Жердин тартылуу күчү объекттердин жерге кулашынын себеби деген пикир жаңы эмес болчу: муну байыркы адамдар, мисалы, Платон да билишкен. Бирок бул аттракциондун күчүн кантип өлчөө керек? Бул күч Жердин бардык жеринде бирдейби? — бул суроолор бүткүл дүйнөлүк тартылуу мыйзамынын автору Ньютондон бери эле окумуштууларды жана философторду таң калтырып, ойлонтуп, күмөн санап келет.
Кеплер өзүнүн үчүнчү мыйзамын ачканда, өзүнүн туура экендигинен күмөн санай баштаган ушундай кырдаалга туш болгон. 1619-жылы Кеплер аттуу атактуу эмгегинде жарыяланган «Ааламдын түзүлүшүнүн гармониясы» бул суроолорго жарым-жартылай жооп берип, маанилүү мыйзамды ачууга абдан жакындап калды. Бирок ал айткан ойлордон толук рационалдуу жыйынтык чыгара алган жок. Мындан тышкары, Кеплер планеталардын кыймылын кээ бир өз ара тартылуу күчтөрүнө байланыштырган жана «квадраттык пропорциялар» мыйзамын (б.а. эффект аралыктын квадратына тескери пропорционал) кабыл алууга даяр болгон. Бирок ал көп өтпөй бул мыйзамдан баш тартып, анын ордуна тартылуу күчү планеталардын ортосундагы аралыктын квадратына эмес, алардын ортосундагы аралыкка тескери пропорционалдуу деген жыйынтыкка келген. Кеплердин планеталардын кыймылынын механикалык негиздери менен байланышкан, ал ачкан мыйзамдарды илимий жактан негиздөө мүмкүнчүлүгү болгон эмес.
Бул жагынан Ньютондун түздөн-түз мурункулары анын жердештери - Гилберт жана өзгөчө Гук болгон. 1660-жылы Гилберт "Магнит жөнүндө" аттуу китебин чыгарган. Анда Гилберт магнетизмдин касиеттерин Ай менен Жердин ортосундагы гравитациялык кубулуштарга окшоштуруп сүрөттөйт. Гилберт өлгөндөн кийин жарык көргөн дагы бир эмгекте Ай менен Жердин бири-бирине эки магнит сыяктуу таасир этээри жана бул таасир алардын массасына пропорционалдуу экенин белгилейт. Бирок Ньютондун замандашы жана илимий ишмердиктеги атаандашы илимий чындыкка эң жакын келген Роберт Гук болгон. 1666-жылдын 21-мартында, башкача айтканда, Ньютон биринчи жолу асман механикасынын сырларын изилдегенге чейин, Роберт Гук өзүнүн «Жыгылган дененин тартылуу күчүнүн жердин борборунан алыстыгына карата өзгөрүшү» аттуу эмгегин жарыялаган. "Ал Лондондогу Королдук коомунун жыйынында өзүнүн изилдөөсүн сунуштады. Алдын ала изилдөөлөрдүн натыйжалары канааттандырарлык эмес экенин түшүнгөн Гук маятник термелүүсү аркылуу уурдоо күчүн аныктоону чечкен. Бул идея жогорку деңгээлдеги акылдын продуктусу болгон жана илимий таасири да ушул масштабда болгон. Эки ай өткөндөн кийин, ошол эле жолугушууда дагы бир сөзүндө, Гук планеталарды орбиталарында кармап турган күч маятниктин термелүүсүн пайда кылган күчкө окшош болушу керек деп сунуштады. Бир топ убакыт өткөндөн кийин, Ньютон өзүнүн чоң илимий эмгегин басмага даярдап жатканда, Гук өз алдынча «планеталардын кыймылын башкарган күч алыстыкка карата кандайдыр бир деңгээлде өлчөнөт» деген ойго келип, «Универсалдын» жалпы картинасын сүрөттөйт. Кыймыл мыйзамы". Бирок талант менен генийдин айырмасы мына ушунда. Гуктун корутундулары бүчүрүндө калып, анын идеялары жана гипотезалары менен аягына чейин иштөөгө мүмкүнчүлүгү болгон эмес. Ньютон улуу ачылыштын автору болгон.
