ГЛАВА 3
ЕСТЕСТВЕННОЕ И УПРАВЛЯЕМОЕ ДВИЖЕНИЯ

3.1. ОТ ЗЕНОНА ДО НЬЮТОНА


Вол и плуг – символ динамики античного времени. Будь катание на коньках и лыжах забавами более близкими проницательным эллинам, учение об инерции созрело бы значительно раньше. Физика Аристотеля складывалась под влиянием умозрительных теорий, сознание невольно брало в расчет силу трения и уравновешивало им тягу. В задачах применение находили скорости, но не ускорения. С приходом Ньютона динамические модели систем «поправились» на порядок. Незадолго до этого Кеплер разгадал законы движения планет и создал кинематическую модель, о которую первопроходцы могли точить свои перья. Любопытны детали, приведшие Ньютона к разгадке тайн земного тяготения и законов движения. Хорошее представление о силах гравитации было уже у некоторых его современников, более того, они состояли в научной переписке.

В свое время куратор королевского общества, Роберт Гук, развлекал дворян демонстрациями законов физики. Это входило в непосредственную обязанность ученого и страшно угнетало его обилием работы. Он должен был показывать не менее одного нового опыта в неделю. Демонстрируя силы, он растягивал и сжимал пружины. Закон упругости до сих пор носит имя Гука. Нечто подобное большим пружинам подозревал он и в небесной механике. Удрученный своей службой, Гук предложил в письме Ньютону проверить закон обратных квадратов для силы тяготения. К сорока годам тот остыл к физическим опытам и отвечал Гуку вполне откровенно и просто: «Моя страсть к философии утихла, я думаю о ней не больше, чем торговец о чужой торговле или крестьянин об учении».

Пожар в лаборатории, погубившую большую часть записей по оптике, едва не расстроил этот могучий ум. К тому же, Ньютон не избежал свойственного той эпохе увлечения алхимией, поисков философского камня и золота. Уцелевшие рабочие тетради содержат следующие откровения: «Вонь ужасная, видимо, я близок к открытию». Сами посудите, до планет ли тут, когда некогда открыть форточку. Гук выманил отшельника из пещеры. Ньютон написал манускрипт, добился первоклассных результатов, но не нашел средств, чтобы опубликовать его. Непосильное бремя расходов взял на себя сын мыловара, Галлей, издавший триста лет тому назад книгу «Математические начала натуральной философии». Ньютон перенес учение о силах с небес на землю, единообразно рассматривая движение песчинки, выпущенного из пушки снаряда и далекой планеты.

Земное тело оказалось уравненным в правах с небесным светилом. Это должно было впечатлять. И за меньшее святотатство Галилей много лет замаливал грехи перед инквизицией, опасаясь произнести громко вслух: «и все-таки она вертится».

В распоряжении Ньютона не было современного нам математического аппарата, он создавал его по крупицам сам. Стоит заглянуть в средства передачи им приобретенных знаний для того лишь, чтобы оценить прогресс языка математики. Приведем отрывок из его сочинения.

«Закон II. Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует. Если какая-нибудь сила производит некоторое количество движения, то двойная произведет – двойное, тройная – тройное. Будут ли они приложены разом все вместе или же последовательно и постепенно. Это количество движения, которое всегда происходит по тому же направлению, как и производящая его сила, если тело уже находилось в движении, при совпадении направлений прилагается к количеству движения тела, бывшему ранее, при противоположности – вычитается, при наклонности – прилагается наклонно и соединяется с бывшим ранее, сообразно величине и направлению каждого из них».

Необходимость щадящей ум формализации наиболее остро осознал тогда барон фон Лейбниц. В Европе уже царствовал Декарт, его трактат по аналитической геометрии в изящном переплете можно было увидеть среди духов на дамских столиках. Следуя предшественнику, Лейбниц разработал систему удобных обозначений и опубликовал две статьи по дифференциальному и интегральному исчислению. Он создал механизм для перемалывания математических задач. Формальный подход, который освобождал бы от необходимости возвращаться к вопросам, изученным ранее. Большое значение придавалось умению наводить мосты к стандартным постановкам проблем, прилагались правила и формулы.

Известно, что Ньютон болезненно отреагировал на пионерские работы в области бесконечно малых, он узрел в них только грубое подражание его математическому методу. Вегетарианские наклонности барона не пошли ему впрок, пристрастный судебный трибунал нашел в его действиях признаки научной недобросовестности и мошенничества. Тут досталось и Гуку. Разгневанный Ньютон затворился в меланхолии, сетуя, что каторжный труд невеждами признается плодом светлого озарения. Как шеф-повар, он знал секреты своего варева. Математика вовсе не казалась ему прогулкой по залитой солнцем дорожке, и он предупреждал об опасностях, поджидающих путника на ее крутых переправах. Увы, благодаря провокатору Лейбницу новое исчисление завладело умами его современников.

Rambler's Top100