Чем мир держится?

А еще до открытия и двойных звезд и новых планет Лаплас после ряда исследований, касавшихся так называемых неравенств в движении Луны, гордо провозгласил, что астроном может, наблюдая одну лишь Луну, «не выходя из своей обсерватории», выяснить, как велика Солнечная система и насколько сильно сжата Земля у полюсов. И все это он говорил, подчеркивая роль во Вселенной своего любимого «закона природы».

Всю жизнь Лаплас словно стремился ограничить себя ролью ученика, применяющего закон, открытый учителем. Между тем на самом деле он во многом пошел дальше Ньютона. А случались у Лапласа озарения, когда он словно прорывался в будущее науки на сотню-полторы лет. По Ньютону, например, тяготение не должно влиять на свет. Лаплас же писал: «Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в двести пятьдесят раз превосходил диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас, следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми».

Ученые видят сейчас в этом предсказание существования «черных дыр» — любимых детищ современных астрофизики и космологии. Подробно о них будет рассказано во второй части книги.

Тем не менее закон всемирного тяготения был для Лапласа эталоном в куда более узком смысле, чем для Ричарда Фейнмана в наши дни: Лаплас, по-видимому, считал, что все или почти все физические законы должны с некоторыми видоизменениями повторять формулу закона Ньютона. В великую «Небесную механику» Лапласа входит глава «О капиллярном действии». Он полагает, что в этом физическом явлении играют решающую роль силы притяжения между молекулами, а отличие этих сил от Ньютоновых сил гравитации в основном то, что они становятся исчезающе малыми при увеличении расстояний между молекулами.

Все области физики должны были строиться по образу и подобию созданной Ньютоном теории тяготения.

И только ли в физике дело обстояло именно таким образом!

Современный английский ученый и историк науки Джон Бернал специально отметил в своей книге «Наука в истории общества»: «Как ото ни парадоксально… наиболее непосредственное влияние идеи Ньютона оказали в области экономики и политики. Найдя свое применение в философии друга Ньютона — Локка и его последователя Юма, они создали общее чувство скептицизма по отношению к авторитету. Через Вольтера, который первым ознакомил французов с работой Ньютона, они должны были способствовать „просвещению“ и тем самым — идеям французской революции. Они и поныне продолжают оставаться философской базой буржуазного либерализма».

Бернал начинает приведенное рассуждение со слов «как это ни парадоксально». Сегодня в устах физика — да и не только физика — слово «парадокс» и производные от него звучат как комплименты.

Первый научный закон, распространенный на Вселенную и подтвержденный экспериментально, придал особую ценность связанным с ним философским идеям. Ньютон нашел «точку опоры», позицию для создания всеобъемлющей физической картины мироздания. Ученые, занимавшиеся общественными науками, не знали таких твердых законов, с точки зрения которых они могли бы исследовать общество и его историю — эти законы предстояло открыть Марксу и Энгельсу в середине XIX века. А пока что закон всемирного тяготения стал для всех областей знания, в. том числе гуманитарных, идеалом, которому следовало подражать. И порою не только идеалом. Этот закон пытались ввести в качестве основы в науки, к которым он и не мог иметь никакого отношения, — в физиологию, социологию, химию, например.

Франц Антон Месмер, человек трагической судьбы, первый исследователь гипноза (названного им животным магнетизмом), пытался объяснять наблюдавшиеся им факты (и явления, которые, как ему казалось, он наблюдал) законом всемирного тяготения.

Великий французский утопист Фурье называл важнейшую, по его мнению, часть своего учения теорией всеобщего притяжения страстей и считал, что в ее фундаменте лежит теория Ньютона. Другой знаменитый утопист, Сен-Симон, полагал, что следует основать культ Ньютона. Человек, создавший закон всемирного тяготения, становился в глазах своих последователей чуть ли не богом.

