 |
 |
 |
 |
|
 |
 |
91
которая стала рабочим инструментом исследования окружающего мира, прежде всего движения
небесных тел. Физический фундамент небесной механики — закон всемирного тяготения. Из этого
закона Ньютон вывел в качестве простых следствий (и уточнил при этом) Кеплеровы законы
эллиптического движения планет, показал, что в общем случае движение тел Солнечной системы
может происходить по любому коническому сечению, включая параболу и гиперболу; он сделал
вывод о единстве законов движения комет и планет и впервые включил кометы в состав Солнечной
системы; дал математический метод вычисления истинной орбиты комет * по их наблюдениям; четко
объяснил приливы и отливы, сжатие планет (уже обнаруженное тогда у Юпитера), прецессию; сфор-
мулировал вывод о сплюснутой у полюсов форме Земли. Ньютону принадлежит и великая заслуга
объяснения возмущенного движения в Солнечной системе как неизбежного следствия ее устройства.
* Это вскоре позволило английскому астроному Э. Галлею открыть первую периодическую комету (комета Галлея).
Формирование основ классической механики — величайшее достижение естествознания XVII в.
Классическая механика была первой фундаментальной естественно-научной теорией. В течение трех
столетий (с XVII в. по начало XX в.) она выступала единственным теоретическим основанием
физического познания, а также ядром второй естественно-научной картины мира — механистической.
Нельзя не сказать о математических достижениях Ньютона, без которых не было бы и его
гениальной теории тяготения. Свой метод расчета механических движений на основе бесконечно
малых приращений величин — характеристик исследуемых движений Ньютон назвал «методом
флюксий» и описал его в сочинении «Метод флюксий и бесконечных рядов с приложением его к
геометрии кривых» (закончено в 1671 г., полностью опубликовано в 1736 г.). Вместе с методом Г.
Лейбница он составил основу дифференциального и интегрального исчислений. В математике
Ньютону принадлежат также важнейшие труды по алгебре, аналитической и проективной геометрии и
др.
6.3.2. Корпускулярная теория света
Оптика — важнейшая часть физики, более «молодая», чем механика. Начало научной оптики
связано с открытием законов отражения и преломления света в начале XVII в. (В. Снеллиус, Р.
Декарт). Большую трудность для зарождающейся оптики представляло объяснение цветов. Поэтому
по праву вторым великим достижением Ньютона было открытие (1666) того, что белый свет состоит
из света различных цветов и, следовательно, цветной свет имеет более простую природу, чем белый.
Значительная часть необъятного научного наследия Ньютона стала фундаментом создания
физической оптики и дальнейшего развития наблюдательной астрономии. Ньютон был тонким
экспериментатором-универсалом: металлургом, химиком, но главным образом оптиком. Он, как и
многие его современники, занимался шлифовкой линз для рефракторов и упорно искал форму
объектива, свободного от аберраций, особенно ахроматической.
После открытия сложного состава белого света Ньютон приступил к исследованиям преломления
монохроматических лучей, котоpoe оказалось зависящим от цвета луча. Последнее открыло Ньютону
причину хроматической аберрации линзовых объективов. Сделав вывод о принципиальной
неустранимости этого дефекта стеклянных объективов (что было верно для однолинзовых
объективов), он в поисках ахроматического объектива изобрел в 1668 г. отражательный зеркальный
телескоп —
рефлектор. В 1672 г. он построил первый в мире рефлектор. Это был по нынешним
меркам очень маленький инструмент: с трубой длиной всего 15 см и объективом диаметром 2,5 см.
Но он тем не менее позволил наблюдать спутники Юпитера и стал прародителем будущих могучих
орудий зондирования глубин Вселенной.
В 1672 г. Ньютон изложил перед членами Лондонского королевского общества и свою новую
корпускулярную концепцию света. В соответствии с этой концепцией свет представляет собой поток
«световых частиц», наделенных изначальными неизменными свойствами и взаимодействующих с
телами на расстоянии. Корпускулярная теория хорошо объясняла, аберрацию и дисперсию света, но
плохо объясняла интерференцию, дифракцию и поляризацию света.
Вместе с тем Ньютон со вниманием относился и к высказанной нидерландским ученым X.
Гюйгенсом волновой теории света (1690), в соответствии с которой свет — это волновое движение в
эфире. Некоторое время он даже сам пытался развивать следствия из этой теории, но в конечном
счете все-таки склонился к мысли о ее несостоятельности.