Глава третьяЯблоко падает
Нет ничего неожиданного в том, что годы с 1664 по 1666-й включительно историки науки потом, в ретроспективе, описывали как anni mirabiles[18] Ньютоновой жизни. К этому периоду, как он говорил сам, относится целый ряд его математических достижений, на которые не способен был ни один из современников Ньютона. Он открыл, по его собственной терминологии, «метод текучих количеств, или плавных переходов», известный нам теперь как интегральное исчисление; он натолкнулся на «исчисление производных», то есть дифференциальное исчисление. Кроме того, тогда же он «выдумал Теорию цвета» и «начал думать о силе тяготения, действие коей простирается вплоть до орбиты Луны». Кроме того, он «вывел, что силы, удерживающие планеты на своих орбитах, должны быть обратно пропорциональны квадрату расстояний от центров, вокруг коих они обращаются». Иными словами, он стоял на пороге великой революции в человеческом мышлении, которую позже назовут его именем. Ему постепенно начали приоткрываться тайны света и гравитации. Как сам он мимоходом заметил, «в те дни я был в расцвете изобретательского возраста и уделял математике и философии больше умственного внимания, нежели когда-либо после».
В Кембридже он тщательно вел счет своим доходам и расходам, и из этих записей явствует, что в тот период, в расцвете жизни, он вовсе не отличался внешней экстравагантностью. Сохранились записи о покупке перчаток, чулок и шляпной ленты, а также о тратах на всевозможные «вишневые наливки, пироги, заварной крем, травы и мыла, пиво, торты, молоко». Встречается и упоминание о «теннисном корте, малом кубке, шахматных фигурах»: вероятно, он участвовал вместе со своим другом Уикинсом в кое-каких спортивных состязаниях.
Но этому университетскому житью, увы, суждено было на время прекратиться. В июне 1665 года ему пришлось покинуть Кембридж из-за эпидемии чумы. В тот месяц «Черная смерть» добралась до Лондона, наползая со стороны западных пригородов. На покинутых улицах начала расти трава, а ведь отсюда было рукой подать до Кембриджа. Ежегодную ярмарку в Сторбридже отменили, колледжи закрывались один за другим. Среди местных жителей сильнее всего пострадали бедняки, обитавшие в переполненных многосемейных домах. Ньютон возвратился в Вулсторп, в свое родовое гнездо, и там, в относительной безопасности, продолжал свои ученые занятия. Он перевез туда свои книги и даже сколотил новые шкафы, чтобы их разместить.
Кроме того, он пользовался библиотекой приходского священника Хамфри Бабингтона, проповедовавшего в приходе Бутби-Пагнелл, совсем рядом. Позже Ньютон вспоминал, что «вычислил площадь гиперболы до двести пятидесятого знака в Бутби, что в Линкольншире». Похоже, от Бабингтона не укрылись математические таланты юноши, жившего под его крышей. Труд был проделан колоссальный, результат ошеломлял. Ньютон сообщал, что «не оставлял своего предмета, постоянно держа его в голове и ожидая, пока забрезжат первые контуры решения, а затем предстанут в полном и ясном свете». Его интеллектуальную энергию можно сравнить лишь с его усидчивостью. Вышеприведенная фраза – модель всех его изысканий. Он посвящал той или иной проблеме все свое внимание, пока не находил удовлетворительного решения, а затем на какое-то время бросал эту работу. Спустя несколько месяцев он мог вновь к ней вернуться и сделать очередной скачок вперед. Он учился «возделывать» свой ум, позволяя этому плодородному полю отдыхать под паром, чтобы затем оно вновь принесло урожай.
Он вернулся в Кембридж в марте 1666 года, в ложной уверенности, что чума отступает, а четыре месяца спустя снова уехал домой, где и оставался еще десять месяцев. В этот период он провозгласил себя «Исааком Ньютоном из Вулсторпа, джентльменом, 23 лет от роду». Слово «джентльмен» служило не просто почетным титулом: Ньютон требовал «джентльменского» (то есть дворянского) статуса как хозяин поместья и бакалавр математических наук Кембриджского университета. По всей вероятности, именно вулсторпское поместье стало тем местом, где Ньютон, в ту чумную пору, совершил самое прославленное свое наблюдение. История о знаменитом яблоке вошла в предания (распространившись по всей Англии, а потом и по всему миру), несмотря на то, что сам факт остался недоказанным, а может быть, как раз поэтому.
Существуют четыре различные версии относительно того, как это яблоко упало с дерева, росшего во фруктовом саду близ вулсторпского помещичьего дома. Почему версий так много? Ответ прост: сам Ньютон излагал разным собеседникам разные воспоминания. Уильям Стакли сообщает эту историю, привнося в нее личностный оттенок. «Однажды после обеда, – писал он незадолго до смерти Ньютона, – поскольку погода стояла теплая, мы с ним вдвоем отправились в сад и пили там чай в тени яблонь. Посреди беседы о других предметах он вдруг заметил, что некогда находился в сходной обстановке, и тогда-то мысль о силе тяготения впервые явилась ему на ум. Мысль эту вызвало падение яблока, ибо в то время он сидел в саду, расположенный к созерцанию и размышлению».
