17 век был временем сильного религиозного чувства, и нигде это чувство не было более сильным, чем в Великобритании. Там набожному молодому человеку, Исааку Ньютону, наконец-то предстояло открыть путь к новому синтезу, в котором была открыта истина и сохранен Бог.
Исаак Ньютон: математические принципы естественной философии
Ньютон был одновременно экспериментальным и математическим гением, что позволило ему создать как систему Коперника, так и новую механику. Его метод был сам по себе прост: “на основе явлений движения исследовать силы природы, а затем на основе этих сил демонстрировать другие явления”. Гений Ньютона руководил им при выборе явлений, подлежащих исследованию, а его создание фундаментального математического инструмента — исчисления (одновременно изобретенного Готфридом Лейбницем) — позволило ему подвергнуть вычислению силы, которые он вывел. Результатом стала Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Математические принципы естественной философии, обычно называемые просто Principia), которая появилась в 1687 году. Это была новая физика, которая одинаково хорошо применялась к земным и небесным телам. Коперник, Кеплер и Галилей были оправданы ньютоновским анализом сил. Декарт был полностью разбит. наука
Трех законов движения Ньютона и его принципа всемирного тяготения было достаточно, чтобы регулировать новый космос, но только, как верил Ньютон, с помощью Бога. Гравитация, как он неоднократно намекал, была прямым божественным действием, как и все силы, обеспечивающие порядок и жизнеспособность. Абсолютное пространство для Ньютона было существенно, потому что пространство было “сенсориумом Бога”, а божественная обитель обязательно должна быть конечной системой координат. Наконец, проведенный Ньютоном анализ взаимных возмущений планет, вызванных их индивидуальными гравитационными полями, предсказал естественный коллапс Солнечной системы, если только Бог не предпримет действия, чтобы снова все исправить.
Распространение научного метода
Публикация "Принципов" знаменует собой кульминацию движения, начатого Коперником, и, как таковая, всегда была символом научной революции. Однако были аналогичные попытки критиковать, систематизировать и организовать естественные знания, которые не привели к таким драматическим результатам. В том же году, что и большой том Коперника, вышла не менее важная книга по анатомии: “De humani corporis fabrica” Андреаса Везалия ("О строении человеческого тела", называется "О фабрике"), критическое исследование анатомии Галена, в котором Везалий опирался на свои собственные исследования, чтобы исправить многие ошибки Галена. Везалий, как и Ньютон столетием позже, подчеркивал феномены, то есть точное описание природных фактов. Работа Везалия вызвала шквал анатомических работ в Италии и других странах, кульминацией которых стало открытие циркуляции крови Уильямом Гарвеем, чье Анатомическое исследование движения сердца и крови у животных в Animalibus (Анатомическое упражнение, касающееся движения сердца и крови у животных) было опубликовано в 1628 году. Это был Принципы физиологии, которые создали анатомию и физиологию как самостоятельные науки. Харви показал, что органические явления можно изучать экспериментально и что некоторые органические процессы можно свести к механическим системам. Сердце и сосудистую систему можно рассматривать как насос и систему труб, и их можно понять, не прибегая к помощи духов или других сил, невосприимчивых к анализу.
В других науках попытка систематизировать и критиковать была не столь успешной. В химии, например, работы алхимиков средневековья и раннего нового времени привели к появлению важных новых веществ и процессов, таких как минеральные кислоты и дистилляция, но затемнили теорию почти непроницаемым мистическим арго. Роберт Бойль в Англии пытался убрать часть интеллектуального подлеска, настаивая на четких описаниях, воспроизводимости экспериментов и механических концепциях химических процессов. Химия, однако, еще не созрела для революции.
Во многих областях было мало надежды свести явления к понятности просто из-за огромного количества фактов, которые необходимо было учесть. Новые инструменты, такие как микроскоп и телескоп, значительно расширили миры, с которыми людям приходилось считаться. Экспедиции "Дискавери" вернули поток новых ботанических и зоологических образцов, которые превзошли древние классификационные схемы. Лучшее, что можно было сделать, - это точно описать новые явления и надеяться, что когда-нибудь все это можно будет согласованно объединить.
Растущий поток информации создает серьезную нагрузку на старые институты и практики. Уже было недостаточно публиковать научные результаты в дорогой книге, которую мало кто мог купить; информацию нужно было распространять широко и быстро. И такой изолированный гений, как Ньютон, не мог постичь мир, в котором новая информация производилась быстрее, чем любой отдельный человек мог ее усвоить. Натурфилософы должны были быть уверены в своих данных, и с этой целью им требовалось независимое и критическое подтверждение своих открытий. Для достижения этих целей были созданы новые средства. Научные общества возникли в Италии в первые годы 17 века и достигли кульминации в двух великих национальных научных обществах, которые отмечают зенит научной революции: Лондонское королевское общество содействия естественным знаниям, созданное королевской хартией в 1662 году, и Парижская академия наук, созданная в 1666 году. В этих обществах и других подобных им по всему миру натурфилософы могли собираться для изучения, обсуждения и критики новых открытий и старых теорий. Чтобы обеспечить прочную основу для этих дискуссий, общества начали публиковать научные статьи. "Философские труды" Королевского общества, который начинался как частное предприятие его секретаря, был первым таким профессиональным научным журналом. Вскоре она была скопирована в Мемуарах Французской академии, которые завоевали такое же значение и престиж. Старая практика сокрытия новых открытий за частным жаргоном, малопонятным языком или даже анаграммами постепенно уступила место идеалу всеобщей понятности. Были разработаны новые каноны отчетности, чтобы эксперименты и открытия могли быть воспроизведены другими. Это потребовало новой точности в формулировках и готовности делиться экспериментальными методами или наблюдениями. Неспособность других воспроизвести результаты ставит под серьезные сомнения первоначальные сообщения. Так были созданы инструменты для массированной атаки на тайны природы.
Даже после завершения научной революции многое еще предстоит сделать. Опять же, именно Ньютон указал путь. Для макроскопического мира было Principia - "Принципов". Три закона движения Ньютона и принцип всемирного тяготения были всем, что было необходимо для анализа механических соотношений обычных тел, а исчисление предоставляло необходимые математические инструменты. Для микроскопического мира Ньютон предложил два метода. Там, где простые законы действия уже были определены на основе наблюдений, как соотношение объема и давления газа (закон Бойля, pv = k), Ньютон предположил, что между частицами действуют силы, которые позволили ему вывести закон. Затем он использовал эти силы для предсказания других явлений, в данном случае скорости звука в воздухе, которую можно было измерить вопреки предсказанию. Соответствие наблюдений предсказанию было принято в качестве доказательства существенной истинности теории. Во-вторых, метод Ньютона сделал возможным открытие законов макроскопического действия, которые можно объяснить микроскопическими силами. Здесь основополагающей работой были не Principia, а шедевр экспериментальной физики Ньютона, "Opticks", опубликованная в 1704 году, в которой он показал, как экспериментально исследовать предмет и обнаружить скрытые в нем законы. Ньютон показал, как разумное использование гипотез может открыть путь к дальнейшим экспериментальным исследованиям, пока не будет получена последовательная теория. Optics должна была служить моделью в 18-м и начале 19-го веков для исследования тепла, света, электричества, магнетизма и химических атомов.