Он был верующим католиком, но его вера в независимость науки осталась несокрушимой. За четыре года до смерти (он умер в 1642 году), еще оставаясь под домашним арестом, Галилей тайно переправил голландскому издателю рукопись второго фундаментального трактата. Работа «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению» сыграла в становлении современной физики даже бóльшую роль, чем приверженность Галилея коперниканству.
Исаак Ньютон
Исаак Ньютон был неприятной личностью. Он известен тем, что сумел испортить отношения с другими учеными и бо́льшую часть времени на склоне лет был занят яростными спорами. После публикации «Математических начал» – безусловно, самой влиятельной книги по физике – Ньютон быстро обрел славу и высокое положение. Он был назначен председателем Королевского общества и стал первым ученым, посвященным в рыцари.
Вскоре у Ньютона случился конфликт с королевским астрономом Джоном Флемстидом, который до этого сообщил ему цифры и соображения, крайне необходимые для «Математических начал», а теперь отказывался делиться информацией, которую требовал Ньютон. Ученый не принимал отказов – он добился своего назначения на руководящий пост в королевской обсерватории и попытался спровоцировать немедленную публикацию данных. Ньютон заполучил расчеты Флемстида и устроил все так, что готовить их к публикации должен был заклятый враг Флемстида – Эдмонд Галлей. Но Флемстиду удалось в последний момент добиться судебного запрета на публикацию украденного труда. Ньютон был в бешенстве. Он отомстил Флемстиду, в том числе убрав все благодарности и ссылки на его вычисления в последующих изданиях «Начал».
Еще более серьезный спор возник у Ньютона с немецким философом Готфридом Лейбницем. Лейбниц и Ньютон независимо друг от друга создали новый раздел математики – математический анализ, который лежит в основе современной физики. Известно, что Ньютон придумал математический анализ за несколько лет до Лейбница, но опубликовал соответствующую работу значительно позже. Начался ожесточенный диспут о приоритете, и обе стороны смогли найти сторонников среди ученых. Замечательно однако, что большинство статей в поддержку Ньютона были написаны им самим и опубликованы от имени его друзей! Лейбниц совершил ошибку, обратившись в поисках истины в Королевское общество. Ньютон, будучи его председателем, назначил для рассмотрения дела «независимую» комиссию, которая – так уж случайно вышло – состояла исключительно из его сторонников! Но и это еще не все: Ньютон сам написал заключение комиссии и опубликовал его от имени Королевского общества, официально обвинив Лейбница в плагиате. Не удовольствовавшись этим, Ньютон составил анонимный обзор, разместив его в журнале Королевского общества. Говорили, что после смерти немецкого философа Ньютон обмолвился, что «разбил сердце Лейбница» к своему большому удовольствию.
Ко времени этих событий Ньютон уже ушел из университета и бросил преподавание. Он принимал активное участие в борьбе с католицизмом в Кембридже, а потом и в парламенте, и в конце концов был вознагражден назначением на весьма прибыльную должность хранителя Королевского монетного двора. На этом посту он наконец пустил свои коварство и изворотливость на пользу обществу, организовав успешную кампанию против фальшивомонетчиков и даже отправив нескольких человек на виселицу.
Словарь терминов
Абсолютный нуль – самая низкая возможная температура, при которой вещество не обладает тепловой энергией.
Античастица. У каждой частицы вещества есть соответствующая античастица. При столкновении частицы и античастицы происходит их аннигиляция, в результате которой выделяется энергия.
Антропный принцип. Мы видим Вселенную такой, какова она есть, потому что нас не было бы здесь, если бы она была иной, и мы бы не могли ее наблюдать.
Атом – основная частица обычного вещества. Состоит из крошечного ядра (из протонов и нейтронов), окруженного обращающимися вокруг него электронами.
Белый карлик – устойчивая и холодная [по меркам звездных температур] звезда, равновесие которой поддерживается благодаря отталкиванию электронов, вызванному принципом запрета Паули.
Большое сжатие – сингулярность в конце существования Вселенной.
Большой взрыв – сингулярность в момент возникновения Вселенной.
Вес – сила, с которой на тело действует гравитационное поле. Вес тела пропорционален массе тела, но они не тождественны.
Виртуальная частица. В квантовой механике это частица, которую невозможно зарегистрировать непосредственно, но существование которой имеет измеримые проявления.
