Что мы помним об Исааке Ньютоне? На него упало яблоко, он открыл три закона классической механики и придумал современный матанализ. Кажется, всё. А ведь в XVIII и XIX столетиях его считали магом и мудрецом, которому нет равных, и называли «украшением рода человеческого». Как посмертный ребенок зажиточного фермера стал главным ученым мира?
Гений рождается в неблагоприятных условиях
У сэра Исаака Ньютона, джентльмена и ученого, была удивительная жизнь, в которой смешались наука, страсть к истине, обиды, честолюбие и, конечно, яблоки.
В 1642 году, в ночь на Рождество, 25 декабря в деревне Вулсторп в Линкольншире, в семье мелкого землевладельца-йомена Ньютона родился посмертный ребенок. Отец ребенка, зажиточный фермер Исаак Ньютон, не умевший даже написать собственного имени, умер за четыре месяца до рождения младенца, и по обычаям того времени ребенка назвали в честь отца. Позже сэр Исаак Ньютон будет считать, что дата его рождения благословенна и знаменует успех, который непременно ждет его в будущем. Так и случится.
Кто бы мог, глядя на недоношенного и болезненного малыша, подумать, что родился человек, который изменит мировоззрение всего человечества?
Вряд ли его мать, Анна Эйскоу из захудалой аристократической семьи, переживавшая горе вдовства, много размышляла о будущем мальчика: через три года она снова вышла замуж за человека много старше себя (ему было 63); одним из условий брачного договора стало расставание с сыном. Маленький Исаак Ньютон остался у бабушки в Вулсторпе, а его мать переехала в дом нового мужа — преподобного Смита, — отстоявший от Вулсторпа на три километра.
Очень скоро у Анны Смит родились еще трое детей, а для первенца времени совсем не осталось. У бабушки и дедушки он рос в достатке, но ранние годы без матери сильнейшим образом изменили мальчика: он на всю жизнь останется недоверчивым и подозрительным, будет искать уединения, иногда агрессивно защищая свою жизнь и занятия, и никогда не проявит привязанности к живому существу.
Одинокий ребенок рос молчаливым и замкнутым. Но не бездельником: Исаак полюбил читать и мастерить. Он с детства придумывал и конструировал — устроил в Вулсторпе солнечные часы, мастерил различные деревянные механизмы…
Когда Исааку сравнялось 11, отчим умер, и мать вернулась в Вулсторп — теперь у нее снова было четыре ребенка; но надо было заниматься хозяйством, так что старший мальчик снова оказался предоставлен сам себе — бродить, читать и заниматься в одиночестве было его привычным времяпрепровождением.
«Не знаю, как меня воспринимает мир, но сам себе я кажусь только мальчиком, играющим на морском берегу, который развлекается тем, что время от времени отыскивает камешек более пёстрый, чем другие, или красивую ракушку, в то время как великий океан истины расстилается передо мной неисследованным».
Исаак Ньютон
В 12 лет Исаака Ньютона приняли в школу King's School в соседнем городке Грэнтэме. Школа была с историей: основанная в 1528 году, она уже была известна — в ней учился и преподавал богослов и философ Генри Мор; именно его учеником был аптекарь Кларк, в доме которого поселили юного Ньютона.
Химические опыты и латынь
После скучной жизни в деревне любознательный, но нелюдимый Исаак вдруг столкнулся с массой интересного. В доме у аптекаря, где он квартировал, можно было наблюдать за химическими опытами, в школе учили писать и читать на латыни (необходимое в то время умение для ученого мужа), а в библиотеке было много книг.
В школе мальчик поначалу не блистал: первый учебный год окончил 78-м из 80; может, как любой ребенок с зачатками гениальности, он просто презирал рутину. Но прославился Исаак вовсе не этим, а своей изобретательностью: в свободное от учебы время он постоянно конструировал всевозможные деревянные модели и механизмы, которые изготавливал с помощью миниатюрных пил, топориков и молоточков.
Среди его произведений — небольшая деревянная мельничка, которая приводилась в движение мышкой, бегающей в колесе, и солнечные часы, по которым сверяла время вся деревня. И вот уже Ньютона стали называть «мастером Исааком».
