Космос. Иллюстрированная история астрономии и космологии - Джон Норт

нет никаких сомнений в том, что Ньютон удачно использовал наблюдения, проведенные в самых разных местах. К наблюдениям Флемстида и своим собственным он добавил наблюдения, произведенные Гуком и Джеймсом Паундом в Лондоне, а также другими наблюдателями в Италии, Нюрнберге, Восточной Индии, на Ямайке и в Бостоне (в американских колониях), и еще наблюдения Готфрида Кирха в Саксонии. Никогда еще кометы не подвергались такому серьезному и тщательному разбирательству. (Наверное, не лишне будет отметить, что Готфрид Кирх – представитель семейства, из которого вышло четыре хороших астронома, – был известен в свое время не только обширной перепиской с учеными из всех концов Европы, но и тем, что открыл несколько комет.)

167

В книге III «Principia» Ньютон показывает, как определить орбиту кометы, движущейся по параболе, с помощью трех наблюдений. Использованные для этих целей две верхних диаграммы приведены, чтобы дать наглядное представление о сложности указанной проблемы. Применив свой метод к комете 1680–1681 гг. с использованием собственных наблюдений, он сначала уточнил положения звезд в созвездии Персей (средний рисунок), относительно которых он фиксировал последовательные положения кометы (они помечены буквами PQRSTV). Наконец, он определил орбиту и направления хвоста (нижний рисунок с соответствующими точками PQRSTV и другими положениями кометы). В некоторых изданиях приводится более искусный и более крупный рисунок с более подробными пометками, включающими даты, и с обращением особого внимания на хвосты. Дуга GH отображает сферу земной орбиты. Солнце находится в точке D – фокусе параболы.

Однако анализ Ньютона не закончился первоначальным замыслом воспроизведения «подлинного чертежа орбиты, описываемой данной кометой, и хвоста, испускаемого ей в некоторых местах». Он решил выяснить ее физические свойства и пришел к выводу, что кометы должны быть «твердыми, плотными, устойчивыми и прочными», иначе они не смогли бы сохраниться при прохождении в непосредственной близости от Солнца. Он посвятил десять страниц подробно аргументированного текста обсуждению строения комет и свойств их хвостов, с повторным привлечением самых разных сообщений, которые были взяты не только из Бразилии, но и из исторических источников, оставленных Аристотелем, «Саксонской хроникой», Матвеем Парижским и монахом Симеоном Даремским. Обсуждая физические свойства комет, он рассуждал, исходя не из субъективных предпочтений, а на основании нескольких экспериментов, которые он провел с тепловым воздействием летнего солнечного света на сухой грунт, рассчитав, что, находясь в перигелии, комета должна получать тепловой энергии «примерно в 2000 раз больше аналогичной энергии, идущей от раскаленного докрасна железа». Возникший в связи с этим вопрос о способности комет выдерживать такую температуру также был доведен им до числового решения. Тем не менее он не считал, что эти физические проблемы объяснены им полностью, и оставил их открытыми до проведения дальнейших исследовательских экспериментов, ясно сформулировав, что конкретно требуется определить. Это было сделано за много десятилетий до того, как другие специалисты всерьез занялись решением этой сложной задачи.

В числе наиболее захватывающих фрагментов работы Ньютона, по крайней мере с точки зрения тех немногочисленных экспертов, которые могли читать ее с пониманием, когда она впервые вышла в свет, были главы, посвященные движению Луны. Ньютон объяснил в общих чертах гравитационные причины известных на тот момент неравенств, касающихся лунного движения, движение узлов ее орбиты и причину, по которой она всегда повернута к нам одной стороной. Во втором и третьем изданиях он откликнулся на просьбу Галлея продолжить эту работу и дополнил свою лунную теорию. Когда он ее завершил, у него было ни много ни мало семь «уравнений» лунного движения. Некоторые из них он получил не столько из фундаментальных гравитационных аргументов, сколько из наблюдений, произведенных Флемстидом. В лунных таблицах, основанных на его работе, использовались данные таких астрономов, как Флемстид, Чарльз Ледбетер и Галлей, но представляется сомнительным, что они были лучше таблиц, составленных на основе методов Хоррокса. Ньютон обладал превосходством с точки зрения потенциальных преимуществ – реальных достоинств, заложенных в его теории.