Исаак Ньютон (1642-1726) Линкольнширдин Вулсторп шаарында туулган. Анын атасы Ньютон төрөлгөнгө чейин каза болгон. Маалымат булактары күйөөсүнүн өлүмүнөн улам жабыркап калган апасынын төрөт мезгилинен эрте башталып, Ньютонду айына жетпей төрөгөнү айтылат. Айына жетпей төрөлгөн Ньютон ымыркай кезинде өтө кичинекей жана алсыз болгон. Ошого карабастан, Ньютон кээде гана кыска мөөнөттүү оорулар менен узак, дени сак өмүр сүргөн. Экономикалык абалы боюнча Ньютондордун үй-бүлөсү орто класска кирген жана дыйканчылык менен алектенген. Исхак өспүрүм куракка жеткенде башталгыч мектепке жиберилет. 12 жашында Ньютон Гантемдеги мамлекеттик мектепке бара баштаган. Окуп жүргөндө ал 6 жылдай жергиликтүү фармацев Кларктын үйүндө жашап, Ньютондун химияга болгон кызыгуусу дал ошол жерден башталган. 1660-июнь 5-жылы Ньютон 18ге чыга элек кезде Тринити колледжине кабыл алынган. Ал кезде Кембридж университети Европадагы эң абройлуу илим борборлорунун бири болгон, анда филология менен математиканы окутуу бирдей деңгээлде өнүккөн. Ньютон математикага басым жасаган. Бирок ошол эле учурда, 1665-жылы, ал көркөм өнөр (тил илими) боюнча бакалавр даражасын алган.
Анын биринчи илимий изилдөөсү жарыкты изилдөөгө байланыштуу. Окумуштуу ак түстү призманын жардамы менен көрсөтүүгө болоорун далилдеди. Жука пленкалардагы жарыктын сынуу кубулушун байкап, «Ньютон шакеги» деп аталган дифракциялык схеманы байкаган.
1666-жылы Кембриджде эпидемия башталган. Ооруну жугуштуу оору деп эсептешкен, коомдук толкундоолор жана дүрбөлөң эл арасында жайылып, Ньютон өзүнүн туулуп өскөн Вулсторп айылына убактылуу кайтууга аргасыз болгон. . Ал айыл шартында эч кандай адабиятсыз, куралсыз, дээрлик светтик шартта жашаган. 24 жаштагы Ньютон бул мезгилде философиялык жана логикалык ой жүгүртүү океанына толугу менен чөмүлгөн. Ал ааламдын, ааламдын, жердин, убакыттын, психиканын сырлары тууралуу философиялык байкоолор менен көп убакыт өткөргөн. Бул ой жүгүртүүнүн жана ой жүгүртүүнүн эң чоң натыйжасы — анын эң чоң ачылышы — ааламдык тартылуу мыйзамынын ачылышы болгон.
Бул жайдын күнү болчу. Ньютон бакчада, сыртта отуруп, ойлонгонду жакшы көрчү. Мына ошондо мектептеги физика курсунан баарыбызга белгилүү болгон белгилүү жана белгилүү окуя группадан бышкан алма үзүлүп кеткенде Исаак Ньютондун башына түшкөн. Бул идеяга канат берген алма дарагы көп жылдар бою Ньютондор үй-бүлөсүнүн сыймыгы катары муундан муунга өтүп, баалуулук катары сакталып келет. Саат өз убактысына жетип, соолуп калганда аны кыйып, жыгачынан отургуч түрүндөгү тарыхый эстелик жасалган.
Ньютон нерселердин жерге түшүү процессинин мыйзамдары жөнүндө көптөн бери ойлонуп жүргөн жана анын башына түшкөн алма аны бул идея жөнүндө тереңирээк ойлонууга түрткөн. Бул көрүнүштөн улам ал өзүнө жаңы суроо берди: жерге объекттердин кулашы жер шарынын бардык жеринде бирдейби? Башкача айтканда, дененин бийик тоодо терең шахталардагыдай ылдамдыкта жерге кулашын тастыктоого болобу?
Бирок Ньютон алманын кулашы түрткү болгон бул негизги мыйзамды кандайча ачкан?
