Чем мир держится?

Историки полагают, что научно-популярные работы Вольтера положили начало тому движению во французских литературе и искусстве, которое породило революционную по своей сути «Энциклопедию», созданную группой французских просветителей. Энциклопедию, ставшую звеном в цепи явлений, подготовивших Великую французскую революцию.

Эпоха триумфа и трагедия дальнодействия

Иногда любят противопоставлять простоту и ясность Ньютонова закона тяготения сложности нынешней эйнштейновской теории относительности.

Но закон стали понимать, когда привыкли к нему…

Очень похожая история произошла с теорией Максвелла, раскрывшего главные законы электромагнетизма.

Через сорок лет после того, как она была сформулирована автором, его соотечественник, крупнейший английский физик Уильям Томсон, получивший за научные заслуги титул лорда Кельвина[6], много занимавшийся исследованием электричества, писал, что так называемая электромагнитная теория света «пока ничего нам не дала… Мне кажется, что это скорее шаг назад…» Это было сказано в 1904 году. Тогда теорию Максвелла преподавали едва ли в половине университетов Европы. С действительно широчайшим признанием ей пришлось подождать до 1920 года.

Эйнштейновой общей теории относительности повезло больше. На то были свои причины, о которых пойдет речь в своем месте. А сейчас мы заглянем в эпоху, разделяющую Ньютона и Эйнштейна.

Большая часть XVIII века и весь XIX век были для закона всемирного тяготения временем величайшего торжества, какое только может прийтись на долю научной теории.

Когда в 1759 году к Земле подошла комета, примерная дата появления которой была предсказана англичанином Галлеем, а затем уточнена французом Клеро, это событие стало всемирным торжеством науки. К тому, что можно вычислять сроки лунных и солнечных затмений, все давно привыкли — ученые, пожалуй, еще с древневавилонских времен. Но предсказать появление кометы, которую и позже, в XIX веке, называли еще «беззаконной» (Пушкин), — о, это была победа!

А в 1798 году знаменитый английский физик и химик Генри Кэвендиш проверил закон всемирного тяготения уже не «на небе», а на Земле, проверил его соблюдение на притяжении обычных земных предметов не к нашей планете, а друг к другу.

На кварцевой нити он подвесил коромысло с двумя маленькими шариками. Заранее промерил, какие усилия нужны, чтобы на тот или иной угол закрутить нить. Потом поднес к шарикам два больших свинцовых шара — так, чтобы один из них оказался у одного конца и по одну сторону от коромысла, а другой — у другого и по другую сторону. Нить закрутилась — насколько именно, было уже вовсе легко измерить благодаря чрезвычайно остроумной идее Кэвендиша. Посередине коромысла было укреплено легкое зеркальце. На него падал луч света, отражался и приходил на «подставленную» измерительную шкалу. Поворот коромысла определял, на какое именно деление шкалы упадет отраженный луч. Дальше совсем просто оказалось составить пропорцию между силой воздействия на шарики массы свинцовых шаров и массы планеты.

Этот эксперимент был по меньшей мере втройне историческим. Во-первых, как уже было сказано, закон Ньютона наконец-то довольно точно был проверен на поверхности Земли, а не «на небе», не на наблюдениях за далекими планетами. Во-вторых, были определены средняя плотность и вес нашей планеты. А в-третьих, Кэвендиш попутно, «между делом», определил численное значение коэффициента в формуле закона всемирного тяготения, гравитационной постоянной.

Ученые считали, считали, считали, опираясь на закон всемирного тяготения, и наша Земля обзавелась новыми сестрами, дальними спутницами Солнца, планетами Уран и Нептун, был предсказан Плутон, открытый только в 1930 году. Сотни работ были посвящены тому, как проявляется закон всемирного тяготения в движении Луны, Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера, Урана и спутников трех планет, названных здесь последними.

В 1842 году астроном Бессель, наблюдая за самой яркой звездой нашего неба Сириусом, заметил странные колебания в положении ее на небе.

Опираясь на закон всемирного тяготения, Бессель предсказал, что у Сириуса есть невидимый спутник большой массы. Так теоретически открыли двойные звезды: спустя двадцать лет астрономы увидели спутник Сириуса, а сейчас мы знаем, что двойных звезд во Вселенной — большинство.

Гениальный математик и астроном Лаплас преклонялся перед Ньютоном, а закон всемирного тяготения называл совсем коротко: «закон природы». На основе закона Ньютона, одного-единственного — Лаплас верил — будут раскрыты все детали, даже самые сложные, движений планет в Солнечной системе.

Собственные работы Лапласа в астрономии впервые, по мнению специалистов, привели в стройную систему небесную механику. Вряд ли здесь стоит рассказывать об его открытиях, касавшихся закономерностей движения спутников Юпитера, самого Юпитера и Сатурна, Луны, наконец. Лаплас же разработал первую полную теорию приливов и отливов. Особое внимание он обращал на связи между телами Солнечной системы.