О движении<br />(Из истории механики)

Но как вывести из этого предположения законы Кеплера, которым подчиняется движение планет? На такой вопрос Гук не мог ответить. Чтобы решить эту задачу, нужно было, во-первых, установить, как изменяется сила притяжения с расстоянием, и, во-вторых, владеть математическим методом. Гук же не обладал большими математическими познаниями.

Заложение основ небесной механики

Инерция, законы свободного падения и центростремительного ускорения были важнейшими открытиями в механике. Но ни Галилей, ни Гюйгенс не привели в систему механические познания своего времени.

Возвести стройное здание механики, дать строгие формулировки и доказательства ее принципам и, наконец, создать небесную механику оказалось по силам только английскому физику и математику Исааку Ньютону (1643–1727).

Ньютон родился на ферме в деревне Вульсторп, в маленьком каменном домике, сохранившемся до наших дней. Грамоте он выучился в сельской школе.

В детстве Ньютон проявил большую склонность к постройке моделей машин: однажды он сделал маленькую мельницу, приводившуюся в движение посаженной в нее мышью.

Двенадцати лет Ньютон был отдан в городскую школу в Грэнтэме, а через три года он возвратился к матери на ферму, чтобы помогать ей в хозяйстве. Но нередко, посланный матерью по делам фермы, Ньютон забывал данное ему поручение, увлекшись решением какой-либо математической задачи.

Однажды его дядя, ученый-священник Эйскоу, застал мальчика врасплох за этим занятием. Видя такие наклонности Ньютона, он убедил его мать отдать мальчика обратно в школу для подготовки в университет.

Так и сделали. В 1661 году Ньютон уже был в Кембридже.

Сурово встретила новая жизнь юношу Ньютона. Не имея средств, он должен был выполнять, по обычаю того времени, обязанности слуги магистров и докторов университета.

Курс университета начался изучением арифметики, геометрии по Евклиду, тригонометрии и древних языков.

Этими науками Ньютон овладел очень быстро. В университете студенты имели возможность не только изучать наследие старой науки, но и знакомиться с новыми идеями в ней. Им предоставлялась широкая возможность в выборе предметов изучения и самостоятельного научного творчества. Эти условия очень благоприятствовали развитию самобытного гения Ньютона.

Большое влияние на Ньютона оказал его профессор математики Исаак Барроу (1630–1677), переводчик творений античных геометров: Архимеда, Евклида и Аполлония.

В 1665 году Ньютон окончил университет, получив звание бакалавра.

В течение 1665–1667 годов, когда в Англии свирепствовала чума, Ньютон жил в тиши своего дома на ферме. Свободный от обязанностей, избавленный от столкновений и недоброжелательства, он предавался размышлениям и именно тогда сделал главнейшие свои открытия в математике, физике и механике.

В годы пребывания в Вульсторпе Ньютон создал анализ бесконечно малых величин («метод флюксий»), объяснил обращение Луны вокруг Земли и произвел свой знаменитый опыт с разложением и сложением луча света.

Но Ньютон не торопился сообщать о сделанных им открытиях ученому миру. Целые годы и десятки лет он хранил про себя результаты своих исследований, чтобы избежать поднимавшихся при опубликовании открытий споров с членами Лондонского Королевского общества.

«Я убедился, — писал Ньютон в 1676 году секретарю Лондонского Королевского общества, — что либо не следует сообщать ничего нового, либо придется тратить все силы на защиту своего открытия».

После прекращения чумы Ньютон возвратился в Кембридж, где в 1669 году занял в университете кафедру математики, уступленную Барроу своему гениальному ученику.

Чтение лекций не отнимало много времени у Ньютона. Нередко он возвращался домой даже не начиная лекции, потому что как лектор он не пользовался популярностью и иногда в аудитории не было ни одного слушателя. Зато он мог отдавать больше времени научным исследованиям, забывая о часах завтрака и обеда. Сну он уделял не более пяти часов, допоздна работая в лаборатории.

В 1671 году он построил второй отражательный телескоп и послал его в Лондонское Королевское общество. За изобретение телескопа Ньютон был избран в члены этого общества.

Наибольшее внимание ученых той эпохи привлекало движение планет. Законы Кеплера, которым подчинялись эти движения, были чисто эмпирическими выводами. Они не указывали, какие силы заставляют двигаться планеты, подчиняясь этим законам.

Над проблемой планетных движений размышлял и Ньютон. Еще в Вульсторпе он сделал расчет движения Луны вокруг Земли, исходя из представления, что она непрерывно «падает» на Землю. При этом Ньютон руководствовался принципами динамики Галилея.

Ньютон сравнивал движение Луны и брошенного с Земли тела. Под влиянием притяжения Земли тело испытывает центростремительное ускорение к ней и падает. Но чем больше его начальная скорость, тем дальше пролетит оно.