Ньютон – его биография и время, в которое возникла наука

Исаак Ньютон (1642 – 1727) родился в Вулсторпе, небольшом поместье неподалеку от городка Грэнхем в графстве Линкольншир. Родители его были простыми йоменами – земледельцами, но, тем не менее, людьми весьма состоятельными. Отец Ньютона умер за три месяца до рождения сына. Мать, хотя и была более образованной, чем отец, который даже не умел писать, всё же высокими культурными и, тем более, интеллектуальными запросами не отличалась, будучи женщиной, как говорится, очень простой. О какой-то особой жизненной карьере для сына она и не думала заботиться. Да и сам Ньютон, родившись слабым и болезненным ребенком, в детстве особых дарований не обнаруживал. Поэтому при менее благоприятном, чем это случилось, стечении обстоятельств Ньютон мог бы остаться не известным миру обычным сельским жителем. С пяти лет он стал посещать школу в соседних с их поместьем деревнях. В 12 лет мать отправила его в среднюю школу в Грэнхем. Основными предме­тами в школе были латынь и Библия. В старших классах изучали на­чатки древнегреческого, но ни математика, ни физика не входили в программу тогдашних средних школ. Вначале Ньютон ничем не выделялся и был даже в числе самых плохих учеников. Но постепенно стал исправляться. У него просыпается интерес к учебе, к рисованию, к черчению и к техническому творчеству. Ньютон строил механические модели водяных и ветряных мельниц, придумывал всевозможные хитроумные устройства. Особым его увлечением стали солнечные часы. С часами связаны его первые естествоиспытательские опыты. По солнечным часам он определял дни равноденствий и солнцестояний идаже дни месяцев. Он стал вести записи своих наблюдений за природой. Но едва ли кто мог представить, что этот мальчик, окончивший провинциальную школу, не дававшую хотя бы элементарного математического образования, спустя какие-нибудь четыре года сможет прийти к идее нового математического анализа и откроет тем са­мым новую эпоху в математике.

Когда Ньютону исполнилось 17 лет, мать решила, что ему пора кончать учение. Она забрала его из школы с намерением сделать из него фермера. Ньютон был в отчаянии – он хотел продолжить образование. К счастью, он нашел союзника в лице дяди, брата матери, который уговорил её отправить сына закончить школу с целью подготовки к поступлению в университет. К тому же и матери уже стала очевидной неспособность сына к занятиям сельским хозяйством. Через несколько месяцев, окончив школу, он отправляется в Кембридж – это было в июле 1661 года. Кембриджский университет включал в себя ряд колледжей, самым знаменитым из которых был колледж Святой Троицы, иначе говоря, –Тринити-колледж. Сюда и поступил Ньютон. Студенты подразделялись на три категории по признаку состоятельности: очень богатые, обучавшиеся полностью за свой счет и имевшие ряд привилегий, так называемые fellou-commoners; просто богатые, так называемые пенсионеры (pensioners); наконец, – бедные студенты, так называемые сайзеры (sizers) и сабсайзеры(subsizers), в обязанности которых входило прислуживать богатым – будить их по утрам, чистить одежду, прислуживать за столом. Из-за прижимистости своей состоятельной матери Ньютон угодил в категорию сабсайзеров. Но между тем именно сайзеры и сабсайзеры учились в целом значительно лучше привилегированных студентов, вероятно, потому, что были вынуждены заботиться о своих успехах и умели трудиться. Подчиненное положение Ньютона в колледже усилило его склонность к замкнутости. Друзей у него не было, общался он почти исключительно только со своим профессором-наставником. Но и с этим профессором, а им был преподаватель греческого языка, отношения были прохладными – интересы Ньютона лежали в основном в другой области знаний.

