Сафіін свет
раман пра гісторыю філасофіі
Юстэйн Гордэр
Выдавец: Зміцер Колас
Памер: 560с.
Мінск 2014
Каб гэта было напраўду так проста!
Але ў 1543 годзе выйшла невялічкая кніжка «Аб вярчэнні нябесных сфер». Яе напісаў польскі астраном Капернік, які памёр у той самы дзень, калі кніжка ўбачыла свет. Капернік сцвярджаў, што не Сонца рухаецца вакол Зямлі, а наадварот, Зямля вакол Сонца. Прынамсі, да такой высновы ён прыйшоў, назіраючы за нябеснымі целамі. На яго думку, якраз-такі рух Зямлі вакол сваёй восі і прымушае людзей верыць, быццам Сонца круціцца вакол Зямлі. Ён пісаў, што рух нябесных целаў можна зразумець нашмат лягчэй, калі прыняць, што Зямля і іншыя планеты рухаюцца вакол Сонца. Такую карціну свету калі ўсё круціцца вакол Сонца мы называем геліяцэнтрычнай.
I такая карціна правільная?
He зусім. Безумоўна, у тым, што Зямля круціцца вакол Сонца, Капернік меў рацыю. Але ён меркаваў таксама, што Сонца якраз і ёсць цэнтр Сусвету. Сёння мы ведаем, што Сонца толькі адна з незлічоных зорак і ўсе зоркі над намі складаюць толькі адну з мільярдаў галактык. Апроч таго, Капернік лічыў, што Зямля і іншыя планеты рухаюцца вакол Сонца па коле.
А гэта не так?
He так. У сваёй думцы аб руху па коле Капернік абапіраўся на старажытныя ўяўленні, што ўсе нябесныя целы абсалютна круглыя, а значыць і рухаюцца па кругавых арбітах, з той простай прычыны, што яны «нябесныя». Яшчэ з часоў Платона шар і кола лічыліся самымі дасканалымі геаметрычнымі фігурамі. Але на пачатку XVII стагоддзя нямецкі астраном Ёган Кеплер абвясціў пра вынікі сваіх шматлікіх назіранняў, якія даказвалі, што планеты рухаюцца па эліптычных або авальных арбітах, агульным фокусам якіх ёсць Сонца. Ён заўважыў таксама, што па меры таго, як планеты аддаляюцца ад Сонца, хуткасць іх руху змяншаецца. Кеплер упершыню выказаў думку, што Зямля такая самая планета, як усе іншыя. Апроч таго, ён меркаваў, што фізічныя законы дзейнічаюць аднолькава ва ўсім Сусвеце.
Як ён мог гэта ведаць?
Ён упэўніўся ў гэтым, бо вывучаў рух планет на свае вочы, а не пакладаўся на старажытныя напісы. Прыкладна ў адзін час з Каплерам жыў другі знакаміты вучоны, італьянец Галілеа Галілей. Каб назіраць за нябеснымі целамі, ён таксама карыстаўся падзорнай трубой. Ён вывучаў кратэры на Месяцы і даводзіў, што там, як на Зямлі, таксама ёсць даліны і горы. Апроч таго, Галілей адкрыў, што планета Юпітэр мае аж чатыры спадарожнікі. Выходзіла, што спадарожнік ёсць не толькі ў Зямлі. Але галоўная заслуга Галілея ў тым, што ён упершыню сфармуляваў так званы закон інэрцыі.
I што ён кажа?
Галілей пісаў так: «Ад пачатку набытая хуткасць цела будзе захоўвацца нязменнаю, пакуль на яе не падзейнічаюць знешнія сілы паскарэння або запавольвання».
Па-мойму, слушна.
I гэта вельмі важная заўвага. Ад старажытных часоў адным з галоўных аргументаў супраць руху Зямлі вакол сваёй восі, было меркаванне, што ў такім выпадку Зямля рухалася б так хутка, што падкінуты ўгору каменьчык упаў бы за многа метраў ад месца, дзе яго падкінулі.
А чаму адбываецца не так?
Калі ты, седзячы ў цягніку, выраніш яблык, ён упадзе не ў цябе за плячыма, а проста ўніз. I адбываецца гэта таму, што дзейнічае закон інэрцыі. Яблык захавае тую самую хуткасць, якая была ў яго да таго, як упасці.
Ага, здаецца, разумею.
У часы Галілея цягнікоў не было. Але калі ты будзеш каціць шар па падлозе, а пасля яго раптам выпусціш...
...шар пакоціцца далей...
...бо ён будзе захоўваць хуткасць і пасля таго, як ты яго выпусціла.