Гамма-излучение – электромагнитное излучение с очень малой длиной волны, испускаемое при радиоактивном распаде и столкновениях элементарных частиц.
Геодезическая – самый короткий (или самый длинный) путь между двумя точками.
Голая сингулярность – сингулярность в пространстве-времени, не расположенная внутри черной дыры, то есть не скрытая горизонтом событий.
Горизонт событий – граница черной дыры.
Длина волны – расстояние между двумя соседними впадинами или между двумя соседними гребнями волны.
Дуализм – соответствие между внешне разными теориями, которые приводят к идентичным физическим результатам.
Закон сохранения энергии – закон природы, согласно которому энергия (или ее массовый эквивалент) не может ни создаваться, ни уничтожаться.
Квант – минимальная порция волны, которая может участвовать в излучении или поглощении.
Квантовая механика – теория, разработанная на основе квантовомеханического принципа Планка и принципа неопределенности Гейзенберга.
Квантовая хромодинамика (КХД) – теория, описывающая взаимодействие кварков и глюонов.
Квантовомеханический принцип Планка состоит в том, что свет (или любые другие классические волны) может испускаться или поглощаться только дискретными порциями – квантами – с энергией, пропорциональной их частоте.
Кварк – [заряженная] элементарная частица, участвующая в сильном взаимодействии. Каждый протон и нейтрон состоит из трех кварков.
Координаты – числа, задающие положение точки в пространстве и во времени.
Корпускулярно-волновой дуализм – принцип квантовой механики, согласно которому не существует различия между частицами и волнами – частицы могут иногда вести себя как волны, а волны – как частицы.
Космологическая постоянная – математическое ухищрение, использованное Эйнштейном для объяснения тенденции пространства-времени к расширению.
Космология – наука, которая занимается изучением Вселенной как целого.
Красное смещение – вызванное эффектом Доплера покраснение света, испускаемого удаляющейся от нас звездой.
Кротовая нора – тонкая трубка в пространстве-времени, соединяющая удаленные друг от друга области Вселенной. Кротовые норы также могут обеспечивать связь с параллельными или дочерними вселенными и возможность путешествий во времени[46].
Магнитное поле – поле, ответственное за магнитное взаимодействие. Сейчас магнитное поле и электрическое поле рассматриваются как части единого электромагнитного поля[47].
Масса – мера количества содержащегося в теле вещества. Является мерой инерции тела, или степени его сопротивления ускорению.
Мнимое время – время, измеряемое комплексными числами.
Мост Эйнштейна – Розена – тонкая трубка в пространстве-времени, соединяющая две черные дыры. См. также: Кротовая нора.
Нейтрино – чрезвычайно легкая (возможно, не имеющая массы покоя[48]) элементарная частица вещества, участвующая только в слабых и гравитационных взаимодействиях.
Нейтрон – незаряженная частица, очень близкая по свойствам к протону. Нейтроны, как правило, составляют немногим более половины частиц, входящих в состав большинства атомных ядер.
Нейтронная звезда – компактная звезда, удерживаемая от сжатия за счет отталкивания нейтронов, обусловленного принципом запрета Паули.
Общая теория относительности (ОТО) – теория, созданная Эйнштейном и основанная на предположении, что законы природы должны быть одинаковы для всех наблюдателей независимо от того, как они движутся. В ОТО гравитационное взаимодействие объясняется через искривление четырехмерного пространства-времени.
Первичная черная дыра – черная дыра, возникшая на очень ранней стадии развития Вселенной.
Позитрон – (положительно заряженная) античастица электрона.
Поле – нечто, существующее во всем пространстве-времени, в отличие от частицы, которая в каждый момент существует только в одной точке.
Предел Чандрасекара – максимально возможная масса устойчивой звезды, выше которой звезда должна сколлапсировать в черную дыру[49].
Принцип запрета Паули. Две одинаковые частицы со спином 1/2 не могут (в пределах, определяемых принципом неопределенности) одновременно иметь одинаковое положение в пространстве и одинаковую скорость.
Принцип неопределенности – сформулированный Гейзенбергом принцип, согласно которому никогда нельзя с одинаковой уверенностью определить положение и скорость частицы; чем точнее известен один из этих параметров, тем с меньшей точностью можно определить другой.
Пропорциональность. «X пропорционально Y» означает, что при умножении Y на какое-либо число X умножается на это же число. Утверждение «X обратно пропорционально Y» означает, что при умножении