Тогда же он завел множество тетрадей: выписывал в них самые разные факты и сведения, разнося их по разделам «Искусства, ремесла и науки», «Птицы», «Одежды», «Крылатые фразы на латыни», и даже вел собственный список грехов — дело обычное для XVII века, известного своей религиозностью и совестливостью.
«Что есть танцы, как не валяние дурака», — писал Ньютон в своих дневниках
А еще он постоянно читал — все на свете, от Пиндара до Овидия и популярной в ту пору книги «Математическая магия» Джона Уилкинса.
Ночной горшок, игла в глазу и список задач
Когда ему исполнилось 16, учителям стало ясно: у юного Исаака Ньютона выдающиеся способности. Однако как раз в это время мать решила, что сын вырос и способен взять на себя управление поместьем. План совершенно провалился: Исаака не интересовали ни свинки, ни овечки, ни сады, ни субаренда. Он постоянно читал, везде и всюду, и слуги в деревне стали над этим посмеиваться: как-то Ньютон пошел гулять, ведя в поводу лошадь; уздечка соскользнула, Исаак, все так же внимательно читая, пришел домой с поводом в руке, но без коня.
Но «ссылка в деревню» довольно быстро закончилась: директор школы Стокс (человечество должно быть ему благодарно) приехал в деревню уговаривать Анну вернуть Исаака в школу; она согласилась, когда джентльмен пообещал выплачивать ей по 40 фунтов за каждый год Исаака в школе.
В 19 лет юный Ньютон окончил школу. Его ждал Кембридж. Юноша недворянского происхождения из незнатной семьи, он сдал вступительный экзамен по латыни и поступил в Тринити-колледж.
С собой у него были ночной горшок, замок для письменного стола, свечи и чернила
По записям тех лет кажется, что в колледже Ньютон занимался ростовщичеством — одалживал деньги под проценты.
Ньютон учился бесплатно, но должен был работать в университете или прислуживать богатым студентам. По-прежнему нелюдимый и одинокий, учился он со страстью и через три года, успешно сдав экзамены, попал в категорию старшекурсников: им полагалась стипендия.
В 1663 году на кафедру математики пришел новый профессор, 34-летний Исаак Барроу, крупный математик, будущий друг и учитель Ньютона. Тогда Ньютон открыл биномиальное разложение — формулу целой неотрицательной степени суммы двух переменных, имеющую всем известный вид «(икс плюс игрек) в степени». За эту работу он получил звание бакалавра.
Один из биографов Ньютона сообщает: все, что знал Ньютон, он знал благодаря самообразованию. Это так — но лишь отчасти. На него оказали влияние Кеплер, Барроу, Галилей и Декарт. Уже в 22 года он начал вести список, озаглавленный «Задачи», которые он предполагал решить в ближайшие годы: это были проблемы математики, оптики и космологии.
Одной из «задач» стала теория света. По Декарту, свет — это пульсирующее давление эфира, невидимой субстанции, в которую тогда многие верили.
Для проверки этой теории Ньютон ввел себе в глаз длинную тупую иглу «меж глазом и прилежащей костью»
Таким образом он хотел измерить кривизну сетчатки и посмотреть на результат. И так было во всем. Молодой ученый предавался исследованиям как настоящий фанатик: для наблюдения кометы он в 1664 году так долго не спал и не ел, что однажды уснул на ходу и упал. Это был выдающийся ученый, по-настоящему преданный науке — и, кажется, именно так он и хотел жить.
Яблоко падает или улетает
В 1665 году в Англию пришла опустошительная чума — первые красные знаки на домах в Лондоне появились в январе, в августе Кембридж распустил преподавателей и студентов по домам.
Да, у них тоже был карантин — Ньютон снова уехал в деревню и там в одиночестве продолжал свои изыскания. Его интеллект был неизмерим, как и его усидчивость. Ньютон мог заниматься одной из своих «задач» со всем тщанием, пока не добивался промежуточного результата, а после этого откладывал дальнейшее решение на несколько месяцев, до очередного рывка. В чумное сидение он рассчитал площадь гиперболы, занимался разложением функций в ряды; началом матанализа; сформулировал теорему, которую в наши дни называют теоремой Ньютона — Лейбница; поставил ряд остроумных опытов, которые доказали, что белый цвет есть смесь цветов спектра, ну и открыл, одновременно с Лейбницем, дифференциальное и интегральное исчисление.
