Свободное падение в схеме Ньютона.

Может показаться удивительным, но простое описание падения тел, которое было дано Галилеем, плохо вписывалось в грандиозную схему механики Ньютона. Ньютон, превращая необходимость включения результата Галилея в свою систему в достижение, использовал решение этой проблемы в качестве исходного пункта своего закона гравитации.

Исходя из того, что падающее тело совершает ускоренное движение, Ньютон заключил, что должна существовать сила, действующая на это тело, и сила удивительная, которая постоянна по величине, т.к. ускорение постоянно. Где бы не находилось тело, с какой бы скоростью оно не двигалось, эта сила явно не менялась.

Более того, ускорение оказалось одинаковым для всех падающих тел. Это самая удивительная особенность! Есть только один способ объяснить её: сила должна быть пропорциональна массе объекта. Тогда при сравнении двух объектов, один из которых вдвое массивнее другого, сила, действующая на более массивный объект, будет также вдвое больше. Два эффекта компенсируют друг друга, и ускорение остаётся тем же самым.

В этом заключается причина необходимости различать массу объекта и его вес. Вес является той самой таинственной силой, которая заставляет тела падать. По некоторому фантастическому совпадению, она оказывается пропорциональной массе, но даже находясь под действием других сил, или же двигаясь под действием других сил, и даже двигаясь горизонтально, тело продолжает проявлять свою массу. В действительности, при тщательных измерениях можно обнаружить, что вес тела немного различается в разных частях земного шара, но его масса не меняется никогда!

Ньютон правильно подчеркнул различие между универсальным свойством массы и специфическим явлением силы веса, которая связана с массой.

Численно вес объекта равен его массе, умноженной на ускорение свободного падения: .

Таким образом, объект, который имеет массу 1 кг, весит около 9,8 Ньютон. Это вызывает некоторую путаницу между языком физики и разговорным языком, в котором единицы массы (грамм, килограмм) называются весом. Конечно, то, что в разговорной речи называют весом, ближе всего соответствует физическому понятию массы. Но только из того, что 1 кг золота на экваторе весит несколько меньше, чем на полюсе, не следует, что на экваторе в слитке несколько меньше золота.

То обстоятельство, что сила точно пропорциональна массе, беспокоило несколько поколений физиков после Ньютона. В XX-ом веке оно настолько возмутило Эйнштейна, что заставило его полностью отказаться от физики Ньютона. Но эту историю оставим для 12 главы.

Культ Ньютона.

Публикация «принципов» положила конец изоляции Ньютона, принеся ему мгновенную славу. Он всё чаще оказывался в Лондоне, иногда как официальный представитель своего университета. Он обнаружил, что ему нравится стимулирующая жизнь большого города, и через несколько лет Ньютон оставил Кэмбридж навсегда. Ему дали прибыльную должность управляющего Королевским монетным двором. Хотя эта работа считалась синекурой, Ньютон относился к ней серьёзно. Он ввёл в практику зазубривание боковой поверхности монет для защиты от соскабливания и воровства дорогих металлов из монет и лично присутствовал на казнях (через повешение) фальшивомонетчиков.

Однако более всего Ньютон демонстрировался как интеллектуальное украшение Британии, возрождённой после десятилетий гражданской и религиозной борьбы.

Его дом в Лондоне стал центром общественной жизни для английских и иностранных учёных. В этой блестящей общественной жизни он стал по-модному тучным и проявил живой интерес к генеалогии, в напрасных поисках благородных корней в своём скромном фамильном древе. Но от кэмбриджского затворничества Ньютона остался только один след: он никогда не был женат, и, как смогли установить несколько поколений историков, всю жизнь оставался холостяком.

Поселившись в Лондоне, Ньютон оставил серьёзную научную работу. Однако неофициально, он предавался теологическим и мистическим спекуляциям, что оскорбило бы молодое поколение, для которого он был святым помазанником Разума.

После смерти Ньютона в 1727 году легенда о нём продолжала расти. Его культ создавался мыслителями Просвещения, скептиками во многих других отношениях. Приход промышленной революции принёс новые, более практические представления, не укладывающиеся в ньютоновские схемы. Но к тому времени его интеллектуальный авторитет был настолько подавляющим, что все инновации были быстро адаптированы таким образом, чтобы они соответствовали законам Ньютона. Такая специфическая склонность сохраняется в большинстве физических текстов по сей день.

Глава 4. Луна падает.

«Он живёт под бессмысленными звёздами

и пишет о своём понимании их»

Томас Вольф

Существовали очевидные причины для того переполоха, который произвёл ньютоновский закон гравитации. Первая и самая важная причина: это была идея, чьё время пришло. Свободно мыслящие философы ньютоновской эры мечтали о простом и естественном объяснении движения небесных тел. «Мученичество» Галилея послужило только усилению их решимости изгнать сверхъестественное с небес.

Другая причина состояла в том, что во времена Ньютона астрономия считалась приоритетной и практической наукой. Для Британии, как морской нации, чьи купцы бороздили все моря земного шара, повышенная надёжность мореплавания считалась чрезвычайно важным делом. Королевская обсерватория в Гринвиче была построена специально для улучшения навигации по звёздам. Впервые в истории, астрономы были освобождены от необходимости составления гороскопов, чтобы зарабатывать на жизнь, и были рады возможности прокормиться более в духе своего просвещённого времени. Рациональная физическая теория движения Луны и планет помогла поднять на новый уровень статус их науки.