Борис Кузнецов - Ньютон

В третьей книге «Начал» изложена астрономическая система мира. Ей предпослана методологическая декларация Ньютона «Правила философствования». Затем перечисляются основные астрономические наблюдения, на основе которых, используя весь предыдущий материал «Начал», можно получить истинную картину Вселенной. Из этих наблюдений выводится заключение об универсальности тяготения.

Затем Ньютон излагает законы движения Солнца и планет. В конце книги доказывается, что Земля, как и всякая вращающаяся вокруг своей оси планета, должна быть сжата вдоль оси вращения. Ньютон рассматривает, далее, вес тел в разных географических точках и, наконец, объясняет приливы притяжением небесных тел. Во втором и во всех последующих изданиях «Начал» в этот раздел были включены теоремы о движении Луны под влиянием возмущающего воздействия солнечного притяжения. Наконец, как заключение ко всей книге в целом помещено «Общее поучение», где Ньютон излагает некоторые теологические и натурфилософские соображения.

Каковы главные идеи «Начал»?

Из опыта, по мнению Ньютона, можно вывести основные определения материи, пространства, времени и движения. Материя отличается от пространства, материальные тела движутся в пустоте. Пустое пространство неподвижно и абсолютно.

Перемещение в этом пространстве — абсолютное движение. Причина, вызывающая абсолютное движение,— сила, приложенная к телу. Ускорение пропорционально этой силе. Движения небесных тел происходят под влиянием инерции и тяготения, заставляющих тела обращаться по эллиптическим орбитам вокруг центральных тел, к которым они тяготеют. Тяготение прямо пропорционально массам и обратно пропорционально квадрату расстояния между телами. Оно связывает все материальные тела. Закон всемирного тяготения объясняет, почему система мира сохраняет неизменное движение после первоначального толчка, которым бог привел ее в движение.

Таким образом, в «Началах» однозначное выведение определений пространства, времени, материи и движения из опыта дополняется другим логическим процессом — выведением, причем максимально естественным, экспериментально проверенных заключений из наиболее общих принципов. Конечно, в «Началах» уже в то время, когда они появились, содержались некоторые явные недостатки «внешнего оправдания» и «внутреннего совершенства». За двести с лишним лет до того, как Эйнштейн сформулировал эти критерии, такие исходные понятия «Начал», как абсолютное пространство, действие на расстоянии, первоначальный толчок, уже подвергались критике. Эта критика по существу указывала на объяснение экспериментальных результатов с помощью искусственных допущений. Но «Начала» удовлетворяли данным критериям настолько, насколько это было возможно в то время. Само название «натуральная философия» оправдывалось не только существовавшей (и отчасти сохранившейся поныне) традицией. Оно оправдывалось и максимальной общностью исходных принципов. Ньютон объяснил эллиптические орбиты, распространив понятие тяжести на космос, на Всё, на «объект, созданный в одном экземпляре». Отныне, после разработки «аксиом движения», физическое мышление включало анализ проблем бесконечной Вселенной и ее определений — понятий абсолютного и относительного движения, материи и пустоты, мгновенного и временного действия. Оно приобрело уже не только традиционные основания, но и новые аргументы для того, чтобы называться «натуральной философией». Главным аргументом был синтез понятия тяжести, обладающего максимальной эмпирической базой, схемы мироздания, основанной на чрезвычайно точных наблюдениях звездного неба, и представления о силе как о причине ускорения, представления, основанного на всем предшествующем развитии производительных сил, механики и физики.

«Начала» очень важны для понимания стиля жизни Ньютона. Чтобы увидеть или по крайней мере попытаться увидеть связь стиля жизни великого мыслителя с содержанием его научного подвига, нам понадобится снова обратиться к тому, что можно было бы назвать «концепцией научной гениальности». На сей раз речь идет об эволюции творчества, об «онтогенезе» мыслителя.

Гениальный мыслитель никогда не почивает на лаврах и не заменяет лавровым венком тот терновый венец нерешенных проблем, который является его благословением и проклятием. Величайшее достижение означает для него появление новой проблемы, которая видна как отдаленный пейзаж, как идеал, манящий, но недоступный или требующий неопределенно большой суммы новых усилий. Для Эйнштейна высшим достижением была общая теория относительности, после нее он сконцентрировал все силы своего гениального ума на разработке единой теории поля. Переписка Эйнштейна во второй половине его жизни свидетельствует о том, что он постоянно ощущал неизбежность обобщения разрозненных представлений о полях и частицах и понимал малую вероятность решения проблемы в короткие сроки, сопоставимые с теми сроками, в течение которых были найдены уже достигнутые решения. «Эпоха единой теории» была для Эйнштейна эпохой заметного сужения связей с физиками, эпохой значительного оживления общественной деятельности и расширения связей с непрофессиональными кругами. По-видимому, поиски новых путей, куда еще не ступали другие, расширяют кругозор ученого, выводят его за пределы профессиональных интересов.

Был ли в жизни Ньютона подобный перелом?

В какой-то мере он чувствовал принципиальную невозможность чувственного восприятия абсолютного пространства; это ощущение Ньютона угадал не кто иной, как Эйнштейн, писавший о мыслителе XVII—XVIII вв.: «...понятие абсолютного пространства, связанное с понятием абсолютного покоя, доставляло ему неприятное чувство; он понимал, что в опыте, по-видимому, нет ничего, что соответствовало бы этому понятию. Он чувствовал также беспокойство в связи с введением дально-действенных сил» (24, 183). Это «неприятное чувство», «беспокойство», не принимало масштаба трагической неудовлетворенности и не отдаляло Ньютона от современных ему физиков. Напротив, «Начала» сблизили Ньютона с ними. И тем не менее триумф однозначного и точного объяснения мира включал некоторый трагический компонент.

Почему возвращались картезианские искушения, аналогичные искушениям единой теории поля у Эйнштейна? Почему призрак эфира тревожил Ньютона? Почему Ньютон, прожив после выхода «Начал» сорок лет (больше, чем Эйнштейн после создания общей теории относительности), почти не разрабатывал основных идей этой книги, содержавшей, как это показало дальнейшее развитие науки, колоссальные потенции ее преобразования? Эти фундаментальные вопросы биографии Ньютона, вопросы о содержании и движущих силах его творчества после создания «Начал», связаны с еще более фундаментальными вопросами, с основными коллизиями физики и философии XVII—XVIII вв., с проблемой соотношения ньютонианской и картезианской линий в науке, с оценкой роли, которую играли религиозные противоречия и споры в культуре Нового времени и в генезисе классической картины мира.