«В те дни я был в расцвете изобретательского возраста и уделял математике все свои силы».
Исаак Ньютон
Но все меркнет в сравнении с яблоком и законом всемирного тяготения. Согласно легенде, яблоко упало на Исаака Ньютона в Вулсторпе во время чумы. Но было ли яблоко?
Кажется, яблока не было. Из писем биографы реконструируют такую картину: Ньютон действительно сидел в саду, и ему пришло в голову, что сила тяжести (которая не дает яблоку, упавшему с дерева, улететь в пространство, а тянет к земле) простирается довольно далеко, а почему бы и не до Луны? Яблоко никуда не падало, а просто было частью размышления — в свойственных эпохе символах вроде древа познания, Эдемского сада или яблок Гесперид. Ну и вообще, сад — это так по-английски!
Это была теория всемирного тяготения, которая сделает его знаменитым, — правда, опубликует он ее через 30 лет после открытия.
«Я не вижу ничего желательного в славе, даже если бы я был способен заслужить ее. Это, возможно, увеличило бы число моих знакомых, но это как раз то, чего я больше всего стараюсь избегать».
Исаак Ньютон
Ученый и джентльмен? Девственник в снежном саване!
В 1667 году, через два года после чумы, Ньютон возвращается в Кембридж — он теперь преподаватель, и у него есть студенты (увы, как лектор Ньютон никогда не прославится: его занятия будут скучны, сложны и непонятны).
Его занимают изобретательство, конструирование и алхимия. Доскональный и педантичный, Ньютон скупил все книги по алхимии, какие смог найти. Он ищет философский камень, «эликсир жизни» — способ превращать металлы в золото. Ему кажется, что это ключ к устройству мира, универсальное знание. Его слуги сообщают, что он работает днями и ночами напролет, а огонь в его лаборатории никогда не гаснет. Один из биографов назовет его «последним из магов», любящим уединение и тайну.
В 1669 года 26-летний Ньютон становится профессором математики — одним из самых молодых за всю историю университета.
Говорили, что лекции он читает стенам — так мало студентов к нему ходили и так непонятно он объяснял. Современники вспоминают, что он никогда не отдыхал, не прогуливался, не играл в кегли, не предпринимал конных прогулок — чтобы не терять время на занятия наукой. Никогда Ньютон не имел отношений ни с женщиной, ни с мужчиной — а только с тетрадями, плавильным тиглем, призмой и телескопом. Художник и поэт Уильям Блейк назвал его «девственником в снежном саване».
Но кстати о телескопах: в 1671 году Ньютон преподнес Карлу II изготовленный им телескоп, и король рекомендовал Ньютона в члены Королевского научного общества. В 1672 году он стал его членом и быстро прославился.
Искатель мудрости: профессор в коконе уединения
В феврале 1672 года Ньютон опубликовал в Philosophical Transactions описание классических опытов с призмами и теорию цвета. Статья тут же вызвала возражения и многочисленные нападки, которые возглавил Роберт Гук, сторонник волновой теории света. Непонимание коллег вызвало у Ньютона депрессию и тревогу.
Вражда между изобретательным и не лишенным интуиции Гуком и серьезным отшельником с аналитическим умом Ньютоном продлится до смерти соперников. Ньютон не простит современникам глупых нападок, сомнений в правильности экспериментов. Он знал, что прав, — обижался и негодовал. Пока Ньютона критиковали, он прятался в уединении и предавался занятиям — и раздраженно переписывался с Гуком.
А еще Ньютона, глубоко верующего человека, привлекла Библия. Он выучил древнееврейский, чтобы изучать тексты Ветхого Завета, и сделал больше 30 переводов текста Библии. Он реконструировал макет храма Соломона и вычислил его параметры — считая, что схема, по которой построен храм, символизирует устройство Вселенной; увлекшись прошлым, он по солнцестояниям рассчитал время экспедиции аргонавтов.
«Если я и видел дальше прочих, так это потому, что стоял на плечах гигантов».
