Краткая история Европы

В начале семнадцатого столетия представления древних греков о Вселенной и ее устройстве оставались наиболее авторитетными. Их основные идеи сводились к тому, что Земля находится в центре Вселенной, а вокруг нее движутся все остальные планеты, в том числе Луна и Солнце. Земля, согласно грекам, была неподвижна. Она не производила впечатления движущейся планеты – какие силы могли бы приводить ее в движение? Их нет, и потому она покоится на месте. Сама земля – это мир нечистый, вещи здесь подвержены изменениям и разложению. Небеса же – это мир чистоты, совершенства, неизменности. Почему планеты движутся по окружности? Потому что окружность – это идеальная форма. Одна из аксиом геометрии древних греков – это существование идеальных форм. К ним относятся, например, квадрат или окружность. Так, планеты движутся по окружности, и, поскольку это идеальный мир, не нуждаются ни в какой движущей силе. Они вращаются по закону совершенной, округлой гармонии.

В семнадцатом веке этот взгляд на устройство Вселенной был отброшен и заменен новым, который мы до сих пор считаем истинным. В центре Вселенной находится Солнце, вокруг него движутся планеты, причем траектория их движения представляет собой не окружность, а эллипс. Земля – одна из этих планет, вращающихся вокруг Солнца, а Луна в свою очередь вращается вокруг Земли. Вместе с другими планетами они образуют единую систему. В ней нет места делению на разные миры – нечистую землю и чистые небеса, она представляет собой полное единство. В ней все объясняется одним общим для всех законом, или, по крайней мере, совокупностью общих законов.

Что же приводит в движение Землю и другие планеты? Исаак Ньютон дал ответ на этот вопрос. Он считал, что все тела во Вселенной неизменно двигались бы по прямой линии, если никакая другая сила не оказывала бы на них влияния. Однако во Вселенной есть эта другая, постоянно действующая сила – это притяжение между всеми физическими телами. Все они притягивают друг друга: Земля притягивает эту книгу, Земля притягивает к себе Луну, а Солнце притягивает Землю. Движение воды во время приливов и отливов – следствие изменчивости силы притяжения между Луной и Землей. В системе Ньютона все связано единым принципом. Теперь мы можем установить, почему планеты движутся так, а не иначе. На них действуют две силы: стремление следовать вдоль прямой линии – с одной стороны и притяжение к Солнцу – с другой. Совместное действие этих сил заставляет планеты вращаться по эллиптической траектории вокруг солнца.

Притяжение между всеми космическими телами Ньютон назвал гравитацией. Он также сумел вычислить силу гравитации между любыми двумя телами – с помощью выведенного им Закона всемирного тяготения. Он выражается с помощью математической формулы. Согласно этому закону сила притяжения возрастает по мере того, как увеличиваются тела, на которые она действует: она прямо пропорциональна их массам. Также сила притяжения ослабевает по мере того, как увеличивается расстояние между двумя телами: она обратно пропорциональна дистанции между ними. Таким образом, гравитация усиливается, если тела становятся больше, и уменьшается, если возрастает расстояние между ними. Вообще, уменьшается она крайне стремительно: в числовом выражении она будет равна исходной силе, разделенной на число, соответствующее квадрату расстояния между двумя телами. Поэтому если расстояние увеличится вдвое, сила притяжения уменьшится в четыре раза (2x2). Я привожу здесь первое и последнее уравнение в своей книге, больше их не будет! Эту формулу Ньютон использовал, чтобы измерить силу притяжения между Землей и Солнцем.

Такое вот уравнение напоминает нам одновременно о двух вещах. Во-первых, о том, что математика – это основа науки, во-вторых же, о том, что догадка древних греков оказалась верна: мир прост, а законы, управляющие им, имеют математическую природу. Ученые семнадцатого столетия опрокинули древнегреческие представления об устройстве Вселенной, но сделали это с помощью древнегреческого математического инструментария.

Какое удивительное достижение – находясь на Земле, третьей планете по удаленности от Солнца, – узнать, как устроена Вселенная! Как естественно было стремление человека поместить себя в ее центр; он смотрел вокруг и видел, что Земля неподвижна, к тому же эта идея подкреплялась авторитетом древних греков! И тем не менее наука семнадцатого века одержала победу над этими – столь естественными – убеждениями.

Посыл Научной революции состоял в том, что древние греки ошибались. Благоговение перед древними было уничтожено. Мы не просто достигли их уровня. Мы их превзошли.