Владимир Кессельман - На кого упало яблоко
Вот изобрел Гюйгенс в 1657 году точные маятниковые часы, дал их теорию, опубликовал все это и получил патент. Казалось бы, радуйся. Но оказалось, что ранее в этой области работал Галилей. В письме от 1636 года голландскому адмиралу Галилей предлагал соединить маятник со счетчиком колебаний. Вдохновившись экспериментально установленным им почти полным равенством периодов колебаний тяжелых маятников при малых амплитудах, в 1641 году он разработал проект маятниковых часов с вполне работоспособным спусковым регулятором, содержащим ходовое колесо и спусковую вилку с палетами. Первые образцы таких часов были изготовлены уже после смерти Галилея его сыном Винченцо, а одна из их моделей дожила до наших дней и находится в Лондонском национальном музее науки.
Свято чтивший память учителя, Вивиани[27] был глубоко уязвлен, когда спустя шестнадцать лет после смерти Галилея ему попалась в руки небольшая книжка, изданная в Голландии: «Трактат о часах». Ее автор Гюйгенс называл изобретателем маятниковых часов не Галилея, а себя. Вивиани попросил герцога Тосканского сообщить королевскому куратору астрономии во Франции, где тогда работал Гюйгенс, о том, что идея измерения времени с помощью маятника появилась у Галилея чуть ли не сто лет назад, и приложил общий чертеж таких часов, над которыми Галилей начал работать за год до смерти, в 1642 году, и которые, увы, не успел завершить и сын Галилея аж за десять лет. Роль посредника в этом щекотливом деле взял на себя принц Леопольд Медичи.
Письмо принца стало для Гюйгенса громом с ясного неба[28]. Его обвиняли в плагиате! Как доказать, что он даже не подозревал о намерении глубоко уважаемого им Галилея построить подобные часы? Но Гюйгенс, к счастью, был знаменит. Математик, астроном, оптик, в свои 29 лет он уже признан ученым миром Голландии, Франции, Англии. Его допустили к секретным архивам Нидерландов, дали прочитать переписку с Галилеем. В ней говорится не о часах, а об открытом итальянским ученым способе определения долготы по спутникам Юпитера, хорошо видным в галилеевский телескоп. Второе, не менее важное обстоятельство: механизм Галилея совсем не был похож на механизм, изобретенный Гюйгенсом. Дело в том, что изобретение точного, надежного и простого счетчика колебаний маятника потребовало сложного геометрического анализа, приведшего к вычислению необходимой кривой — циклоиды. Это мог сделать и сделал только Гюйгенс. Гюйгенс владел методами математических исследований, создал первую теорию маятника и маятниковых часов и методы их расчета, а их изложение в его книге «Маятниковые часы» («Horologium oscillatorium») стало на долгие годы основой осознанного подхода к их проектированию и совершенствованию.
Все это молодой голландец изложил в вежливом ответе принцу Медичи. В конце приписал, что считает для себя большой честью решить задачу создания маятниковых часов, с которой не справился великий Галилей, но безоговорочно признает первенство Галилея в открытии свойств маятника[29]. Гюйгенс, безусловно, не знал о первых маятниковых часах Галилея, во всяком случае, до 1660 года, когда его впервые ознакомили с чертежами этих часов. Поэтому его справедливо считают автором независимого изобретения.
Гюйгенсу принадлежит и приоритет первого применения в часах колебательной системы баланс — спираль (в 1675 году), не оцененный в то время по достоинству, ибо точность таких часов была значительно ниже, чем маятниковых. Этот механизм основан на колебаниях подпружиненного тела. В современных часах, будь то карманные или будильник, можно увидеть колесико — элемент предложенного Гюйгенсом механизма. Что крайне важно — тряска и качка на такие часы практически не влияют.
В 1674 году парижский часовщик Тюре сделал по указаниям Гюйгенса первые балансовые часы. Увы, ход таких часов сильно зависел от окружающей температуры: достаточно было температуре воздуха измениться на один градус, как часы начинали «ходить» в двадцать раз резвее маятниковых.
В Париже Гюйгенсу «привилегию» на маятниковые часы не выдали, потому что заявил претензию некий аббат Отфей (1647–1724) из Орлеана. Значительно позже, в 1722 году, он опубликовал описание хода, весьма похожего на предложенный Гюйгенсом. Попытка получить патент в Англии вызвала резкий протест Роберта Гука: оказывается, он десять лет назад говорил на лекции, что спиральная пружина может сыграть в часах роль силы тяжести, действующей на маятник. Изобретение это было сделано им в 1656–1658 годах. По указаниям Гука часовой мастер Томпсон сделал для Карла II первые часы с регулирующей пружиной.
