Сэр Исаак Ньютон, кажется, разрушил все эти большие и маленькие вихри, как тот, который переносит планеты вокруг солнца, так и другой, который предполагает, что каждая планета вращается вокруг своей собственной оси.
Во-первых, что касается мнимого маленького вихря земли, доказано, что он должен терять свое движение с незаметными степенями; доказано, что если земля плавает в жидкости, ее плотность должна быть равна плотности земли; и в случае, если ее плотность та же, все тела, которые мы пытаемся переместить, должны встретить непреодолимое сопротивление.
Что касается больших вихрей, они еще более химеричны, и невозможно заставить их согласиться с законом Кеплера, истинность которого была доказана. Сэр Исаак показывает, что обращение жидкости, в которой, как предполагается, переносится Юпитер, не совпадает в отношении обращения жидкости земли с обращением Юпитера по отношению к обращению земли. Он доказывает, что поскольку планеты совершают свои обращения по эллипсам и, следовательно, находясь на гораздо большем расстоянии друг от друга в своих афелиях и немного ближе в своих перигелиях; скорость земли, например, должна быть больше, когда она ближе к Венере и Марсу, потому что жидкость, которая переносит ее, будучи тогда более сжатой, должна иметь большее движение; и все же именно тогда движение земли медленнее.
Он доказывает, что не существует такой вещи, как небесная материя, которая идет с запада на восток, поскольку кометы пересекают эти пространства иногда с востока на запад, а в другое время с севера на юг.
Наконец, чтобы лучше разрешить, если возможно, каждую трудность, он доказывает, и даже экспериментами, что невозможно, чтобы существовал пленум; и возвращает вакуум, который Аристотель и Декарт изгнали из мира.
Разрушив этими и многими другими аргументами картезианские вихри, он отчаялся когда-либо обнаружить, существует ли в природе тайный принцип, который в то же время является причиной движения всех небесных тел и тяжести на земле. Но, удалившись в 1666 году из-за чумы в уединение близ Кембриджа; когда он однажды гулял в своем саду и увидел, как некоторые плоды падают с дерева, он погрузился в глубокое размышление о той тяжести, причину которой так долго искали, но тщетно, все философы, в то время как вульгарные люди думают, что в ней нет ничего таинственного. Он сказал себе: что с какой бы высоты в нашем полушарии ни падали эти тела, их падение, безусловно, было бы в прогрессии, открытой Галилеем; и пространства, которые они пробегают, были бы как квадрат времени. Почему эта сила, которая заставляет тяжелые тела опускаться и является той же самой без какого-либо заметного уменьшения на самом отдаленном расстоянии от центра земли или на вершинах самых высоких гор, почему, сказал сэр Исаак, эта сила не может простираться так высоко, как луна? И в случае, если ее влияние достигает так далеко, не очень ли вероятно, что эта сила удерживает ее на орбите и определяет ее движение? Но в случае, если луна подчиняется этому принципу (каким бы он ни был), не можем ли мы сделать вывод очень естественно, что остальные планеты одинаково подвержены ему? В случае, если эта сила существует (что, кроме того, доказано), она должна увеличиваться в обратной пропорции квадратов расстояний. Все, следовательно, что остается, — это исследовать, как далеко упало бы тяжелое тело, которое упало бы на землю с умеренной высоты; и как далеко за то же время опустилось бы тело, которое упало бы с орбиты луны. Чтобы найти это, не нужно ничего, кроме измерения земли и расстояния луны от нее.
Так рассуждал сэр Исаак Ньютон. Но в то время англичане имели лишь очень несовершенное измерение нашего земного шара и зависели от неопределенного предположения моряков, которые вычисляли, что градус содержит лишь шестьдесят английских миль, тогда как в действительности он состоит из почти семидесяти. Поскольку это ложное вычисление не согласовалось с выводами, которые сэр Исаак намеревался сделать из них, он отложил это исследование. Полуобразованный философ, примечательный только своим тщеславием, сделал бы измерение земли согласующимся, как-нибудь, со своей системой. Сэр Исаак, однако, предпочел оставить исследования, которыми он был тогда занят. Но после того, как г-н Пикар точно измерил землю, проследив тот меридиан, который приносит столько чести французам, сэр Исаак Ньютон возобновил свои прежние размышления и нашел свой расчет в вычислении г-на Пикара.
Обстоятельство, которое всегда казалось мне удивительным, заключается в том, что столь возвышенные открытия были сделаны с помощью только квадранта и немного арифметики.
Окружность земли составляет 123 249 600 футов. Это, среди прочего, необходимо для доказательства системы тяготения.
