100 великих достижений цивилизации - Станислав Эдуардович Ермаков

научного взгляда на окружающее, а для религиозно-мифологического подхода. Теология учила, что Земля и весь окружающий мир состоят из самых «грубых» элементов, которые просто не могут существовать в мире горнем, надлунном – там, где мыслимо существование лишь божественных сил. Горний мир, хоть и мыслится прообразом земного, а сам человек сотворен «по образу и подобию», недоступен для людей во плоти, ибо природа их грешна и тленна.

Стоит сместить Землю (а следовательно, и человека, каким бы венцом его ни считать) с этого пьедестала, как под угрозой оказывается и сам авторитет Священного Писания. Волей-неволей мыслящие люди начинают, признав идеи Коперника, сомневаться и в библейских догмах.

Именно это в конечном счете и произошло.

Сегодня мы знаем, что гелиоцентрическая система тоже неверна. Но ее создание было гигантским шагом вперед, оно дало толчок естественнонаучной революции Нового времени, которая более чем по праву названа коперниканской.

Основы классики в физике

«Что есть слава? Порождение случая! Сэр Исаак Ньютон открыл, что яблоки падают на землю, – честное слово, такие пустяковые открытия делали до него миллионы людей. Но у Ньютона были влиятельные родители, и они раздули этот банальный случай в чрезвычайное событие, а простаки подхватили их крик. И вот в одно мгновение Ньютон стал знаменит», – так великий юморист Марк Твен описал великое открытие великого Исаака Ньютона – математика, физика, астронома, естествоиспытателя, астролога и богослова. А что же было на самом деле?

А на самом деле, как полагают современные биографы и историки науки, легенда о яблоке вовсе не такая уж и легенда. Хотя яблоки падали в течение тысяч лет до Ньютона, надо было иметь его ум и объем знаний, чтобы увидеть и описать закономерности, которые ныне большинству образованных (и не очень) людей кажутся очевидными.

В действительности сэр Ньютон сделал гораздо больше, его не случайно называют одним из создателей классической физики. Он разработал дифференциальное и интегральное исчисления, занимался теорией цвета, заложил основы современной физической оптики, создал многие другие математические и физические теории. Главные же его открытия объясняют многие явления, которые до этого не удалось описать и объяснить никому, хотя принципы классической механики, конечно, складывались на протяжении многих столетий.

Исаак Ньютон. Гравюра 1743 г.

Веками ученые пытались понять и сформулировать законы движения материальных тел, но только Исаак Ньютон сумел обобщить все накопленные к тому времени знания о движении физических тел с точки зрения классической механики. Еще совсем молодым человеком он провел серию остроумных экспериментов и доказал, что белый цвет есть смесь цветов спектра. В 1687 году им была опубликована работа «Математические начала натуральной философии», в которой он систематизировал все знания о движении и силе, собранные его предшественниками, в том числе Коперником, Галилеем, Гюйгенсом и другими, внес туда значительное количество исправлений, а также знания, известные ему самому. На основе всех этих знаний им были открыты известные законы механики и закон всемирного тяготения. В этих законах устанавливаются количественные зависимости между характером движения тел и силами, действующими на них.

Но все-таки, были яблоки или нет? Похоже, все-таки да. О том, что Ньютон действительно обратил внимание на падающие яблоки, рассказывает его друг Уильям Стакли. Что интересно, мемуары Стакли были найдены много лет спустя, а опубликованы лишь в 1936 году, тогда как впервые рассказ о яблоке, кажется, появляется уже 1728 году, через год после смерти великого ученого. Знаменитый Вольтер в посвященной изложению идей Ньютона книге также упоминает аналогичную историю со ссылкой на племянницу и компаньонку Ньютона Катарину Бартон, которая жила бок о бок с ним на протяжении 30 лет. А ее муж Джон Кондуит, работавший у Ньютона ассистентом, написал в своих мемуарах: «В 1666 году Ньютон был вынужден на некоторое время вернуться из Кембриджа в свое поместье Вулсторп, так как в Лондоне была эпидемия чумы. Когда он однажды отдыхал в саду, ему при виде падающего яблока пришла в голову мысль, что сила тяжести не ограничена поверхностью Земли, а простирается гораздо дальше. Почему бы и не до Луны? Лишь через 20 лет (в 1687 г.) были опубликованы “Математические начала натуральной философии”, где Ньютон доказал, что Луна удерживается на своей орбите той же силой тяготения, под действием которой падают тела на поверхность Земли».

Как бы то ни было, Исаак Ньютон сумел показать, что движение всех предметов подчиняется общему закону всемирного тяготения, который действует между всеми телами: «Все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними».

Пресловутое яблоко падает на землю под воздействием силы, с которой Земля воздействует на него силой своего гравитационного притяжения. Плод, в свою очередь, тоже притягивает планету, но сила его тяготения крайне незначительна.

Удалось великому англичанину описать и характер этого движения с помощью трех знаменитых законов. Их проходят в школе, а кто-то, возможно, сохраняет в памяти всю жизнь, но уже в современном звучании и понимании. Мы же, поскольку рассказываем об истории открытии, процитируем великих…

Сам первооткрыватель сформулировал свой первый закон, называемый также законом инерции, так: «Всякое тело продолжает удерживаться в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние».

Иначе говоря, неподвижное тело пребудет неподвижным до тех пор, пока на него не начнет действовать какая-то внешняя сила. Если же тело движется равномерно и прямолинейно, то оно так и будет продолжать движение, пока на него начнет действовать внешняя сила.

А что будет с телом, на которое подействует такая внешняя сила? Понять это помогает второй закон Ньютона.

Величина силы, действующей на тело, равна произведению массы этого тела на ускорение, которое получает тело, когда на него начинает действовать сила. Чем больше величина силы, воздействующей на тело, тем большее ускорение оно получит. И чем больше масса тела, на которое воздействует эта сила, тем меньше ускорит свое движение тело. Благодаря этому открытию стало понятно, почему все-таки бессмысленно пытаться остановить бегущего слона, хватая его за хвост.

Третий же закон знаменит своей короткой формулировкой и, кстати, множеством философско-бытовых следствий. Не случайно его формулировка вошла в поговорку. «Действие равно противодействию», – гласит он, или, перелагая на сухой и четкий язык физики, «если тело А воздействует на тело В с какой-то силой, то и тело В воздействует с такой же силой на тело А».

Теоретическая механика – наука, которая, вопреки своему названию, сильно ориентирована на практику. Огромное количество следствий из общих законов движения, сформулированных Ньютоном, стали основой для создания