единица силы. Была названа в честь английского физика и математика Исаака Ньютона.
1 ньютон — это сила, сообщающая массе 1 кг ускорение 1 м/с2.
Исаак Ньютон родился 4 января 1643 г. в Вулсторпе на восточном побережье Англии. Его отец умер незадолго до рождения сына, и поэтому воспитанием внука занялась бабушка.
Среднюю школу он посещал в Грэнтхейме, расположенном неподалеку от дома. Мальчик с большим увлечением конструировал всевозможные сложные механические игрушки, модели, шлифовал зеркала и линзы, занимался химией, любил рисовать. В возрасте восемнадцати лет он был принят в Тринити Колледж в Кембридже, где, помимо занятий, подрабатывал себе на жизнь. Ньютон занимался изучением математики, физики, теологии и классических языков[25]. В 1665 г. он получил звание бакалавра, а три года спустя стал магистром[26].
Будучи еще студентом, он обратил на себя внимание исключительной самостоятельностью и оригинальностью в работе. Среди его первых исследовательских трудов было открытие метода бесконечных рядов, расчет площади гиперболы до 52-го десятичного знака, а позже и создание науки о счете бесконечно малых чисел.
В 1669 г. молодой Ньютон стал профессором математики и физики и занимался преподаванием почти 27 лет. Профессорская должность не слишком обременяла его, и у него оставалось достаточно времени для того, чтобы заниматься собственными исследованиями.
В первые годы научной деятельности Ньютона заинтересовала оптика, в которой он сделал немало открытий. Разложением белого света Ньютон доказал, что он имеет цветной спектр, объяснил различный цвет предметов, собственноручно изготовил первый зеркальный телескоп, дающий увеличение в 40 раз, и в 1671 г. подарил его Лондонскому королевскому обществу, которое спустя год избрало Ньютона своим действительным членом. Затем он открыл интерференцию света — явление, известное как кольца Ньютона, а также выдвинул корпускулярную теорию, согласно которой свет является потоком мелких частиц. Все свои исследования о свете он собрал в трехтомнике «Оптика», который был издан лишь в 1704 г.
С 1676 г. он занялся изучением механики. Основные открытия в этой области Ньютон изложил в монументальном произведении «Математические начала натуральной философии». Первые два тома были посвящены теоретической, а третий — небесной механике. Здесь впервые были изложены его знаменитые аксиомы о движении, но основной целью этого произведения было доказательство закона гравитации, который вытекал из приложения аксиом механики к движению небесных тел.
В «Началах» сконцентрировалось все, что было известно о простейших формах движения материи за предшествующие тысячелетия. И великие открытия Ньютона в действительности были лишь завершением исследовательских работ многих ученых. Сам Ньютон говорил о своих успехах: «Если я видел дальше, чем другие, то это потому, что я стоял на плечах гигантов».
Учение Ньютона о пространстве, времени, массе и силе имело огромное значение для дальнейшего развития физики, и лишь открытия XX века, в особенности Планка и Эйнштейна, показали ограниченность законов, на которых была построена классическая механика Ньютона. Но, несмотря на это, классическая механика не потеряла своей значимости, особенно в области физических явлений практического характера.
В 1696 г. Ньютону за его заслуги была предложена хорошо оплачиваемая должность администратора монетного двора. В 1701 г. он отказался от профессорского места в Тринити Колледже, а спустя два года был избран президентом Лондонского королевского общества, которым остался до конца своей жизни. В 1705 г. королева Анна возвела его в дворянское звание.
В последние годы жизни он занялся редактированием своих работ и написанием историческо-теологического произведения «Хронология». Несмотря на большую известность и славу, всю жизнь он оставался скромным и простым человеком. Домашним хозяйством у него ведала кузина. Умер Исаак Ньютон 31 марта 1727 г. Похоронен в Вестминстерском аббатстве.
* * *
Погода была такая, что хороший хозяин и собаку не выгнал бы во двор, а под завывание ветра, перехватывающего дыхание, с неба падали снежные хлопья величиной с воробьиную голову. В вечернем сумраке и тумане дорога стала совершенно непроходимой, и поэтому в придорожном ресторанчике все стулья, скамейки и кресла были заняты путешественниками, которых вьюга застала в пути.
За столом рядом с большим камином, в котором весело потрескивали дрова, расположились четыре путешественника. Трое из них сразу же разговорились, в то время как четвертый явно не собирался принимать участие в общей беседе. Он смотрел на огонь, пламя освещало его продолговатое лицо, немалый нос и спокойные глаза. Он был полностью погружен в мир собственных мыслей, и лишь временами казалось, что он хочет включиться в общий разговор, но вскоре вновь им овладевало задумчивое молчание.
— Я не дурак, — сказал приземистый с красным лицом фермер. — Кое-что я сам прочел, кое-что услышал.
— О, у господина Дигби прекрасная библиотека, — вмешался в разговор его компаньон с льстивой улыбкой на лице.
— Не перебивай, Бэлл! Так о чем это я говорил? Да, так вот, некоторое время я был даже в Тринити Колледже. Правда, недолго, но к науке я, так сказать, приложился… Я не настолько забыл латынь, чтобы не заглянуть время от времени в какую-нибудь серьезную книжку. Поэтому не могу согласиться с вами, что теория гелиоцентрической системы такая уж сенсация. Уверяю вас, что Николай Коперник с этой его идеей был не первым.
— Я не собираюсь возражать вам, господин Дигби, — тихим голосом сказал третий собеседник. — До Коперника наверняка существовали теории, отвергающие систему Птолемея. Но ни один из создателей или продолжателей этих концепций не обосновал их в достаточной степени математическими доказательствами или наблюдениями.
