Геостанционарная орбита. Исаак Ньютон

Математический  аппарат и общую структуру  книги Ньютон построил максимально  близкими к тогдашнему стандарту  научной строгости — «Началам»  Евклида. Математический анализ он сознательно  почти нигде не использовал —  применение новых, непривычных методов  поставило бы под угрозу доверие  к изложенным результатам. Эта осторожность, однако, обесценила ньютоновский метод изложения для следующих поколений читателей. Книга Ньютона была первой работой по новой физике и одновременно одним из последних серьёзных трудов, использующих старые методы математического исследования. Все последователи Ньютона уже использовали созданные им мощные методы математического анализа. Крупнейшими непосредственными продолжателями дела Ньютона стали Д’Аламбер, Эйлер, Лаплас, Клеро и Лагранж.

1687 год ознаменовался  не только выходом великой  книги, но и конфликтом Ньютона  с королём Яковом II. В феврале  король, последовательно проводя  свою линию на реставрацию  католицизма в Англии, предписал  Кембриджскому университету дать  степень магистра католическому  монаху Альбану Френсису. Руководство университета колебалось, не желая раздражать короля; вскоре делегацию учёных, в том числе Ньютона, вызвали для расправы к известному своей грубостью и жестокостью судье Джеффрису (англ. George Jeffreys). Ньютон выступил против всякого компромисса, ущемляющего университетскую автономию, и убедил делегацию занять принципиальную позицию. В итоге вице-канцлера университета отстранили от должности, но желание короля так и не было исполнено. В одном из писем этих лет Ньютон изложил свои политические принципы:

Всякий честный  человек по законам Божеским и  человеческим обязан повиноваться законным приказаниям короля. Но если Его  Величеству советуют потребовать нечто  такое, чего нельзя сделать по закону, то никто не должен пострадать, если пренебрежёт таким требованием.

В 1689 году, после  свержения короля Якова II, Ньютон был  в первый раз избран в парламент  от Кембриджского университета и  заседал там немногим более года. Второе избрание состоялось в 1701—1702 годах. Существует популярный анекдот о  том, что он взял слово для выступления  в палате общин только один раз, попросив закрыть окно во избежание сквозняка. На самом деле, Ньютон выполнял свои парламентские обязанности с  той же добросовестностью, с какой  он относился ко всем своим делам.

Около 1691 года Ньютон серьёзно заболел (скорее всего, отравился в ходе химических опытов, хотя имеются и другие версии — переутомление, потрясение после пожара, повлекшего потерю важных результатов, и возрастные недуги). Близкие опасались за его рассудок; несколько сохранившихся его писем этого периода действительно свидетельствуют о душевном расстройстве. Только в конце 1693 года здоровье Ньютона полностью восстановилось.

В 1679 году Ньютон познакомился в Тринити с 18-летним аристократом, любителем науки и  алхимии, Чарльзом Монтегю (1661—1715). Вероятно, Ньютон произвёл на Монтегю сильнейшее впечатление, потому что в 1696 году, став лордом Галифаксом, президентом Королевского общества и канцлером Казначейства (то есть министром финансов Англии), Монтегю предложил королю назначить  Ньютона смотрителем Монетного  двора. Король дал своё согласие, и  в 1696 году Ньютон занял эту должность, покинул Кембридж и переехал в  Лондон. С 1699 года он стал управляющим («мастером») Монетного двора.

Для начала Ньютон досконально изучил технологию монетного производства, привёл в  порядок документооборот, переделал  учёт за последние 30 лет. Одновременно Ньютон энергично и квалифицированно содействовал проводимой Монтегю денежной реформе, восстановив доверие к основательно запущенной его предшественниками монетной системе Англии. В Англии этих лет имели хождение почти исключительно неполновесные, а в немалом количестве и фальшивые монеты. Широкое распространение получила обрезка краёв серебряных монет.Теперь же монету начали производить на специальных станках и по ободку их шла надпись, так что преступное стачивание металла стало невозможным. Старая, неполновесная серебряная монета за 2 года была полностью изъята из обращения и перечеканена, выпуск новых монет возрос, чтобы успевать за потребностью в них, качество их улучшилось. Инфляция в стране резко снизилась.

Однако честный  и компетентный человек во главе  Монетного двора устраивал не всех. С первых же дней на Ньютона  посыпались жалобы и доносы, постоянно  появлялись комиссии по проверке. Как  выяснилось, многие доносы поступали  от фальшивомонетчиков, раздражённых ньютоновскими реформами.Ньютон, как правило, равнодушно относился к злословию, но никогда не прощал, если оно затрагивало его честь и репутацию. Он лично участвовал в десятках расследований, и более 100 фальшивомонетчиков были выслежены и осуждены; при отсутствии отягчающих обстоятельств их чаще всего высылали в североамериканские колонии, но несколько главарей были казнены. Число фальшивых монет в Англии значительно сократилось.[40] Монтегю в своих мемуарах высоко оценил незаурядные способности администратора, проявленные Ньютоном и обеспечившие успех реформы.