В 1690‐х гг. Ньютону срочно понадобились наблюдательные данные Флемстида, но эти два специалиста жестоко поссорились из‐за категорических разногласий в вопросе о роли теории – должна ли она направлять наблюдения или, наоборот, следовать им. Факт существования трений между Галлеем и Флемстидом создавал дополнительные сложности, однако стареющий Ньютон становился все более и более автократичным. Будучи смотрителем Монетного двора, он выделил щедрое пособие Галлею, использовав для этого службу финансового контроля Честерского монетного двора (1696). В 1699 г. положение дел резко обострилось, когда он сказал Флемстиду, что ему нужны только его наблюдения, а не расчеты. Флемстид всегда полагал, что его наблюдения, выполненные с помощью инструментов, приобретенных на его собственные средства, должны принадлежать только ему. Ньютон и Галлей придерживались мнения, что работа астронома Королевского общества была общей собственностью, и опубликовали в 1712 г. значительную часть его работы без получения его одобрения. Приход к власти в 1715 г. правительства Вигов привел к изменению конъюнктуры в пользу Флемстида. Через посредство лордов Казначейства он получил триста непроданных экземпляров изданной в 1712 г. «Historia coelestis». После удаления тех фрагментов, на которые он лично указал, сохранив несколько экземпляров для оправдания в глазах своих друзей, он с мрачным торжеством предал все остальное огню. По его словам, он «принес их в жертву небесной Истине». Флемстид долго готовил к публикации свою собственную работу – трехтомную «Historia coelestis Britannica». (В названии «Британская история небес» слово «история» употребляется в современном значении слова «данные».) Он умер в 1719 г., до того как она была подготовлена к печати, но в итоге книга увидела свет в 1725 г. Прилагающийся к ней звездный атлас (о нем мы еще будем говорить в главе 15) в 1729 г. опубликовали его вдова Маргарет и один из его ассистентов Джеймс Ходсон. Они благоразумно исключили раздел, подготовленный Флемстидом для того, чтобы выразить горькое сожаление по поводу своего сотрудничества с Ньютоном и Галлеем. Каталог и атлас Флемстида намного превосходили по точности все, что было издано до этого, но его репутация всегда находилась в тени репутации Ньютона.

В теории Луны Ньютона есть любопытная деталь, касающаяся оценки ее средней плотности по сравнению с плотностью Земли на основе относительных приливных воздействий Солнца и Луны. В первом издании «Principia» она была завышена в три раза. Факт кажущейся относительной легкости Земли дал основание Галлею сделать вывод о том, что она на четыре девятых полая. Он не был первым, кто подал такую идею, обнаруживаемую, например, в «Священной теории Земли» Томаса Бернета (1681, первое издание – на латыни), но у него можно найти нечто большее, чем просто старую традицию упоминания о гротах и пещерах, содержащуюся в древней мифологии. Галлей предпринял смелую попытку найти теорию земного магнетизма. Со времени путешествия на остров Святой Елены, которое он совершил в 1676 г., он изучал магнитное уклонение (угол расхождения между направлениями на истинный и магнитный север) и к 1683 г. пришел к выводу, что Земля обладает четырьмя магнитными полюсами. В то время он считал, что лучше всего это может быть объяснено с помощью гипотезы, согласно которой Земля состоит из внешней и внутренней сфер (не исключалась возможность, что этих сфер может быть несколько), вращающихся друг относительно друга и несущих собственные магнитные полюса. Существовало определенное сходство между этой гипотезой и более ранней моделью Земли, выдвинутой Гуком, но, как представляется, модель Галлея имела двойное обоснование и наряду с его работой о муссонах позволила ему занять почетное место в истории геофизики – науки, которая всегда поддерживала прочные связи с астрономией. Однако вскоре, когда ошибку Ньютона исправили, Земля