История эфира

Сейчас бросаются в глаза очевидные трудности, имеющиеся в подобной картине. Почему, скажем, свет от далеких звезд не тормозится в эфире? Современному человеку это трудно понять, но в XVII веке казались убедительными объяснения, апеллирующие к так называемым «активным принципам», на которых строилась вся алхимия. Их множество. Так, если вода и масло не смешиваются друг с другом, хотя их поры по другим соображениям должны давать достаточно свободы, чтобы смешивание могло произойти, то это объясняется «принципом асоциальности» между водой и маслом. Если вода стремится принять в воздухе форму капли и тем самым максимально сократить свою поверхность, — это следствие «принципа несовместимости» между водой и воздухом. Есть также «принцип отторжения», который работает в одном круге явлений, «принцип соединения», работающий в другом, и т. д. Поэтому Ньютон, когда нужно, считает возможным вспомнить об «активных принципах». Так, свет движется от звезд к Земле из-за того, что «он постоянно понуждается вперед принципом движения, который поначалу ускоряет его, пока сопротивление эфирной среды не дает силу, равную силе этого принципа». Почему свет в более плотных средах распространяется быстрее, чем в менее плотных? (Такое странное свойство необходимо, чтобы в корпускулярной картине получить правильные законы преломления.) От объяснения этого вопроса Ньютон также уходит, изобретая очередной «активный принцип». И так далее.

В мышлении Ньютона продолжала сказываться традиция, чуждая механистической, картезианской философии. Не случаен его интерес к алхимии, который проявляется особенно сильно в 70-е годы. Его занимают проблемы сцепления тел при контакте, механизмы растворения в воде и кислотах. В статье «О воздухе и эфире» Ньютон говорит о расширении воздуха из-за того, что «некоторый принцип, действующий на расстоянии, заставляет частицы удаляться друг от друга». Сила, вызывающая удаление, обратно пропорциональна расстоянию.

Статья не закончена, и, может быть, это отражает неудовлетворенность Ньютона. Вряд ли при всей любви к алхимии его устраивало состояние дел. Сначала «активные принципы» для распространения света, потом отталкивание на расстоянии для частиц воздуха — все это не лучше, чем «асоциальность», «принцип отторжения» и пр. Должно возникать ощущение неплодотворности избранного пути.

Где-то в конце 70-х годов Ньютон поставил опыт с маятником, который сыграл важную роль в развитии его представлений. Он раскачивал ящик, сначала пустой, потом заполненный железом, и изучал затухание колебаний попеременно в воздухе и пустоте. Он обнаружил, что удаление воздуха практически не влияет на затухание маятника. Отсюда следовал вывод, что сопротивление, которое испытывает маятник за счет трения в эфире значительно больше сопротивления воздуха. Однако, после замены пустого ящика железной сплошной гирей такого же размера, Ньютон обнаружил, что никакого дополнительного сопротивления от перемещения в эфире внутренних частей гири не возникает. Отсюда он вычислил, что сопротивление эфира по крайней мере в 5000 раз меньше, чем сопротивление воздуха, что резко противоречит выводам предыдущего опыта. Сыграл свою роль факт этого противоречия, или добавилась совокупность большого числа трудностей в объяснении с помощью эфирных механизмов законов сцепления тел и природы химических связей, но так или иначе, вскоре после незавершенной статьи «О воздухе и эфире» Ньютон резко меняет свои взгляды.

Он отказывается от эфира и представляет теперь Природу как пустое пространство, где движутся материальные тела. «В начале Бог создал материю в виде твердых, массивных, жестких, непроницаемых движущихся частиц, которые удовлетворяли его нуждам». «Тела гораздо более разрежены, чем обычно думают». Так 37/38 объема воды, по Ньютону, занимает пустое пространство. Как получается, что некоторые тела свободно пропускают свет в любом направлении? Нужно предположить «некоторую удивительную и очень хитро придуманную разреженную структуру расположения частиц по образу сетки». Тела действуют друг на друга на расстоянии, притягиваясь и отталкиваясь с определенной большой силой.

Ньютон заселяет Природу силами, действующими через пустое пространство. Это происходит в районе 1679 года, и в этот момент рождается новая динамическая философия. Перелом в мировоззрении в творческом плане, по-видимому, был чрезвычайно существенным для Ньютона. Так же, как Декарт и другие представители механистической философии, Ньютон стремится исходить из небольшого числа общих принципов, из которых все выводится, но в отличие от Декарта, он психологически подготовлен изучать действие этих принципов в применении к простейшему из мыслимых объектов — точечной частице в поле внешней силы. Задача чрезвычайно упрощается.