Исаак Ньютон, из переписки с Робертом Гуком
Не без ехидства Ньютон написал свою знаменитую фразу про гигантов Гуку: тот был маленького роста, и фигура его была «немного скрюченной». На что Гук, нарушив предварительные договоренности, предал огласке часть их переписки, в которой Ньютон допустил ошибку в расчетах. Это настолько рассердило и раздражило Ньютона, что он прервал переписку и затворился от мира на шесть лет: неуверенный в себе и в человеческой привязанности, только в затворничестве он ощущал себя в безопасности. Гука Ньютон до конца жизни считал своим личным врагом.
«За пять лет, что я его знаю, сэр Исаак Ньютон засмеялся лишь однажды — когда его спросили, какая польза от изучения Евклида».
Хамфри Ньютон, помощник Ньютона
Вокруг Солнца
В 1682 году мир с изумлением следил за приближением к Земле кометы Галлея. Все вдруг заинтересовались астрономией. Галлей стал уговаривать Ньютона опубликовать его «общую теорию движения», но тот отказался. В 1684, когда Галлей, Гук и Кристофер Рен поняли, что не могут рассчитать траекторию движения планет, Ньютон мгновенно прислал расчеты. Это поразило всех, и польщенный Ньютон согласился на публикацию.
В 1686 году первый том «Математических начал натуральной философии» вышел в свет. Это было новое слово в науке, образец для подражания. Больше никакой туманной метафизики: все математические расчеты физических явлений были строги и верны. Это была новая физика и новая математика.
Были впервые сформулированы три классических закона механики, основа существования Вселенной, появились понятия веса и массы
Был изложен закон тяготения — а вот его физическая природа станет понятной только с появлением общей теории относительности Эйнштейна. Ньютон описал гравитацию математически, первым связав морские приливы с Солнцем и Луной.
Грандиозный успех «Математических начал» вернул Ньютону веру в себя: он написал несколько работ по математике, продолжал ссориться с Лейбницем о приоритете в открытии интегрального и дифференциального исчисления, а потом вдруг понял: наука и Кембридж страшно ему надоели.
Сыщик против фальшивомонетчиков
В 1696 году 54-летнему Ньютону предложили возглавить английский Монетный двор и провести денежную реформу. Ньютон перебрался в Лондон и занялся улучшением английской монеты. Проблема была в том, что 95% находящихся в обращении денег были фальшивыми. Кроме того, монеты стачивали по краям и добытое серебро пускали в оборот.
Ньютон оказался хорошим администратором, властным и решительным: как алхимик он разбирался в металлах, как сыщик гонялся за фальшивомонетчиками. Представьте себе величайшего ученого эпохи, который стал эффективным управленцем: придумал способ, чтобы с монет перестали срезать края (именно ему мы обязаны появлением на монете гурта с надписью, после чего стачивать монеты стало невозможно).
В 1698 года Монетный двор в ходе Великого посольства посетил русский царь Пётр I, более всего в Лондоне мечтавший увидеть Ньютона. В 1700 году в России была проведена монетная реформа, сходная с английской.
В 1703 году Ньютон стал президентом Королевского научного общества. В 1704 году наконец увидела свет его знаменитая «Оптика», в 1705 году королева Анна пожаловала ему рыцарский титул. Все позднейшие работы Ньютона посвящены истории и теологии.
Символ науки
85-летний сэр Исаак Ньютон умер утром 20 марта 1727 года и был похоронен в Вестминстерском аббатстве. Жизнь его была долгой и наполненной: видимо, действительно, родиться в Рождество — хороший признак.
Этот мальчик, в детстве столь слабый и болезненный, в зрелости и старости почти не болел, до старости сохранил густые вьющиеся волосы (хоть и рано поседел) и все зубы. Ньютон никогда не носил очки, а его рост называли то «невеликим», то «вполне умеренным» — в зависимости от того, как относился к нему рассказчик.
Ньютона называли гением, пророком и провидцем. В истории науки он остался как ученый, изменивший научное исследование — отныне это сплав идеи, расчетов и логических доказательств. Так и вышло, что скрытный алхимик стал символом рациональной науки и самого разума.
На памятнике Ньютону написано: «Да возрадуются смертные, что среди них жило такое украшение рода человеческого».
