Как Ньютон открыл закон всемирного тяготения

Художник Ю.Ващенко

В 1665 г. молодой Ньютон стал профессором математики в своей «alma mater» — Кембриджском университете. Его преподавательские способности и влюбленность в науку были несомненны.

Работа его в колледже отнюдь не ограничивалась аудиторными занятиями: тщательное исследование показывает, что в течение пяти лет он заседал в 379 комиссиях, изучающих 7924 проблемы. 31 проблема из них была решена...

Однажды в 1680 году, после очень напряженного дня, заседание комиссии, назначенное на одиннадцать часов вечера, не состоялось. Не было кворума — один из старейших членов комиссии внезапно скончался (от нервного истощения). Каждое мгновение жизни Ньютона было тщательно распланировано. А тут ему вдруг оказалось нечего делать: заседание следующей комиссии было назначено на полночь. Поэтому он предпринял краткую прогулку. И эта прогулка изменила ход истории науки.

Дело было осенью. Многие добрые граждане, жившие по соседству с университеом, выращивали в своих садах яблоки. Деревья ломились под тяжестью сочных плодов, все было готово к сбору урожая. И тут Ньютон случайно заметил, что одно из самых спелых яблок упало на землю. Немедленная реакция на этот случай очень типична для этого великого гения. Он перелез через садовую изгородь, сунул упавшее яблоко в карман и поспешил назад. Отойдя на приличное расстояние от сада, Ньютон извлек яблоко из кармана и начал его есть...

И тут его осенило.

Без предварительных логических рассуждений, сразу: падение яблока и движение планет по орбитам должны подчиняться одному универсальному закону.

Не успел Ньютон доесть яблоко и выбросить огрызок, как формулировка гипотезы о законе всемирного тяготения уже сложилась в его голове. До полуночи оставалось три минуты, и Ньютон поспешил на заседание Комиссии по Борьбе с Курением Опиума Среди Студентов Неблагородного Происхождения...

В следующие дни мысли Ньютона снова и снова возвращались к новой гипотезе. Попыткам проверить ее ученый посвящал редкие свободные минуты между закрытием одного заседания и открытием следующего. Одновременно, проделав необходимые расчеты, он понял, что для проверки предположения требуется больше свободного времени, чем то, на которое он мог рассчитывать до конца своей жизни. Ведь еще предстояло определить с большой точностью меру градуса широты на земной поверхности, а также изобрести дифференциальное исчисление…

Исаак Ньютон был не только гениальным ученым, но и достаточно практичным человеком. Для решения своей проблемы он выбрал похвально короткий путь. Он написал краткое письмо — из двадцати двух слов — английскому королю. В письме он изложил свою гипотезу и указал на возможность далеко идущих последствий, если гипотеза подтвердится.

Неизвестно, попало ли к королю это письмо, — ведь король был перегружен государственными делами, — но несомненно одно: письмо, пройдя по соответствующим каналам, побывало почти у всех начальников отделов, у их заместителей, у заместителей заместителей. Они имели полную возможность высказать свои соображения и рекомендации.

Наконец, письмо Ньютона вместе с увесистой папкой комментариев, которыми оно обрастало по дороге, достигло кабинета секретаря ПКЕВИР-КИНИ (Плановой Комиссии Его Величества по Исследованиям и Развитию, Комитета по Изучению Новых Идей). С процедурой заседания ПКЕВИР-КИНИ при участии Ньютона мы рекомендуем ознакомиться всем молодым ученым, не знающим, как вести себя, когда придет их час.

Ньютон был торжественно приведен к присяге; он заявил, что не является членом Лойяльной Оппозиции, никогда не писал безнравственных книг, не ездил в Россию и не совращал молочниц. Тогда его попросили кратко изложить суть дела. В блестящей, простой, кристально ясной и лаконичной (десять минут!) речи Ньютон изложил законы Кеплера, а также свою собственную гипотезу, возникшую при виде падающего яблока.

Но тут один из членов Комитета, динамичный мужчина (настоящий человек действия!) пожелал узнать, какие средства может предложить Ньютон для улучшения постановки дела по выращиванию яблок в Англии. Ньютон начал объяснять, что яблоко не является существенной частью его гипотезы... Но он был тут же прерван сразу несколькими членами Комитета, которые дружно высказались в поддержку проекта по улучшению английских яблок.

Обсуждение продолжалось несколько недель, в течение которых Ньютон с характерным для него спокойствием и достоинством сидел и ждал, когда Комитет пожелает с ним проконсультироваться.

Ньютон был немало удивлен, когда спустя несколько месяцев получил объемистый пакет из ПКЕВИР-КИНИ. В пакете он обнаружил многочисленные опросные листы, в пяти экземплярах каждый. Природное любопытство, главная черта всякого истинного ученого, заставило его внимательно прочесть эти анкеты. Он понял, что его приглашают подать прошение о заключении контракта. Члены Комитета решили на широкой основе поставить научные исследования, чтобы установить связь между способом выращивания яблок, их качеством и скоростью падения на землю. Конечной целью этого плана, как прочитал ьютон, было выведение сорта яблок, которые будут обладать не только хорошими вкусовыми качествами, но и будут падать на землю мягко, не повреждая кожуры.

