НЕБЕСНАЯ МЕХАНИКА. СИНТЕЗ НЬЮТОНА
Хотя все эти достижения свидетельствуют о значительном расцвете научной деятельности во многих областях, основным вопросом и величайшим научным триумфом XVII столетия, несомненно, явилось завершение общей системы механики, способной объяснить движение звезд в рамках наблюдаемого поведения материи на земле. Здесь современники фактически раз и навсегда сводили свои счеты с древними греками. Как древние греки, так и люди XVII века придерживались одного мнения о важности изучения небес. Однако поскольку интерес к этому вопросу со стороны последних носил скорее практический, чем философский характер, они нуждались в ответе совершенно иного порядка. Поисками такого полного и удовлетворительного по форме ответа занимался ряд математиков и - астрономов, в том числе почти все выдающиеся имена в науке того периода — Галилей, Кеплер, Декарт, Борелли, Гук, Гюйгенс, Галлей, Рен, — но все должно было привести к ясному объединению механики в «De Philosophiae natural is Principia Mathematica» (Математические начала натуральной философии») Ньютона, где он изложил и обосновал свою теорию всемирного тяготения.
Интерес к самим проблемам движения солнечной системы был по - прежнему очень велик, хотя фактически с разрушением космологии древних его философское и теологическое значение исчезло. Суд над Галилеем, несомненно, носил характер бесполезного прощального выстрела клерикального аристотелизма. Однако новое сооружение, которое должно было занять его место, было бы незавершенным, если бы не удалось найти приемлемого физического объяснения системы Коперника и Кеплера. Это было одной из причин того, что почти каждый натурфилософ занимался размышлениями, экспериментами и вычислениями с целью найти это объяснение. Некоторые из них, в частности Гук, подошли к нему очень близко, пока, наконец, успех Ньютона не сделал дальнейшие поиски ненужными.
Определение долготы
Астрономы имели и другую, даже еще более настоятельную причину поисков законов движения солнечной системы. Этой причиной была потребность в значительно более точных астрономических таблицах, чем те, которые были достаточно хороши тогда, когда астрономия была нужна главным образом для астрологических предсказаний. Требования мореплавания стали значительно более суровыми. Определение положения судна в море, и в частности наиболее трудно определимой части этого положения — долготы, представляло насущную проблему. Она становилась все более и более настоятельной по мере того, как различные страны, и особенно те страны, которые сами представляли собой центры научного прогресса, такие, как Англия, Франция и Голландия, вкладывали в заморские предприятия все большую долю экономических и военных усилий. Определение долготы было вопросом, которому суждено было интересовать как ученых астрономов, так и моряковпрактиков в течение многих десятилетий и даже веков. Именно с целью оказать помощь в решении этой практической проблемы и были созданы первые финансируемые государством научные учреждения — Королевская обсерватория в Париже в 1672 году и Королевская обсерватория в Гринвиче в 1675 году.
Задача определения долготы является по своей сущности задачей определения абсолютного времени, или, как мы сказали бы сейчас, гринвичского времени, в любом месте. При сравнении с местным временем это время дает интервал времени, который можно непосредственно перевести в долготу. В любом месте имеется, или до изобретения радио имелись, только два метода определения времени по Гринвичу: один — с помощью наблюдения движений Луны среди звезд, — часы, уже закрепленные на небе; другой — с помощью точных часов, всегда находящихся при себе и первоначально поставленных по этому времени. Первый метод требовал исключительно точных таблиц для предсказания положения небесных тел, второй — абсолютно надежных часовых механизмов. На протяжении всего XVII и значительной части XVIII веков работа велась по двум этим линиям, но ни по одной из них не было достигнуто решающего успеха. Здесь был непосредственный стимул для мысли, наблюдения и эксперимента в обоих направлениях, стимул отчасти просто материального порядка, но также и вопрос национального и личного престижа.
Хронометр
На первый взгляд оба эти метода были совершенно различны: один относился к движению некинх регулирующих механизмов, другой — к движению сфер в пустом пространстве; однако по мере их изучения было обнаружено, что оба имеют одну общую основу — в динамике. Еще Галилей обнаружил, что идеальным регулятором, отбивающим постоянное время, является pendulum (маятник). Гук внес существенный практический вклад в это открытие, заменив маятник Галилея круговым пружинным маятником, на который движение судна не оказывало никакого влияния. В обоих случаях точный отсчет времени зависел от знания законов колебательного движения тел, и именно эту проблему решил Гюйгенс, заложивший основы первого хронометра, как они изложены в его книге «De Horologium Oscilla torium» (1673). Однако должно было пройти еще много времени, прежде чем эти принципы нашли себе эффективное применение на практике благодаря усовершенствованию мастерства часовщиков; и в 1765 году хронометр Гарри - сона мог, наконец, завоевать премию, назначенную Адмиралтейством за создание метода определения долготы.