Что было делать? Гюйгенс, устав от бесконечных обвинений, от необходимости доказывать свою честность, бросил заниматься часами. «Я предоставил свободу всем часовщикам работать над этим изобретением», — сказал он одному из друзей.
Наверное, все участники спора были бы поражены, узнай они, что за 200 лет до Гюйгенса и Галилея маятниковые часы изобрел Леонардо да Винчи. Но бумаги Леонардо были обнаружены только спустя еще три столетия.
«Заинтересованность совести не имеет»
Вольтер в «Английских письмах» сообщает, что в 1726 году, когда он был в Англии, ему довелось присутствовать при ученом споре, участники которого обсуждали вопрос: кто был величайшим из людей — Цезарь, Александр, Тимур или Кромвель? Один из спорщиков заметил, что, без сомнения, величайшим из людей следует считать сэра Исаака Ньютона[30]. Вольтер с ним согласился, так как счел, что «нашего почтения заслуживает тот, кто покорил наши умы силой истины, а не тот, кто поработил нас с помощью насилия». Действительно, XVII век богат многими выдающимися личностями. Но англичанин Исаак Ньютон занимает среди них особое место. Он был на редкость талантлив, ему во многом повезло, и он с блеском использовал это везение. Не найти другого ученого, исследования которого оказали бы столь сильное влияние на историю мировой науки и культуры, как Исаак Ньютон[31].
«Архай» («Начала») — так называется крупнейшее математическое сочинение древности, трактат Евклида. «Начала философии» — назвал свою книгу, выпущенную в 1644 году, Декарт. Заголовок книги Ньютона напоминает эти названия. Натуральной философией в Англии называли и до сих пор называют физику, желая подчеркнуть, что речь идет о науке, которая стремится вывести общие законы природных явлений не из отвлеченных посылок, как прежняя философия, а из опыта. В противовес Декарту Ньютон задался целью подвести итог экспериментальной работы ученых-механиков и астрономов, обобщив ее данные на языке математики. И это ему удалось: ньютоновские «Начала» — математические основы всей современной физики. Большую роль в издании «Начал» сыграл близкий друг Ньютона Эдмунд Галлей[32]. Он, по свидетельству самого Ньютона, «не только правил типографские корректуры и озаботился изготовлением рисунков, но даже по его лишь настояниям я приступил и к самому изданию».
Увы, средств у Королевского общества не оказалось, и Галлею пришлось издавать «Начала» на свои средства. Можно представить себе радость первооткрывателя закона всемирного тяготения, когда он увидел, наконец, свою книгу изданной. Ньютон с нескрываемым удовлетворением писал: «Отпечатанная на пробу часть моего тиража (вышло 250 экз.)… кажется мне очень хорошей». Весь 500-страничный том формата «in quarto» — «в четверть листа» — в переплете из телячьей кожи, стоимостью в девять шиллингов вышел в свет в середине июля 1687 года[33].
Первым популяризатором и распространителем учения Ньютона стал Вольтер. В своих «Философских письмах» он подробно говорит о великом английском ученом. Изданные в Париже в 1734 году «Письма» были осуждены на сожжение, их издатель посажен в тюрьму, а автор вынужден был скрываться от преследований в Лотарингии. Во многом благодаря Вольтеру книга Ньютона стала модной при королевских дворах Европы. Была издана даже «Теория Ньютона в изложении для дам». Английский астроном Дж. Гершель считал, что «с Ньютона начинается эра полной зрелости человеческого разума». В «Началах» Ньютон утверждал, что гравитация — это основной закон мироздания, ось, на которой держится Вселенная. Для нас ньютоновская теория тяготения — «дважды два» из области физики. Мы воспринимаем ее как нечто само собой разумеющееся. Но был ли Ньютон первым в своих догадках о силах гравитации? В истории открытия закона всемирного тяготения заключен большой драматизм. И связан он с именем Роберта Гука[34].
Судьба обделила Гука всем, кроме ума и таланта. Ни знатности, ни яркой внешности. И беден, как церковная мышь из той церквушки на острове Уайт, в которой служил его отец. Гук много учился, но школу и затем университет посещал редко. В Оксфорде он учился бесплатно за счет того, что исполнял при молодом профессоре Роберте Бойле обязанности слуги и помощника. Самым любимым его занятием была, несомненно, механика, к которой относится большая часть его изобретений и над проблемами которой он работал с громадным увлечением.
