3. Наукова діяльність

З роботами Ньютона пов'язана нова епоха у фізиці і математиці. Він завершив розпочате Галілеєм створення теоретичної фізики, заснованої, з одного боку, на дослідних даних, а з іншого - на кількісно-математичному описі природи. У математиці з'являються потужні аналітичні методи. У фізиці основним методом дослідження природи стає побудова адекватних математичних моделей природних процесів і інтенсивне дослідження цих моделей із систематичним залученням всієї потужності нового математичного апарату. Наступні століття довели виняткову плідність такого підходу.

3.1. Філософія і науковий метод

Ньютон рішуче відкинув популярний в кінці XVII століття підхід Декарта та його послідовників- картезіанцев, що наказував при побудові наукової теорії спочатку "проникливістю розуму" знайти "першопричини" досліджуваного явища. На практиці цей підхід часто приводив до висунення надуманих гіпотез про "субстанціях" і "прихованих властивості", що не піддаються дослідної перевірки. Ньютон вважав, що в "натуральної філософії" (тобто фізики) припустимі лише такі припущення ("принципи", зараз вважають за краще назву "закони природи"), які прямо випливають з надійних експериментів, узагальнюють їх результати; гіпотезами ж він називав припущення, недостатньо обгрунтовані дослідами. "Все ..., що не виводиться з явищ, повинно називатися гіпотезою; гіпотезам же метафізичним, фізичним, механічним, прихованим властивостям не місце в експериментальній філософії". ^[79] Прикладами принципів служать закон тяжіння і 3 закону механіки в "Засадах"; слово " принципи "(Principia Mathematica, традиційно перекладається як" математичні початку ") міститься і в назві його головної книги.

У листі до Пардізу Ньютон сформулював "золоте правило науки": ^[80]

Кращим і найбільш безпечним методом філософствування, як мені здається, має бути спочатку старанне дослідження властивостей речей і встановлення цих властивостей за допомогою експериментів, а потім поступове просування до гіпотез, що пояснюють ці властивості. Гіпотези можуть бути корисні лише при поясненні властивостей речей, але немає необхідності звалювати на них обов'язки визначати ці властивості поза меж, виявлених експериментом ... адже можна винайти безліч гіпотез, що пояснюють будь-які нові труднощі.

Такий підхід не тільки ставив поза науки умоглядні фантазії (наприклад, міркування картезіанцев про властивості "тонких матерій", нібито пояснюють електромагнітні явища), але був більш гнучким і плідним, тому що допускав математичне моделювання явищ, для яких першопричини ще не виявлені. Це і відбулося з тяжінням і теорією світла - їх природа прояснилася набагато пізніше, що не заважало успішному багатовіковому застосування ньютоновских моделей.

Знаменита фраза "гіпотез не вигадую" ( лат. Hypotheses non fingo ), Звичайно, не означає, що Ньютон недооцінював важливість знаходження "першопричин", якщо вони однозначно підтверджуються на досвіді. Отримані з експерименту загальні принципи і наслідки з них повинні також пройти дослідну перевірку, яка може призвести до корегування або навіть зміну принципів. ^[81] "Усі труднощі фізики ... полягає в тому, щоб по явищах руху розпізнати сили природи, а потім по цих силах пояснити інші явища ".

Ньютон, так само як Галілей, вважав, що в основі всіх процесів природи лежить механічне рух: ^[49]

Було б бажано вивести з початків механіки й інші явища природи ... бо багато змушує мене припускати, що всі ці явища зумовлюються деякими силами, з якими частки тіл, внаслідок причин поки невідомих, або прагнуть один до одного і зчіплюються в правильні фігури, або ж взаємно відштовхуються і віддаляються один від одного. Так як ці сили невідомі, то до сих пір спроби філософів пояснити явища природи і залишалися безплідними.

Свій науковий метод Ньютон сформулював у книзі "Оптика": ^[82]

Як у математиці, так і при випробуванні природи, при дослідженні складних питань, аналітичний метод повинен передувати синтетичному. Цей аналіз полягає в тому, що з експериментів і спостережень за допомогою індукції виводять загальні висновки і не допускають проти них ніяких заперечень, які не виходили б з дослідів або інших надійних істин. Бо гіпотези не розглядаються в експериментальній філософії. Хоча отримані за допомогою індукції з експериментів і спостережень результати не можуть ще служити доказом загальних висновків, все ж це - найкращий шлях робити висновки, який допускає природа речей.

У 3-у книгу "Почав" (починаючи з 2-го видання) Ньютон помістив ряд методичних правил, спрямованих проти картезіанцев; перший з них - варіант "Бритви Оккама" : ^[83]

Правило I. Не повинно приймати в природі інших причин понад ті, які істинні та достатні для пояснення явищ ... природа нічого не робить даремно, а було б марним здійснювати багатьом те, що може бути зроблено меншим. Природа проста і не розкошує зайвими причинами речей ... Правило IV. У дослідній фізики пропозиції, виведені з відбуваються явищ за допомогою наведення [індукції], незважаючи на можливість противних їм припущень, повинні бути шановані за вірні або в точності, або приблизно, поки не знайдуться такі явища, якими вони ще більш уточнюються або ж виявляться схильними винятків.

Механістичні погляди Ньютона виявилися невірні - не всі явища природи випливають з механічного руху. Проте його науковий метод утвердився в науці. Сучасна фізика успішно досліджує і застосовує явища, природа яких ще не з'ясована (наприклад, елементарні частинки). Починаючи з Ньютона, природознавство розвивається, твердо впевнене в тому, що світ пізнати, тому що природа влаштована за простим математичним принципам. ^[84] Ця впевненість стала філософської базою для грандіозного прогресу науки і технології.