Глава третья. Яблоко падает

Глава третья

Яблоко падает

Нет ничего неожиданного в том, что годы с 1664 по 1666-й включительно историки науки потом, в ретроспективе, описывали как anni mirabiles[18] Ньютоновой жизни. К этому периоду, как он говорил сам, относится целый ряд его математических достижений, на которые не способен был ни один из современников Ньютона. Он открыл, по его собственной терминологии, «метод текучих количеств, или плавных переходов», известный нам теперь как интегральное исчисление; он натолкнулся на «исчисление производных», то есть дифференциальное исчисление. Кроме того, тогда же он «выдумал Теорию цвета» и «начал думать о силе тяготения, действие коей простирается вплоть до орбиты Луны». Кроме того, он «вывел, что силы, удерживающие планеты на своих орбитах, должны быть обратно пропорциональны квадрату расстояний от центров, вокруг коих они обращаются». Иными словами, он стоял на пороге великой революции в человеческом мышлении, которую позже назовут его именем. Ему постепенно начали приоткрываться тайны света и гравитации. Как сам он мимоходом заметил, «в те дни я был в расцвете изобретательского возраста и уделял математике и философии больше умственного внимания, нежели когда-либо после».

В Кембридже он тщательно вел счет своим доходам и расходам, и из этих записей явствует, что в тот период, в расцвете жизни, он вовсе не отличался внешней экстравагантностью. Сохранились записи о покупке перчаток, чулок и шляпной ленты, а также о тратах на всевозможные «вишневые наливки, пироги, заварной крем, травы и мыла, пиво, торты, молоко». Встречается и упоминание о «теннисном корте, малом кубке, шахматных фигурах»: вероятно, он участвовал вместе со своим другом Уикинсом в кое-каких спортивных состязаниях.

Но этому университетскому житью, увы, суждено было на время прекратиться. В июне 1665 года ему пришлось покинуть Кембридж из-за эпидемии чумы. В тот месяц «Черная смерть» добралась до Лондона, наползая со стороны западных пригородов. На покинутых улицах начала расти трава, а ведь отсюда было рукой подать до Кембриджа. Ежегодную ярмарку в Сторбридже отменили, колледжи закрывались один за другим. Среди местных жителей сильнее всего пострадали бедняки, обитавшие в переполненных многосемейных домах. Ньютон возвратился в Вулсторп, в свое родовое гнездо, и там, в относительной безопасности, продолжал свои ученые занятия. Он перевез туда свои книги и даже сколотил новые шкафы, чтобы их разместить.

Кроме того, он пользовался библиотекой приходского священника Хамфри Бабингтона, проповедовавшего в приходе Бутби-Пагнелл, совсем рядом. Позже Ньютон вспоминал, что «вычислил площадь гиперболы до двести пятидесятого знака в Бутби, что в Линкольншире». Похоже, от Бабингтона не укрылись математические таланты юноши, жившего под его крышей. Труд был проделан колоссальный, результат ошеломлял. Ньютон сообщал, что «не оставлял своего предмета, постоянно держа его в голове и ожидая, пока забрезжат первые контуры решения, а затем предстанут в полном и ясном свете». Его интеллектуальную энергию можно сравнить лишь с его усидчивостью. Вышеприведенная фраза – модель всех его изысканий. Он посвящал той или иной проблеме все свое внимание, пока не находил удовлетворительного решения, а затем на какое-то время бросал эту работу. Спустя несколько месяцев он мог вновь к ней вернуться и сделать очередной скачок вперед. Он учился «возделывать» свой ум, позволяя этому плодородному полю отдыхать под паром, чтобы затем оно вновь принесло урожай.

Он вернулся в Кембридж в марте 1666 года, в ложной уверенности, что чума отступает, а четыре месяца спустя снова уехал домой, где и оставался еще десять месяцев. В этот период он провозгласил себя «Исааком Ньютоном из Вулсторпа, джентльменом, 23 лет от роду». Слово «джентльмен» служило не просто почетным титулом: Ньютон требовал «джентльменского» (то есть дворянского) статуса как хозяин поместья и бакалавр математических наук Кембриджского университета. По всей вероятности, именно вулсторпское поместье стало тем местом, где Ньютон, в ту чумную пору, совершил самое прославленное свое наблюдение. История о знаменитом яблоке вошла в предания (распространившись по всей Англии, а потом и по всему миру), несмотря на то, что сам факт остался недоказанным, а может быть, как раз поэтому.

Существуют четыре различные версии относительно того, как это яблоко упало с дерева, росшего во фруктовом саду близ вулсторпского помещичьего дома. Почему версий так много? Ответ прост: сам Ньютон излагал разным собеседникам разные воспоминания. Уильям Стакли сообщает эту историю, привнося в нее личностный оттенок. «Однажды после обеда, – писал он незадолго до смерти Ньютона, – поскольку погода стояла теплая, мы с ним вдвоем отправились в сад и пили там чай в тени яблонь. Посреди беседы о других предметах он вдруг заметил, что некогда находился в сходной обстановке, и тогда-то мысль о силе тяготения впервые явилась ему на ум. Мысль эту вызвало падение яблока, ибо в то время он сидел в саду, расположенный к созерцанию и размышлению».

