Исаак Ньютон: ученый, финансист и богослов
09:45
Советник руководителя Аналитического центра при Правительстве РФ
Исаак Ньютон (1642–1727) стал в нашем представлении основателем и символом науки нового поколения – рациональной, количественной, точной. Культ Ньютона начал складываться еще при его жизни, чему пожилой Ньютон способствовал и сам. Поэт Александр Поуп сформулировал сущность Ньютонова культа в своей написанной почти всерьез эпитафии:
Природы строй, ее закон в извечной тьме таился.
И Бог сказал: «Явись, Ньютон!», и всюду свет разлился.
Этот культ и связанные с ним мифы окружают личность Ньютона до сих пор. А исторический Ньютон был прочно связан с наукой и обществом своего времени. Его труды и жизнь были не переломом, а поворотом. Детальное изложение биографии Ньютона выходит за пределы краткого очерка, поэтому мы обсудим здесь только особенности того поворота, который Ньютон совершил в контексте своего времени.
Исаак Ньютон родился в поместье Вулстроп (Восточная Англия) в семье богатого фермера-овцевода, рано проявил способности к наукам и был после колебаний отправлен матерью в Тринити-колледж Кембриджского университета, где провел почти все последующие 30 лет. Первоначально Ньютон был «субсайзером» – бедным студентом, который отрабатывал обучение, прислуживая старшим студентам; Ньютон был в помощниках у дальнего родственника Хэмфри Бабингтона (см. документы Ньютоновой коллекции Кембриджской библиотеки и комментарии). В 1664 году он выдержал экзамен на стипендию, которая давала право обучаться три года на степень магистра, и через год стал бакалавром.
С 1660 года в Англии началась эпоха Реставрации. Разочарованная режимом отца и сына Кромвелей английская элита вернула на королевский трон сыновей казненного Карла I Стюарта, Карла II и Якова II. Монархи симпатизировали католикам, подданные были протестантами. Парламент, а за ним и страна, разделились на фракции роялистов (тори, от ирландского «торай» – разбойник), и оппозиционеров-протестантов (виги, от шотландского «виггамор» – скотник). Реставрация была конфликтным временем и завершилась в 1689 году «славной революцией», после которой в Англии установилась конституционная монархия во главе с ныне здравствующей династией протестантов Ганноверов (в 1914 году сменивших немецкую фамилию на Виндзоры).
На континенте в течение XVII века все популярнее становилась концепция Вселенной как механизма. Чаще всего Вселенную уподобляли часовому механизму, что символизировало взаимозависимость и гармонию законов, управляющих Вселенной, и всеобщность движения, в первую очередь кругового. Законы Кеплера, открытие Галилеем спутников Юпитера и его же исследования свободного падения сделали проблематику движения и постоянных изменений одной из самых актуальных проблем. Время новых географических открытий и социального движения также влияло на мировоззрение философов (о чем прямо писал еще Фрэнсис Бэкон в «Новом органоне»).
Кембридж эпохи Реставрации был далек от интеллектуальной жизни Европы. Там учили по старинке, в духе позднесредневекового аристотелизма. Выпускники становились либо священниками, либо джентльменами (живущими на ренту дворянами среднего ранга) и ученых амбиций не имели. Современные идеи в Кембридж проникали, но были интересны немногим.
Наибольшее влияние в это время на Ньютона оказал профессор Исаак Барроу (Бэрроу), первый обладатель основанной в 1663 году Лукасовской кафедры математики, которую впоследствии занимали и прославили Бэббидж, Стокс, Дирак, Хокинг – и сразу после него Ньютон. Барроу занимался оптикой и дифференциальным исчислением и стал для Ньютона своеобразным «научным руководителем».
Ньютон рассказал одному из своих биографов, как он размышлял в саду, не может ли та же сила, что заставляет яблоки падать на Землю, удерживать и Луну на околоземной орбите
Getty Images
В литературе часто упоминается анекдот, что Ньютон якобы пролистал «Геометрию» Евклида и сказал, что она так проста, что непонятно, зачем ей нужны доказательства. Но у этой истории было продолжение: когда в 1664 году он явился на экзамен, Барроу указал ему на пробелы в его знаниях, и Ньютону пришлось проштудировать «Геометрию» к пересдаче повторно и тщательно (Арнольд В.И. Гюйгенс и Барроу, Ньютон и Гук. – М.: Наука, 1989). Личный экземпляр «Геометрии» Ньютона густо исписан ученическими пометками. В последующем Ньютон также изучил и «Геометрию» Декарта.
