Беседы с Исааком Ньютоном

Работа Ньютона с описанием трех законов движения была лишь одним из этапов на пути к построению математической модели тяготения. Сочетание алхимии, древних религий и математики помогло ученому создать математический аппарат для описания самого явления тяготения, но не механизма того, как оно действует. Это неудивительно, потому что даже сегодня физики не могут дать определенных ответов на фундаментальные вопросы: почему материя и тяготение взаимодействуют именно так, как это происходит? Существует ли среда, в которой распространяется тяготение? А если такая среда есть, то что она из себя представляет, какова ее природа?

* * *

Важнейшей частью «Математических начал» является ваше описание трех законов движения. Можете их объяснить?

В первом законе говорится, что любое тело, находящееся в состоянии равномерного прямолинейного движения, будет сохранять это состояние, если на него не воздействуют внешние силы. Другими словами, все физические тела обладают инерцией, или естественной тенденцией к движению. Поэтому, чтобы остановить это движение или отклонить тело с прямолинейного пути, необходимо приложить некую силу. Великий Галилей был первым, кто описал это явление научными терминами.

* * *

Что именно обнаружил Галилей?

Он осознал базовое явление — инерцию. Но не сформулировал экспериментального закона, описывающего, как соотносятся между собой сила и инерция.

* * *

А что говорит второй закон?

Он говорит, что если вы приложите силу к движущемуся телу, то его движение ускорится. Иными словами, скорость изменится под воздействием силы, причем движение тела ускорится в том направлении, куда вы его толкаете. Кроме того, это ускорение прямо пропорционально приложенной силе. Например, если вы толкаете тело, заставляя его ускорить движение, а затем толкнете, скажем, в три раза сильнее, ускорение увеличится в три раза. В то же время это ускорение обратно пропорционально массе тела. То есть, если вы с одинаковой силой толкнете два тела, но масса одного из них вдвое больше массы другого, его ускорение будет вдвое меньше, чем у другого.

* * *

По-видимому, можно использовать разработанное вами исчисление для расчета ускорения тела. Можете ли вы вкратце объяснить сущность этого исчисления?

Ненавижу объяснять математику профанам, которые все равно ничего не поймут. Ну, хорошо, раз уж вы хотите знать. Существуют два вида исчисления — дифференциальное и интегральное. Каждое из них представляет собой способ манипуляции алгебраическими формулами. Предположим, у нас есть формула, описывающая скорость тела, ну, скажем, одного из пушечных ядер Галилея в свободном падении с вершины Пизанской башни. Мы можем вывести ускорение, испытываемое телом, совершив над формулой математическое действие, называемое дифференцированием. Подобным же образом, если у вас есть формула, описывающая ускорение тела, вы можете определить его скорость в любой данный момент, применив к формуле другой математический процесс, обратный дифференцированию и называемый интегрированием. Дифференцирование и интегрирование алгебраических формул — две стороны одной монеты.

* * *

Самым важным является ваш второй закон, правильно?

Да они для меня все одинаковы. Но, по-моему, второй закон важнее для практического применения. Он устанавливает прямую математическую зависимость между силой и движением, что дает возможность инженерам применять эту математику для создания лучших, более эффективных машин и механизмов, а также помогает им понять, каким образом сила преобразуется в движение. В этом суть инженерного дела.

* * *

Ну что ж, понятно. А третий закон?

Для каждого действия существует равное ему противодействие. Это самое легко наблюдаемое явление. Именно это происходит, когда, например, вы делаете шаг из лодки на берег реки. Как только вы ступаете на берег, лодка двигается от вас в обратном направлении.

* * *

Мы с вами здесь довольно пространно говорили об алхимии и оккультизме, но в опубликованной научной работе вы не могли даже намекнуть на это. Можете объяснить, каким образом вам удалось включить алхимические идеи в ваш лаконичный и универсальный закон о всемирном тяготении?