Ньютон и Циолковский
Гаврюшин Н. К.
Сопоставить имена Ньютона и Циолковского заманчиво по следующему обстоятельству. Ньютон по существу явился творцом того космоса, теорию пространственного освоения которого развил Циолковский – как раз в тот момент, когда на смену классической механике приходила механика релятивистская и возникала принципиально новая концепция мироздания. Ньютон поэтому в такой же мере может рассматриваться как предтеча теоретической космонавтики, в какой Циолковский – как один из последних ньютонианцев.
Есть известные основания задаться вопросом: почему сам Ньютон не проявил интереса к теории космических полетов?
В период его жизни путешествия на Луну и планеты стали устойчивым сюжетным звеном в фантастических романах; возможность контакта с инопланетянами всерьез занимала ученых. Иоганн Кеплер до последних дней жизни работал над рассказом "Сновидение, или лунная астрономия"; Джон Уилкинс, один из основателей Английского Королевского общества, ко второму изданию своей книги "Открытие нового мира" написал специальную главу, посвященную обсуждению возможности полета к Луне; эта проблема занимает Фонтенелля в "Разговорах о множестве миров"."Человека на луна" Фрэнсиса Годвина, романы Сирано де Бержерака,"Экстазное небесное путешествие Афанасия Кирхера, "Космотеорос" Христиана Гюйгенса во второй половине ХVII в. читает вся образованная Европа. Яркое тому свидетельство – "Новые опыты о человеческом разуме" Лейбница. В 1640 г. Мерсенн в письме к Яну Коменскому сообщает о проекте универсального языка, который будет понятен даже для жителей Луны.
Ньютон, по-видимому, не мог не знать и об интересе своих коллег к средствам полета, ибо именно в Английском Королевском обществе "Роберт Гук и сэр Кристофер Рэн... создавали модели "крыльев" и "(летающих) повозок", обсуждали с такими орнитологами как Фрэнсис Виллуби принципы полета птиц, а с Робертом Бойлем – природу воздуха, и поддерживали тесные контакты по проблемам полета с экспериментаторами на континенте".
Не мог не знать Ньютон и о существовании боевых и фейерверочных ракет, а возможно и читал содержавшую подробные их описания книгу К.Сименовича, вышедшую в Голландии.
Во всяком случае, его несомненно интересовал феномен реактивного движения: "В первом издании "Начал" (1687), – пишет Г.К. Михайлов, – Ньютон дал, при рассмотрении истечения воды из сосудов через отверстие, по-видимому, первую количественную оценку силы реакции горизонтально вытекающей струи", и далее "попутно отметил, что таково же объяснение движения начиненных порохом шаров, увлекающихся в процессе извержения вещества с пламенем через сделанное в них отверстие в сторону, противоположную направлению пламени".
В последующих изданиях Ньютон, правда, "опустил все явные упоминания о силе реакции вытекающей струи воды" и движении огненных шаров. Тем не менее, отдельные авторы приписывали Ньютону "проект реактивного парового автомобиля и даже предсказание космических полетов с помощью реактивных летательных аппаратов.
По-видимому, вполне доверял этим сведениям и К.Э.Циолковский, если судить следующим его высказываниям: "Даже скромный и гениальный И.Ньютон (в 17 стол.) не находил ничего невозможного в межпланетных путешествиях"; "Мы считаем лишним приводить тут мнения множества писателей о возможности заатмосферных скитаний. Ограничимся только двумя всемирно известными авторитетами: Гауссом и Ньютоном. Последний сказал: "с помощью реактивного двигателя корабли могут летать в мировом пространстве". Очевидно, подобного же рода сообщения дали основание Жюлю Дюэму, "вслед за Петером Тене", провозгласить Ньютона "отцом астронавтики".
Однако с документальной точностью мы пока можем говорить только о том, что Ньютон отмечал возможность придания ядру первой и второй космических скоростей: "... Увеличивая скорость, можно заставить его (ядро - Н.Г.) окружить всю Землю и даже уйти в небесные пространства и продолжать удаляться до бесконечности.
На основании одного такого высказывания не приходится говорить о сколь-нибудь серьезном интересе творца небесной механики к теории космических полетов. Возможно, со временем появятся новые данные, но сейчас вполне можно констатировать правомерность поставленного в начале статьи вопроса, тесным образом связанного с другим – какие обстоятельства способствовали созданию теоретической космонавтики К.Э. Циолковским?
Напрашивается предположение, что в эпоху Ньютона для создания теории космических полетов все же недоставало каких-то научно-технических предпосылок, которые появились только в период творческой деятельности К.Э. Циолковского. Однако это предположение должно быть отклонено по следующим обстоятельствам.
