Кто же поверит в муравья в теории?
Либо в жирафа схему?
Десять тысяч врачей любой категории
Пол-леса сведут в теорему.
Джон Чиарди
Часовой механизм Ньютона
Если бы мы решили организовать лекции для разумных существ с других планет, было бы естественно начать с гравитации либо силы тяготения. Эта сила удерживает планеты на их орбитах и связывает звезды. В более большом масштабе целые галактики – скопления миллиардов звезд – управляются силой тяготения. Ни одно вещество, ни один вид частиц, ни кроме того сам свет не избегают ее влияния. Гравитация руководит расширением всей Вселенной и, быть может, предопределит ее окончательную судьбу.
Сила тяготения так же, как и прежде остается загадочной. Она озадачивает больше, чем каждая другая сила природы. Но это была первая сила, обрисованная математическим методом. В XVII в. господин Исаак Ньютон рассказал нам, что притяжение между двумя любыми объектами подчиняется «закону обратных квадратов». Сила ослабевает пропорционально квадрату расстояния между двумя телами: разместите их вдвое дальше друг от друга, и притяжение между ними станет в четыре раза не сильный. Ньютон осознал, что сила, которая заставляет яблоки падать на землю и руководит траекторией выпущенного из пушки ядра, – это та же самая сила, которая удерживает Луну на ее орбите около Земли. Он доказал, что его закон объясняет эллиптическую форму планетарных орбит – убедительная демонстрация свойства математики предсказывать, как работает «часовой механизм» мира природы.
Великий труд Ньютона «Математические начала натуральной философии» (Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica), размещённый в 1687 г., – это трехтомник, содержащий тексты на латинском языке, обрамленные подробно созданными теоремами, в основном геометрического характера. Это монумент выдающегося научного интеллекта тысячелетия. Не обращая внимания на непривлекательный образ жизни, влияние Ньютона было огромным и коснулось кроме того поэтов и философов. Оно распространилось и на более широкую аудиторию: к примеру, в 1737 г. появилась книга, озаглавленная «Ньютонианство для леди» (Newtonianism for Ladies). Сущность его теории тяготения была изложена и в более доступной книге «Система мира» (The System of the World).
В данной более поздней работе основная идея детально проиллюстрирована картиной, где из пушки, стоящей на вершине горы, стреляют ядрами параллельно поверхности Земли. Чем стремительнее они летят, тем дальше смогут улететь перед тем, как упадут на землю. В случае, если скорость будет довольно большая, Земля уйдет из траектории ядра и оно выйдет на орбиту. Требуемая скорость (около 8 км/с), очевидно, была недостижима для пушек времен Ньютона, но сейчас у нас имеется искусственные спутники, каковые остаются на своих орбитах конкретно благодаря данной скорости. Сам Ньютон продемонстрировал, что та же самая сила удерживает планеты на их эллиптических орбитах около Солнца. В более большом масштабе тяготение действует на скопления звезд и на галактики, где миллиарды звезд обращаются около общего центра.
В недрах Солнца и других звезд поддерживается равновесие между силой тяготения, удерживающей раскаленное звездное вещество, и давлением этого вещества, которое, если бы не действовало притяжение, вынудило бы звезды разлететься на части. В атмосфере нашей собственной Земли давление на уровне поверхности точно так же уравновешивает вес всего того воздуха, который находится над нашими головами.
