В своей книге «Оптика» Ньютон писал: «Мне кажется вероятным, что Бог вначале сотворил материю в виде твердых, обладающих массой, цельных, непроницаемых и подвижных частиц, наделенных такими размерами, пропорциями, формами и другими качествами, которые наилучшим образом отвечают той цели, для которой Он сотворил их, и что эти частицы, будучи цельными, несравненно плотнее любого пористого тела, из них составленного; и они настолько плотны, что никогда не изнашиваются и не разбиваются, и ни одна сила не может разделить то, что Бог сотворил единым при своем первотворении» [1].
Что представляла собой модель Вселенной Ньютона?
Вселенная Ньютона была бесконечной, населенной бесконечным же количеством звезд. Такой подход понятен: если бы число звезд было конечным, то сила взаимного притяжения стянула бы их воедино в гигантский звездный клубок.
Но, рассуждал Ньютон, поскольку число звезд бесконечно и они более или менее равномерно распределены по бесконечному пространству, то этого никогда не произойдет, так как нет центральной точки, куда им нужно было бы падать. Ведь в бесконечной Вселенной любую точку можно считать центром, так как по обе стороны от нее число звезд бесконечно.
Согласно модели Ньютона, все физические явления происходят в трехмерном пространстве, которое описывается евклидовой геометрией. В неподвижном и неизменном пространстве двигаются материальные частицы – атомы, маленькие, твердые и неразрушимые предметы, из которых состоит вся материя. Отличие представлений Ньютона от представлений Демокрита заключалось в том, что, по Ньютону, между материальными частицами действуют силы взаимодействия, очень простые и, по сути, зависящие только от масс и расстояний между частицами. Анализируя многочисленные данные наблюдений за движениями планет, Ньютон открыл закон всемирного тяготения.
В основу своей модели он положил следующие постулаты:
1. Пространство и время Вселенной абсолютны, и они не зависят от материальных объектов и процессов.
2. Пространство и время метрически бесконечны, однородны (свойства одинаковы во всех точках) и изотропны (независимость свойств физических объектов от назначения).
3. Вселенная стационарна, не претерпевает эволюции. Изменяются системы, но не мир в целом.
Правда, было еще одно несоответствие его модели Вселенной существующей реальности: если существует бесконечное число небесных тел, то должна быть и бесконечная светимость неба, а этого нет.
Ньютон знал о погрешностях своей модели, но решил эту проблему достаточно просто, придя к выводу, что Бог всегда присутствует во Вселенной и исправляет эти несообразности.
Разработав теорию и создав планетарную модель Вселенной, трехмерное пространство которой описывается евклидовой геометрией, Ньютон постулировал абсолютность пространства и времени. Что это значит – «абсолютное пространство» и «абсолютное время»? Абсолютное пространство Ньютона всегда и везде остается неизменным и неподвижным, а абсолютное время всегда течет с постоянной скоростью, не подвергаясь никаким внешним воздействиям.
При помощи своей теории Ньютон объяснил движение планет и основные свойства Солнечной системы. Закон всемирного тяготения, одна из вершин классической физики, позволяет определить силу взаимодействия небесных тел, например силу взаимодействия Луны и Земли.
Ньютон и эфир
Этот закон Ньютона является типичным законом дальнодействия, основная особенность которого – мгновенное действие сил тяготения через большие расстояния. Именно дальнодействие в определенной степени смущало Ньютона. Он понимал, что его законы могут иметь смысл, только если пространство обладает физической реальностью, если между небесными телами есть некий передатчик взаимодействия. Например, эфир.