Ньютондун көп жылдардан кийин жазган ойлорунун биринде ал тартылуу мыйзамынын математикалык туюнтмасынын формуласын Кеплердин атактуу мыйзамдарынан алган. Ошондой эле ушуга байланыштуу Ньютондун илимий изилдөөлөрүнүн эффективдүүлүгү, анын оптика тармагындагы «жарык күчү» же «жарыктандыруу деңгээли» багыттары боюнча жеке өзү жүргүзгөн изилдөөлөрү мааниге ээ болгон. «Жарыктуулук» же «жарыктандыруу деңгээлин» туюндурган физикалык мыйзамдын математикалык формуласы тартылуу мыйзамынын формуласына абдан окшош. Жөнөкөй геометриялык түшүнүктөр жана түздөн-түз тажрыйба көрсөткөндөй, мисалы, шамдын жарыгы тийген кагазды эки эсе аралыкка жылдырсак, кагаз бетинин жарыктандыруу деңгээли эки эсеге көбөйбөйт, тескерисинче, толук болот. rt үч эсеге азаят, эгерде биз үч жолу алыстасак, жарыктандыруу тогуз эсе азаят жана төмөндөө ушул тартипте уланат. Муну Ньютон "квадраттык пропорция" мыйзамы деп атаган, ал жөн гана жарыктын күчү аралыктын квадратына тескери пропорционал экенин айткан. Ньютон али гипотетикалык абалда турган универсалдуу тартылуу теориясы үчүн бул мыйзамды колдойт. Ал эгерде айдын жерге тартылышы табигый спутниктин жерди айлануусуна алып келсе, анда планеталардын Күндүн айланасында кыймылы да ушундай эле күч менен шартталышы керек деген гипотеза айткан. Бирок ал гипотеза менен чектелбестен, алардын математикалык туюнтмаларын жана физикалык мыйзамдарын китеп кылып жаза баштаган. Эсептөөлөр атактуу "Ааламдык тартылуу мыйзамына" келгенге чейин ондогон жылдар өттү. Белгилей кетчү нерсе, бул эсептөө Ньютондун өз доору үчүн жаңы болгон жана азыр дифференциалдык жана интегралдык эсептөө деп аталган, балким ал үчүн гипотеза түрүндө калган күчтүү математикалык ыкмасы болбосо, бул маанилүү физикалык мыйзамды өркүндөтүүгө мүмкүн эмес болчу. кетти. Адилеттүүлүк үчүн Роберт Гуктун кызматтарын таанууга болот. Башкача айтканда, Ньютондун илимий тыянактары менен тааныш болгон кылдат Гук ага түшүп жаткан дене чыгышка гана эмес, түштүк-чыгышка да четтеп кетиши керектигин түшүндүргөн. Практикалык тажрыйба Гуктун пикирин ырастады. Гук Ньютондун дагы бир катасын да оңдогон: Ньютон жердин ядросунун айланасындагы айлануу кыймылынан улам кулап түшкөн нерсенин траекториясы спираль сызыгын тартат деп ойлогон. Хук болсо спираль сызыгы абанын каршылыгын эске алганда гана түзүлөт дейт, ал эми мейкиндикте эллиптикалык болсо, б.а., эгерде бул түшүү биз аны байкай алганыбызда чыныгы кыймылдын багытында болсо. жердин сыртында.жаиз экенин айтты.
Гуктун сунуштарын текшерип, Ньютон жетишерлик ылдамдыкта ыргытылган объекттер жердин тартылуу күчү таасири астында бир эле учурда эллиптикалык траектория түзөөрүн аныктаган. Мындай ой жүгүртүүдөн баш аламан болгон Ньютон атактуу теореманы ачкан: жердин тартылуу күчүнө окшош күчтүн таасири астындагы дене дайыма конус кесилиштеринин (эллипс, гипербола, парабола, өзгөчө учурларда айлана жана түз сызык) бирин тартат. . Кошумчалай кетсек, Ньютон кыймылдагы денеге таасир этүүчү тартылуу күчтөрүнүн борбору, башкача айтканда, бардык тартылуу күчтөрүнүн концентрациясынын борбору каралып жаткан ийри сызыктын фокусунда жайгашканын аныктаган. Башкача айтканда, Күндүн борбору эллипстердин жалпы фокусунда, планеталардын орбиталары тарткан ийри сызыкта жайгашкан.
Мындай натыйжаларга жетишип, Ньютон планеталардын орбиталары мейкиндикте эллипс тартат, ал эми Күндүн борбору бул эллипстин фокусунда турат деген Кеплердин мыйзамдарынын бирин теориялык жактан кайра чыгарганын түшүндү. Бирок бул теория менен байкоонун дал келиши жалгыз Ньютонду канааттандырды. Ал бул теория боюнча планеталардын орбиталарынын элементтерин эсептеп чыгууга, башкача айтканда, планеталардын кыймылдарынын бардык деталдарын аныктоого мумкун бо-ло тургандыгына ишенгиси келген. Алгач анын жолу болгон жок.
Джон Кондуитт мындай деп жазат: 1666-жылы ал апасына жолугуу үчүн Кембриджден Линкольнширге кайрадан барган... жана ал бакчада кайрадан медитация кылып отурганда, алманын жерге кулашына себеп болгон күч бир нече аралык менен чектелбестигин түшүндү. жер, бирок ал ойлогондон алда канча алыс аралыкта да өз таасирин сактап калат деген ой келди. Эмне үчүн бул күчтүн таасири (алманы жерге түшүүгө мажбур кылган) мисалы, Айга жетпеши керек? Ньютон өзүнө суроо берди. Андай болсо, айдын кыймылына таасир этүүчү жана аны орбитасында кармап турган күч болушу керек. Ушул идеянын негизинде ал мындай эффекттин баасын эсептей баштады. Ал жердин өлчөмдөрү жөнүндө так түшүнүк берген, анын эсептөөлөрү үчүн зарыл болгон адабияттар болгон эмес. Ушундан улам Афкор Норвуддун геодезиялык баалуулуктарынын негизинде иштеген, алар жер бетинде кеңдиктин бир даражасына 60 миль деп эсептелген. Эсептөөлөрдүн натыйжалары теориялык көз караштарга туура келбей, Айда уурулук күчтөн тышкары дагы кандайдыр бир топтолгон күч бар деген божомол менен канааттанууга туура келди...».