Официальная учебная программа Кембриджа, как и других университетов того времени, всё ещё мало отличалась от программ средневековых университетов: преобладало изучение классиче­ской филологии и Аристотеля, главным образом, его логики, этики и в последнюю очередь – метафизики и физики. Причем изучались не первоисточники, а учебники, написанные, правда, уже в 17 веке. Но всё-таки становилось за­метным и влияние новых идей. Ньютон скоро оказался среди тех, кто уже не принимал аристотелизм в естествознании. С критикой Аристотеля Ньютон стал связывать, в частности, самим им поставленную перед собой задачу создания некоего универсального вненационального языка, наиболее пригодного, по его тогдашнему мнению, для поиска общих принципов и законов природы. Эта нацеленность на построение всеобъемлющей системы естествознания была характерна для Ньютона с самого начала его исследовательской карьеры. В университетские годы Ньютон самостоятельно и основательно изучал труды Декарта, Галилея, Гассенди, Томаса Гоббса (1588 – 1679) – философа-эмпирика и сенсуалиста, продолжающего линию Френсиса Бэкона; Генри Мора (1614 – 1698), о котором чуть подробнее скажем ниже. Не только к Аристотелю, но и вообще к античной и средневековой философии Ньютон относится критически. Среди записей его студенческих лет находится девиз, являющийся перефразировкой легендарно знаменитого высказывания Аристотеля. У Ньютона этот девиз звучит так: «Amicus Plato, amicus Aristoteles magis arnica veritas» («Платон мне друг и друг Аристотель, но истина дороже»). В его студенческих записях находят и изложение им его представлений о существе мироустройства, включающее 45 разделов: проблемы природы материи, времени и движения, качеств тел, насильственного дви­жения, оккультных качеств, проблемы природы света, цветов, зрения, человеческих ощущений и т. д. Это результат проработки Ньютоном прочитанной метафизической и физической литературы. В своих записях при рассмотрении различных проблем Ньютон постоянно возвращается к двум подходам в механике к пониманию природы материального пространства как непрерывного у Декарта и как имеющего, по Гассенди, атомистическую структуру. И он всё больше склоняется к атомизму. На него оказывают влияние и философские взгляды Генри Мора, который тоже отошёл от картезианства, встав на позицию, правда, не атомистов, а Платона. На Ньютона произвело впечатление то, что Генри Мор критикует Декарта за искусственность, по его мнению, декартовского способа введения Бога в картину мира. Как и Генри Мор, Ньютон считает, что Бог является фундаментальным активным началом мироздания.

Несмотря на интенсивное самообразование Ньютона, это мало что могло значить для успехов в принятой системе обучения и экзаменов. Его числили среди не очень-то успевающих студентов. Между тем, ближе к окончанию учебы Ньютон ставит себе задачу остаться работать в университете. Его спасло то, что на решающем экзамене по математике профессор Барроу сумел разглядеть в Ньютоне математическое дарование.

Зимой 1665 г. Ньютон становится бакалавром ис­кусств в Кембридже, хотя и с трудом выдержал выпускные экзамены. Но уже наступившим летом в стране вспыхнула эпидемия чумы, преподавателей и студентов пережидать опасность отправили по домам. Два года Ньютон пробыл в родном Вулсторпе в нечаянном отпуске. В творческом отношении это было очень продуктивное для него время – родились и отчасти были осуществлены замыслы создания новой математики и физики. К 1666 году относится легендарный эпизод с яблоком, которое во время его размышлений в саду о физических проблемах упало ему на голову, благодаря чему его осенила мысль, что сила тяжести, вероятно, не ограничена определенным расстоянием от Земли, а может простираться гораздо дальше, чем обычно считают. Эта мысль была важной для создания Ньютоном теории тяготения, которую он создал через двадцать лет.

В 1667 году он возвратился в Кембридж. Чтобы утвердиться в университете, надо было стать профессором. Барроу оставлял кафедру математики, но за его место сражались восемь кандидатов. Большую роль играли связи при дворе, которых у Ньютона, естественно, тогда не было – он всё ещё был совершенно безвестным человеком. С большим трудом, но ему все-таки удалось занять кафедру, благодаря вновь поддержке всё того же Барроу, который лучше всех знал, что уже сделано Ньютоном в математике. Толчком же для оформления Ньютоном результатов математических исследований в трактат для публикации стали его опасения, что Николас Меркатор, автор одной из опубликованных работ по математике, не столь далеко, сравнительно с Ньютоном, продвинувшийся в той же области, мог заявить приоритет на то открытие, которое Ньютон уже сделал, но ещё не опубликовал. В спешном порядке написанный Ньютоном и сразу же опубликованный трактат «Об анализе» был посвящен выводам правил дифференциального исчисления. В том же 1669 г. Ньютон стал профессором математики.

В конце 1660-х гг. и в 1670-е гг. Ньютон стал заниматься созданием теории света, изобретя попутно телескоп собственной конструкции. Этот телескоп был представлен на рассмотрение сообщества естествоиспытателей, объединённых Лондонским королевским обществом, которое за исследования в оптике и за создание телескопа единодушно приняло его в свои ряды. Усовершенствованный вариант своего телескопа Ньютон послал в дар королю Карлу II. Итак, открытия Ньютона в оптике были хорошо приняты Королевским обществом. И, тем не менее, после их публикации они вызвали оживленную критику среди многих специалистов, среди которых были и такие крупные фигуры как Христиан Гюйгенс и Роберт Гук (1635 – 1703). Последний развивал в противоположность ньютоновской корпускулярной теории волновую теорию света. Ньютон отреагировал на критику, восприняв отчасти и представления о волновой природе света. Но он в результате многие годы продолжал совершенствование своей теории света, сумев опубликовать окончательные результаты только после смерти Гука.

