Великий исследователь магнетизма Вильям Гильберт, лейбмедик королевы Елизаветы Английской, считал Землю гигантским магнитом, притягивающим все мелкие тела.
Это была, пожалуй, первая попытка найти общие корни магнетизма и гравитации.
Некоторые востоковеды полагают, что к открытию Закона всемирного тяготения в XII в. довольно близко подошел ученый и поэт Анвари (Энвери).
Догадки о существовании тяготения, родившиеся до конца XVI в., не образуют стройной системы. Нельзя построить, расположив их в хронологическом порядке, лестницы, по ступеням которой познание в этой конкретной области двигалось бы от Аристотеля к Галилею. Но открытия средневековья и Возрождения во многих отраслях науки подготовили тот прорыв физики вперед, который оказался связан прежде всего с исследованиями проблем тяготения.
«Небесную часть» работы по созданию фундамента будущего закона выполнил прежде всего Иоганн Кеплер (1571-1630). Он делает самое великое из своих открытий: приходит к выводу, что планеты движутся вокруг Солнца не по кругам, а по эллипсам, и формулирует три закона такого движения планет, три закона, которые получили имя Кеплера и обессмертили его. Эти законы были проявлением в конечном счете Закона всемирного тяготения. Сама формулировка законов Кеплера оказала в дальнейшем влияние на формулировку Ньютоном его законов.
Для Кеплера все планеты были существами одушевленными, он полагал, что планета «имеет ощущение величины углов». Солнце для него - движущаяся душа Солнечной системы; именно Солнце стало, по Кеплеру, двигать планеты вокруг себя. Опираясь на открытие англичанина Вильямса Гильберта, Кеплер создает гипотезу о том, что и Солнце, и все планеты - шарообразные магниты. Сама мысль о том, что движение планет совершается под воздействием какой-то внешней силы, была глубоко новаторской. Кеплер говорил и о существовании собственно тяготения. Но находил, что оно действует только между покоящимися телами.
Чтобы появились законы, надо было найти четкие связи между явлениями и выразить их в математических формулах. Для этого в работах Галилея было три направления. Первое связано с изучением падения тел и движения маятника. Второе - с развитием принципа относительности. На третьем направлении был открыт Закон инерции, закон, по которому тело сохраняет состояние покоя или равномерного движения, пока не вмешается внешняя сила Правда, эта формулировка более поздняя, ньютоновская, но предтечей Ньютона был Галилей (1564-1642). Важнейшей из своих заслуг перед наукой Галилей считал создание учения о падении тел.
В поисках причины тяготения Галилей не пошел намного дальше Аристотеля. Только-только рождавшаяся опытная наука часто брала на веру то, чего проверить еще не могла.
Галилей был борцом против многих положений Аристотеля. Однако причиной падения тел для него остается стремление всех тел собраться в один центр -почти по Аристотелю. Справедливости ради нужно сказать, однако, что Галилей говорил и о множественности центров притяжения.
Луна, полагал Галилей, остановись она, упала бы на Землю с тем же ускорением, что и камень, брошенный с Пизанской башни. Он не думал, что расстояние
от центра Земли может сказаться на ускорении падений. Чтобы это увидеть, надо было признать за законами тяготения некоторый набор свойств, характерный и для законов изменения других явлений.
Роберт Гук (1635-1703), английский физик и химик, старший современник Ньютона, сумел сделать этот шаг. Он пришел к выводу, что тяготение с расстоянием ослабевает. Он же категорически утверждал, что все небесные тела обладают тяготением, иначе они разлетелись бы по прямым линиям во все стороны, а не были бы «привязаны» к своим орбитам. Он пришел в конце концов к выводу о том, что тяготение ослабевает пропорционально квадрату расстояния.
Известно, что о таком ослаблении тяготения говорилось и до Ньютона, и до Гука. Итальянец Альфонсо Борелли утверждал это в печати еще в 1665 г., когда Ньютон только еще размышлял над своим законом. Но Борелли опирался лишь на наблюдения за движением спутников Юпитера. Роберт Гук выдвинул общую идею, которую не смог доказать математически по той простой причине, что он не умел составлять требовавшиеся в данном случае уравнения. Закон всемирного тяготения был открыт Исааком Ньютоном (1643-1727).
«И в том же году я начал думать о тяготении, простирающемся до орбиты Луны...Все это было в 1665 и 1666 гг. - в годы чумы, ибо в те дни я был на заре своей поры изобретений, и математика и философия волновали меня более, чем когда-либо после...» - писал уже постаревший Исаак Ньютон.
Один из друзей Ньютона по имени Стекли остался в истории, поскольку поведал нам историю ньютонова яблока:
«После обеда погода была жаркая; мы перешли в сад и пили чай под тенью нескольких яблонь. Были только мы вдвоем. Между прочим, сэр Исаак сказал мне, что точно в такой же обстановке он находился, когда впервые ему пришла в голову мысль о тяготении. Она была вызвана падением яблока, когда-он сидел, погрузившись в думы. Почему яблоко всегда падает отвесно, подумал он про себя, почему не в стороны, а всегда к центру Земли? Должна существовать притягательная сила в материи, сосредоточенная в центре Земли. Если материя тянет другую материю, то должна существовать пропорциональность ее количеству. Поэтому яблоко притягивает Землю точно так же, как Земля яблоко. Должна, следовательно, существовать сила, подобная той, которую мы называем тяжестью, простирающаяся во всей Вселенной».
Для Ньютона тяготение было не просто одним из свойств материи, а главным ее свойством, ключом к решению загадок Вселенной. Потому что «такие свойства тел, которые не могут быть ни усиляемы, ни ослабляемы, которые оказываются присущи всем телам, над которыми возможно проводить испытания, должны быть почитаемы за свойства всех тел вообще».
Главный труд своей жизни ученый назвал «Математические начала натуральной философии». В нем Ньютон, опираясь на соединение открытых им законов механики и Закона всемирного тяготения, провозгласил, что задача науки заключается в том, чтобы объяснить мир в целом, исходя из начал механики.
Тысячи астрономов изучали звездное небо, пути планет и Луны. Миллиарды людей каждый день сталкивались с тем, что все могущее упасть - падает. Ньютон первый объявил, что то и другое происходит по одному и тому же закону. Сначала
