[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Naciskany przez Halleya Newton zgodził się powtórzyć obliczenia i opublikować je.Nie tylko dotrzymał słowa, lecz uczynił znacznie więcej.W ciągu dwóch lat intensywnej pracy napisał swe arcydzieło: Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, czyli Zasady matematyczne filozofii przyrody, powszechnie znane jako Principia.W historii cywilizacji tylko kilka razy zdarzyło się, 2e ludzki umysł dokonał odkrycia tak przenikliwego i tak nieoczekiwanego, iż nie sposób zdecydować, co było bardziej zdumiewające — samo odkrycie czy proces myślowy, który do niego doprowadził.Publikacja Principiów stanowiła jeden z takich momentów.Niemal z dnia na dzień Newton stał się sławny.Do końca życia spływały nań zaszczyty i honory; był między innymi pierwszym Anglikiem, który za osiągnięcia naukowe otrzymał tytuł szlachecki.Nawet wielki niemiecki matematyk, Gottfried von Leibniz6, z którym Newton prowadził długi zażarty spór o pierwszeństwo odkrycia rachunku różniczkowego, uważał, że wkład Newtona do matematyki był nie mniejszy niż wszystkie uprzednie odkrycia matematyczne razem wzięte.“Bliżej bogów żaden śmiertelnik nie zaszedł", napisał Halley, a odczucia tą; podzielali niemal wszyscy jemu współcześni oraz niezliczone rzesze późniejszych uczonych.Principia zostały wprawdzie określone jako.jedna z najtrudniejszych książek wszech czasów"7 (Newton celowo uczynił ją trudną, aby uniknąć zawracania głowy ze strony “ignorantów"), lecz w istocie tekst stanowił drogowskaz dla tych, którzy chcieli i potrafili iść jego śladem.Newton nie tylko wyjaśnił i podał matematyczne podstawy orbit ciał niebieskich, lecz także zidentyfikował siłę przyciągania, która jest odpowiedzialna za ruchy planet — grawitację.Nagle okazało się, że każdy ruch we wszechświecie można sensownie wytłumaczyć.Trzy newtonowskie prawa ruchu (każde ciało porusza się wzdłuż linii prostej, dopóki jakaś siła nie zmusi go do zmiany prędkości lub kierunku ruchu; ciało przyspiesza w kierunku, w którym jest popychane; każda akcja spotyka się równą i przeciwnie skierowaną reakcją) oraz uniwersalne prawo grawitacji (każdy obiekt we wszechświecie przyciąga każdy inny obiekt) stanowiły cztery główne zagadnienia Principiów.Może ci się to nie wydawać prawdopodobne, lecz w tej chwili przyciągasz wszystko, co znajduje się wokół ciebie — ściany, sufit, lampę, kota — za sprawą swego niewielkiego (w istocie bardzo małego) pola grawitacyjnego, które rozciąga się na wszystkie strony wokół ciebie.Wszystkie te obiekty również działają na ciebie.Newton odkrył, że siła przyciągania dwóch ciał jest, jak ujął to Feynman, “proporcjonalna do masy każdego z nich i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między nimi"8.Inaczej mówiąc, jeżeli podwoisz odległość między nimi, siła przyciągania zmniejszy się czterokrotnie.Można to wyrazić za pomocą wzoruF ~G 2który dla większości z nas jest oczywiście całkowicie pozbawiony praktycznego pożytku, ale możemy przynajmniej podziwiać jego matematyczną elegancję.Kilka operacji mnożenia, proste dzielenie i.bingo — gdziekolwiek jesteś, znasz swoją grawitacyjną sytuację.Było to pierwsze uniwersalne prawo przyrody odkryte przez ludzki umysł i między innymi z tego powodu Newtona otacza tak powszechny szacunek.Publikacja Principiów nie obyła się bez przeszkód.Gdy praca była niemal ukończona, rozgorzał spór miedzy Newtonem i Hookiem o pierwszeństwo odkrycia prawa odwrotnych kwadratów.Newton odmówił wydania trzeciego tomu, bez którego publikacja pierwszych dwóch wydawała się mało sensowna.Tylko niezwykle energiczne, i zarazem dyplomatyczne, działania Halleya, hojnie szafującego pochlebstwami, pozwoliły mu wydrzeć końcowy tom z rąk kapryśnego profesora.Na tym bynajmniej nie skończyły się kłopoty Halleya.Royal Society zobowiązało się opublikować pracę, lecz w ostatniej chwili wycofało swoje poparcie, powołując się na trudności finansowe.Rok wcześniej Royal Society sfinansowało kosztowną pozycję, zatytułowaną The History of Fishes, która okazała się kompletnym niewypałem.Istniały obawy, że książka o czysto matematycznych zagadnieniach również nie zawojuje rynku.Halley opublikował Principia na własny koszt, mimo że jego sytuacja finansowa bynajmniej nie była różowa.