Именно Гук в 1679 году побудил Ньютона заняться проблемой обоснования законов Кеплера и в связи с этим проблемой тяготения. Сам Гук уже занимался этими проблемами. Между ними по поводу указанных проблем завязалась оживленная переписка. К 1684 г. вопрос о том, как вывести законы Кеплера из физических принципов стал центральным в среде английских естествоиспытателей. В январе этого года данный вопрос был поставлен на обсуждение Королевского общества. На заседании общества присутствовали, в частности, Гук, знаменитый астроном Эдмунд Галлей и архитектор, математик и астроном Кристофер Рен. Рен предложил приз тому, кто даст решение вопроса в течение двух месяцев. Но время прошло, а дело не сдвинулось с места, пока не обратились к Ньютону. В ноябре того же года Ньютон изложил решение в трактате «О движении тел по орбите». В трактате были заложены основы новой физики. Когда Галлей, которому Ньютон отправил рукопись трактата, прочел рукопись, то сразу понял, что имеет дело с гением. Галлей посоветовал Ньютону отправить свое исследование в Королевское общество, но Ньютон решил сначала расширить и доработать рукопись. Через год девять страниц первоначального трактата превратились в две книги. Одна из них была потом включена в состав задуманного Ньютоном труда, который стал главным трудом всей его жизни – этот труд он назвал «Математические начала натуральной философии».

С декабря 1684 г. Ньютон, подталкиваемый и поощряемый Галлеем и Гуком, как одержимый работает над этим сочинением. Однофамилец Исаака Ньютона, его секретарь Хемфри Ньютон, оставил воспоминания, из которых предстает образ гения, целиком захваченного исследованием: «Его занятия были столь напряженными и серьезными, что он едва-едва ел, а часто и во­все забывал о еде. Входя к нему в комнату, я часто видел, что еда осталась нетронутой, а когда я напоминал ему о ней, он от­вечал мне: „Разве?" И подойдя к столу, съедал кусочек-другой, стоя... В некоторых редких случаях, когда он намеревался обе­дать в столовой колледжа, он выходил на улицу и вдруг повора­чивал в другую сторону, затем останавливался, поняв, что ошиб­ся, и быстро возвращался назад. Иногда вместо того, чтобы идти в столовую, он снова шел в свой кабинет... Случалось, что во время прогулок в саду он вдруг внезапно останавливался, резко поворачивался и взбегал по лестнице, как новый Архимед, восклицая «Эврика!». Затем он бросался к столу и начинал быстро писать стоя, даже не позаботившись подвинуть к себе кресло».

В 1687 г., когда Ньютон завершил работу над «Началами» и издал свой труд, ему было всего 44 года. Но поразительно быстро после этого и уже на всю жизнь он стал едва ли не национальным героем и получил множество свидетельств признания его заслуг государством и обществом. В 1688 г. он был избран членом парламента, а в 1701 году был избран и на новый срок; в 1699 г. – избран членом Парижской академии наук, в 1700 г. – членом совета Лондонского королевского общества, в 1703 г. – президентом Королевского общества. В 1705 г. королева Анна возвела его в рыцарское достоинство. Кстати сказать, что ещё в 1675 г. Ньютон, чтобы получить позволение остаться профессором в университете без принятия сана священнослужителя, вынужден был предпринять чрезвычайные усилия. Только благодаря заступничеству Барроу ему удалось добиться своего. Теперь же у него таких проблем не стало. И, между прочим, само упомянутое правило ушло в прошлое.

В 1696 г. Ньютон переезжает в Лондон в связи с тем, что по ходатайству высокопоставленного вельможи Чарлза Монтегю его назначают смотрителем, а впоследствии директором Монетного двора. Жалование возрастает в 10 раз по сравнению с профессорским. Лекции и формальности университетской жизни не мешают ему теперь заниматься наукой. Но Ньютон энергично принимается и за новое для него дело. Это было время знаменитой в исто­рии Англии перечеканки монет. Производительность Монетного двора увеличилась при Ньютоне в 8 раз. Стоит упомянуть, что тогда с техникой чеканки монет в Англии знакомился российский император Петр I. В бумагах Ньютона есть пометка о передаче монет Петру: «…6 – царю и для главных библиотек Московии».