Але ўрэшце ён сам па сабе спыніцца вядома, калі не ўткнецца раней у сцяну.
Правільна, бо на яго хуткасць будуць уплываць знешнія сілы. У першую чаргу, падлога, асабліва калі яна з грубых дошак. А і без такой падлогі шар рана ці позна спыніцца пад уздзеяннем сілы цяжару. Пачакай, я зараз табе нешта пакажу.
Альбэрта Кнокс накіраваўся да старажытнага секрэтэра, дастаў нешта з шуфлядкі і, вярнуўшыся, паклаў перад Сафіяй драўляную дошку таўшчынёй некалькі міліметраў з аднаго канца і паступова счасаную пад нуль да другога. Побач з дошкай, якая заняла амаль увесь стол, Альбэрта паклаў зялёны шар.
Гэта нахіленая плоскасць, сказаў ён. Як ты думаеш, што будзе, калі я пушчу гэты шар з таўсцейшага боку?
Сафія засмучана ўздыхнула.
Стаўлю дзесяць крон, што ён скоціцца спачатку на стол, а пасля ўпадзе на падлогу.
Паглядзім.
Альбэрта пусціў шар, і той пакаціўся дакладна, як сказала Сафія: спярша на стол, пасля ўпаў на падлогу і дакаціўся аж да парога.
Дзіва дзіўнае, сказала Сафія.
A то не! Такія эксперыменты ставіў і Галілей.
Ён што, здурэў?
He трэба так. Яму проста хацеў усё вывучыць на сваім вопы-
це, і гэта быў толькі пачатак. Вось скажы мне, чаму шар пакаціўся з нахіленай плоскасці?
Таму што ён цяжкі.
Так. А што такое цяжар?
Ну што ў цябе за дурныя пытанні?
Яны не дурныя, калі ты не можаш адказаць. Чаму шар упаў уніз на падлогу?
Дзякуючы сіле цяжару.
Правільна, або яшчэ кажуць гравітацыі, сусветнага прыцягнення. Цяжар звязаны якраз з гравітацыяй, якая, уласна, і прывяла наш шар у рух.
Альбэрта схадзіў па шар і зноў падышоў да дошкі.
А зараз я паспрабую закаціць шарык па плоскасці назад, сказаў Альбэрта. А ты глядзі, як ён будзе рухацца.
Ён прысеў на кукішкі, прымерыўся і пусціў шар уверх па нахіленай дошцы. I Сафія ўбачыла, як шар спачатку пабег быў угору, пасля неяк адхіліўся і пакаціў назад, уніз.
Што ты бачыла? спытаў Альбэрта.
Шар пакаціўся крыва, бо дошка крывая.
А зараз я вазьму і пафарбую шар фламастэрам... мо тады мы лепш разгледзім тваё «крыва».
Ён прынёс фламастэр, пафарбаваў яго ў чорны колер і пасля зноў запусціў уверх. Цяпер Сафія выразней бачыла, як шар коціцца, бо ён пакідаў за сабою чорны след.
Як ты цяпер апісала б рух шара? спытаў Альбэрта.
Ён каціў па крывой... як бы апісаўшы паўкола.
Ну, вось жа ж, правільна! Альбэрта ўзрушана паглядзеў на Сафію. Але лінія, па якой ён каціўся, гэта не зусім кола. Такая фігура называецца парабалай.
Хай будзе парабала!
Але чаму шар пакаціўся менавіта так?
Сафія задумалася і, нарэшце, адказала:
Таму што дошка нахіленая, шар скочваецца на падлогу пад уздзеяннем сілы цяжару.
Выдатна! Мы прысутнічаем пры сенсацыі. Я запрашаю да сябе на паддашак нейкую дзяўчынку, і яна з першай спробы даходзіць да такой самай высновы, да якой прыйшоў Галілей.
Ен запляскаў у далоні. Сафія на імгненне нават спалохалася, падумаўшы, што ён з’ехаў з глузду. А Альбэрта сказаў:
Толькі што ты бачыла, як на прадмет уздзейнічаюць адначасова дзве сілы. Галілей заўважыў, што тое самае адбываецца, напрыклад, з гарматным ядром. Пасля стрэлу яно спачатку ляціць у паветры, але праз некаторы час паступова прыцягваецца да Зямлі. Рух ядра ў паветры, па сутнасці, адпавядае руху шара па нахіленай дошцы. У часы Галілея гэта было адкрыццём. Арыстоцель даўней меркаваў, што снарад, выпушчаны пад нахілам уверх, спярша апісвае ў паветры дугу, а пасля рэзка падае на зямлю. Гэта не адпавядала рэальнасці, але памылку Арыстоцеля заўважылі, толькі калі паставілі доследы.