В тот момент, когда мы знаем окружность земли и расстояние до луны, мы знаем окружность орбиты луны и диаметр этой орбиты. Луна совершает свое обращение по этой орбите за двадцать семь дней, семь часов, сорок три минуты. Доказано, что луна в своем среднем движении совершает сто восемьдесят семь тысяч девятьсот шестьдесят футов (парижских) в минуту. Также доказано известной теоремой, что центральная сила, которая заставила бы тело упасть с высоты луны, сделала бы его скорость не более пятнадцати парижских футов в минуту времени. Теперь, если закон, по которому тела тяготеют и притягивают друг друга в обратной пропорции к квадратам расстояний, верен, если та же сила действует согласно этому закону во всей природе, очевидно, что поскольку земля находится на расстоянии шестидесяти полудиаметров от луны, тяжелое тело должно обязательно упасть (на землю) на пятнадцать футов в первую секунду и на пятьдесят четыре тысячи футов в первую минуту.
Теперь тяжелое тело падает, в действительности, на пятнадцать футов в первую секунду и проходит в первую минуту пятьдесят четыре тысячи футов, каковое число есть квадрат шестидесяти, умноженный на пятнадцать. Тела, следовательно, тяготеют в обратной пропорции к квадратам расстояний; следовательно, то, что вызывает тяжесть на земле и удерживает луну на ее орбите, есть одна и та же сила; будучи доказанным, что луна тяготеет к земле, которая является центром ее особого движения, доказано, что земля и луна тяготеют к солнцу, которое является центром их годового движения.
Остальные планеты должны быть подвержены этому общему закону; и если этот закон существует, эти планеты должны следовать законам, которые открыл Кеплер. Все эти законы, все эти отношения действительно соблюдаются планетами с величайшей точностью; следовательно, сила тяготения заставляет все планеты тяготеть к солнцу, подобно тому как луна тяготеет к нашему земному шару.
Наконец, поскольку во всех телах противодействие равно действию, несомненно, что земля тяготеет также к луне; и что солнце тяготеет к обоим. Что каждый из спутников Сатурна тяготеет к остальным четырем, а остальные четыре — к нему; все пять — к Сатурну, а Сатурн — ко всем. Что то же самое в отношении Юпитера; и что все эти шары притягиваются солнцем, которое взаимно притягивается ими.
Эта сила тяготения действует пропорционально количеству материи в телах, истина, которую сэр Исаак доказал экспериментами. Это новое открытие было полезно для того, чтобы показать, что солнце (центр планетарной системы) притягивает их всех в прямой пропорции к их количеству материи в сочетании с их близостью. Отсюда сэр Исаак, поднимаясь постепенно к открытиям, которые, казалось, не были созданы для человеческого ума, достаточно смел, чтобы вычислить количество материи, содержащейся в солнце и в каждой планете; и таким образом показывает, из простых законов механики, что каждый небесный шар должен обязательно находиться там, где он помещен.
Его простой принцип законов тяготения объясняет все кажущиеся неравенства в курсе небесных шаров. Вариации луны являются необходимым следствием этих законов. Более того, очевидно видна причина, почему узлы луны совершают свои обращения за девятнадцать лет, а узлы земли — примерно за двадцать шесть тысяч. Различные явления, наблюдаемые при приливах, также являются очень простым эффектом этого тяготения. Близость луны, когда она в полнолунии и когда она новая, и ее расстояние в квадратурах или четвертях, в сочетании с действием солнца, демонстрируют ощутимую причину, почему океан вздымается и опускается.
После того как он показал своей возвышенной теорией курс и неравенства планет, он подчиняет кометы тому же закону. Орбита этих огней (неизвестная в течение столь долгого ряда лет), которая была ужасом человечества и скалой, о которую разбилась философия, помещенная Аристотелем под луной и отправленная Декартом обратно над сферой Сатурна, наконец помещена на свое надлежащее место сэром Исааком Ньютоном.
Он доказывает, что кометы — это твердые тела, которые движутся в сфере активности солнца, и что они описывают эллипс, столь очень эксцентричный и столь близкий к параболам, что некоторые кометы должны затрачивать более пятисот лет на свое обращение.