В апреле 1698 года Монетный двор в ходе «Великого  посольства» трижды посетил русский царь Пётр I;к сожалению, подробности его визита и общения с Ньютоном не сохранились. Известно, однако, что в 1700 году в России была проведена монетная реформа, сходная с английской. А в 1713 году первые шесть печатных экземпляров 2-го издания «Начал» Ньютон выслал царю Петру в Россию.

Символом  научного триумфа Ньютона стали  два события 1699 года: началось преподавание системы мира Ньютона в Кембридже (с 1704 года — и в Оксфорде), а  Парижская академия наук, оплот его  оппонентов-картезианцев, избрала его  своим иностранным членом. Всё  это время Ньютон ещё числился членом и профессором Тринити-колледжа, но в декабре 1701 года он официально ушёл в отставку со всех своих постов в Кембридже.

В 1703 году скончался  президент Королевского общества лорд Джон Сомерс, за 5 лет своего президентства посетивший заседания Общества лишь дважды. В ноябре Ньютон был избран его преемником и управлял Обществом до конца жизни — более двадцати лет. В отличие от своих предшественников, он лично присутствовал на всех заседаниях и сделал всё для того, чтобы британское Королевское общество заняло почётное место в научном мире. Число членов Общества росло (среди них, кроме Галлея, можно выделить Дени Папена, Абрахама де Муавра, Роджера Котса, Брука Тейлора), проводились и обсуждались интересные эксперименты, качество журнальных статей значительно улучшилось, финансовые проблемы были смягчены. Общество обзавелось платными секретарями и собственной резиденцией (на Флит-стрит), расходы на переезд Ньютон оплатил из своего кармана. В эти годы Ньютона часто приглашали в качестве консультанта в различные правительственные комиссии, а принцесса Каролина, будущая королева Великобритании, часами вела с ним во дворце беседы на философские и религиозные темы.

Последние годы

 В 1704 году вышла в свет (сначала  на английском языке) монография  «Оптика», определявшая развитие  этой науки до начала XIX века. Она  содержала приложение «О квадратуре  кривых» — первое и довольно  полное изложение ньютоновской версии математического анализа. Фактически это последний труд Ньютона по естественным наукам, хотя он прожил ещё более 20 лет. Каталог оставленной им библиотеки содержал книги в основном по истории и теологии, и именно этим занятиям Ньютон посвятил остаток жизни.Ньютон оставался управителем Монетного двора, поскольку этот пост, в отличие от должности смотрителя, не требовал от него особой активности. Дважды в неделю он ездил на Монетный двор, раз в неделю — на заседание Королевского общества. Ньютон так никогда и не совершил путешествия за пределы Англии.

В 1705 году королева Анна возвела Ньютона в рыцарское  достоинство. Отныне он сэр Исаак  Ньютон. Впервые в английской истории  звание рыцаря было присвоено за научные  заслуги; в следующий раз это  произошло более чем век спустя (1819, в отношении Гемфри Дэви). Впрочем, часть биографов считает, что королева руководствовалась не научными, а политическими мотивами. Ньютон обзавёлся собственным гербом и не очень достоверной родословной.

В 1707 году вышел  сборник математических работ Ньютона  «Универсальная арифметика». Приведенные  в ней численные методы ознаменовали рождение новой перспективной дисциплины — численного анализа.

 В 1708 году начался открытый приоритетный спор с  Лейбницем , в который были вовлечены даже царствующие особы. Эта распря двух гениев дорого обошлась науке — английская математическая школа вскоре увяла на целый век, а европейская — проигнорировала многие выдающиеся идеи Ньютона, переоткрыв их много позднее.Конфликт не погасила даже смерть Лейбница (1716).

Первое издание  «Начал» Ньютона давно было раскуплено. Многолетний труд Ньютона по подготовке 2-го издания, уточнённого и дополненного, увенчался успехом в 1710 году, когда  вышел первый том нового издания (последний, третий — в 1713 году). Начальный  тираж (700 экземпляров) оказался явно недостаточным, в 1714 и 1723 годах была допечатка. При  доработке второго тома Ньютону, в виде исключения, пришлось вернуться  к физике, чтобы объяснить расхождение  теории с опытными данными, и он сразу  же совершил крупное открытие —  гидродинамическое сжатие струи.[47] Теперь теория хорошо согласовывалась  с экспериментом. Ньютон добавил  в конец книги «Поучение» с  уничтожающей критикой «теории вихрей», с помощью которой его оппоненты-картезианцы  пытались объяснить движение планет. На естественный вопрос «а как на самом  деле?» в книге следует знаменитый и честный ответ: «Причину… свойств  силы тяготения я до сих пор  не мог вывести из явлений, гипотез же я не измышляю».