Это было, конечно, не совсем то, что Ньютон имел в виду... Но он был, как мы уже сказали, практичным человеком и понял, что работая над предложенной ему проблемой, сможет проверить и свою гипотезу. Таким образом, он соблюдет и интересы короля, и позанимается немножко наукой.

Приняв такое решение, Ньютон без дальнейших колебаний принялся заполнять листы. В одном из пунктов стоял вопрос: «Как будут расходоваться средства, выделяемые на осуществление проекта?» Общая стоимость проекта — Ньютон был поражен этим — оценивалась в 12 750 фунтов 6 шиллингов и 3 пенса...

Спустя несколько дней его приверженность общепризнанным порядкам была вознаграждена: декан пригласил его к себе и изложил новый план Комитета, задуманный с еще большим размахом. «На землю падают, — говорил декан Ньютону, — не только яблоки, но и вишни, апельсины, лимоны... И раз уж мы ввязались в это дело, то надо получить настоящий, достойного масштаба правительственный контракт на изучение всех плодов, растущих на деревьях!..»

Ньютон начал было объяснять недоразумение с яблоком, но скоро остановился, не желая прерывать декана, который излагал теперь планы созыва нескольких конференций с участием как садоводов, так и представителей различных департаментов Правительства Его Величества. Глаза декана во время этой речи сверкали, он, по-видимому, забыл, что в комнате находится кто-то кроме него. Ньютону предстояло важное заседание. Он потихоньку вышел за дверь, оставив декана в плановом экстазе.

Прошло немного времени. Ньютон вел размеренную, полезную жизнь члена многих комитетов и даже председателя некоторых из них.

Однажды ненастным зимним днем его опять пригласили в кабинет декана. Декан сиял. Он с гордостью рассказал Ньютону о заключенном новом контракте на исследование зависимости между способом выращивания, качеством и скоростью падения на землю разнообразных плодов. Проекту должны были оказывать помощь по меньшей мере пять департаментов Правительства Его Величества, а также синдикат, образованный семью крупнейшими фермерами-плодоводами. Ньютону в проекте отводилась скромная, но ответственная роль руководителя суб-проекта по яблокам.
Следующие недели Ньютон был очень занят. Его освободили от работы в других комитетах, но административные дела просто засасывали.

Необходимо было заполнить документы для декана, для его заместителя по исследовательской работе, побеседовать с кандидатами на должности лаборантов, выбить (за счет других проектов) производственные площади для лабораторий и мастерских.

Искусство, с каким проект развивался на его решающей стадии, демонстрирует широту способностей нашего великого гения. Вскоре суб-проект был укомплектован, документирован и регламентирован. Ньютон опросил 306 молочниц и продавщиц и 110 из них нанял в лаборантки. Он не представлял себе, чем именно бывшие молочницы смогут помочь ему в проверке гипотезы — он был холостяком и не умел обращаться с женщинами, — но мысль о том, что сотрудницы могут бездельничать, ему претила. Поэтому он разделил свой штат на семь бригад, каждая из которых должна была измерять скорость падения яблок только одного определенного сорта... Дела шли прекрасно, за исключением одной бригады, члены которой изобрели способ варки самогона из яблок. Для достаточной статистической точности эксперимента им всегда не хватало яблок. Ньютон списал себе рецепт, раньше других мудро осознав значение разносторонности, которая позволяет не пропустить хорошую вещь, даже если она попадается под руку во время поисков чего-то возвышенного.

Однажды в 1685 году точный распорядок дня Ньютона был нарушен — не по его вине. После обеда он готовился принять комиссию вице-президентов компаний, входивших во фруктовый синдикат. И вдруг пришло известие, повергшее в ужас и Ньютона, и всю Англию: во время страшного столкновения двух почтовых дилижансов погиб весь Комитет! Потрясенный, Ньютон вышел на улицу. Убедившись, что сторожа нет, он отправился в роскошный виноградник виноградного суб-проекта. И здесь ему пришла — он сам не знал как — мысль о совершенно новом, революционном математическом подходе, который позволит решить задачу о притяжении вблизи большой сферы.

Ньютон понял, что решение этой задачи даст возможность проверить его гипотезу с наибольшей точностью. Легко себе представить, в какой восторг он пришел... Тем не менее, скромность его и смирение были таковы, что он упал на колени и вознес благодарность королю, который сделал это открытие возможным.

Не будем много распространяться о попытках Ньютона опубликовать свое доказательство, о недоразумениях с редакцией «Журнала садоводов», о том, как его статью отвергли журналы «Астроном-любитель» и «Физика для домашних хозяек».

Достаточно сказать, что Ньютон основал свой собственный журнал, чтобы напечатать сообщение об открытии без сокращений и искажений. К несчастью, он дал этому журналу название «Звезда и планета», и журнал отнесли к категории подрывных изданий, спутав звезду с красной звездой и сочтя, что слово «планета» происходит от слова «планирование». Последовавшие показания Ньютона перед Подкомитетом по Подавлению Антибританских Идей навсегда останутся неувядающим свидетельством тех великих качеств, которые соединял в себе этот гениальный человек. 

В конце концов его отпустили с миром, и, прожив долгие годы в ореоле своей славы (его каждой осенью избирали королем яблочного фестиваля), Ньютон счастливо скончался.

Художник Ю.Ващенко