Эллиптикалык кыймылдын мыйзамдарын изилдөө Ньютондун изилдөөлөрүнүн алга жылышына фактор болуп кызмат кылган. Бирок, Ньютон дайыма теорияда көз жаздымда калган кандайдыр бир фактор же ката булагы бар деп ойлогон. Ньютондун ички шектенүүсү эсептөөлөр байкоонун натыйжалары менен дал келгенге чейин сакталып калган. 1682-жылы гана Ньютон француз окумуштуусу Пикар тарабынан жазылган Жер меридианынын узундугунун так баалуулуктарын колдоно алган. Меридиандын узундугун билген окумуштуу Жердин диаметрин эсептеп чыккан жана өзүнүн эсептөөлөрүндө жаңы натыйжаларга жетишкен. Илимпоздун буга чейинки илимий көз караштарынын баары так тастыкталганына абдан кубанды. Алманы жерге түшүргөн күч Айдын кыймылын башкарган күч менен бирдей болгон.
Бул жыйынтык Ньютон үчүн анын көп жылдык терең илимий гипотезаларынын жана эсептөөлөрүнүн натыйжасында чоң фундаменталдык физикалык мыйзамдын ачылышын белгиледи. Окумуштуунун эсеп китептери так болуп чыкты. Божомолдор ырасталды. Акыры, ал ааламдын түзүлүшү жөнүндөгү илимий байкоолорунун чындык экенине эми бекем ишенди. Айдын жана планеталардын, ал турсун космосто тентип журуучу деп эсептелген кометалардын кыймыл закондору ага толук тушунуктуу болуп калды. Күн системасындагы, Күндүн өзүндөгү, жада калса жылдыздар менен жылдыздар системаларындагы бардык асман телолорунун кыймылын илимий жактан талдоо жана алдын ала айтуу мүмкүн болду.
1683-жылдын аягында Ньютон падышалык коомго планеталардын кыймылы жөнүндөгү теоремалардын сериясы түрүндө кыймылдын универсалдуу мыйзамдары жөнүндөгү өзүнүн окуусун сунуштаган.
идея ушунчалык гениалдуу болгондуктан, аны менен кошо келген атак-даңкты, кадыр-баркты бөлүшкүсү келген, аны өздөштүрүп алууга аракет кылгандар, ичи тар адамдар болгон эмес. Анткени бул окуунун маңызын түшүнгөндөр өтө аз болчу. Албетте, Ньютонго чейин бир нече англиялык окумуштуулар бул маселени чечүүгө жакындашкан. Бирок суроонун татаалдыгын түшүнүү аны кантип чечүүнү билүү дегенди билдирбейт. Алардын айрымдарынын тыянактары менен таанышалы:
Белгилүү архитектор Кристофер Врен планеталардын кыймылын алардын Күнгө умтулуу (же ага түшүү) процесси менен түшүндүрүп, аны кандайдыр бир алгачкы кыймылдын натыйжасы катары баалайт. Астроном Галлей Кеплердин мыйзамдарындагы күч аралыктын квадратына тескери пропорционал деп эсептеген, бирок муну далилдей алган эмес. Гук Королдук коомдун мүчөлөрүн «Фонддордо» айтылган бардык идеялар аларга жүз жолу сунуш кылынганын жана алардын мурда таанылбаганы чоң жаңылыштык экенине ишендирди. Гюйгенс, экинчи жагынан, бөлүкчөлөрдүн жана жалпы телолордун өз ара тартылуу идеясын толугу менен жана чечкиндүү четке кагып, денелердин түзүүчү бөлүкчөлөрү гана бири-бирин тарта алат деп айткан. Ал эми Лейбниц саякатчыларды түз сызыктуу кыймылдан буруп, аларды тегерек багытка жылдырган күч ааламды толтурган кандайдыр бир эфирдик кесек суюктуктун таасири гана болушу мүмкүн деп ойлогон. Бернулли менен Кассини бул идеяга катуу макул болушту.
Бирок акырындык менен бардык ызы-чуу басылды. Улуу ачылыш бардык илимий чөйрөлөрдө иш жүзүндө тастыкталды. Окумуштуунун илимге кылган кызматы бааланган. Ньютон - Ааламдык кыймылдын сырларын ачкан улуу гений катары адамзат тарыхында өчпөс из калтырган...