Вскоре после того как Ньютон стал бакалавром, в Англию пришел очередной всплеск чумы, и Кембриджский университет был закрыт на карантин. Ньютон укрывался от чумы в Вулстропе с 1665 по 1667 год, экспериментируя в домашних условиях. Со слов Ньютона, именно в это время он достиг всех своих основных результатов в области оптики, механики и дифференциального исчисления. Иногда этот промежуток называют «удивительными годами». Это, видимо, преувеличение: иных источников об этом периоде в жизни Ньютона, кроме его писем и дневников, у нас нет, а по ним видна большая серия различных экспериментов, не всегда результативных, и по большей части с результатами, нуждающимися в обработке.
Много лет спустя Ньютон рассказал одному из своих биографов, как он размышлял в саду, не может ли та же сила, что заставляет яблоки падать на Землю, удерживать и Луну на околоземной орбите. Произошло ли это именно во время «удивительных лет», установить пока не удалось. Версия, в которой Ньютону упало прямо на голову яблоко, после чего он якобы вскричал «Эврика» и открыл закон всемирного тяготения, была опубликована в 1738 году Вольтером, который был крупным популяризатором науки своего времени, но предпочитал художественную выразительность исторической точности.
В 1668 году Ньютон возвращается в Кембридж и в 1670 году заступает на Лукасовскую кафедру на место Барлоу, где в его обязанности входил семестровый курс лекций по арифметике, геометрии и оптике, один час в неделю. По свидетельству его ассистента Хэмфри Ньютона (земляка-однофамильца), популярностью лекции Ньютона не пользовались, и Ньютон часто ждал в пустой аудитории слушателей около четверти часа, после чего уходил домой. Аудитория Кембриджа мало интересовалась этой темой и с трудом ее понимала. Почти все время Ньютон проводил дома за лабораторной работой, иногда совершая поездки в Вулстроп, где тоже работал, или в Лондон. Хэмфри Ньютон вспоминал, что работа поглощала его начальника так, что тот забывал обо всем, и даже о еде.
За время работы в Кембридже Ньютон сделал все свои главные исследования. В 1669 году Ньютон представил своему «руководителю» Барлоу доклад «De analysi per aequationes numero terminorum infinitas» (лат. «Об анализе уравнениями бесконечных рядов»), в котором вывел обобщенную биномиальную теорему. В 1679 году Ньютон подал в архив Кембриджа письменный экземпляр «Лекций по оптике», а в феврале 1672 года секретарь Королевского общества Генри Ольденбург зачитал на заседании общества письмо Ньютона с доказательствами составной природы белого цвета (Newton, Isaac, 1671, Letter of Mr. Isaac Newton… containing his new theory about light and colors). В том же 1672 году Королевское общество показало Карлу II первый в мире телескоп-рефрактор, изготовленный Ньютоном.
The Granger Collection
Наконец, в 1684–1686 годах Эдмонд Галлей предложил Ньютону решить задачу, которую ему ранее пообещал на спор решить Роберт Гук, – дать математическое обоснование эллиптичности орбит по Кеплеру. Ньютон проводит расчеты и сперва пишет Галлею записку «De motu corporum in gyrum» (лат. «Об обращении тел на орбите»), а потом трехтомную книгу «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica» (лат. «Математические начала натуральной философии»). Это была первая книга Ньютона, которая увидела свет, видимо, по финансовым причинам – сначала бюджет ее издания взяло на себя Королевское общество, но в итоге ее оплатил Галлей, который активно продвигал доклад Ньютона.
В «Началах» Ньютон изложил новую всеобщую систему природы, где на основе закона всемирного тяготения и трех законов взаимодействия точно объяснялись и рассчитывались не только законы Кеплера, но и множество других явлений динамики: первый том был посвящен движению планет и колебаниям маятника, второй том рассматривал задачи гидродинамики. Книга произвела на современников очень яркое впечатление, была раскуплена достаточно быстро (тираж от 250 до 400 экземпляров разошелся за три-четыре года), и с этого момента начала расти публичная слава Ньютона, сперва в Англии, а потом и в Европе.
