь потому, что для понимания таких массовых социальных феноменов, которые обозначаются именами «Ньютон», «Эйнштейн», «Фрейд» и, наконец, «Иисус», нужно осмыслить общие законы обожествления людей. Возьмите, к примеру, всеми забытого Джеймса Уатта, изобретателя парового двигателя. Между прочим, благодаря этому новшеству произошла промышленная революция в мире. Двигатель внутреннего сгорания — это лишь прямой аналог двигателя Уатта. Можете ли Вы представить, сегодняшние города без автомобилей?

Удод: С трудом.

SR: Так почему, спрашиваю я Вас, по всему миру не возводят храмы поклонения «божественному» Уатту, а какому-то Иисусу, о котором рассказывают всякие небылицы вроде того, как он ходил по воде и воскрешал из мертвых? Вы верите в это?

Удод: Нет.

SR: Так вот, Ньютон и Эйнштейн — это такие же миражи, что и Иисус. Академия наук и Министерство образование — это, по сути, церковные учреждения. Школьники и студенты — паства, а в качестве вероучения здесь выступает так называемая народная наука.

Удод: Значит, все, что проистекает от официальных структур, по-вашему, является заведомо фальшивым?

SR: Получается так, во всяком случае, настоящий ученый должен отнестись к этому с определенной долей скепсиса.

Удод: Да, но посмотрите, современная наука не делается учеными-одиночками. Сегодня оборудование физических лабораторий, например, ускорители, требует значительных денежных затрат. Это — большое хозяйство, на котором работают десятки и сотни специалистов, нуждающихся в едином координационном центре.

SR: Разумеется, только пусть директора этих больших научных учреждений остаются менеджерами высшего звена и не претендуют на звания величайших ученых планеты. Административное управление людьми и научное исследование — это абсолютно несовместимые сферы деятельности. Большой ученый не может возглавлять большой коллектив людей, так как серьезная работа требует полной самоотдачи, а исследование носит исключительно индивидуальный характер.

Удод: Я, как представитель официальной науки, никак не могу с Вами согласиться. Почему, собственно, большой ученый не может быть и большим администратором?

SR: В основном, по психологическим причинам. Администратор и ученый должны обладать прямо противоположными характерами. Не забывайте, что управление людьми — это власть над ними. Следовательно, администратор, должен хорошо владеть «человеческим материалом», в то время как ученый обязан максимально отвлечься от своего людского окружения и сосредоточиться на предмете исследования. Если человек занимает высшую должность в большом научном учреждении, то это является первым признаком потери им высшей квалификации ученого.

Ньютон в этом смысле может служить показательным примером. Занимая высшие административные посты, он окружил себя подхалимами, которые вознесли его до небес и поставили ему в заслугу все достижения тогдашней науки (астроном Галлей был одним из них).

Люди охотно верят, что подобное случается, например, с политическими лидерами, но с Ньютоном или Эйнштейном! Это абсолютно исключено. Они не понимают, что имеют дело с общим законом функционирования любого учреждения — будь то фирма, церковь или академия наук. Там где власть, там неизбежно возникает культ, сопровождающийся обожествлением личности. Далее Вы должны внимательно присмотреться к прославляемой личности, проверить, так ли она гениальна, как об этом все говорят. Я, как педагог, считаю невозможным для себя продолжать распространять легенды о невероятной мудрости Ньютона, Эйнштейна, Фрейда и прочих кумиров человечества. Это далеко от истины, они не сделали ничего такого, чтобы петь им дифирамбы. Если в результате кропотливой исследовательской работы мне открылась какая-то правда об этих людях, я просто обязан донести ее до молодого поколения.

Удод: Не знаю, не знаю… Пока что в этом диалоге Вы не смогли меня переубедить и я по-прежнему верю в гениальность ума и величие совершенных дел названных Вами ученых.