(Newton, jak zwykle, nie dał ani grosza9.) Krótko przedtem przyjął stanowisko asystenta sekretarza w Royal Society, lecz został poinformowany, że zamiast umówionej pensji w wysokości 50 funtów rocznie będzie otrzymywał równowartość w naturze — w postaci egzemplarzy The History of Fishes10.Prawa Newtona wyjaśniały tak wiele różnych zjawisk — prądy morskie, ruchy planet, trajektorie pocisków armatnich, przyczyny, dla których nie spadamy w kosmos, lecz pozostajemy na Ziemi, mimo że powierzchnia planety wiruje z prędkością setek kilometrów na godzinę*, wytwarzając potężną siłę odśrodkową — że upłynęło sporo czasu, nim wszystkie konsekwencje utrwaliły się w powszechnej świadomości.Jedna z owych zasad jednakże niemal natychmiast wywołała ogromne kontrowersje.* Prędkość wirowania zależy od położenia geograficznego.Liniowa prędkość powierzchni Ziemi zmienia się od nieco więcej niż 1600 kilometrów na godzinę na równiku do zera na biegunach.W Londynie wynosi około 998 kilometrów na godzinę.Była to sugestia, że Ziemia nie jest ciałem dokładnie kulistym.Zgodnie z teoriąNewtona siła odśrodkowa, wywołana wirowym ruchem Ziemi, dq.winna spowodować nieznaczne spłaszczenie planety na biegunach oraz równie niewielkie wybrzuszenie na równiku.Między innymi oznaczało to że odległość odpowiadająca jednemu stopniowi szerokości geograficznej we Włoszech nie jest dokładnie taka sama jak w Szkocji.W szczególności odległość ta zmniejsza się w miarę oddalania się od bieguna.To nie była dobra wiadomość dla tych kartografów, którzy swoje pomiary rozmiaróyd planety opierali na założeniu, że jest ona idealną kulą — czyli w praktyce dla wszystkich.Przez ponad pół wieku próbowano dokładnie zmierzyć Ziemię.Jedną z pierwszych prób podjął angielski matematyk Richard Norwood.W młodości Norwood próbował zbić fortunę na wydobyciu pereł z dna morza.Na podstawie projektu Halleya zbudował dzwon nurkowy, z którym udał się na Bermudy.Przedsięwzięcie nie przyniosło jednak oczekiwanych zysków, ponieważ dzwon nie działał zgodnie z oczekiwaniami, a na Bermudach nie ma pereł, lecz Norwood nie należał do ludzi, którzy łatwo ulegają zniechęceniu.Na początku siedemnastego stulecia Bermudy miały złą sławę wśród kapitanów statków jako trudny do osiągnięcia cel podróży, ponieważ ówczesne techniki nawigacyjne były zbyt niedokładne, aby za ich pomocą dało się precyzyjnie zlokalizować archipelag, którego rozmiary są mikroskopijne w porównaniu z ogromem oceanu.Długość jednej mili morskiej nie była wtedy jeszcze sprecyzowana.Nawet najdrobniejszy błąd w obliczeniach nawigacyjnych ulegał powiększeniu w trakcie trawersowania oceanu i w rezultacie trafienie w cel wielkości Bermudów często stanowiło zadanie przekraczające możliwości ówczesnych nawigatorów.Norwood, którego pierwszą miłością była trygonometria, chciał wprowadzić do nawigacji nieco matematycznego rygoru i w tym celu zdecydował się zacząć od wyznaczenia odległości odpowiadającej jednemu stopniowi szerokości geograficznej.Zaczynając od murów wieży Tower w Londynie, Norwood spędził dwa pracowite lata, maszerując 335 kilometrów w kierunku północnym, w stronę Yorku, i mierząc dystans za pomocą wielokrotnie rozciąganego łańcucha.Cały czas musiał przy tym dokonywać precyzyjnych poprawek, aby uwzględnić nierówności terenu [ Pobierz całość w formacie PDF ]