Ученый д-р Галлей того мнения, что комета, виденная в 1680 году, — та же самая, которая появилась во времена Юлия Цезаря. Это показывает больше, чем что-либо другое, что кометы — твердые, непрозрачные тела; ибо она опустилась так близко к солнцу, что подошла на расстояние одной шестой части диаметра этой планеты от него, и, следовательно, могла бы приобрести степень жара в две тысячи раз сильнее, чем у раскаленного железа; и была бы скоро рассеяна в паре, если бы не была твердым, плотным телом. Угадывание курса комет начало тогда входить в большую моду. Знаменитый Бернулли заключил по своей системе, что знаменитая комета 1680 года появится снова 17 мая 1719 года. Ни один астроном в Европе не лег спать в ту ночь. Однако им не нужно было прерывать свой отдых, ибо знаменитая комета так и не появилась. Есть, по крайней мере, больше хитрости, если не больше уверенности, в установлении ее возвращения на столь отдаленное расстояние, как пятьсот семьдесят пять лет. Что касается г-на Уистона, он очень серьезно утверждал, что во время Потопа комета затопила земной шар. И он был настолько неразумен, что удивлялся, что люди смеялись над ним за то, что он сделал такое утверждение. Древние были почти того же образа мыслей, что и г-н Уистон, и воображали, что кометы всегда являются предвестниками какого-то великого бедствия, которое должно постичь человечество. Сэр Исаак Ньютон, напротив, подозревал, что они очень благодетельны и что пары исходят из них исключительно для того, чтобы питать и оживлять планеты, которые впитывают в своем курсе различные частицы, которые солнце отделило от комет, мнение, которое, по крайней мере, более вероятно, чем предыдущее. Но это еще не все. Если эта сила тяготения или притяжения действует на все небесные шары, она действует, несомненно, на различные части этих шаров. Ибо в случае, если тела притягивают друг друга пропорционально количеству материи, содержащейся в них, это может быть только пропорционально количеству их частей; и если эта сила найдена в целом, она, несомненно, есть в половине; в четвертях, в восьмой части и так далее in infinitum.
Это тяготение, великая пружина, которой движется вся Природа. Сэр Исаак Ньютон, доказав существование этого принципа, ясно предвидел, что само его название оскорбит; и поэтому этот философ, более чем в одном месте своих книг, дает читателю некоторое предостережение об этом. Он велит ему остерегаться смешивать это название с тем, что древние называли оккультными качествами, но довольствоваться знанием того, что во всех телах есть центральная сила, которая действует до самых пределов вселенной, согласно неизменным законам механики.
Удивительно, после торжественных протестов, которые сделал сэр Исаак, что такие выдающиеся люди, как г-н Сорен и г-н де Фонтенель, приписали этому великому философу словесный и химерический способ рассуждения аристотеликов; г-н Сорен в «Мемуарах Академии» 1709 года, а г-н де Фонтенель в самом похвальном слове сэру Исааку Ньютону.
Большинство французов (ученые и другие) повторили этот упрек. Они вечно кричат: «Почему он не использовал слово импульс, которое так хорошо понимается, вместо слова тяготение, которое непостижимо?»
Сэр Исаак мог бы ответить этим критикам так: «Во-первых, вы имеете столь же несовершенное представление о слове импульс, как и о слове тяготение; и в случае, если вы не можете постичь, как одно тело стремится к центру другого тела, вы также не можете постичь, какой силой одно тело может побуждать другое.
«Во-вторых, я не мог допустить импульс; ибо чтобы сделать это, я должен был знать, что небесная материя была агентом. Но столь далекий от знания того, что существует какая-либо такая материя, я доказал, что она просто воображаема.
«В-третьих, я использую слово тяготение не по какой иной причине, кроме как для выражения эффекта, который я обнаружил в Природе — верного и неоспоримого эффекта неизвестного принципа — качества, присущего материи, причину которого люди с большими способностями, чем я, могут, если смогут, найти».
«Чему же вы тогда научили нас?» — будут спрашивать эти люди далее; «и с какой целью столько вычислений, чтобы сказать нам то, чего вы сами не постигаете?»
«Я научил вас, — может ответить сэр Исаак, — что все тела тяготеют друг к другу пропорционально их количеству материи; что эти центральные силы одни удерживают планеты и кометы на их орбитах и заставляют их двигаться в пропорции, установленной ранее. Я доказываю вам, что невозможно, чтобы существовала какая-либо другая причина, которая удерживает планеты на их орбитах, кроме того общего явления тяжести. Ибо тяжелые тела падают на землю согласно пропорции, доказанной для центральных сил; и планеты, заканчивающие свой курс согласно этим же пропорциям, в случае, если бы была другая сила, которая действовала на все эти тела, она либо увеличила бы их скорость, либо изменила бы их направление. Теперь, ни одно из этих тел никогда не имеет ни единой степени движения или скорости, или имеет какое-либо направление, кроме того, что доказано как эффект центральных сил. Следовательно, невозможно, чтобы существовал какой-либо другой принцип».
