Эйлер и его воззрения

Остановимся в заключении на роли физических воззрений Ломоносова в развитии современной ему физики. Прежде всего отметим замечательную согласованность физических воззрений Ломоносова и Эйлера, несомненно влиявших друг на друга.

Знаменитый математик XVIII в. Леонард Эйлер, признанный учитель всех выдающихся геометров Европы ("он учитель нас всех", говорил Лаплас) родился в 1707 г. в Базеле. Его учителем математики был Иоганн Бернулли. Его отец - пастор, готовивший Эйлера также к духовному званию, был в свою очередь учеником Якова Бернулли. 16 лет Эйлер сдал магистерский экзамен, прочитав речь о философии Ньютона и Декарта. Этот знаменитый спор всю жизнь занимал его. Дружба с молодыми Даниилом и Николаем Бернулли имела решающее значение в выборе жизненного пути для Эйлера, он не сделался богословом, к великому счастью для науки.

Когда братья Бернулли приехали в Петербург, они сейчас же предприняли шаги и к приглашению Эйлера. Однако выяснилось, что математические и физические кафедры были уже замещены, была свободна кафедра физиологии. Эйлер спешно принимается за изучение медицины и физиологии. В день смерти Екатерины Эйлер прибыл в Петербург. Таким образом он очутился в России в неблагоприятную для академии пору. Академики начали разъезжаться, освободилась сначала кафедра физики, а затем и математики. С 1730 г. Эйлер - академик по кафедре математики. В 1736 г., в год выхода своей "Механики", Эйлер потерял глаз в результате трёхдневной напряжённой вычислительной работы.

В 1741 г. Эйлер уехал в Берлин и вернулся в Россию только в 1766 г. Следовательно, он не мог встретиться с Ломоносовым, за исключением, может быть, краткого периода, когда Ломоносов был ещё студентом Академического университета. Их переписка началась, вероятно, в 1746 г., затем прервалась в связи с семилетней войной. Последнее письмо Эйлера Ломоносову заключало просьбу получить компенсацию за ущерб, принесённый ему постоем русских войск, занявших Берлин. Ломоносов просьбу выполнил, Эйлер компенсацию получил.

Эйлер

Несмотря на большие несчастья (пожар, потеря второго глаза после неудачной операции), выпавшие на долю Эйлера в последний период его жизни, он продолжал напряжённо работать. Умер он внезапно; 17 сентября 1783 г. Эйлер прекратил "вычислять и жить" (Кондорсе).

Продукция Эйлера огромна. Известно 865 различных его работ, большинство которых относится к русскому периоду. Даже в берлинский период Эйлер не порывает связи с Петербургской академией, ведёт непрерывную переписку, посылает в "Комментарии" свои работы, , посылает отдельные большие труды. Петербургская школа математиков справедливо считает своим основателем Эйлера.

Физические воззрения Эйлера не отличались такой цельностью и последовательностью, как воззрения Ломоносова. У него была слишком сильна теологическая струя, да и в собственно физических взглядах он нередко колеблется между ньютонианством и картезианством. Не подлежит сомнению, что прогрессивные картезианские идеи, развиваемые Эйлером, в значительной степени навеяны Ломоносовым. Критика ньютоновской теории истечения поразительно совпадает с ломоносовской. Однако эйлеровская теория цветов отличается от ломоносовской, её можно назвать резонансной теорией. Приведём изложение этой теории самим Эйлером в письме Ломоносову от 30 марта 1754 г.

"...я принимаю, что свет в эфире, подобно звуку в воздухе, рождается колебательным движением, и основываю различие цветов на различной скорости колебаний, так что цвета различаются друг от друга так же, как высокие и низкие звуки; при помощи этого даётся достаточно вероятное, как мне кажется, объяснение, почему одни цвета претерпевают большее, другие - меньшее преломление. Затем я отбрасываю пучки, составленные из всякого рода лучей, и на место их ставлю разного рода колебания, возбуждаемые отдельными частичками солнца или другого светящегося тела и распространяющиеся при преломлении по разным направлениям. Далее я никак не могу постигнуть, почему от поверхности, например, красного тела, откуда бы оно ни освещалось солнечными лучами, отражаются только красные лучи во все стороны: объяснение этого природного отражения мне всегда казалось весьма неудачным".

"Итак, я не думаю, что мы видим непрозрачные тела при посредстве лучей, отражённых их поверхностью: совершенно другое объяснение мне дало рассмотрение тех звуков, которые издают струны не от удара, но возбуждённые созвучием. Таким же образом, думаю, приводятся в колебание мельчайшие частички непрозрачного тела от лучей света. Я считаю, что эти мельчайшие частички обладают известной степенью упругости, так что они при ударе должны дать начало некоторому числу колебаний, причём сами лучи падающего света производят действие ударяющей силы так же точно, как звук возбуждает струну, натянутую для этого звука. Этим путём отдельные частички непрозрачного тела до тех пор, пока освещаются лучами, возбуждаются к определённому колебательному движению; это движение, сообщаемое окружающей эфирной жидкости, будет производить в ней подобное же колебательное движение, а, следовательно, и лучи света".

Рис. 172. Титул 'Писем к немецкой принцессе'

"... Отсюда мы находим истинное определение цвета тел, и тело, например, является красным, если его мельчайшие частички так построены, что от данного возбуждения издают в известное время определённое число колебаний".