Долгое время историки и читатели были уверены, что Ньютон занимался в Кембридже именно физическими и математическими науками, но в 1936 году были обнаружены дневники Ньютона, которые шли вразрез с этим образом (см. официальный электронный архив алхимических работ Ньютона The Chymistry of Isaac Newton Projeсt). До того считалось, что все лабораторные записи за 30 лет сгорели при пожаре в лаборатории и Ньютон был в таком стрессе от потери, что на много месяцев слег с расстройством ума. Но оказалось, что пожара не было, записи целы, и из них следует, что Ньютон с 1660 по 1692 год тратил большую часть своего рабочего времени на занятия алхимией, а все его величайшие исследования занимали меньшую часть его усилий. Болезнь Ньютона могла быть неврологическим расстройством от отравления парами ртути.
Экономист Джон Мейнард Кейнс сказал про Ньютона, что тот был не первым ученым, а последним чародеем (Keynes, J.M. Newton, The Man; Proceedings of the Royal Society Newton Tercentenary Celebrations, 15–19 July 1946; Cambridge University Press, 1947). Это преувеличение. Алхимия, тогда уже получившая имя «химии», но еще уверенная в возможности создать золото из ртути и свинца, считалась в это время вполне уважаемой наукой и применяла тот же самый метод получения знаний экспериментальным путем, который Ньютон принес и в физику (Newman, William R. Newton’s Early Optical Theory and its Debt to Chymistry. Preprint. Jacquart, Danielle and Hochmann, Michel, ed. Lumière et vision dans les sciences et dans les arts, de l'Antiquité du XVIIe siècle). А вот зачем Ньютон занимался алхимией так упорно и долго, мы достоверно не знаем. Из всех возможных гипотез самая достоверная и самая подходящая к бритве другого великого британца Уильяма Оккама – Ньютон хотел разбогатеть. Чтобы есть на серебре и ездить в карете (символы богатства XVII века), было недостаточно ни профессорства, ни фермы. Ньютон вполне рационально рассудил, что ему под силу заработать состояние умом. В начале 1690-х годов Ньютон перестал уделять время алхимии, скорее всего, по личным причинам. По традиции алхимик должен был передавать «тайное знание» доверенному ученику. Ньютон, вероятно, наметил на эту роль своего ассистента Николя Фатио де Дюилье, но Фатио не оценил доверия и в 1694 году покинул Ньютона, что было для Ньютона большим разочарованием.
Ньютон отошел от науки и преподавания в связи с концом эпохи Реставрации. Король Яков II, почти открытый католик, начал наступать на привилегии протестантов, восстановив против себя аристократию, клириков и горожан. Первую попытку свержения короля сделал в 1685 году его племянник-бастард, граф Джеймс Монмут. Мятеж провалился, а Монмуту отрубили голову, но общество Англии не сдавалось. Ньютон примкнул к вигам и в 1688 году принимал активное участие в сопротивлении королевскому решению дать кафедру в Кембридже католическому монаху-бенедиктинцу, почти дословно повторив довод, который в недалеком будущем станет центром политической философии Джона Локка: «Короля следует чтить, но не должно повиноваться незаконному повелению». В конце 1688 года королева родила наследника, и протестанты решились на новую попытку мятежа. Из Англии вызвали кузена короля Вильгельма Оранского, женатого на дочери Карла II Марии. Король Яков бежал почти без боя, нового короля возвели на трон под именем Вильгельма III, и был спешно созван новый парламент. Эти события тут же получили имя «славной революции».
В новый созыв в Вестминстерском дворце вошел и Исаак Ньютон как депутат от Кембриджа (1689–1690). Вопреки еще одному мифу Ньютон, заседая в парламенте, не выступал всего один раз – с просьбой закрыть окно от сквозняка. Ньютон был не самым активным парламентарием, но работал в парламентских комитетах по вопросам религиозных меньшинств, участвовал в подготовке присяги королю Вильгельму и продвигал решения в интересах Кембриджского университета, от которого избирался оба раза (второй раз в созыве 1701–1702 гг.; см. справку о работе И. Ньютона в парламенте).