А из рассказа Джона Кондуитта, родственника Ньютона, мы узнаём, что «как-то раз, когда он предавался раздумьям в саду, ему пришло в голову, что сила тяжести (которая побуждает яблоко, летящее с дерева, упасть на землю) не ограничивается определенным расстоянием от Земли: напротив, сила эта распространяется значительно дальше, нежели мы обыкновенно думаем. Почему бы и не до самой Луны, сказал он себе, а если так, то сила эта должна влиять на ее движение…».

Молва об этой истории ширилась, и в конце концов всем стало ясно, что теория всемирного тяготения пришла на ум Ньютону, когда он сидел в саду, погруженный в размышления. Эта легенда явно отсылает нас к образу древа познания и рассказу о поедании запретного плода в Эдемском саду. Образ сада вообще дорог англичанам, и вмешательство природы в работу ума гения считается особенным, благим знаком.

По всей видимости, Ньютон сам одобрял это благонамеренное недопонимание истории с яблоком. На самом-то деле все было совсем не так. В его бумагах есть записи о том, что он понимал: впереди у него еще очень много работы – и мыслительной, и вычислительной. Так, он намеревался решить проблемы кругового движения и центробежной силы. Однако какой-то случай наподобие описанного, судя по всему, действительно долгие годы оставался в его памяти, и вполне возможно, что падение яблока натолкнуло его на размышления о вопросах, которые нельзя было тотчас же выяснить.

Неслучайно в тот же период он возвращается к математике и составляет обширный манускрипт под названием «Для разрешения задач движения достаточно следующих доказательств», которому можно присвоить почетное звание первого письменного труда, касающегося интегрального и дифференциального исчисления. Впрочем, Ньютон его не публиковал. Завершив этот трактат, он практически оставил математику – на ближайшие два года. Да, теперь он стал ведущим математиком Англии, а возможно, и всей Европы, но сей факт оставался пока известным лишь ему одному. Не исключено, что это вызывало в его весьма противоречивой натуре особое чувство – когда знаешь то, чего больше никто в мире не знает и не понимает, испытываешь восхитительное ощущение власти над миром. И ему хотелось как можно дольше наслаждаться этим ощущением.

Имелась и еще одна причина ухода из математики. Двадцатитрехлетний юноша был близок к тому, чтобы сформулировать теорию цвета, которая произведет настоящий переворот в оптике. Он изучал природу отражения и преломления света при его взаимодействии с различными искривленными поверхностями. Он считал, что свет состоит из частиц, «корпускул», находящихся в постоянном движении. Но больше всего занимала его собственно природа цвета.

В этой-то области он и совершил прорыв. Внимательно исследуя и анализируя воздействие света на призму, он пришел к выводу, что белый свет не является каким-то основным или первичным, а представляет собой смесь всех прочих цветов спектра. Иными словами, белый свет гетерогенен (неоднороден) и в процессе преломления дает другие цвета. Отдельные лучи света в своей совокупности неизменно вызывают цветовые ощущения, когда попадают на сетчатку глаза. Его умозаключения противоречили традиционным взглядам и даже здравому смыслу, но он твердо верил в свои эксперименты. Кроме того, он уделял время и ручному труду: в этот период он «всецело погрузился в шлифовку оптических стекол, имеющих форму, отличную от сферической». Позже это позволит ему создать один из первых в мире отражательных телескопов.

Его ученик позже заметит, что в ходе этой работы, посвященной оптике, Ньютон, «дабы усилить свои способности и сосредоточить внимание, ограничивался малым количеством хлеба, вина и воды, каковые он и принимал внутрь безо всякого распорядка, когда чувствовал к тому побуждение либо испытывал упадок духа». Это указывает на его решительность и целеустремленность, направленную на решение той задачи, которую он себе поставил; хотя, разумеется, возникает перед глазами и образ святого или отшельника, давшего обет воздержания.

Ньютон шел вперед и совершал свои открытия с невероятной скоростью, которой невозможно дать хоть какое-то приемлемое объяснение. Тщательные измерения его комнат в Тринити и его кабинета в Вулсторпе дают основания заключить, что эксперименты с призмой могли проводиться и там, и там. Поэтому вполне вероятно, что пальму первенства как место, где зародилась современная оптика, Линкольншир делит с Кембриджширом. С уверенностью можно утверждать лишь одно: в начале 1670 года Ньютон уже готов был выступить с лекцией о «замечательных цветовых явлениях», как он их называл. Вот и всё, что известно о периоде его вынужденного отлучения от Кембриджа. За 1665 и 1666 годы этот юноша совершил переворот в натурфилософии. Он впервые в истории по-настоящему разработал интегральное и дифференциальное исчисление, расщепил белый свет на составляющие его цвета и приступил к теории всемирного тяготения. Ему было всего лишь двадцать четыре.

Весной 1667 года он вернулся в Кембридж, где должен был завершить свое продвижение к степени магистра гуманитарных наук. Ему удалось избежать чумы, однако этот счастливый исход не избавил его от склонности к ипохондрии.