Благодаря влиятельной долж­ности Ньютон устроил своих учёных коллег Галлея и Дэвида Грегори на высокооп­лачиваемые посты при Монетном дворе. Вообще, Ньютон показал себя охранителем моральных принципов научного сообщества. Известен случай, когда он выступил даже против короля, пожелавшего, вопреки универ­ситетскому уставу, присудить ученую степень католическому монаху Альбану Френсису. По этому поводу Ньютон писал: «Всякий человек по законам божеским и человеческим обязан пови­новаться законным приказаниям короля. Но если его величеству советуют потребовать нечто такое, чего нельзя сделать по закону, то никто не может пострадать, если пренебрежёт таким требова­нием».

Но нельзя не сказать и того, что даже такой достойный член ученого сообщества как Ньютон, чьи исследовательские заслуги были общепризнанны, не смог всё-таки в моральном плане вполне удовлетворительно разрешать ставшие очень острыми для науки вопросы приоритета открытий. Так, видимо, опасение в том, что приоритет открытия им закона тяготения может быть оспорен, стало причиной непризнания Ньютоном вклада Гука в изучение феномена тяготения. Но особенно выразительный пример того, как может портить учёного человека озабоченность борьбой за приоритет, – это история вражды Ньютона с Готфридом Лейбницем (1646 – 1617), сотрудничество с которым, безусловно, играло взаимную стимулирующую роль в их математическом творчестве. Они параллельно и независимо друг от друга примерно в одно время открыли дифференциально-интегральное исчисление. Но Ньютон обвинил Лейбница в плагиате. И, несмотря на то, что Лейбниц добился рассмотрения вопроса в Королевском обществе, которое признало обвинения Ньютона несправедливыми, это так и не убедило Ньютона в его неправоте. Конечно же, для Лейбница эта история стала жестокой жизненной драмой.

Надо отметить, что рационализм исследовательской деятельности не исключал у Ньютона явно пронизанные мистицизмом занятия алхимией, которые он начал с конца 1660-х гг., так или иначе, продолжая их, похоже, всю последующую жизнь. Его алхимические рукописи до сих пор ждут изучения. Кроме того, Ньютон серьёзно занимался вопросами богословия. К 1675 году он приходит к несогласию с ортодоксальным христианским учением и становится еретиком-арианцем. Ариане, как известно, не признают догмат Троицы, полагая, что Христос – существо, стоящее ниже Бога. Конечно, Ньютон не объявлял о своем отступничестве от англиканства. Его богословский трактат «Замечания к книге пророка Даниила и Откровению св. Иоанна» был опубликован после его смерти.

Английский поэт Александр Поп написал эпитафию Исааку Ньютону:

К познанью мира ключ лежал во мраке много лет.

«Да будет Ньютон!» – Бог сказал. И вспыхнул яркий свет.

Ньютона похоронили в национальном пантеоне великих людей – в усыпальнице Вестминстерского аббатства. На его памятнике выбили слова: «Пусть возрадуются смертные, что среди них жило такое украшение рода человеческого».

С точки зрения нашей темы важно отметить, что в биографии Ньютона явственно отражаются закономерные моменты становления и последующего развития науки как особого вида познавательной деятельности. Возникновение науки оказалось бы не возможным, если бы этот процесс не представлял собой преимущественно преемственную связь теорий, обладающих накапливающимися признаками научности. Ньютон не создал бы цельную научную физико-механическую теорию, если бы она не вобрала в себя все достижения предшественников: Коперника, Галилея, Кеплера, Декарта. Необходимую роль при этом играли и философские учения – в конкретном случае Ньютона это учения Аристотеля, Платона, Декарта, Гассенди, Гоббса, Генри Мора. Существенным фактором возникновения науки, как хорошо видно из биографии Ньютона, являлось формирование и функционирование научного сообщества. Ньютон с его открытиями, конечно, не состоялся бы вне научного общения с Барроу, Гюйгенсом, Гуком, Галлеем, Реном, Лейбницем и др. Хорошо видно также из биографии Ньютона, что наука первоначально должна была выходить за пределы консервативно-традиционной системы тогдашнего университетского образования и формироваться в качестве особой самостоятельной организации, подобной Лондонскому королевскому обществу в Англии, и в то же время в качестве институции, поддерживаемой государством и ценимой обществом. На материале биографии Ньютона мы зримо убеждаемся, что, собственно говоря, возникновение науки как особого вида познания и её институализация есть двуединый процесс. И ещё. Биография Ньютона, сына сельских тружеников, ясно показывает, что наука не может быть элитарным занятием, для ее существования необходимо, чтобы в неё приходили дарования из всех слоев общества, ибо таланты не зависят от социального и материального положения, места жительства родителей, а являются именно счастливым даром природы или, если угодно, Бога.