После 1690 года Ньютон активно искал возможности получить должность в Лондоне и в конце концов своего добился. Казначей Англии, Чарльз Монтегю (в будущем барон Галифакс), пользовавшийся доверием нового короля, был в конце 1670-х годов младшим коллегой Ньютона по Тринити-колледжу и, возможно, тем единственным студентом, которого поджидал Ньютон, чтобы начать лекцию. В 1696 году по хлопотам Монтегю Ньютона назначили смотрителем Монетного двора в Тауэре; смотритель был вторым по старшинству после главы Монетного двора и отвечал за работу машин по чеканке монет и за уголовное преследование фальшивомонетчиков. Много лет спустя Вольтер пересказывал лондонскую сплетню, что Ньютон получил место лишь потому, что у Монтегю был роман с умной и красивой племянницей Ньютона Катериной Бартон, но Катерина Бартон приехала в Лондон лишь через несколько лет после назначения Ньютона. Ньютона назначили по старым связям, за поддержку нового короля перед революцией – и в надежде, что признанный лучший ученый Англии решит очень сложную проблему.
Гравюра, изображающая пожар в лаборатории Ньютона
Getty Images
Над способами спасения экономики Британии с 1694 года думали едва ли не все члены Королевского общества, в том числе философ Джон Локк. Английские финансы еще при Стюартах пришли в плачевное состояние. Серебряное содержание фунта было на несколько процентов ниже, чем стоимость серебра на континенте, и это вызвало к жизни массовую «обрезку монеты»: умельцы спиливали монету по бортику и перепродавали серебро за рубеж.
С 1662 по 1694 год в Англии в обороте было две монеты: одна старого образца ручного чекана с незащищенным краем, вторая нового машинного чекана с защищенным («гуртом»). Фактически оборот монеты почти целиком состоял из плохой старой монеты, потому что качественную монету англичане в точном соответствии с законом Грешема припрятывали. В 1694 году найти необрезанный шиллинг было почти невозможно, оставшиеся в обороте монеты были спилены в среднем на 8–15%. Вильгельм III вел вялую и дорогостоящую войну с католической Францией, и в какой-то момент армии пришлось платить провизией вместо монет, которых в стране просто не осталось. Проблему можно было бы решить, сделав серебряные монеты с номиналом дороже стоимости металла, но ценность королевского клейма еще не была общепризнанной, и правительство решило начать «великую перечеканку» старой монеты в новую, гуртованную. К сожалению, руководитель Монетного двора в Тауэре мог обеспечить не более 3–5% от потребности страны в год, и не особенно старался, считая свою должность синекурой.
С этого момента Ньютон окончательно забросил алхимию. Во-первых, алхимия с XIV века юридически считалась подделкой денег, и Ньютон рисковал подвести соратников-вигов. А во-вторых, новая должность решала все материальные проблемы Ньютона: руководство Монетного двора получало долю 3% от объема чеканки. Доход Ньютона на этом месте колебался от 1200 до 3000 фунтов в год – стоимость богатого поместья, на порядок больше дохода университетского профессора (100–120 фунтов в год). Дышать ртутью и сурьмой в поисках золота необходимости больше не было.
Ньютон не занимался на Монетном дворе глубокими изысканиями, но в какой-то мере использовал свой опыт экспериментатора и аналитика. Он хронометрировал производство (за столетия до «тейлоризма») и добился того, что чеканка одной монеты стала занимать меньше минуты. Старые монеты Ньютон начал принимать не по номиналу, а на вес. Ньютон также создал сеть информаторов среди фальшивомонетчиков, отправив 28 из них на казнь и на каторгу в колонии, а дело одного из них, Уильяма Чалонера, который имел покровителей среди противников Ньютона, превратил в показательный процесс. Чалонера в литературе часто представляют как «короля фальшивомонетчиков» или жертву политической расправы со стороны Ньютона (Левенсон, Томас. Ньютон и фальшивомонетчик. М. 2013). И то и другое, скорее всего, неверно. Чалонер был крупным, но не единоличным мастером подделки денег и не единственным, кого Ньютон послал на виселицу. Он известнее других, потому что Ньютон содействовал выходу памфлета, прославлявшего Ньютона как грозу фальшивомонетчиков и демонизировавшего Чалонера.
