CC BY
201
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2013 Геология Вып. 2(19)
ХРОНИКА
УДК 55(092)
К 370-летию со дня рождения И. Ньютона
Ньютон и Гук: приоритетный спор
М.С. Чадаев
Горный институт УрО РАН. 614007, Пермь, ул. Сибирская, 78а E-mail: [email protected]
(Статья поступила в редакцию 12 марта 2013 г.)
Использованы сведения о научных дискуссиях выдающихся ученых XVII - XVIII вв. из книги В.И. Арнольд «Гюйгенс и Барроу, Ньютон и ГУК» (М.: Наука, 1989, 96 с.) и других печатных изданий.
Ключевые слова: Ньютон, Гук, закон всемирного тяготения, приоритет, оптика, академия наук, небесная механика.
Все существующее имеет достаточное основание для своего существования.
Г.В. Лейбниц
Исаак Ньютон (1643-1727), математик и физик, был учеником профессора Исаака Барроу (1630-1677), математика и физика. Барроу в Кембридже заведовал кафедрой, читал лекции по оптике и геометрии. Вполне естественно, что и Ньютон занялся изучением теории света и после получения кафедры читал курс лекций по оптике. В книгу Барроу «Лекции по оптике и геометрии» Ньютон внес ряд своих положений. В частности, Ньютону принадлежит термин «анализ». Барроу отзывался о нем с похвалой: «Муж славный и выдающихся знаний». Ньютон также написал книгу «Лекции по оптике», опубликованную в Лондоне в 1729 г. (полное латинское издание).
На русском языке книга была издана АН СССР в 1946 г. Перевод с латинского (с собственными комментариями) выполнен академиком С.И. Вавиловым (18911951), физиком, президентом Академии наук СССР (1945-1951).
В отличие от сторонника волновой теории света Стагирита Аристотеля (384-322 до н. э.), ученого энциклопедиста (ему принадлежит термин «механика»), Рене Декарта (1596-1650), французского математика и естествоиспытателя (известна его система координат с добавлением Ньютона), и Г ука, Ньютон придерживался корпускулярной теории. Этот термин он не употреблял и, по-видимому, сущность природы света считал более сложной. Именно Ньютон измерил длину световой волны.
Ньютон нетерпимо относился к критике, постоянно боролся за свой авторитет. Однако «Лекции по оптике» (рукопись была сдана в архив академии и была доступна для пользования) подверглись критике со стороны ряда выдающихся ученых того времени, особенно Гука. В результате Ньютон был вынужден пересмотреть ряд своих первоначальных положений.
Роберт Гук (1635-1703), физик и химик, начал свою деятельность у Бойля.
Гук - первооткрыватель клетки. Ему принадлежит и сам термин «клетка». В 1665 г. и затем в 1667 г. он издал монографию «Микрография». Широко известен
© Чадаев М.С., 2013
его закон (1660) о зависимости между упругой деформацией и напряжением. За свою жизнь Гук открыл, по его собственным подсчетам, порядка 500 законов природы. Однако, как считается, большинство из них не были теоретически обоснованы. Многим законам Гука присвоены фамилии других ученых. Так, кольца Ньютона открыл Гук. Закон Бойля-Мариотта также принадлежит Гуку.
Роберт Бойль (1627-1691) - химик и физик (основатель современной химии). Бойль первым возглавил Лондонское королевское общество (Английская академия наук). Его преемниками были Гук, Рен, Ньютон.
В начале своей деятельности Гук, среди других обязанностей, должен был поддерживать контакты с другими учеными и на заседаниях общества демонстрировать опыты, доказывающие или опровергающие законы природы. Отсюда следует его переписка с Ньютоном. В 1679 г. Гук написал (из Лондона) Ньютону примирительное письмо (началом полемики является 1672 г.) и предложил совместно рассматривать и экспериментально проверять разные идеи и теории. В ответном письме Ньютон предложил проверку учения Николая Коперника (1473-1543). Гук зачитал письмо Ньютона на заседании Королевского общества. Состоялась бурная дискуссия, здесь в адрес Ньютона Гук сделал ряд критических замечаний.