Уже в начале XIX в. была построена математически строгая теория движения ракет (В.Мур. 1810-1811) и проведены исследования по динамике систем с переменными массами (Г. фон Бюкуа), а инженерная мысль уже в 1840-х гг. была увлечена проектом космического летательного аппарата (С.И.Астраков).
Если к тому же сопоставить два таких факта, относящихся к периоду "лунного бума" 1830-х гт. (слухи об "открытии" Д.Гершелем "жителей Луны"), как анализ Ф.В. Бесселем влияния истечения кометного вещества на движение самой кометы и сравнение кометы с космическим кораблем в романе А.Ф. Вельтмана ("Вот бесподобный пароход!...как будто тело, быстро рассекающее эфир, не есть летящий по безбрежному морю корабль, оставляющий за собою огненную струю, видимую во время мрака?..", станет ясно, что в начале XIX в. Идеи теоретической космонавтики буквально носились в воздухе.
Что же касается К.Э. Циолковского, то он, как мы увидим в дальнейшем, во всех своих основных трудах исходил из принципов и законов ньютоновской механики.
Можно также предположить, что созданию К.Э. Циолковским теоретической космонавтики способствовали определенные мировоззренческие установки, которых во времена Ньютона в принципе быть не могло. Возросшая секуляризация сознания, укрепление авторитета естествознания в мировоззренческих вопросах" усиление утопических исканий могут быть названы в первую очередь. Однако не только космические интересы современников Ньютона ставят под сомнение эту гипотезу.
Если допустить, что мировоззренческие установки должны находить отражение в конфессиональной сфере, то придётся признать, что у Ньютона и Циолковского в данном отношении довольно много общего. Хотя Циолковский в своих соответствующих работах в текстологическом плане менее скрупулезен, а в идейном порой более радикален, чем Ньютон в историко-теологических трудах, склонность обоих к арианству не подлежит сомнению.
Остается обратиться к индивидуально-психологическим особенностям творчества обоих ученых, чтобы понять различия в их творческих интересах. Отличавшийся хорошим здоровьем, всегда материально обеспеченный Ньютон сочетал в себе удивительным образом здравомыслие и практика с мистически-трансцендентальными устремлениями. Историки затрудняются дать точную его характеристику как психологического типа: говорят, что он "Коперник и Фауст одновременно" или скорее "Паскаль, "Мыслей" которого мы еще не знаем".
Несомненно одно – у Ньютона не было ни особых мотивов, ни внутреннего расположения к утопическим построениям; проблемы реальные И практические он решал столь же реальными и практическими методами, идеальное же мыслил как таковое, ни в малой степени не задумываясь о его "материализации".
Иное дело Циолковский. С детства мечтательный, болезненный, страдавший от глухоты и связанной c ней отчужденности, долгое время испытывавший недостаток в материальных средствах, он изначально занят проблемой страданий и возможностью их полного устранения. Совершенно непрактичный, даже и не помышляющий решить эту проблему для одного себя, он ставит её во вселенском масштабе и надеется найти ее универсальное решение: реализовать, "материализовать" идеальный строй жизни.
Одна из самых первых его работ имеет подзаголовок "Вопрос о вечном блаженстве". Способ решения этого вопроса – "вычисления формулы" …
Ньютона тяготило всемирное тяготение, Циолковский весь устремлен в "свободное пространство". В конце жизни ему даже стало казаться, что он с детства "мечтал о полном отсутствии силы тяжести".
Влияние идей Ньютона было для Циолковского едва ли не определяющим. Изучению им жизни и трудов английского ученого способствовал целый ряд обстоятельств, в первую очередь, то, что, для нескольких поколений естествоиспытателей образ Ньютона был символом "новой науки". Не приходится сомневаться, что заметную роль сыграли и дружеские отношения Циолковского с переводчиком биографии Ньютона В.И.Ассоновым.
Известно также, что, по собственному признанию, Циолковский "много читал Араго", в "Биографиях" которого заметное внимание уделено творцу небесной механики. С ньютоновскими законами знакомили и многочисленные учебники, по которым Циолковский занимался самообразованием. "Помню механику Вейсбаха и Брашмана, – писал он впоследствии, – ньютоновские "Принципы" и другие". Часто обращался Циолковский к статье "Ньютон" в "Энциклопедическом словаре" Брокгауза-Ефрона.
Образ Ньютона фигурирует во многих работах калужского мечтателя. В статье "двигатели прогресса", отмечая равнодушие общества к новым научным трудам, Циолковский, в качестве одного из примеров приводит тот факт, что "рукопись Ньютона лежала много лет в архиве Корол[евского] общества". В повести "Вне Земли", среди имен крупнейших ученых, в своеобразном научном сообществе готовящих первый космический полет, мы также встречаем Ньютона.