Ньютон неуклонно поднимался по иерархической лестнице колледжа. Осенью его избрали младшим преподавателем, что влекло за собой клятву «принять истинную религию Христову всей душой…». Он часто справлялся у своей совести и у своих книг, что же это за «истинная религия». Ему предоставили ежегодное жалованье в два фунта и новое жилье, рядом с университетской церковью.

В конце года он вернулся в Вулсторп и получил от матери тридцать фунтов, чтобы прикупить новую одежду и мебель, подобающие его положению. Вообще доходы его были сравнительно неплохими. Он собирал арендную плату за недвижимость, которую унаследовал в Линкольншире, а кроме того, мать выплачивала ему содержание. Проведя два месяца дома и вернувшись в Кембридж, он приобрел костюм и консультировался с обувщиком. Еще раньше он заплатил два фунта за два ярда ткани «и пряжки для жилета». За два года он потратил на одежду двадцать фунтов – значительную сумму по тем временам. Иными словами, он внимательно относился к собственному виду, что как-то не соответствует образу рассеянного гения или затворника. А тот факт, что в последующие годы он не раз позволял писать с себя портреты, говорит о том, что он гордился своим образом ученого и джентльмена.

Кроме того, он нанял столяра и художника, чтобы те заново обставили и оформили его покои; в это же время он купил диван, а также ковер из шкуры. С первой же волной успеха ему сразу явилось вполне естественное желание «выставить напоказ» свое процветание. Более того, он, по всей видимости, попытался вписаться в общество коллег. В своих бухгалтерских книгах он записывает суммы, оставленные им в разного рода питейных заведениях, а также пятнадцать шиллингов, проигранные в карты. Этот Ньютон совсем не похож на привычный нам образ великого ученого, погруженного в себя, холодного и одинокого, плывущего, по словам Вордсворта, через «причудливые моря мысли». Тем не менее Ньютон всегда осознавал пользу и ценность денег и в этот период возобновил свою ростовщическую деятельность.

Летом 1667 года голландский флот вторгся в Англию и поднялся по Темзе – настолько высоко, что пушечная пальба слышалась даже в Кембридже. Между прочим, Ньютон сам сообщил коллегам, что голландцы разбили англичан, а когда его спросили, на чем основано его суждение, он ответил: «На сугубом внимании к звукам выстрелов, кои делались все громче и громче, а затем подошли совсем близко, из чего я справедливо вывел, что викторию одержали голландцы». Характерный пример остроты его органов чувств и способности выводить общие законы из наблюдений.

Вскоре после возвращения из Вулсторпа ему присвоили звание магистра гуманитарных наук и избрали старшим преподавателем колледжа; в этом качестве ему выплачивали ежегодные дивиденды из доходов колледжа. Затем, летом 1668 года, он совершил свою первую поездку в Лондон. В столице он провел месяц, хотя в точности неизвестно, каков был характер его тамошних занятий. Едва ли он много времени уделял любованию «видами», поскольку почти весь город два года назад выгорел дотла. Когда он приехал в столицу, на лондонской земле уже обозначили контуры старых улиц для их восстановления и уже возвели 1200 новых домов, но тем не менее Ньютон, в сущности, посетил громадную стройку. Впрочем, для изобретательной и практичной стороны его натуры здесь, возможно, обнаружилось много любопытного.

Возможно также, что он посетил мастерские, где изготавливались инструменты и шлифовались линзы, так как, вернувшись в Кембридж, начал сооружать телескоп. Когда позже Джон Кондуитт осведомился, где ему построили этот прибор, Ньютон ответил, что построил его сам. Когда же родственник спросил, где он добыл инструменты для столь трудного предприятия, Ньютон заметил, что «сделал их сам, и со смехом добавил: если бы я ожидал, пока другие смастерят для меня инструменты и прочие вещи, я бы не добился толку». Вот вам пример экспериментатора, продвигавшегося вперед, полагаясь исключительно на собственные силы. Из его записей следует, что он приобрел «токарный станок и стол, свёрла, резцы» и ряд других инструментов; сделал параболическое зеркало из сплава олова и меди, состав которого разработал сам; отшлифовал и отполировал его так, что оно блестело, точно стекло, а потом соорудил трубу и подпорки.

Благодаря своим оптическим экспериментам он знал, что телескоп-рефлектор (отражательный) должен быть эффективнее традиционного телескопа-рефрактора, поскольку вогнутое сферическое зеркало позволит избежать аберрации, искривления световых лучей, возникающего из-за применения линз. И в самом деле, его прибор с зеркалом шестидюймового диаметра по своей оптической мощи оказался эквивалентен шестифутовому рефрактору. Даже если бы он за всю жизнь совершил лишь это деяние, ему стоило бы воздать величайшую хвалу. В начале следующего года он, торжествуя, написал другу, что его новый телескоп увеличивает «зримый диаметр тел примерно в сорок раз». Он добавляет, что «видел… Юпитер, резкий, круглый, и его спутники, и серп Венеры».