К 1699 году перечеканка была в целом завершена, а Ньютон получил повышение до главы Монетного двора. В 1710–1711 годах он провел такую же перечеканку в Шотландии, которая присоединилась к Англии, а в 1717-м вошел в парламент с предложением ввести новое отношение серебряных монет к золотым, в результате которого Британия вскоре перешла на де-факто золотой стандарт. Должность главы Монетного двора Ньютон сохранил до смерти. В мае 1705 года Ньютон был возведен сменившей Вильгельма III королевой Анной в рыцари во время ее визита в Кембридж. Ньютон получил приставку «сэр» совсем не за научные заслуги. Его сделали лордом накануне очередных парламентских выборов отчасти в целях пропаганды, отчасти за заслуги в монетном деле. Первым ученым-лордом стал физик и химик Хэмфри Дэви в начале XIX века.
Этот популярный бестселлер достаточно вольно обращается с фактами и может быть примером того, как автор оценивает Чалонера выше, чем позволяют сообщаемые им же факты. Добившись богатства и положения в обществе, Ньютон уже почти не занимался наукой. На склоне лет, в 1703 году, он возглавил Королевское общество и издавал обобщающие труды на базе сделанных в молодости докладов. В 1704 году вышла «Оптика», в 1709-м были переизданы «Начала». Вокруг Ньютона сложился круг ученых младшего поколения, активно использовавших и развивавших ньютоновские методы экспериментального исследования и математического анализа и прославлявших гениальность своего учителя.
В 1713 году Ньютон использовал свое положение, чтобы лишить приоритета в открытии математического анализа Готфрида Лейбница; Королевское общество, главой которого был Ньютон, выдало обличительный текст Ньютона в пользу Ньютона за отчет, якобы сделанный независимой комиссией. Действия Ньютона не были чем-то из ряда вон выходящим: жестокие споры за приоритет были нормой для ученых XVI–XVIII веков, на чужие приоритеты посягали Кардано, Гюйгенс, Гук, прибегать к протекции также считалось приемлемым. Сейчас мы считаем, что Ньютон и Лейбниц пришли к открытию основ математического анализа независимо, и у Лейбница была первая публикация. Основная теорема анализа (теорема Ньютона – Лейбница) об обратимости дифференцирования и интегрирования впервые встречается у Барроу, а Ньютон и Лейбниц сформулировали ее в формальном виде. Но Лейбниц, хоть и посмертно, получил оправдание в «суде истории»: именно его нотация (метод записи) стала стандартом языка математики, а нотация Ньютона с точками сохранилась только в механике.
Часто встречается неверное утверждение, что к старости Ньютон отошел от научного рационализма к религиозности. Это совершенно ложное описание взаимоотношений Ньютона с религией. Ньютон не только получил богословскую подготовку как часть своего обучения в Кембридже, но и всю жизнь читал книги по богословию (что показывает каталог его библиотеки) и писал на богословские темы.
Сложности с пониманием религиозных взглядов и работ Ньютона возникают у нас потому, что с конца эпохи Просвещения сложилось понимание науки и религии как взаимно исключающих интеллектуальных областей, одна из которых возможна только через рациональное знание, а другая через иррациональную веру. Очень многие конфликты прошлого были переосмыслены в духе этого видения. Мы уже видели, что в разные эпохи отношения того, что относилось к наукам, и понимание религии сильно менялись.
Концепция Вселенной как механизма XVII и первой трети XVIII века не была атеистической. Наоборот, она объясняла разумность Творения и совершенство мира, сотворенного Богом. На вопрос о месте Бога во Вселенной-механизме наиболее красивый ответ дал Рене Декарт, который определил роль Бога как «первотолчок». Если Вселенная – часы, то кто-то эти часы создал и завел. Ньютон сам дал богословское толкование своей натурфилософии в этом духе в финале «Начал».
