Призма и маятник. Десять самых красивых экспериментов в истории науки

...

«…до того, как у меня появится возможность более внимательно изучить, насколько на ранее полученные данные оказывали влияние внешние воздействия, которые я в настоящий момент не могу измерить».

* * *

Несколько ранее в той же статье Кавендиш пишет, что один потенциальный источник воздушных потоков стал причиной «дефекта, который я намерен исправить в следующих экспериментах». Совершенно очевидно, что он рассматривал данный эксперимент как часть длительной непрерывной работы, некий итог определенного ее этапа на пути ко все большей точности. Он был полон идей по дальнейшему усовершенствованию своей методики.

Тем не менее случилось так, что Кавендиш больше ни разу не повторил своего эксперимента. Это сделали за него другие ученые. В течение всего следующего столетия самые разные исследователи воспроизводили его эксперимент с использованием разнообразных новых методов, пытаясь достичь большей точности, но результат их усилий был весьма ничтожен. Парадоксальным образом самой большой ошибкой в эксперименте, проведенном Кавендишем, оказалась крайне нехарактерная для него чисто математическая ошибка, на которую уже несколько лет спустя обратил внимание один из его коллег.

Однако в течение XIX столетия с этим экспериментом произошла странная вещь. Эволюционировала его цель. Вопрос средней плотности Земли утратил свою былую научную ценность в сравнении с константой в уравнении, которое в настоящее время описывает ньютоновский закон всемирного тяготения. В современных терминах ньютоновский закон формулируется следующим образом: гравитационная сила притяжения F между двумя сферическими телами, имеющими массу М1

и М2 и находящимися на расстоянии r друг от друга, находится в прямо пропорциональной зависимости от произведения этих масс, деленного на квадрат расстояния между ними и умноженного на константу, представляющую величину гравитационной силы, известную как G . Переводя сказанное на язык формул, получаем:

F = GM1M2/r2 . И хотя Кавендиш не знал ньютоновского закона в такой форме и важнейшая константа G не упоминается в его статье, физики спустя некоторое время поняли, что она относительно легко выводится из удивительно точного эксперимента Кавендиша. И в дальнейшем этот эксперимент проводился именно с этой целью, а не с целью определения плотности Земли. В 1892 году один из ученых, повторивших эксперимент Кавендиша, писал:

...

«Принимая во внимание универсальное значение постоянной G, мне представляется явным упрощением цели эксперимента считать его основным смыслом определение массы Земли, ее средней плотности или даже ее веса»74.

В 1870-е годы, через полвека после смерти Генри Кавендиша, при Кембриджском университете была на средства ректора Уильяма Кавендиша, дальнего родственника ученого, организована ныне знаменитая в научном мире Кавендишская лаборатория.

В настоящее время студенты продолжают проводить эксперимент Кавендиша, естественно, с применением значительно более современных технологий: например, для измерения отклонения шаров используется луч лазера, отражающийся от зеркал, прикрепленных к шарам. Проведенный правильно, данный эксперимент дает представление о величине той силы, которая удерживает всю материю, всю Вселенную. Исходя из числового выражения этой величины, можно с достаточной точностью описывать и прогнозировать поведение объектов, вращающихся вокруг Земли, движение планет в Солнечной системе, движение галактик с момента Большого взрыва и так далее.

Биограф Кавендиша Джордж Вильсон, весьма неоднозначно воспринимавший своего героя, писал:

...