Ускорение свободного падения

Порой разделить с человечеством добрую творческую мысль мешает примитивный языковой барьер. Так, талантливый нидерландский математик и физик конца XVI века Симон Стевин, о котором мы говорили выше, уступил ряд своих ценных открытий другим ученым только из-за того, что публиковал результаты своих исследований исключительно на родном языке, который был почти не знаком мировой общественности. А сделал Стевин для науки немало.

В фундаментальном труде «Начала равновесия» этот прозорливый человек на целых два столетия раньше других наглядно продемонстрировал обреченность попыток создания разных конструкций вечного двигателя. Исходя из научно обоснованного им же принципа невозможности совершения в природе вечного движения, он вывел важные законы равновесия сил на наклонной плоскости. Задолго до фон Майера, Г ельмгольца и Джоуля он обосновал закон сохранения энергии — один из основополагающих в науке. Стевин впервые предложил решать практические задачи статики с использованием новой методики, в основу которой был положен принцип сложения сил, одновременно накладываемых на тело в разных направлениях. Эти силы он изобразил векторными линиями, которые много позднее вошли в научную практику. Но и в этом случае он сопроводил свои схемы пояснениями на нидерландском языке, что оставило их незамеченными для широкой ученой общественности.

Еще одна насмешка судьбы. Вспомним сейчас о мысленном (или, быть может, реальном) эксперименте Галилея на Пизанской башне. С этой башни Галилей якобы бросал вниз разные по массе физические тела, чтобы опровергнуть бытовавшее со времен Аристотеля неопровержимое утверждение о том, что скорость падения тел пропорциональна их массе. Этот научный вывод с легкой руки древнегреческого философа тысячелетиями принимался за чистую монету. Но если об опыте Галилея человечество широко осведомлено, то о предшествующем ему эксперименте Симона Стевина, тоже отважившегося посостязаться с Аристотелем, не знает почти никто.

Стевин за четверть столетия до Галилея тоже сбрасывал с высоты свинцовые шары разной тяжести, регистрируя время их падения по звукам ударов по доске. Вдобавок Стевин фиксировал, как они нагревались при ударах, чтобы вывести дополнительно тепловые закономерности, сопутствующие соприкосновению физических тел.

Недавно стало известно, что исследования Стевина по магнетизму Земли тоже были весьма плодотворны и по своему значению, пожалуй, вряд ли уступят работам знаменитого англичанина Уильяма Гилберта, пионера в этой области физики. Мыслительная деятельность этих двух гениальных ученых, живших по разные стороны Северного моря, действительно во многом одинакова. Но не одинаковы их судьбы. Если идеи Гилберта золотыми буквами вписаны в азбуку научных достижений, то идеи Стевина неоправданно забыты. А ведь их взгляды сходились не только в отношении природы магнетизма, они под одним углом зрения рассматривали и проблемы построения мироздания. Оба в опасное для инакомыслия время открыто признали гелиоцентрическую систему Коперника и разделили «космические» идеи Кеплера. Примечательно, что Гилберт при этом опять-таки почти не пострадал, а вот Стевин лишился места профессора в Лейденском университете, которое ему все прочили, а заодно и возможности публиковать свои научные труды.

О необыкновенно широком спектре работ, которые создал Стевин, мы уже говорили. С высокой долей вероятности можно предположить, что результаты опытов с шарами и доской были известны Галилею. Его эксперименты, как мысленные, так и проведенные в реальности, были не столько открытиями, сколько проверкой утверждений предшественников и коллег. Ведь это первый шаг любого исследования: если не получается так, как у другого автора, ученый должен задаться вопросом, почему именно.

Галилей следующими словами описывает знаменитый эксперимент в книге «О движении»:

«Представьте себе два предмета, один из которых тяжелее другого, соединенных веревкой друг с другом, и сбросьте эту связку с башни. Если мы предположим, что тяжелые предметы действительно падают быстрее, чем легкие, и наоборот, то легкий предмет должен будет замедлять падение тяжелого. Но поскольку рассматриваемая система в целом тяжелее, чем один тяжелый предмет, то она должна падать быстрее его. Таким образом мы приходим к противоречию, из которого следует, что изначальное предположение (тяжелые предметы падают быстрее легких) — неверно».