Хотя Ньютон был первым профессором Кембриджа, получившим королевское разрешение не принимать сан, который был формальным требованием для должности преподавателя Кембриджа, его научные труды тут, скорее всего, были ни при чем. Ньютон в частном порядке придерживался очень своеобразных религиозных взглядов и, по-видимому, был унитарианцем (не признавал Троицу). О его воззрениях идут споры, иногда его характеризуют как арианца, иногда как социнианина. Иногда также утверждается, что Ньютон считал себя избранным Богом пророком и почти мессией. Ни университет, ни король не хотели бы выслушивать упреки в том, что в сан и на кафедру возведен «еретик». Вопрос о чистоте веры профессора-клирика был в эпоху Реставрации непраздным. Даже более точный григорианский календарь встречал резкое сопротивление у протестантов, державшихся юлианского календаря со словами: «Лучше разойтись с небом, чем сойтись с папой» (источник и бытование этой фразы неизвестны, иногда она приписывается константинопольскому патриарху Иеремии).
Две наиболее известные работы Ньютона по вопросам религии и богословия прямо связаны именно с его математическими и астрономическими трудами. В его конспектах были обнаружены расчеты, по которым, согласно книге Даниила, в 2060 году наступит конец света. А в 1728-м Ньютон описал попытку радикально на основе расчетов и астрономических данных пересмотреть библейскую и мифологическую хронологию на основе астрономических сведений в сторону сокращения. Это была одна из первых попыток использовать методы смежных наук для научного изучения истории, хотя и неудачная.
После смерти Ньютона его культ стал массовым и всеобщим. Труды Ньютона комментировались и пересказывались сначала в других научных трудах, а затем и в популярной форме. Популяризаторы 1730–1760 годов издавали книги «Простое введение в философию Ньютона», «Философия Ньютона для дам», и «Ньютонова система философии, адаптированная для уровня юных джентльменов и леди» некоего «Тома Телескопа» – то есть, собственно, «Ньютон для детей» (см. архив публикаций популяризаторов Ньютона). Эпоха Просвещения, к концу XVIII века окончательно вытеснившая Бога понятием Разума, но еще не избавившаяся от идолизации идеалов, видела в Ньютоне пророка эры Разума и едва ли не единоличного создателя истинной физики и математики.
В чем же был главный интеллектуальный шаг вперед, который сделал Ньютон? Как мы уже знаем, Ньютон не открывал разложение света призмой в спектр – он выяснил, что спектр можно собрать в белый свет второй призмой. Ньютон также не создавал единолично математический анализ, хотя внес в него очень важный вклад, открыв бином Ньютона и найдя общий способ решения бесконечных рядов.
Главное заблуждение, которое необходимо преодолеть, – частое убеждение, что Ньютон открыл закон всемирного тяготения и три закона Ньютона.
Тема тяготения была очень популярна в науке XVII века, начиная с Кеплера. Тезис Аристотеля о том, что движение первично и «в природе вещей», к середине XVII века также уже почти никого не устраивал. Закон всемирного тяготения принадлежал Роберту Гуку, который в свою очередь сформулировал четко то, что у его предшественников мелькало в качестве догадок. Идея того, что движение небесных тел определяется прямолинейным движением и падением на центр своей системы, была высказана в 1666 году Джованни Борелли в сочинении «Theoricae Mediceorum planetarum ex causis physicis deductae» («Теория Медичийских планет»), на которое Ньютон ссылается, а как рабочую гипотезу ее предлагал Рен в самом начале спора Гука и Галлея. Ньютон же доказал, что закон всемирного тяготения объясняет эллиптичность орбит планет. Природа силы тяготения при этом оставалась загадкой всю эпоху классической физики.
Три закона были также известны до Ньютона, который только четко сформулировал их. Первый закон вытекает из трудов Галилея, второй – Декарта, а третий Ньютон дает со ссылкой на Гюйгенса. Ньютон не открывал «три закона Ньютона», а использовал эти три эмпирически обнаруженных закономерности как аксиомы, чтобы вывести из них ряд физических закономерностей. Труд Ньютона построен по тому же принципу, что и «Начала» Евклида. Евклид вывел все теоремы геометрии из базовых аксиом. Ньютон следует тому же принципу. Само название труда Ньютона «Математические начала натуральной философии» отсылает одновременно к «Началам» Евклида и к труду «Principia philosophiae» (лат. «Начала философии») Р. Декарта, которого Ньютон уважал, но чью умозрительную концепцию «вихревого движения» он полностью опроверг своей работой (см. Декарт, Рене. Первоначала философии. ч. 3, п. 46–51).