Прямое или косвенное знакомство с "Математическими началами натуральной философии" Ньютона, по предположению Р.С.Шихранова,могло сказаться уже на самых ранних из дошедших до нас работ Циолковского. Так, в рукописи 1879 г. находится чертеж радиального колодца к центру Земли с указанием времени (20 мин.) движения до него от поверхности. У Ньютона (Предлож, XXVII, Теор.XII), в общей форме рассматривается падение тела по прямой под действием центростремительной силы, пропорциональной расстоянию до центра притяжения. В работе "Механика подобно изменяющегося организма" (1882-1883) Циолковский, очевидно, использует закон механического подобия Ньютона.
В результате своего исследования Р.С. Шихранов пришел к выводу, что "у Циолковского до 1878 г. было достаточно возможностей, чтобы ознакомиться с сочинением Ньютона. И его рукопись 1879 г. и сочинение 1895 г. "Грезы о Земле и небе…"свидетельствуют о том, что он, по-видимому, читал полный текст "Принципов" Ньютона, так как русские переводы не дают таких подробностей".
В своем восприятии ньютонианских идей Циолковский, очевидно, отчасти повторил путь Вольтера, первого крупного популяризаторе Ньютона, который основательно проникшись идеями всемирного тяготения и ньютоновской космологией ("Элементы философии Ньютона", 1738), публикует позднее философский роман "Микромегас" (1756), в котором в яркой образной форме иллюстрирует закон механического подобия Ньютона, изменение относительной тяжести на небесных телах, популяризирует идею межпланетных сообщений.
Результаты аналогичной переработки ньютоновских идей Циолковским получили четкое выражение в повести "Грезы о Земле и небе и эффекты всемирного тяготения" (1895), также в значительной мере построенной на космогонии Ньютона и его законе механического подобия. Нельзя не вспомнить о героях "Микромегаса" и читая его статью "Биология великанов и карликов".
Особенно отчетливо ньютонианство Циолковского проявилось в его отношении к открытиям в физике микромира. В связи с появлением в 1923 г. русского перевода статей Н.Бора, Циолковский пишет статью "Гипотеза Бора и строение атома", в которой, по собственным его словам, делает попытку "направить изучение лучеиспускания и сопряженного с ним строения атома на дорогу менее мистическую, хотя и также гипотетическую. Но по крайней мере тут будет доминировать известная ньютоновская механика"; "я принимаю небесную механику, совершенно исключая электричество и объясняя его законы движением и притяжением", – писал он.
Известны отрицательные высказывания Циолковского в адрес Лобачевского, Минковского, Эйнштейна, научные открытия которых подрывали основу программы освоения космоса – представление о пространственно-временной однородности и механичности мироздания, выраставшее из ныотонианской физики. Против Эйнштейна Циолковский написал даже специальную статью "Библия и научные тенденции Запада", в которой интерпретирует теорию относительности как попытку в неявной форме возобновить библейскую концепцию "шести дней творения".
Однако ньютонианство Циолковского не было до конца последовательным, и в своем восприятии наследия английского ученого он сохраняет характерную для большинства русских естествоиспытателей двойственность по отношению к автору "Математических начал".
Появление этой двойственности совпадает с началом работы Петербургской Академии наук. Как отмечает Т.П. Кравец, хотя "первое же известие о научных работах новой Академии было соединено с именем Ньютона и было посвящено одному из его предложений", диспутанты были проводниками идей Вольфа, а через него – Лейбница. Ломоносов, хотя и мечтает о российских Невтонах, высказывается против определения всемирного тяготения как основного свойства материи, а в теории света склоняется к "Гугению".
Исследователей изумляет, "как могли ужиться в сознании Менделеева в одно и то же, по-видимому, время две такие противоположности, как острое ощущение совершенной непригодности ньютонианских традиций в химии для объяснения периодической системы элементов и столь же живое убеждение, что все и всякие успехи в химии возможны только под знаменем "Математических начал естественной философии" Ньютона.
Подобно Ломоносову, Циолковский в своей "Кинетической теории света" склоняется к концепции Гюйгенсa-Френеля. Он не может также скрыть своего восхищения "спиритуалистическим монизмом" Лейбница и признает влияние учения о монадах на формирование собственной концепции атомистического панпсихизма. Ему даже неоднократно приходится предупреждать от смещения его "атома" с монадой Лейбница.
Исторический конфликт ньютонианства и лейбницианства для Циолковского, как и для других русских ученых, стал одной из скрытых пружин научного творчества. И если в своих трудах по теории космического полета Циолковский весь во власти ньютоновской механики и космологии, то в "Космической философии" и "Монизме Вселенной" он гораздо ближе к лейбницевскому мншлению. "Жители планет" и проблема контактов с ними, гармонический строй общественной жизни и идея всеобщего счастья – это уже в традиции автора "Новых опытов о человеческом разуме".