Естественнонаучная картина мира - [40]

Ученый сделал ряд теоретических и эмпирических выводов из своего открытия, обобщенных сегодня под общим названием законов Кеплера. Однако Кеплер не ставил себе задачу объяснить причину такого движения планет. Эта задача будет решаться в рамках становления первой завершенной научной теории Нового времени и формирующейся на ее основании новой естественнонаучной картины мира.

§ 7. Мир, который построил Ньютон

Об Исааке Ньютоне написаны тома литературы, как чисто учебной, так и серьезно научной, как апологетической, так и критической. Однако за этими томами, статьями, исследованиями, комментариями часто совершенно исчезает ответ на вопрос о том, а что, собственно, великого сей персонаж совершил, какой конкретный вклад в развитие науки он внес. Очень часто констатация этого вклада приводит к выносу за скобки реальных достижений великих ньютоновских предшественников. Тем более затруднительным в такой ситуации становится решение проблемы недостатков и недочетов, объективно присущих абсолютно любой теории, но складывается впечатление, что в список этих теорий ньютоновская концепция не входит. Действительно, дальнейшая эволюция науки превратила последнюю в глазах многих ее адептов в некое подобие непогрешимости папы в вопросах веры у католиков, а обязательное включение основ данной концепции в школьную программу – в нечто, отдаленно напоминающее простую обыденную самоочевидность, исключающую любые альтернативные подходы и решения: «снег белый, небо синее, тело падает под действием силы тяготения».

Вспомним, что уже было известно науке XVII в. перед пришествием великого Ньютона с величайшей работой «Математические начала натуральной философии». Точнее говоря, установим, какими фактами наука уже могла к этому времени свободно оперировать в своих теоретических и гипотетических описаниях. Во-первых, был известен закон инерции, открытый и первоначально сформулированный Г. Галилеем и впоследствии дополненный Р. Декартом. Закон гласил, что тело, не встречающее никаких препятствий на своем пути, будет продолжать движение с одной и той же скоростью в том же направлении. У движения по инерции нет причин – причины есть у его изменения. Увеличение скорости или замедление тела, а также изменение направления движения будет результатом внешнего воздействия – самопроизвольно тело не может менять параметры движения. Для простоты можно предположить, что всякое движение тел связано с внешним воздействием, даже если в опыте это воздействие не наблюдается непосредственно. Всякое брошенное у поверхности Земли тело будет стремиться упасть на поверхность Земли или непосредственно перпендикулярно (сверху вниз), или по сложной траектории – параболе. Парабола, как показал один из теоретиков перспективы и перспективной геометрии Жерар Дезарг, может быть рассмотрена как эллипс, один из центров которого находится в бесконечном удалении от другого. Все тела падают на Землю с одинаковым ускорением. Далее известно, что все планеты движутся по эллиптическим орбитам со скоростями, обратно пропорциональными расстоянию от планет до Солнца таким образом, что скорость планеты в перигелии (ближайшая к Солнцу точка орбиты) больше скорости планеты в афелии (наиболее удаленная от Солнца точка орбиты). Квадраты же периодов обращения планет вокруг Солнца (или спутников вокруг планет) прямо пропорциональны кубам больших полуосей их орбит: Т₁²/Т₂² = а₁³ / а₂³. На основании последних обобщений некоторые ученые (Эдмунд Галлей, Роберт Гук) еще до публикации Ньютоном своих рукописей сделали предположение о связи взаимодействия небесных тел с квадратом расстояния между ними.

Обратим внимание на то, что последние закономерности, известные как законы Кеплера, имели на тот момент, как мы видим, форму простых эмпирических обобщений, а не привычных для нас научных законов. Формы законов не имели и положения Галилея, мало чем отличающиеся, по сути, от простых метафизических положений аристотелевской физики. Для того чтобы естествознание встало на твердую научную почву, а сам мир природы приобрел строгий научный вид, требовался совсем небольшой штрих – и этот штрих был сделан именно Ньютоном. Не будет преувеличением сказать, что ему принадлежит само открытие формы природного закона и ее первичное применение.

Сам Ньютон, по мнению многих пишущих о нем, был чрезвычайно самолюбив и очень болезненно относился к первенству не только в науке, но и в других областях. Широко известны его споры с Лейбницем по поводу дифференциальных исчислений или с Гуком о форме закона всемирного тяготения и природе света. Однако в случае со знаменитым первым законом (законом Галилея – Ньютона, законом инерции) Ньютон, судя по всему, целиком и полностью признавал первенство за Галилеем. Но Галилей лишь полагал, что если на тело не оказывается никаких внешних воздействий, то тело будет двигаться равномерно и прямолинейно, либо же будет оставаться в покое, который сам по себе тоже есть частный случай движения. Ньютон же утверждает, что тело, движущееся по инерции, не имеет никаких причин (сил) для изменения движения. Нет действия силы – нет изменения движения. Прямолинейное равномерное движение, таким образом, есть элементарное простое движение, не зависящее от каких-либо причин и само по себе ничьей причиной не являющееся, то есть не связанное с внешними факторами.