В апреле 1714 года Ньютон обобщил свой опыт финансового  регулирования и передал в  казначейство свою статью «Наблюдения  относительно ценности золота и серебра». В статье содержались конкретные предложения по корректировке стоимости драгоценных металлов. Эти предложения были частично приняты, и это благоприятно сказалось на английской экономике.

Последние годы жизни Ньютон посвятил написанию  «Хронологии древних царств», которой  занимался около 40 лет, и подготовкой  третьего издания «Начал». Третье издание  вышло в 1726 году; в отличие от второго, изменения в нём были невелики — в основном результаты новых  астрономических наблюдений, включая  довольно полный справочник по кометам, наблюдавшимся с XIV века. Среди прочих была представлена рассчитанная орбита кометы Галлея, новое появление которой  в указанное время (1758 год) наглядно подтвердило теоретические расчёты (к тому времени уже покойных) Ньютона и Галлея. Тираж книги  для научного издания тех лет  мог считаться огромным: 1250 экземпляров.

В 1725 году здоровье Ньютона начало заметно ухудшаться, и он переселился в Кенсингтон неподалёку от Лондона, где и скончался ночью, во сне, 20 (31) марта 1727 года. Письменного завещания он не оставил, но значительную часть своего крупного состояния он незадолго до смерти передал ближайшим родственникам. По указу короля похоронен в Вестминстерском аббатстве. 

Составить психологический портрет Ньютона  трудно, так как даже симпатизирующие  ему люди нередко приписывают Ньютону различные качества. Приходится учитывать и культ Ньютона в Англии, заставлявший авторов воспоминаний наделять великого учёного всеми мыслимыми добродетелями, и реальные противоречия в его натуре. Кроме того, к концу жизни в характере Ньютона появились такие черты, как добродушие, снисходительность и общительность, ранее ему не свойственные.

Внешне Ньютон был невысок, крепкого телосложения, с волнистыми волосами. Он почти  не болел, до старости сохранил густые волосы (уже с 30 лет совершенно седые) и все зубы, кроме одного. Никогда (по другим сведениям, почти никогда) не пользовался очками.Почти никогда не смеялся и не раздражался, нет упоминаний о его шутках или иных проявлениях чувства юмора. В денежных расчётах был аккуратен и бережлив, но не скуп. Никогда не был женат. Обычно находился в состоянии глубокой внутренней сосредоточенности, из-за чего нередко проявлял рассеянность: например, однажды, пригласив гостей, он пошёл в кладовую за вином, но тут его осенила какая-то научная идея, он помчался в кабинет и к гостям уже не вернулся. Был равнодушен к спорту, музыке, искусству, театру, путешествиям, хотя хорошо умел рисовать.Его помощник вспоминал: «Он не позволял себе никакого отдыха и передышки… считал потерянным всякий час, не посвященный занятиям [наукой]… Думаю, его немало печалила необходимость тратить время на еду и сон.» Со всем сказанным Ньютон сумел соединить житейскую практичность и здравомыслие, ярко проявившиеся в его успешном управлении Монетным двором и Королевским обществом. 

Воспитанный в пуританских традициях, Ньютон установил для себя ряд жёстких  принципов и самоограничений.И он не склонен был прощать другим то, что не простил бы себе; в этом корни многих его конфликтов .Тепло относился к родственникам и многим коллегам, но близких друзей не имел, не искал общества других людей, держался отстранённо. Вместе с тем Ньютон не был бессердечным и равнодушным к чужой судьбе. Когда после смерти своей сводной сестры Анны её дети остались без средств к существованию, Ньютон назначил несовершеннолетним детям пособие, а позже дочь Анны, Кэтрин, взял к себе на воспитание. Постоянно помогал и другим родственникам. «Будучи экономным и расчётливым, он вместе с тем очень свободно обращался с деньгами и был всегда готов помочь другу в нужде, не проявляя при этом навязчивости. Особенно благороден он по отношению к молодёжи.»Многие известные английские учёные — Стирлинг, Маклорен, астроном Джеймс Паунд и другие — с глубокой благодарностью вспоминали помощь, оказанную им Ньютоном в начале их научной карьеры.