Исаак Ньютон. 
Роль и значение трудов Бруно, Кеплера, Галилея, Ньютона

Вторая научная революция завершалась творчеством одного из величайших ученых в истории человечества, каковым был Исаак Ньютон (1643—1727). Его научное наследие чрезвычайно разнообразно. В него входит и создание (параллельно с Лейбницем, но независимо от него) дифференциального и интегрального исчисления, и важные астрономические наблюдения, которые Ньютон проводил с помощью собственноручно построенных зеркальных телескопов (он так же, как и Галилей, именно телескопу обязан первым признанием своих научных заслуг), и большой вклад в развитие оптики (он, в частности, поставил опыты в области дисперсии света и дал объяснение этому явлению). Но самым главным научным достижением Ньютона было продолжение и завершение дела Галилея по созданию классической механики. Благодаря их трудам XVII век считается началом длительной эпохи торжества механики, господства механистических представлений о мире.

Сэр Исаак Ньютон, родившийся в семье мелкого землевладельца, стал профессором математики Кембриджского университета и президентом Королевского общества. Он является исключительно выдающейся фигурой, как физики, так и общей интеллектуальной истории. Его основной труд Математические принципы натуральной философии (Philosophiae naturalis principia mathematica) был опубликован в 1687 г.

Как известно, Ньютон сформулировал три закона движения и закон всемирного тяготения, создал теорию исчисления бесконечно малых и теорию цветового состава естественного света. Его физические теории обосновали предшествующие теории как в астрономии (кеплеровские законы движения планет), так и в механике (галилеев закон свободного падения). Ньютоновская физика является исследованием природы на основе гипотетико-дедуктивного метода, в котором решающая роль принадлежит эксперименту. В ней используются выраженные в математической форме понятия материальной частицы, пустого пространства, действующих на расстоянии механических сил (причин). Идея действия на расстоянии расходится с обычным представлением, которое, помимо прочего, можно найти у Декарта (Ньютон тщательно изучал его в молодости).

Первый закон Ньютона. Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменять это состояние.

Второй закон Ньютона. Изменение количества движения пропорционально приложенной движущей силе и происходит по направлению той прямой, по которой эта сила действует.

Третий закон Ньютона. Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе — взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны.

Ньютоновский закон всемирного тяготения. Два тела взаимно притягивают друг друга с силой, прямо пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Помимо физики, Ньютон интересовался теологическими вопросами и написал объемные трактаты по теологии. Занимался он и алхимией, пытаясь добиться превращения одних веществ в другие. Однако его изыскания в области химии оказались менее плодотворными, чем исследования по математике и физике.

В связи со сказанным подчеркнем следующее. В лице Ньютона физика продемонстрировала триумф науки над традициями и предрассудками, а сам Ньютон стал основным предшественником эпохи Просвещения. Возникновение физики было обязано философии в плане, как формирования механистической картины мира, так и выработки рационалистической и эмпирицистской позиций. В свою очередь, Ньютон придал новые импульсы развитию философии. Тем самым новая наука предоставляет нам аргументы против скептицизма, утверждающего, что мы не можем быть уверенными в том, что одна и та же причина приводит к тем же следствиям при каждом своем воспроизведении. Ведь это скептическое утверждение казалось подрывающим саму основу экспериментального метода, предполагающего определенное постоянство природы.

Как главный основоположник новой физики, Ньютон является символом мощи человеческого мышления. Начиная с него, наука оказалась связанной с идеей прогресса. Идея Бэкона о знании как силе и, следовательно, источнике процветания и прогресса получила средства реализации. Наука, а не теология, стала верховным авторитетом в вопросах истины и превратилась в посюстороннюю, земную силу господства над природными процессами. Философия и религия вынуждены были искать свое место по отношению к науке. В этом заключается социальное и интеллектуальное значение математического и экспериментального естествознания, в возникновении которого столь существенную роль сыграл Ньютон. Но это значение наиболее полно проявилось в XVIII веке.

Ньютон сформулировал три основных закона движения, которые легли в основу механики как науки. Первый закон механики Ньютона — это принцип инерции, впервые сформулированный еще Галилеем: всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения до тех пор, пока оно не будет вынуждено изменить его под действием каких-то сил. Существо второго закона механики Ньютона состоит в констатации того факта, что приобретаемое телом под действием какой-то силы ускорение прямо пропорционально этой действующей силе и обратно пропорционально массе тела. Наконец, третий закон механики Ньютона — это закон равенства действия и противодействия. Этот закон гласит, что действия двух тел друг на друга всегда равны по величине и направлены в противоположные стороны.

Данная система законов движения была дополнена открытым Ньютоном законом всемирного тяготения, согласно которому все тела, независимо от их свойств и от свойств среды, в которой они находятся, испытывают взаимное притяжение, прямо пропорциональное их массам и обратно пропорциональное квадрату расстояния между ними.

Пожалуй, ни одно из всех ранее сделанных научных открытий не оказало такого громадного влияния на дальнейшее развитие естествознания, как открытие закона всемирного тяготения. Огромное впечатление на ученых производил масштаб обобщения, впервые достигнутый естествознанием. Это был поистине универсальный закон природы, которому подчинялось все — малое и большое, земное и небесное. Этот закон явился основой создания небесной механики — науки, изучающей движение тел Солнечной системы.

Воображение ученых захватывала простота той картины мира, которая складывалась на основе ньютоновской классической механики. В этой картине, носящей абстрактный характер, отбрасывалось все «липшее»: не имели значения размеры небесных тел, их внутреннее строение, идущие в них бурные процессы. Оставались только массы и расстояния между центрами этих масс, к тому же связанные несложной формулой.

В 1687 году вышел в свет главный труд Ньютона «Математические начала натуральной философии», заложивший основы современной теоретической физики. Оценивая это событие, видный физик XX века, бывший президент Академии наук СССР СИ. Вавилов писал: «В истории естествознания не было события более крупного, чем появление „Начал“ Ньютона. Причина была в том, что эта книга подводила итоги всему сделанному за предшествующие тысячелетия в учении о простейших формах движения материи».

В своей знаменитой работе Ньютон предложил ученому миру научно-исследовательскую программу, которая вскоре стала ведущей не только в Англии, на родине великого ученого, но и в континентальной Европе. Свою научную программу Ньютон назвал «экспериментальной философией», подчеркивая решающее значение опыта, эксперимента в изучении природы.

Идеи Ньютона, опиравшиеся на математическую физику и эксперимент, определили направление развития естествознания на многие десятилетия вперед. Вместе с тем, эти идеи предопределили механические взгляды на материальный мир, которые господствовали в естествознании не только в течение XVII и XVIII веков, но и почти весь XIX век. В целом природа понималась как гигантская механическая система, функционирующая по законам классической механики. Считалось, что в силу неумолимой необходимости, действующей в природе, судьба даже отдельной материальной частицы заранее предрешена на все времена. Ученые-естествоиспытатели видели в классической механике прочную и окончательную основу естествознания.

Единую механику для всех земных и небесных тел, с общими для них законами инерции, динамики, действия и противодействия, а также взаимного тяготения, впервые создал И. Ньютон.

Согласно законам механики И. Ньютона гравитационные силы связывают все без исключения тела природы, они являются не специфическим, а общим взаимодействием. Законы тяготения определяют отношение материи к пространству и всех материальных тел друг к другу. Тяготение создает в этом смысле реальное единство Вселенной. Объяснение характера движения небесных тел и даже предсказание новых планет Солнечной системы было триумфом ньютоновской теории тяготения.