ЗАКОН ГУКА. О ВОЗВРАЩАЮЩЕЙ СИЛЕ

Теория пружин, хотя ее и пытались создать различные знаменитые математики этого столетия, до сих пор не была никем опубликована. Теперь прошло уже около восемнадцати лет с тех пор, как я впервые ее разработал, но, намереваясь использовать ее для некоторых частных применений, я воздерживался от публикации.

Около трех лет назад Его Величество с удовольствием наблюдал эксперимент, поставленный в Уайт-холле, который доказывал эту теорию, а также рассмотрел мои пружинные часы.

Примерно два года назад я опубликовал эту теорию в виде анаграммы в конце моей книги, посвященной описанию гелиоскопов¹, а именно: ceiiinosssttuu, id est, ut tensio sic vis, т. е. сила любой пружины пропорциональна ее растяжению. Иначе, если одна сила растягивает или изгибает ее на одно протяжение, то две изогнут ее на два [протяжения], три изогнут ее на три [протяжения] и так далее. Итак, поскольку теория очень коротка, постольку путь ее проверки очень прост.

Возьмите для этого некоторою меру ровно вытянутой проволоки либо стальной, либо железной, либо латунной и сверните ее на ровном цилиндре в спираль такой длины и с таким числом витков, какие вам нравятся, затем скрутите концы проволоки в петли, с помощью одной подвесьте эту спираль на гвозде, а к другой прикрепите груз, которые вы хотите растянуть спираль.Подвешивая несколько грузов, тщательно наблюдайте, на какую длину каждый из них растянет спираль сверх длины, до которой ее растянул собственный вес, и вы обнаружите, что если одна унция или один фунт или один определенный груз удлинил ее на одну линию, один дюйм или одну определенную длину, то две унции, два фунта или два груза растянут ее на две линии, два дюйма или две [меры] длины, три унции, фунта или груза - на три линии, дюйма или [меры] длины, и так далее. И это есть правило или закон природы, которому следуют все формы возвращающего или другого движения, происходит ли оно от растяжения или разрежения, уплотнения или сжатия.

Или возьмите часовую пружину и сверните ее в спираль так, чтобы ни одна ее часть не касалась другой, затем запаситесь очень легким колесиком из латуни или чего-то подобного и укрепите его на оси, которая имеет две маленькие стальные опоры. На этих опорах очень ровно и плавно поверните край колесика так, чтобы маленькая шелковая нить могла быть накручена на него, а затем поместите это колесико в рамку, чтобы оно могло свободно двигаться на своих опорах. Закрепите центральный конец пружины вблизи отверстия опоры или центра рамки, в которой движется ось колеса, а другой конец, [пружины] прикрепите к ободу колесика. Наматывая тонкую гибкую нить из шелка на край колеса, подвесьте маленькую легкую чашку весов, приспособленную для приема перегрузков, которые будут помещаться в нее, к концу нити. Оставляя колесико в его естественном положении, с помощью небольшого указателя, прикрепленного к рамке и направленного на обод колесика, сделайте отметку чернилами или чем-нибудь подобным на той части обода куда направлен указатель. Поместите перегрузок в одну драхму в чашку, позвольте колесу успокоиться и сделайте другую отметку на ободе колеса, куда направлен указатель.

Добавьте еще одну драхму, снова дайте колесу успокоиться и, как и раньше отметьте чернилами то место на ободе, куда смотрит указатель Добавьте третью драхму, повторите все, как раньше, и так в четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой раз в т. д., позволяя колесику успокаиваться и отмечая несколько мест по указателю. Затем исследуйте расстояния между всеми этими отметками и сравнивая их все вместе, вы найдете, что они равны друг другу так что если [одна] драхма заставляет колесико повернуться на десять градусов, то две драхмы повернут его на двадцать три - на тридцать, четыре - на сорок, пять - на пятьдесят [градусов] и так далее.

Или возьмите проволочную струну 20, 30 или 40 футов длиной, укрепите ее в верхней части гвоздем, а к нижнему концу подвесьте чашку весов для разновесов.

С помощью ножек циркуля измерьте расстояние от дна чашки до земли или пола и запишите указанное расстояние; затем поместите перегрузки в чашку так же, как и в предшествующих испытаниях. Измерьте несколько удлинений названной струны и запишите их. Сравните эти удлинения струны, и вы найдете, что они всегда будут относиться друг к другу, как вызвавшие их нагрузки.

То же самое будет обнаружено, если провести испытание с куском сухого дерева, которое будет изгибаться и восстанавливать [свою форму], если один его конец фиксировать в горизонтальном положении, а к другому подвешивать грузы, которые заставят его изгибаться вниз.

Способ исследования того же вопроса для объема воздуха, как для разрежения, так и для сжатия последнего, я уже опубликовал четырнадцать лет назад в моей "Микрографии", и поэтому мне нет необходимости давать какое-либо новое описание [этого способа]. <...>

Совершенно очевидно, что правило иди закон природы для всякого упругого тела состоит в том, что его сила или способность восстанавливать свое естественное состояние всегда пропорциональны той же мере, на которую оно выведено из этого своего естественного состояния. <...>

Перевод с английского отрывков из работы Р. Гука выполнен С. Р. Филоновичем по изданию: Early Science in Oxford. Ed. by R. T. Gunter. Vol. 8. Oxford, 1931
Lectures De Potentia Restitutiva, or of Spring Explaining the Power of Springing Bodies (London, 1678).

¹ Речь идет о сочинении "Описание гелиоскопов и некоторых других приборов, изготовленных Робертом Гуком, членом Королевского общества"; гелиоскоп - астрономический инструмент для наблюдения Солнца.

Знаете ли Вы, в чем фокус эксперимента Майкельсона?

Эксперимент А. Майкельсона, Майкельсона - Морли - действительно является цирковым фокусом, загипнотизировавшим физиков на 120 лет.

Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.

В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.

Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

ЛИТЕРАТУРА:

1		Специальное собрание сочинений Р. Гука не издавалось. Большая часть его работ перепечатана в изданиях: (a) Early Science in Oxford. Ed. by R. T. Gunter. Vols. 6-8, 10. Oxford, 1930-1935. (б) The Posthumous Works of Robert Hooke. Ed. by R. Waller. London, 1705. (в) Philosophical experiments and observations of Dr. Robert Hooke. Ed. by W. Derham. London, 1967.
2		Espinasse M. Robert Hooke. London, 1956.
3		Centore F. F. Robert Hooke's contribution to mechanics. A study in seventeenth century natural philosophy. Haque, 1970.
4		Боголюбов Н. Н. Роберт Гук (1635-1703). М., 1984.