Это трудно понять с позиций наших дней, когда учебники переполнены законами, носящими имена великих и менее великих ученых. Но Ньютон принес первые строгие и проверенные опытом законы в мир, где физика явлений представлялась расплывчатой и шаткой. Он дал своей эпохе почувствовать прелесть точного знания, доказал своим последователям самую возможность его достижения.

И все-таки, несмотря на все победы, на законе всемирного тяготения лежала мрачная тень — с самого момента его рождения. Этой тенью, даже проклятием, висевшим над новым законом, было вытекающее из закона мгновенное дальнодействие. Сила тяготения мгновенно, с бесконечной скоростью передавалась на любые расстояния; при этом было совершенно неясно, как она преодолевает пространство. Сила передается телу воздействием на него другого тела — это положение было аксиомой для Галилея, на него опираются законы механики самого Ньютона, а вот закон всемирного тяготения Ньютона выкидывает прочь эту аксиому!

Для самого Ньютона это было драмой, которую можно назвать «трагедией дальнодействия».

В первом издании «Математических начал» он был настолько осторожен, что заявлял: все происходит так, как будто все тела взаимно притягиваются строго по формуле его закона. Такая осторожность, наверное, прежде всего диктовалась тем, что Ньютон делал фантастических масштабов обобщения, подчинял одним и тем же закономерностям явления на Земле и в космосе. Но немалую роль в обращении к сослагательному наклонению должно было сыграть и отсутствие представления о механизме тяготения.

Ко второму изданию, благо его отделяли от первого двадцать семь лет, взгляды Ньютона окончательно сложились, и «как будто» в применении к закону всемирного тяготения исчезло из его труда. Что касается «причины тяготения», механизма его, то Котс, редактор этого издания, писал в своем предисловии: «Причины идут неразрывною цепью от сложнейших к простейшим, и когда достигли до причины самой простой, то далее идти некуда. Поэтому простейшей причине нельзя дать механического объяснения, ибо если бы такое существовало, то эта причина не была бы простейшей».

Убедительное разъяснение. С точки зрения самого Котса, во всяком случае. Было ли оно убедительным для Ньютона? Вот что писал великий физик в 1693 году, через шесть лет после первого издания «Начал» и за два десятилетия до появления нового издания книги с предисловием Котса: «Мнение, что тяготение есть основное свойство, присущее материи, что любое тело может действовать на другие тела на расстоянии через пустое пространство без посредства чего-либо, что могло бы перенести действие и силу от одного тела к другому, — такое мнение мне кажется полным абсурдом, и я уверен, что ни один человек, способный рассуждать о философских вопросах, не может прийти к нему. Тяжесть есть следствие какой-то причины, действующей непрестанно по известному закону…»

Переменил ли ученый свое мнение за следующие два десятилетия?

До сих пор биографы Ньютона по-разному отвечают на вопрос, почему он согласился с публикацией предисловия Котса. Иногда считают возможным, например, что Ньютон, увлекавшийся метафизикой, на протяжении какого-то времени склонялся к ответу, совсем странному, на взгляд нынешнего (да и тогдашнего уже) физика. Приведенная выше цитата (из письма к Бентли, филологу, директору того Тринити-колледжа в Кембриджском университете, где сам Ньютон был профессором) может быть продолжена: «…решение вопроса о том, материальна ли эта причина (тяготения) или не материальна, я оставляю моим читателям».

Известно увлечение Ньютона во второй половине жизни богословскими проблемами. Таким неожиданным отклонениям можно огорчаться, удивляться же им, наверное, нельзя. Естественно, что каждый создатель нового физического учения принадлежит к более ранней эпохе, чем люди, воспитанные на его учении. Ученикам Ньютона бог, во всяком случае бог, деятельно участвующий в формировании мира, не требовался. Когда Наполеон спросил Лапласа о роли бога в разработанной им системе мироздания, великий математик и астроном ответил: «Ваше величество, у меня не было нужды в этой гипотезе».