Позвольте мне еще раз предоставить слово сэру Исааку. Разве не позволено ему сказать: «Мое положение и положение древних весьма различно. Они видели, например, как вода поднимается в насосах, и говорили: "Вода поднимается, потому что боится пустоты". Что же касается меня, то я нахожусь в положении человека, который первым заметил бы, что вода поднимается в насосах, но предоставил бы другим объяснять причину этого явления. Анатомист, который первым заявил, что движение руки обусловлено сокращением мышц, открыл человечеству неоспоримую истину. Но разве люди менее обязаны ему тем, что он не знал причины, по которой мышцы сокращаются? Причина упругости воздуха неизвестна, но тот, кто первым открыл эту пружину, оказал весьма значительную услугу естественной философии. Пружина, которую открыл я, была более скрытой и более универсальной, и именно по этой причине человечество должно быть мне более благодарно. Я открыл новое свойство материи — одну из тайн Творца — и вычислил и обнаружил его следствия. После этого станут ли люди спорить со мной из-за названия, которое я ему даю?»
Вихри можно назвать оккультным качеством, поскольку их существование никогда не было доказано. Тяготение, напротив, есть вещь реальная, ибо его следствия продемонстрированы, а его пропорции вычислены. Причина этой причины находится среди тайн Всевышнего.
«Precedes huc, et non amplius».
(До сих пор дойдешь, и не дальше.)
ПИСЬМО XVI. ОБ ОПТИКЕ СЭРА ИСААКА НЬЮТОНА
Философы прошлого века открыли новую вселенную; и обстоятельство, которое сделало ее открытие более трудным, заключалось в том, что никто даже не подозревал о ее существовании. Самые мудрые и рассудительные полагали, что безумная опрометчивость — даже воображать, будто можно угадать законы, по которым движутся небесные тела, и то, как действует свет. Галилей своими астрономическими открытиями, Кеплер своими вычислениями, Декарт (по крайней мере, в своей диоптрике) и сэр Исаак Ньютон во всех своих трудах по отдельности видели механизм пружин мира. Геометры подчинили бесконечность законам вычисления. Циркуляция крови у животных и соков у растений изменили облик природы в нашем представлении. Новый вид существования был придан телам в воздушном насосе. С помощью телескопов тела были приближены друг к другу. Наконец, те открытия, которые сэр Исаак Ньютон сделал в отношении света, равны самым смелым вещам, которых любопытство человека могло ожидать после стольких философских новинок.
До Антонио де Доминиса радуга считалась необъяснимым чудом. Этот философ догадался, что она является необходимым следствием солнца и дождя. Декарт снискал бессмертную славу своим математическим объяснением этого столь естественного явления. Он вычислил отражения и преломления света в каплях дождя. И его проницательность в этом случае в то время считалась почти божественной.
Но что бы он сказал, если бы ему доказали, что он ошибался в природе света; что у него не было ни малейшего основания утверждать, будто это шарообразное тело? Что ложно утверждать, будто эта материя, распространяясь повсюду, ждет лишь того, чтобы быть направленной вперед солнцем, дабы прийти в действие, подобно тому как длинный посох действует одним концом, когда его толкают за другой? Что свет, безусловно, испускается солнцем; в конце концов, что свет передается от солнца к земле примерно за семь минут, хотя пушечное ядро, если бы оно не теряло своей скорости, не могло бы преодолеть это расстояние менее чем за двадцать пять лет. Как велико было бы его изумление, если бы ему сказали, что свет не отражается непосредственно при столкновении с твердыми частями тел, что тела не прозрачны, когда они имеют большие поры, и что должен появиться человек, который продемонстрирует все эти парадоксы и препарирует единственный луч света с большей ловкостью, чем самый искусный мастер вскрывает человеческое тело. Этот человек пришел. Сэр Исаак Ньютон продемонстрировал глазу, с помощью одной лишь призмы, что свет есть соединение цветных лучей, которые, будучи объединенными, образуют белый цвет. Один луч он разделяет на семь, которые все падают на кусок полотна или лист белой бумаги в своем порядке, один над другим, и на неравных расстояниях. Первый — красный, второй — оранжевый, третий — желтый, четвертый — зеленый, пятый — синий, шестой — индиго, седьмой — фиолетово-пурпурный. Каждый из этих лучей, пропущенный затем через сотню других призм, никогда не изменит цвета, который он несет; подобно тому как золото, будучи полностью очищенным от шлаков, никогда не изменится впоследствии в тигле. В качестве избыточного доказательства того, что каждый из этих элементарных лучей имеет внутренне присущее ему свойство, которое формирует его цвет для глаза, возьмите небольшой кусок желтого дерева, например, и поместите его в луч красного цвета; это дерево мгновенно окрасится в красный. Но поместите его в луч зеленого цвета, оно примет зеленый цвет, и так со всеми остальными.