А из рассказа Джона Кондуитта, родственника Ньютона, мы узнаём, что «как-то раз, когда он предавался раздумьям в саду, ему пришло в голову, что сила тяжести (которая побуждает яблоко, летящее с дерева, упасть на землю) не ограничивается определенным расстоянием от Земли: напротив, сила эта распространяется значительно дальше, нежели мы обыкновенно думаем. Почему бы и не до самой Луны, сказал он себе, а если так, то сила эта должна влиять на ее движение…».
Молва об этой истории ширилась, и в конце концов всем стало ясно, что теория всемирного тяготения пришла на ум Ньютону, когда он сидел в саду, погруженный в размышления. Эта легенда явно отсылает нас к образу древа познания и рассказу о поедании запретного плода в Эдемском саду. Образ сада вообще дорог англичанам, и вмешательство природы в работу ума гения считается особенным, благим знаком.
По всей видимости, Ньютон сам одобрял это благонамеренное недопонимание истории с яблоком. На самом-то деле все было совсем не так. В его бумагах есть записи о том, что он понимал: впереди у него еще очень много работы – и мыслительной, и вычислительной. Так, он намеревался решить проблемы кругового движения и центробежной силы. Однако какой-то случай наподобие описанного, судя по всему, действительно долгие годы оставался в его памяти, и вполне возможно, что падение яблока натолкнуло его на размышления о вопросах, которые нельзя было тотчас же выяснить.
Неслучайно в тот же период он возвращается к математике и составляет обширный манускрипт под названием «Для разрешения задач движения достаточно следующих доказательств», которому можно присвоить почетное звание первого письменного труда, касающегося интегрального и дифференциального исчисления. Впрочем, Ньютон его не публиковал. Завершив этот трактат, он практически оставил математику – на ближайшие два года. Да, теперь он стал ведущим математиком Англии, а возможно, и всей Европы, но сей факт оставался пока известным лишь ему одному. Не исключено, что это вызывало в его весьма противоречивой натуре особое чувство – когда знаешь то, чего больше никто в мире не знает и не понимает, испытываешь восхитительное ощущение власти над миром. И ему хотелось как можно дольше наслаждаться этим ощущением.
Имелась и еще одна причина ухода из математики. Двадцатитрехлетний юноша был близок к тому, чтобы сформулировать теорию цвета, которая произведет настоящий переворот в оптике. Он изучал природу отражения и преломления света при его взаимодействии с различными искривленными поверхностями. Он считал, что свет состоит из частиц, «корпускул», находящихся в постоянном движении. Но больше всего занимала его собственно природа цвета.
В этой-то области он и совершил прорыв. Внимательно исследуя и анализируя воздействие света на призму, он пришел к выводу, что белый свет не является каким-то основным или первичным, а представляет собой смесь всех прочих цветов спектра. Иными словами, белый свет гетерогенен (неоднороден) и в процессе преломления дает другие цвета. Отдельные лучи света в своей совокупности неизменно вызывают цветовые ощущения, когда попадают на сетчатку глаза. Его умозаключения противоречили традиционным взглядам и даже здравому смыслу, но он твердо верил в свои эксперименты. Кроме того, он уделял время и ручному труду: в этот период он «всецело погрузился в шлифовку оптических стекол, имеющих форму, отличную от сферической». Позже это позволит ему создать один из первых в мире отражательных телескопов.
Его ученик позже заметит, что в ходе этой работы, посвященной оптике, Ньютон, «дабы усилить свои способности и сосредоточить внимание, ограничивался малым количеством хлеба, вина и воды, каковые он и принимал внутрь безо всякого распорядка, когда чувствовал к тому побуждение либо испытывал упадок духа». Это указывает на его решительность и целеустремленность, направленную на решение той задачи, которую он себе поставил; хотя, разумеется, возникает перед глазами и образ святого или отшельника, давшего обет воздержания.
Ньютон шел вперед и совершал свои открытия с невероятной скоростью, которой невозможно дать хоть какое-то приемлемое объяснение. Тщательные измерения его комнат в Тринити и его кабинета в Вулсторпе дают основания заключить, что эксперименты с призмой могли проводиться и там, и там. Поэтому вполне вероятно, что пальму первенства как место, где зародилась современная оптика, Линкольншир делит с Кембриджширом. С уверенностью можно утверждать лишь одно: в начале 1670 года Ньютон уже готов был выступить с лекцией о «замечательных цветовых явлениях», как он их называл. Вот и всё, что известно о периоде его вынужденного отлучения от Кембриджа. За 1665 и 1666 годы этот юноша совершил переворот в натурфилософии. Он впервые в истории по-настоящему разработал интегральное и дифференциальное исчисление, расщепил белый свет на составляющие его цвета и приступил к теории всемирного тяготения. Ему было всего лишь двадцать четыре.