Очарование физики - Глэшоу Ш.Л.
ISBN 5-93972-151-6
Скачать (прямая ссылка):
Первые наблюдения, которые Галилей провел с помощью телескопа, подтвердили его предубеждения, порожденные теорией Коперника. Три примера: Млечный Путь, когда на него смотришь невооруженным глазом, представляется самим собой: размытая, непрерывная, молочная 46
Взгляд на Вселенную
полоса, тянущаяся по всему небу. А при взгляде в телескоп открываются несказанные тысячи отдельных звезд. (Сегодня нам известно, что наша галактика, Млечный Путь, содержит около IO11 звезд.) Однако религия настаивала на том, что Вселенная создана исключительно для радостей и горестей человечества. А для чего тогда нужны эти визуально неразличимые звезды, которые можно увидеть только лишь с помощью магических приборов? (Телескоп, в силу его очевидной ценности для армии, никогда не считали проклятым инструментом, созданным дьяволом.) О нашем ближайшем небесном соседе Галилей писал: «Поверхность Луны не ровная, не однородная и не в точности сферическая, какой многие философы считают ее (и другие небесные тела); напротив, она негладкая, шероховатая, вся в кратерах и возвышениях, вследствие чего напоминает поверхность Земли, контрастирующую горными цепями и глубокими ущельями». Галилей видел пятна на поверхности Луны и Солнца. Небесные тела оказались не так совершенны, как утверждала религия.
Самым пугающим из всех открытий, сделанных Галилеем, было то, что четыре главных спутника Юпитера: Ио, Европа, Ганимед и Калли-сто — обращаются вокруг этой планеты. Оказалось, что периоды их обращения подчиняются третьему закону Кеплера, — поразительный успех модели, созданной последним, в новой, совершенно неожиданной области. Ни один здравомыслящий человек, наблюдающий Юпитер и его спутники, более не мог сомневаться в истинности гелиоцентрической теории.
Работа Галилея не была принята всеми. Чудеса могли быть сделаны с помощью линз. В действительности же, дело, должно быть, было в том, что выводы Галилея были неприемлемы для метафизики:
В голове семь отверстий: две ноздри, два уха, два глаза и рот; так и в небесах существуют две благоприятные звезды, две неблагоприятные, два светила и один Меркурий, неопределенный и безразличный. Исходя из этого, а также из многих подобных явлений Природы, как-то: семь металлов и т.п., перечислять которые было бы скучно, — мы делаем вывод, что и планет непременно должно быть семь. . . Кроме того, евреи и другие древние нации, как и современные европейцы, принимали разделение недели на семь дней, присвоив каждому из них название планеты. Если же мы теперь увеличим количество планет, то вся система рухнет. .. Более того, спутники невидимы невооруженным глазом, а потому не могут оказывать на Землю никакого влияния, вследствие чего они были бы бесполезны, а потому их не существует.
Такие аргументы приводил в 1611 году флорентийский астроном Фран-ческо Сицци. 47 Взгляд на Вселенную
Какими бы бесполезными и неразличимыми для невооруженного глаза они ни были, «звезды Медичи» Галилея (названные именем его покровителя) было суждено увидеть каждому, кто имел доступ к телескопу. В середине семнадцатого века к небесному «зверинцу» добавилось еще пять спутников Сатурна. Они тоже удовлетворяли законам Кеплера. Почему эти простые законы так хорошо работали? Ключом к этой загадке стало осознание того, что, во-первых, естественным состоянием движения непотревоженного объекта, находится ли он на Земле или в небесах, является прямая линия. Во-вторых, нужно было понять, что сила, заставляющая тела падать на землю, действует и на небе и ответственна за движения планет. В-третьих, чтобы из принятого вида силы вывести природу планетарной орбиты, были необходимы новые и эффективные аналитические методики.
Исаак Ньютон обладал блестящим математическим талантом, который был необходим для решения задачи, ранее ставившей в тупик всех, кто за нее брался. Более того, он был абсолютно убежден в универсальности физических законов. Для Ньютона небесная механика и земная механика были одной и той же дисциплиной. Гипотеза Ньютона об универсальной силе тяготения, о том, что два тела притягивают друг друга с силой, пропорциональной массе каждого из них и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними, дала ему возможность вывести все три закона Кеплера. Но, кроме этого, Ньютон показал, что эта же самая сила объясняет движения планет вокруг Солнца, спутников вокруг их планет, тел, падающих на Землю, движения волн и даже траектории комет. Тайна движений небесных тел была раскрыта с помощью чисто земных концепций. Или, скорее, множество тайн было сведено к одной очень просто сформулированной тайне: Что такое тяготение? Опубликованная в 1867 году работа Ньютона и по сей день остается самым важным научным откровением всех времен.
Седьмую планету открыл некий Уильям Гершель, сын гобоиста Ганноверского оркестра гвардейской пехоты, который и сам был профессиональным музыкантом. В свободное время Гершель строил телескопы. Не обычные телескопы, а самые лучшие телескопы своего времени. Гершель поставил перед собой огромную задачу: провести полное и систематическое наблюдение неба. В 1781 году он открыл весьма любопытный новый объект, который счел кометой. Через несколько месяцев стало ясно, что комета Гершеля — вовсе не комета, а новая планета. Тогда остро встал вопрос названия новой планеты. Гершель назвал ее «Георгиева звезда» в честь своего покровителя, короля Георга III, и именно под таким названием она стала известна в Великобритании. Французы настаивали на названии Гершель, в честь человека, ее открывшего, и именно под таким именем она была известна во Франции. Шведы и русские предложили 48