— Ни один! — господин Бэлл многозначительно поднял указательный палец.
Господин Дигби хотел что-то ответить, но в это время к ним подошел слуга.
— Сэр… — и что-то тихо стал говорить их собеседнику. Когда он стал уходить, Бэлл тихонько спросил его:
— Кто это?
— Сэр Чарльз Монтегю и… — но слуга не успел договорить, так как кто-то его позвал.
— Сэр Чарльз Монтегю! Друг сэра Исаака Ньютона! — воскликнул Бэлл и отвесил глубокий поклон. — Какая это неожиданность для нас, милорд!
— Только без всяких формальностей, господа, — запротестовал с улыбкой сэр Чарльз. — Я надеюсь, мы можем продолжить нашу беседу?
— Разумеется, — быстро ответил Дигби, — если, конечно… Гм! Если для такого ученого господина, как вы, будет не слишком скучным разговор с нами. Но ведь, — и он кивнул в сторону окна, — все равно нам придется здесь сидеть. Даже собаку в такую погоду не выгонишь на улицу…
— Вы читали, господин…
— Дигби, с вашего позволения…
— …господин Дигби, труды Ньютона? — спросил сэр Чарльз.
— Я не математик, но я одолел первую книжку «Philosophiae Naiuralis Principia Mathematica», и, несмотря на утверждение автора, что свои «Математические начала натуральной философии» он написал научно-популярно, мне она показалась слишком математической.
— Математической! — поддакнул Бэлл.
— Не вмешивайся, Бэлл! Да, сэр Исаак — мудрая голова, но его «популярная» книжка только для посвященных. Вторая книжка меня уж совсем отпугнула.
Четвертый путешественник, сидящий у камина, вдруг обратил свое внимание на общий разговор, казалось, что он его заинтересовал.
— Ну что же, я не удивляюсь этому, — рассмеялся сэр Чарльз. — Но все-таки жаль, что вы ее не прочли, и особенно теорию, в которой излагаются аргументы, подтверждающие справедливость теории Коперника.
— Да, да, об этом мы как раз и говорили. Но… вы бы не могли рассказать нам, милорд… Как бы это выразиться… Как-нибудь попроще о теории Коперника и о трудах сэра Исаака?
— С удовольствием, если господа интересуются этим…
— Интересуются! — воскликнул Бэлл.
— Тише, Бэлл! — разозлился Дигби. — Ты все время перебиваешь. Мы слушаем вас, милорд.
Сэр Чарльз незаметно посмотрел на четвертого, сидящего у камина, весело улыбнулся и начал объяснять. Его соседи по столику оказались внимательными слушателями и собеседниками. Пиво убывало, а они последовательно разбирали труды Коперника, Кеплера и Ньютона.
Неожиданно господин Бэлл начал смеяться.
— Извините, милорд, но… ха-ха-ха… Вы говорили что-то о падении… Я знал слугу сэра Исаака, так тот говорил, что… ха-ха… Он сказал, что эту теорию гравитации сэр Исаак придумал, потому что ему… ха-ха-ха… яблоко упало на голову!
— Что за яблоко?!
— Я отвечу вам, господин Дигби, — успокоил его сэр Чарльз, — Действительно, сэр Исаак рассказывал, что фактом, натолкнувшим его на мысль о проблеме притяжения, было представление о падающем яблоке. Так же, как сила притяжения вызывает падение яблока, так и сила притяжения между планетами и Солнцем обусловливает искривление траектории движения планет и изменение скорости их движения. Более того, Солнце притягивает планеты, а так как каждое действие вызывает противодействие, то и планеты притягивают Солнце!
— Но… Нет, вы смеетесь надо мной! Если бы Солнце и планеты взаимно притягивались, то они должны были бы упасть друг на друга! Яблоко падает на землю, по ведь Земля не падает на Солнце!
— И все-таки Земля «падает» на Солнце. Искривление траектории и является, собственно, этим бесконечным падением. Вы, наверное, хотите знать, почему дело не доходит до столкновения?
Господин Дигби охотно кивнул головой.
— Дело в том, что планета движется по собственной траектории, которая, как мы уже говорили, была бы прямолинейной, не будь солнечного притяжения. И в результате этого появляется так называемая центробежная сила…
— Понятно, — триумфально воскликнул Дигби. — Камень на веревке! Сэр Исаак пишет об этом. Но, однако, — он задумался на мгновение, — никто не видел и не увидит, как вращается Земля!
— Кто знает? Может быть, наши потомки сумеют оторваться от матушки Земли и из пространства Вселенной увидят ее среди других планет, — полушутя-полусерьезно ответил сэр Чарльз.
— Да, да, — пробормотал Дигби. — Могли бы вы нам еще раз повторить, как сформулирован закон гравитации?
— Любые два тела во Вселенной взаимно притягиваются с силой, прямо пропорциональной сумме масс обоих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними, — раздался голос незнакомого путешественника, сидящего у камина.
— Как же… Я вижу, что вы знакомы с «Началами» обратился к нему удивленный Дигби.
— Да, знаком, — кратко ответил путешественник. Он встал, откинул со лба длинные волосы, его стройная фигура выпрямилась. — Я пошел спать, Чарльз. Извините, господа. — Он слегка поклонился и ушел.
— Кто это? — спросил Дигби.
— Сэр Исаак Ньютон, — ответил сэр Чарльз.
— Сэр Исаак Ньютон!..
Господа Дигби и Бэлл вскочили на ноги и изумленными глазами смотрели на дверь, за которой скрылся сэр Исаак…