В 1680 г. Гук отправил новое письмо Ньютону, в котором высказал идею, что притяжение обратно пропорционально квадрату расстояния до центра тела, соответственно утверждению Кеплера о зависимости скорости от расстояния. Так, Гук предполагал, что все тела испытывают притяжение друг к другу, и определил общую картину движения планет. Его первая публикация о силе тяготения как возможной причине эллиптичности орбит относится к 1666 г. Внутри Земли, по Гуку, сила притяжения прямо пропорциональна расстоянию до центра Земли.
Ньютон на письмо не ответил и в переписку с Гуком по научным вопросам
больше не вступал. Также Ньютон никому не сообщал, что именно Гук поставил перед ним задачу о тяготении.
Иоганн Кеплер (1571-1630), астроном, в 1609 г. опубликовал труд «Новая астрономия, причинно обусловленная, или физика неба, изложенная в исследованиях планеты Марс по наблюдениям благороднейшего мужа Тихо Браге». Основываясь на исследованиях астронома Тихо Браге (1546-1601), Кеплер впервые доказал, что орбита Марса не является окружностью, как считали ученые ранее, в том числе и Коперник. По Кеплеру, планеты обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, в одном из фокусов которых находится Солнце. Планеты движутся по орбитам с угловой скоростью, обратно пропорциональной квадрату расстояния от Солнца.
По инициативе Эдмунда Галлея (16561742), астронома (комета Галлея), Ньютон в 1686 г. написал свою знаменитую работу (порядка 700 страниц) с подробными теоретическими выкладками под названием «Математические начала натуральной философии», т. е. физики. Ссылки на Гука в рукописи не было. По настоянию Галлея Ньютон внес уточнение: закон обратных квадратов соответствует третьему закону Кеплера, «... как утверждали независимо Рен, Гук и Галлей».
Кристофер Рен (1632-1723) - профессор математики и астрономии, архитектор (собор Св. Павла в Лондоне), принимал активное участие в дискуссии по вопросам движения небесных тел, был одним из организаторов академии.
Расположив фамилии таким оригинальным образом, Ньютон, по сути, «блокировал» научный вклад Гука, лишил его поддержки со стороны Рена и Галлея в начавшемся приоритетном споре.
Ожесточенный спор состоялся также между Ньютоном и Лейбницем. В процессе спора между учеными были письменные обращения в высшие инстанции. По вопросу приоритета в академии заседала специальная комиссия.
Ньютон и Гук: приоритетный спор
Готфрид Вильгельм Лейбниц (16461717), математик, физик, философ, в 1675 г. независимо от Ньютона создал дифференциальное и интегральное исчисление. Лейбницу принадлежат термины «дифференциация, «дифференциальное уравнение», «функция», «переменная», «постоянная», «координата», «абсцисса», «алгебраические и трансцендентные кривые», «алгоритм».
Петр I (1672-1725), российский царь с 1682 г. (император с 1721), консультировался (1697) с Лейбницем по вопросу создания Российской академии наук (1725).
Закон всемирного (вселенного) тяготения Ньютон обосновал математически. Он доказал и эллиптичность орбит. Позднее теорему единственности траектории движущегося тела под действием силы тяжести доказал математик Иоганн Бернулли (1667-1748).
Законы Ньютона лежат в основе небесной механики. Из всех великих достиже-
ний Ньютона отметим лишь его решение о вычислении сопротивления движению в разреженной среде с большими сверхзвуковыми скоростями, которое также нашло применение в век космонавтики.
Важнейшие физические принципы Ньютона включают:
1) идею относительности пространства и времени;
2) гипотезу существования инерциаль-ных систем координат;
3) принцип детерминированности: положения и скорости всех частиц мира в начальный момент определяют все их будущее и все их прошлое.
По определению академика С.И. Вавилова, гений Ньютона проявился при создании труда «Лекции по оптике» и полностью раскрылся в энциклопедической «Оптике» (1704) и в грандиозных «Математических началах натуральной философии» (1687).
Newton and Hooke: Discussion on priority
М.С. Chadayev
Mining institute of the Ural branch of Russian Academy of Sciences, 614007, Perm, Sibirskaya st., 78A E-mail: [email protected]
Information about prominent scientist’s of XVII-XVIII scientific discussions that is taken from Arnold V.I. “Huygens and Barrow, Newton and Hooke” (M.: Nauka, 1989,
96 p.) and other sources is given.
Keywords: Newton, Hooke, the Law of Gravity, Priority, Optics, Academy of Sciences, celestial mechanics.
