Глава 5. ГРАВИТАЦИЯ
«Тяготение существует ко всем телам вообще и пропорционально массе каждого из них».
И.Ньютон. Математические начала натуральной философии
«Тяжесть покоящегося тела есть не что иное, как задержанное движение».
M B.Ломоносов. О тяжести тел
5.1. Представления о гравитации до XX века
Гравитация - это то же самое, что и тяготение, универсальное взаимодействие между любыми телами, проявляющееся в том, что все тела притягиваются друг к другу. Блогодаря тяготению планеты не улетают из Солнечной системы, все предметы на Земле не отрываются от нее, а будучи подброшенными, возвращаются на Землю.
Сила тяготения - одна из первых, с которой человек сталкивается со дня рождения. С ней приходится считаться в любых исследованиях и экспериментах. Она повсеместна. И при всем том силе тяготения в науке долго не везло. Нельзя сказать, чтобы ученые ею не занимались. Наоборот, стоит оглянуться на историю исследования этой проблемы, чтобы увидеть, что почти каждый крупный физик по меньшей мере высказывал по этому поводу свои соображения, а чаще посвящал гравитации специальные работы.
Но, как пишет английский писатель и ученый Артур Кларк в книге «Черты будущего», «сила тяготения стоит как-то особняком от других сил природы. Свет, тепло, электричество, магнетизм - все можно генерировать, создать множеством различных способов, и все они обладают свойством взаимопревращения... А вот генерировать гравитацию мы совсем не умеем, и, судя по всему, она совершенно индифферентна к любым воздействиям, которые мы пытаемся на нее оказать».
Множество статей и даже книг о гравитации заявляют, что тяготение - единственная сила, которую человек до сих пор не умеет создавать искусственно.
Одной из важнейших дат в истории физики считается по праву 365 год до н.э. В этом году девятнадцатилетний Аристотель впервые в мире отметил, что свободное падение тел представляет собой ускоренное движение.
Касаясь причины того, почему предметы падают на землю, а пар поднимается к небу, Аристотель с его стремлением к «устроению» строгого и точного миропорядка давал (вслед за Платоном) этому простое объяснение: в мироздании всему отведено свое место, планетам - круговые орбиты, а тяжелым телам - центр мира. И если что - то находится «не на своем месте», то оно во всяком случае стремится его занять.
Аристотель полагал, что тело движется, пока на него влияет какая-то сила. Перестает она действовать - тело останавливается. Альберт Эйнштейн не осуж-
дал гениального грека. В книге «Эволюция физики», написанной совместно Эйнштейном и Инфельдом, так и говорится, что это положение Аристотеля по существу отвечает обычному житейскому опыту.
Закон инерции, кажущийся сейчас очевидным, нельзя было, с точки зрения авторов «Эволюции физики», просто и прямо вывести из реальных обыденных событий. Тут требовалась высокая степень абстрактного мышления. Греки ведь не знали быстродвижущихся тел, у них не было точного количественного подхода к скорости.
Аристотель видел, что колесница останавливается, когда останавливается впряженный в нее конь. И подталкиваемый камень перестает двигаться, стоит рабам присесть отдохнуть. Он сделал обобщение и вывел закон.
Галилей разрушил аристотелевы представления о движении и падении тел, Ньютон окончательно разделался с идеей о стремлении тяжелых тел к «центру Вселенной».
Смерть воспитанника Аристотеля великого завоевателя Александра Македонского обернулась для воспитателя трагедией. Освободившиеся от страха перед грозным тираном афиняне видели в Аристотеле прежде всего его приближенного. Философу пришлось бежать из Афин. Вскоре он умер. Его смерть родила легенду.
Блистательный военный поход Александра Македонского был одновременно грандиозной научной экспедицией. Жадно встречал Аристотель известия, приносимые возвращавшимися из походов греками, сообщения о странных камнях, растениях, животных, необычных природных явлениях. Но самые поразительные новости принесли воины, побывавшие на побережье Индийского океана. Они свидетельствовали, что там дважды в сутки морская вода поднимается на много локтей и идет на сушу, чтобы через несколько часов отступить. Иначе говоря, Аристотелю описали приливы и отливы. Как и подобало настоящему ученому, Аристотель стал искать причину, но которой происходят приливы и отливы, но не смог найти ее. И от отчаяния якобы бросился в море.
Древние называли морские приливы «могилой человеческого любопытства». Кто первый понял, точнее сказать, подметил, что приливы как-то связаны с Луной, точно неизвестно. Для римлян I века до н.э. это была уже настолько тривиальная истина, что Юлий Цезарь мимоходом упоминает о ней в своих «Записках о Галльской войне». А понять было нелегко, потому что даже семнадцать веков спустя Галилей считал идею о Луне, управляющей приливами, глупейшим предрассудком. Впрочем, и противник Галилея в этом вопросе Кеплер смог ссылаться для объяснения только на особую власть Луны над водой.
В средние века догадки становятся, в общем, определеннее и точнее.
Шотландец Иоанн Скот Эригена в IX в. полагал, что по мере удаления от Земли тяжелые тела должны становиться легче.
Англичанин Аделяр из старинного города Бата тремя веками позже прямо полагал, что если в Земле вырыть колодец огромной глубины и бросить в него камень, то в центре Земли камень остановится и дальше не полетит.
Роджер Бэкон объяснил падение тел силой притяжения, направленной к центру Земли.
Итальянский писатель и медик Джироламо Фракасто заявляет в 1538 году, что все тела притягиваются.
