108
Глава 3.
частицы ваты плюс неощущаемая нами материя, наполняющая промежутки, дают в сумме, по Декарту, то же количество материи, как и материальные частицы такого же объема свинца. Представление о массе не выработано Декартом, тому есть веские исторические причины. Но главное, что есть у Декарта, это его уверенность в том, что взаимодействие между телами немыслимо без наличия посредствующей среды. Действие не передается через пустоту, а только через материю. В связи с этим Декарт разработал представление о вихрях эфира, движущих планеты. Он осуждает Галилея за то, что, по мнению того, тела падают в пустоте: «все, что он (Галилей) говорит о скорости тел, падающих в пустоте, не имеет основания; он должен был бы предварительно определить, что такое тяжесть, и если бы его определение было верно, то он знал бы, что ее нет в пустоте». Декарт прав: в абсолютной пустоте нет среды и потому нет никакой связи между телом, окруженным пустотой, и Землей.
В XVI и XVII вв. в Европе возродились доказательства взаимного тяготения тел. Основатель теоретической астрономии И.Кеплер, анализируя многолетние результаты наблюдений датского астронома Тихо Браге, вывел свои знаменитые три закона небесной механики. Он считал, что движение планет не есть хотя бы упорядоченное, но самопроизвольное блуждание: оно происходит под действием некоторого внешнего агента, и этот агент есть Солнце. Его действие ослабевает по мере удаления планеты от Солнца. Кеплер говорил, что «тяжесть есть взаимное стремление всех тел», но никаких попыток понять причины такого стремления он не сделал. Кеплер пытался найти общую причину для объяснения поведения планет и понял, что такой причиной является Солнце, в котором находится «движущая душа» всей планетной системы. В области астрономического знания Кеплер своими эмпирическими законами дал вечный и незыблемый фундамент динамической астрономии, но физическое обоснование планетных движений у него совершенно отсутствует.
Ньютон задался целью найти единый закон, из которого вытекали бы все кеплеровские законы небесной механики [24, 25].
Исходные данные для рассмотрения космических явлений
109
Такой закон был им найден и назван Законом всемирного тяготения.
F = - G--. (3.16)
r2
С учетом того, что сила тяготения имеет векторный смысл, это закон переписывается в виде
M^iM^2
F = - G---r. (3.16)
r3
Здесь F - сила притяжения двух масс М1 и М2 друг к другу, G = 6,67-10 11 кг-1м3с-2 - гравитационная постоянная, г - расстояние между центрами масс.
Ньютон много сил положил на то, чтобы найти физические причины тяготения и пытался привлечь для этой цели эфир - среду, заполняющую все мировое пространство.
Однако ньютоновские представления об эфире носили чисто качественный и во многом противоречивый характер. Это можно объяснить тем, что, правильно предположив структуру эфира газоподобной, Ньютон не имел возможности развить эту идею, поскольку свойства газов в те времена изучены не были. Результатом стали разнообразные противоречия, и, в конце концов, Ньютон отказался от самой идеи попытаться найти физические основы тяготения.
В конце «Principia» Ньютон говорит: «Тяготение к Солнцу составляется из тяготения к отдельным частицам его и при удалении от Солнца убывает в точности пропорционально квадратам расстояний даже до орбиты Сатурна, что следует из покоя афелиев планет, и даже до крайних афелиев комет, если эти афелии находятся в покое. Причину же этих свойств тяготения я до сих пор не мог вывести из явлений, гипотез же я не измышляю. Все же,
