Неоткрытые открытия, или Кто это придумал

О необыкновенно широком спектре работ, которые создал Стевин, мы уже говорили. С высокой долей вероятности можно предположить, что результаты опытов с шарами и доской были известны Галилею. Его эксперименты, как мысленные, так и проведенные в реальности, были не столько открытиями, сколько проверкой утверждений предшественников и коллег. Ведь это первый шаг любого исследования: если не получается так, как у другого автора, ученый должен задаться вопросом, почему именно.

Галилей следующими словами описывает знаменитый эксперимент в книге «О движении»:

«Представьте себе два предмета, один из которых тяжелее другого, соединенных веревкой друг с другом, и сбросьте эту связку с башни. Если мы предположим, что тяжелые предметы действительно падают быстрее, чем легкие, и наоборот, то легкий предмет должен будет замедлять падение тяжелого. Но поскольку рассматриваемая система в целом тяжелее, чем один тяжелый предмет, то она должна падать быстрее его. Таким образом мы приходим к противоречию, из которого следует, что изначальное предположение (тяжелые предметы падают быстрее легких) — неверно».

Опыты с качением тел по наклонной плоскости

Из-за несовершенства измерительного оборудования того времени свободное падение тел изучать было почти невозможно. В поисках способа уменьшения скорости движения Галилей заменил свободное падение качением по наклонной поверхности, где значительно меньше скорость и сопротивление воздуха. Было замечено, что со временем скорость движения растет — тела движутся с ускорением. Отсюда сделан вывод, что скорость и ускорение не зависят ни от массы, ни от материала шара.

Предположив, что произошло бы в случае свободного падения тел в вакууме, Галилей вывел следующие законы падения тел для идеального случая:

• все тела при падении движутся одинаково: начав падать одновременно, они движутся с одинаковой скоростью;

• движение происходит с постоянным ускорением.

Ученый также отметил: если соединить две наклонные поверхности так, чтобы, скатившись по одной из них, шар поднимался по другой, он поднимется на ту же высоту, с которой начал движение, независимо от угла наклона каждой из поверхностей.

Галилей проверил, что полученные им законы скатывания качественно не зависят от угла наклона плоскости, и, следовательно, их можно распространить на случай угла в 90°, то есть падения. Окончательный вывод Галилея: скорость падения нарастает пропорционально времени, а путь — пропорционально квадрату времени. Конечно, все эти закономерности, как описанные Стевином, так и подтвержденные Галилеем, относятся только к идеальным телам, идеальным плоскостям и отсутствию сопротивления воздуха и любой другой среды, в которых происходят описываемые события.

Большой звездный каталог: Исаак Ньютон и Джон Флемстид

Во второй половине XVII века Карл II Английский специальным указом велел королевскому астроному Джону Флемстиду «заняться с величайшим старанием и прилежанием исправлением таблиц движений на небесах и положений неподвижных звезд для усовершенствования искусства кораблевождения». Средств Флемстиду выдано не было, и ему пришлось заказывать и покупать инструменты для обсерватории на свои деньги. Несколько приборов ему передал неутомимый Роберт Гук. По результатам наблюдений Флемстид составил каталог положений примерно трех тысяч звезд. Ученый придавал большое значение тщательности обработки наблюдений и не торопился с публикацией каталога. А Исаак Ньютон в это же время был занят подготовкой к изданию своих «Начал». Ему для подтверждения теоретических расчетов были крайне необходимы результаты наблюдений движения Луны и угловые диаметры планет, полученные Флемстидом. Кроме того, Флемстид был первым, кто предсказал эллиптический характер кометных орбит, что также интересовало автора «Начал». Форма этих орбит была чрезвычайно важна для утверждения теории тяготения, подвергавшейся в Европе резкой критике.

Поначалу отношения Ньютона и Флемстида были достаточно добросердечными. Флемстид охотно передал запрошенные данные, и в 1694 году Ньютон с гордостью известил Флемстида, что сравнение расчетных и опытных данных показало их практическое совпадение. Но Флемстид не хотел оставаться в безвестности, в некоторых письмах он настоятельно просил Ньютона в случае использования наблюдений указать его, Флемстида, приоритет, подозревая в возможной краже не столько самого Ньютона, сколько Г аллея. Однако просьба эта могла быть истолкована и как недоверие к Ньютону. Тон писем Флемстида постепенно менялся. Он писал, например, следующее: «Я согласен, проволока дороже, чем золото, из которого она сделана. Я, однако, собирал это золото, очищал и промывал его и не смею думать, что Вы столь мало цените мою помощь только потому, что столь легко ее получили». Согласитесь, это уже слова человека обиженного.