Свои физические и философские воззрения Эйлер изложил в известных "Письмах к немецкой принцессе", вышедших в трёх частях в Петербурге в 1767-1772 гг. на французском языке. Несколько позже появился русский перевод этих писем, сделанный Румовским, учеником Ломоносова и Эйлера. Письма эти представляют написанную живым и ясным языком своеобразную философскую и физическую энциклопедию.

Выступления против Ньютона, а также теологические рассуждения заставляли, например, Лагранжа отрицательно относиться к этой весьма замечательной книге. Вероятно, этим объясняется и то, что многие блестящие теории Эйлера, вроде его оптической теории, не были оценены современниками. Здесь же Эйлер развивает и свою теорию эфира, построенную в духе ломоносовских представлений. Эйлер указывает на чрезвычайную скудость теоретических основ учения об электричестве, на господство слепой эмпирики в этой новой области физики и предлагает изгнать представление об особых электрических материях.

Электрические явления производятся эфиром, заключённым в порах тела. Поры тел могут быть трёх классов, большие или открытые, малые или замкнутые и средние. Если эфир, заключённый в порах тел, находится в равновесии с окружающим эфиром, то тело нейтрально. Нарушение такого равновесия и есть процесс электризации. Тело, в порах которого эфир имеет упругость большую, чем окружающий эфир, будет наэлектризовано положительно, имеющее меньшую упругость, наэлектризовано отрицательно. При трении двух разнородных тел поры сжимаются и, смотря по тому, у какого тела поры сжимаются сильнее, будет наблюдаться переход эфира от одного тела к другому.

Непроводников по эйлеровской теории нет, ибо даже тело с замкнутыми порами в конце концов будет находиться в равновесии с окружающим эфиром, т. е. разряжается.

Эйлер обратил внимание на вихревой характер магнитных сил. Этим магнитные явления резко отличаются от электрических, и поэтому он вернулся к картезианской теории вихревых истечений особой магнитной жидкости, более тонкой, чем эфир. Как видим, даже в концепции Эйлера, стремившегося к построению единой картины физических процессов, нет места для взаимосвязи электричества и магнетизма. Гильбертовская теория господствует безраздельно.

Оценивая теорию Эйлера, Розенбергер говорит, что она '"представляет высокий интерес в том отношении, что... сводит на эфир, как на общую причину, механическую силу, свет, теплоту и электричество... Эйлер заслуживает нашей благодарности и высочайшего нашего изумления за то, что он уже более столетия назад не только указал на такую общую причину, но отчасти и вывел из неё явления различных категорий". Чего же в таком случае заслуживает предшественник Эйлера, Ломоносов?

Нам неоднократно приходилось указывать на то, что Ломоносов, а вслед за ним и Эйлер шли против течения. Ньютонианский дух всё более и более проникал в физику. Ломоносов и Эйлер резко выступали против монадистов, дающих философское обоснование ньютонианству. В письме к Эйлеру от 23 февраля 1754 г. Ломоносов писал: "Признаюсь, что я главным образом и оттого всё это и оставил, чтобы, нападая на писания великих мужей, не показаться скорее хвастуном, чем поборником истины. Эта же самая причина мне давно уже препятствует предложить на обсуждение учёному свету мои мысли о монадах. Хотя я твёрдо уверен, что это учение должно быть до основания уничтожено моими доказательствами, но я боюсь опечалить горечью духа старость мужу, благодеяния которого по отношению ко мне я не могу забыть^*, иначе я не побоялся бы раздражать по всей Германии шершней - монадистов".

^* (Речь идет о Вольфе.)

Эйлер в своём ответе писал, что "Вымысел монад уже почти всеми отвергнут", однако позднее, в своих "Письмах к принцессе",он уделил большое внимание разбору и критике учения о монадах. Дело в том, что идея действия на расстояние получила с того времени (1754) новое развитие. В 1759 г. появился уже не раз упоминавшийся нами трактат Эпинуса, вводивший ньютонианское дальнодействие в электричество, и известный трактат Босковича"Philosophiae naturalis Thecria". Это сочинение учёного иезуита несомненно является крупной вехой в истории атомистики. Боскович желает обосновать и механику и оптику Ньютона. Он рассматривает материю как совокупность силовых центров, математических точек. Сила является весьма сложной функцией от расстояния, на больших расстояниях от центра она совпадает с ньютоновским тяготением, при приближении к центру происходит чередование переходов притягательных сил в отталкивательные, и наоборот. Это даёт возможность Босковичу построить модель упругого тела, истолковать ньютоновские "приступы" световых частиц и т. д. Ломоносов был знаком с этим трактатом: мы уже упоминали, что он имелся в его библиотеке; конечно, он был знаком и с работой Эпинуса. Его споры с Эпинусом, несомненно, отчасти имели источником и различие в физических воззрениях. Но это означает, что влияние ломоносовских идей проявилось и в другом, так сказать "отрицательном", отношении, стимулируя до известной степени развитие антагонистических теорий. Таким образом мы видим, что научные работы Ломоносова и его программные высказывания являлись ведущими в направлении развития прогрессивных идей в мировой физике 18 в.

Нельзя не отметить в заключение одного существенного обстоятельства. В течение почти полувека Петербург занимал ведущее положение в научном прогрессе. Такие фундаментальные вещи, как механика Эйлера, калориметрия Рихмана и Ломоносова, теория электричества Ломоносова-Эйлера и противоположная им теория Эпинуса, атомистика Ломоносова вышли из Петербурга.