Вселенная. Путешествие во времени и пространстве

Шли века, и представления об ангелах-двигателях постепенно становились все менее очевидными («дух времени» менялся). Конечно, никто ничего не знал точно, но, с другой стороны, человечество постепенно привыкало к тому, что в окружающем нас мире действуют неодушевленные силы— то, что назвали законами природы. Взять, например, дождь. Течение воды, судя по всему, не требует постоянного вмешательства ангелов, Бога или каких-то иных сверхъестественных сил. Оно подчиняется природным закономерностям.

Надо еще раз подчеркнуть: и две, и три тысячи лет назад вода текла точно так же, как в XVII веке. Но если раньше мысль о духах и ангелах казалось вполне уместной, теперь просвещенным людям, обладающим критическим мышлением, говорить об этом было бы как-то несерьезно. Люди (мы говорим о самых образованных из них) знали гораздо больше своих далеких предков. Дух времени изменился: он сделал востребованными критическое мышление и научный метод восприятия действительности.

Итак, что за силы управляют миром? В XVII веке уже можно было даже сказать: что это за физические силы?

Уже упоминавшийся Иоганн Кеплер потратил немало времени для поиска ответа на этот вопрос. Третий закон движения планет, открытый Кеплером, показывал, что по мере удаления от Солнца периоды обращения планет увеличиваются быстрее, чем радиусы их орбит. Это означало, что по мере приближения к Солнцу скорости движения планет становились все больше: Меркурий движется быстрее Венеры, Венера — быстрее Земли, Земля — быстрее Марса и так далее. Кеплер предположил, что источник какой-то силы (движущей души, как он писал) содержится в центральном Солнце — чем дальше от источника, тем слабее «движущая душа».

Кеплер, сформулировав свои законы движения планет, решил, что они свидетельствуют в пользу идеи о силовом воздействии Солнца на пла­неты. «Навострите уши, физики: ведь предпринимается замысел вторжения в вашу область!» — писал астроном.

Современник Кеплера Уильям Гильберт (1544–1603) занимался помимо прочего изучением магнетизма. Он выдвинул предположение, что Земля является огромным магнитом (об этом говорило поведение стрелки изобретенного Гильбертом компаса). Магнетизм был наглядным примером физической силы, и ученый допускал, что это универсальная сила, которая действует во всей Вселенной. На рубеже XVI−XVII веков всерьез обсуждалась идея — не вращается ли Земля под действием магнитных сил? Даже приливы и отливы пытались объяснить магнитным влиянием Луны.

В 1609 году (в том же году Галилей построил первый телескоп) Иоганн Кеплер сформулировал гипотезу о том, что Солнце — тоже магнит и оно вращается (вращение Солнца было вскоре подтверждено наблюдениями солнечных пятен в телескоп). Вращение Солнца создает вихрь в прозрачном веществе — эфире, который наполняет всю Вселенную, полагал Кеплер. Этот эфирный вихрь и заставляет планеты двигаться вокруг Солнца — чем дальше от Солнца, тем медленнее.

Это была очень неплохая идея, которая тем не менее оказалась неверной. Но элементы этой идеи впоследствии подтвердились. Солнце действительно магнит, оно действительно вращается, и магнитное поле, простираясь во все стороны от светила, вращается вместе с Солнцем[14]. Но оказалось, что планеты движутся совсем по другой причине.

Французский ученый и философ Рене Декарт (1596–1650) предложил картину мира, в которой существовало множество вихрей эфира, подобных описанному Кеплером. Каждый вихрь — это система, подобная Солнцу, вокруг которого вращаются планеты, увлекаемые вихрем. Центральные светила (в том числе Солнце) состоят из маленьких «тонких» частиц, излучающих свет, а планеты построены из более тяжелых «темных» частиц, отброшенных центробежной силой вращения вихря.

Декарт кое в чем был прав: Солнце и звезды состоят из сравнительно легких частиц раскаленного газа (точнее, плазмы), планеты — из более тяжелых частиц, а также частиц, объединенных друг с другом в еще более тяжелые частицы твердого вещества. Но идея об изначальных вихрях, заполняющих Вселенную, оказалась неверной.

Поразительно, что указанный научный поиск происходил в то же самое время, когда церковь запрещала систему Коперника, настаивала на правильности системы Птолемея с твердыми хрустальными сферами и Землей в центре. Труды Декарта, как и многие труды других исследователей, попали в Индекс запрещенных книг.

…Как известно, решение задачи было найдено великим английским физиком, которого звали сэр Исаак Ньютон (1642–1727). Его заслуженно считают основоположником классической физики. Ему принадлежит великое научное достижение — он открыл закон всемирного тяготения.

Конечно, идея о том, что в мире существует некая сила притяжения, не раз появлялась задолго до сэра Исаака, и здесь можно было бы назвать множество известных имен (например, Роберт Гук, 1635–1703). Но объединить в одну стройную концепцию идею о силе притяжения и три экспериментально подтверждаемые закона Кеплера удалось только Ньютону.

Относительность движения тела в разных системах измерения.