Згода. Але няўжо гэта было так важна?
Ці было гэта важна?! Ды безумоўна! Гэтае адкрыццё мае сусветнае значэнне, дзіця маё. Сярод усіх навуковых адкрыццяў чалавецтва яно адно з найгалоўнейшых.
Спадзяюся, ты патлумачыш, чаму.
Пасля Галілея прыйшоў ангельскі фізік Ісак Ньютан, які жыў з 1642 па 1727 год. Менавіта ён даў канчатковае апісанне сонечнай сістэмы і руху планетаў. Разам з гэтым, ён дакладна растлумачыў, чаму яны так рухаюцца. I зрабіў ён гэта, абапіраючыся на так званую «Галілееву дынаміку».
Выходзіць, планеты гэта тыя самыя шары на нахіленай плоскасці?
У пэўным сэнсе. Але пачакай, Сафія.
Ды мне, урэшце, нічога не застаецца.
Яшчэ Кеплер заўважыў, што павінна існаваць нейкая сіла, якая прыцягвае нябесныя целы адно да аднаго. Так, напрыклад, планеты ўтрымлівацца на сваіх арбітах дзякуючы сіле Сонца. 1 гэтым самым можна патлумачыць, чаму па меры аддалення ад Сонца планеты запавольваюць рух. Кеплер меркаваў таксама, што прылівы
і адлівы іначай кажучы, павышэнне і паніжэнне ўзроўню вады ў моры ці акіяне выклікаюцца сілаю Месяца.
Яно так і ёсць.
Так і ёсць, але Галілей гэта якраз аспрэчваў. Ён смяяўся з Кеплера, які дапускаў, што «Месяц мае нейкую ўладу над вадою». Галілей не прымаў ідэі, што сілы гравітацыі дзейнічаюць на вялікіх адлегласцях, у тым ліку паміж рознымі нябеснымі целамі.
- I тут ён памыляўся.
- Так, тут ён даў маху. У гэта, увогуле, цяжка паверыць, бо Галілей вельмі цікавіўся зямным прыцягненнем і падзеннем цел на зямлю. Акрамя ўсяго іншага, ён паказаў, якім чынам розныя сілы ўздзейнічаюць на рух цела.
Але ж ты згадваў Ньютана.
Дык вось, прыйшоў Ньютан. I сфармуляваў так званы закон сусветнага прыцягнення. Гэты закон гаворыць, што прадметы прыцягваюцца адзін да аднаго з сілаю, якая ўзрастае з павелічэннем памераў прадметаў і памяншаецца з павелічэннем адлегласці паміж імі.
Думаю, я зразумела. Паміж двума сланамі, напрыклад, прыцягненне большае, чым паміж дзвюма мышамі. I паміж двума сланамі, якія жывуць у адным заапарку, прыцягненне большае, чым паміж сланом, які жыве ў Афрыцы, і другім, які жыве ў Індыі.
Ты правільна ўсё зразумела. А зараз пяройдзем да самага галоўнага. Ньютан адзначаў, што такое прыцягненне або «гравітацыя» універсальнае, то бок дзейнічае ў маштабах усяго Сусвеtv. Гэта значыць паўсюль, у тым ліку ў космасе паміж нябеснымі целамі. Кажуць, што гэтая ідэя аднойчы прыйшла яму ў галаву, калі ён сядзеў пад яблыняй. Убачыўшы, як яблык падае на зямлю, ён задумаўся, ці не тая самая сіла прыцягвае да Зямлі Месяц і ці не таму Месяц заўжды круціцца вакол Зямлі.
- Ну, тут яшчэ як глянуць.
- Чаму?
- Калі б Месяц прыцягваўся да Зямлі з тою самаю сілаю, якая прымушае ўпасці яблык, тады і Месяц упаў бы на Зямлю, а не круціўся б вакол яе, як кот вакол кашы...
Тут мы падыходзім да Ньютанавых законаў руху планет. Што да прыцягнення Месяца да Зямлі, дык напалову ты маеш рацыю, а напалову памыляешся. Як ты думаеш, чаму ўсё-ткі Месяц не падае на Зямлю? Бо сіла, з якою зямное прыцягненне ўздзейнічае на яго, сапраўды неверагодная. Уяві, якою яна павінна быць, каб падчас прыліву падняць узровень мора на некалькі метраў.
Мне цяжка на гэта адказаць.
Успомні Галілееву нахіленую плоскасць. Што адбылося з шарам, калі я пакаціў яго ўгору?
КНІГІ ОНЛАЙН