Труд Ньютона не описывал опыты, которые демонстрируются в школе на брусках и подвесах. Ньютон исследовал в первую очередь движение небесных тел и во вторую – ряд иных случаев движения. А наглядные опыты по его трудам разработали популяризаторы и педагоги середины XVIII века Виллем Гравесанде из Лейденского университета и ученик Ньютона, лаборант Королевского общества Джон-Теофил Дезагилье (Gravesande, Willem Jacob. Physices elementa mathematica experimentis confirmata. Leiden, 1720).
Математические методы Ньютона также не похожи на те, к которым привыкли мы. Привычная нам формула F = ma в этой книге отсутствует, как и вообще понятие массы. Они возникли позже, у комментаторов и в изложениях в последующие периоды. «Математические начала» содержат очень мало математических формул и очень много графических доказательств – так же, как это делал Евклид. Геометрические доказательства были хотя бы немного доступны аудитории Ньютона, а вот формулы они бы почти гарантированно не поняли. Хэмфри Бэбингтон, но тот момент член Тринити-колледжа, получив экземпляр «Начал», сказал: «Нужно учиться семь лет, чтобы понять эту книгу» (цит. по: Вавилов С.И. Исаак Ньютон. М.-Л., 1945, гл. 9).
Ньютону часто приписывают цитату: «Я не измышляю гипотез». Полная фраза длиннее: «Я не измышляю гипотез. Все же, что не выводится из явлений, должно называться гипотезою; гипотезам же метафизическим, физическим, механическим, скрытым свойствам не место в экспериментальной философии» (Архив И. Ньютона 1713 г. Цит. по: Вавилов С.И. Исаак Ньютон. М.-Л., 1945, гл. 10). Ньютон подразумевал под «гипотезой» не современное значение «постановка задачи для экспериментальной проверки», а «умозрительное теоретическое построение, непроверяемое экспериментально» – то, что мы называем «спекуляцией». Здесь заметна полемика с «Началами философии» Декарта, открывающимися знаменитой фразой cogito ergo sum (лат. «мыслю, следовательно существую»). Ньютон был не первым, кто продекларировал отход от умозрительных рассуждений, со времен Аристотеля бывших главным методом натурфилософии, в пользу доказательств (это пытался сделать еще Ф. Бэкон), но он впервые применил этот принцип последовательно.
Работа Ньютона произвела потрясение в умах его современников не тем, что предложила идею Вселенной как разумно устроенной машины. Ньютон доказал математически, что Вселенная действительно может быть представлена как машина с объективными законами, которые приводят к единым следствиям из известных причин. Метод Ньютона был совершенством доступной точности и оттого – не меньшим потрясением.
Один из последних портретов Ньютона
Джеймс Торнхилл, 1712
Таким образом, Ньютон не создавал классическую физику с нуля. Он собрал воедино ее разрозненные компоненты, уже существовавшие у других мыслителей, и объединил их в единую и стройную систему, основанную на экспериментальном знании и тщательно обоснованную. Его работы носят переходный характер: они были впереди своего поколения, взяв у него все лучшие достижения, и стали уже пройденными аксиомами для поколения следующего. Сам Ньютон, ставший в глазах будущих поколений образом ученого, целиком преданного науке, тоже был сыном переходного времени: еще алхимик, но уже ученый, еще джентльмен, жаждущий богатств и почестей, но уже интеллектуал, преданный любимому делу, еще любитель, но уже профессионал в создании нового знания.
Говоря образно, Ньютон в какой-то мере подобен производной по времени – он был всю жизнь тождествен сам себе, но стал касательной к функции науки в точке ее перелома, где она изменила производную с «размышляю» на «знаю». Возможно, поэтому его подход к науке, как интеграл, охватил всю площадь под функцией классической физики и до сих пор применим на отрезке нерелятивистских величин.
В будущие столетия доказательства Ньютона будут многократно перепроверяться, неточности в них приводить к новым открытиям в математике и физике, но сам фреймворк классической механики простоит два века. Она выдержит даже удар теории относительности и квантовой физики – как мы знаем сейчас, Ньютонова механика верна в пренебрежимом приближении для нерелятивистских скоростей. Да и свержение классической физики произошло Ньютоновыми же методами – количественными на основе данных, полученных в наблюдениях и экспериментах.
*3277. Исаак Ньютон
Линейный вид
