История естествознания в эпоху эллинизма и Римской империи
Шрифт:
Между тем тот же Симпликий сообщает, что за 700 лет до него Гиппарх сформулировал концепцию движущей силы, которую можно было считать единственной разумной альтернативой аристотелевской теории движения, основанной на принципе близкодействия. Поскольку оригинальный текст Гиппарха до нас не дошел, мы просто процитируем то место из комментариев Симпликия к аристотелевскому трактату «О небе», где он излагает эту концепцию. Там говорится, правда, только о вертикальном движении, но сути дела это не меняет.
«В своей книге „О телах, движущихся вниз под действием их тяжести“ Гиппарх пишет, что если бросить кусок земли прямо вверх, причиной движения вверх будет бросившая сила (δύναμις), пока она превосходит тяжесть брошенного тела; при этом, чем больше бросившая сила, тем быстрее
419
Simpl. In de caelo. 264, 25—265, 3.
При чтении этого текста сразу же напрашивается естественное возражение: а как быть с тем случаем, когда тело не брошено вверх, а просто падает с некоторой высоты? Откуда берется у него тогда ускорение? Однако Гиппарх предусмотрел и этот случай, что видно из продолжения текста Симпликия: «Он приписывает ту же причину и телам, падающим с высоты. Λ именно в этих телах также имеется сила, которая удерживала их на высоте, и действием этой силы объясняется более медленное движение тела в начале его падения» [420] .
420
Simpl. In de caelo. 265, 3–6.
«Бросившая сила» Гиппарха — это прямое предвосхищение идеи импетуса, поэтому именно Гиппарха следует считать родоначальником этой идеи. Весьма интересна также его мысль о том, что «бросившая сила» присутствует не только в телах, брошенных вверх, но вообще во всех телах земной природы, находящихся на некоторой высоте. В нашем сознании невольно возникает понятие потенциальной энергии. Действительно, величина этой силы не зависит от того, каким образом тело очутилось на данной высоте: уже сам факт, что тело находится на некотором расстоянии от его естественного места (т. е. от центра космоса), обусловливает присутствие в нем этой силы. Однако в отличие от потенциальной энергии в современном понимании сила Гиппарха имеет векториальный характер, ибо она направлена всегда вверх. По тем или иным причинам эта оригинальная мысль Гиппарха не получила дальнейшего развития.
Нам неизвестно, был ли знаком Филопон с сочинением Гиппарха и если да, то оказало ли оно на него какое-либо влияние. Бесспорной заслугой Филопона было, во всяком случае, то, что он дал развернутую критику механического учения Аристотеля и уже на основе этой критики сформулировал свою концепцию «кинетической силы». На фоне господства аристотелианской натурфилософии критика Филопона была первой важной вехой в подготовке нового научного миропонимания.
Критически анализируя аристотелевскую теорию насильственного движения, Филопон детально рассмотрел два возможных (в рамках этой теории) механизма воздействия воздуха на движение летящего тела. Мы не будем повторять весь ход рассуждений Филопона и укажем только некоторые из его аргументов.
Первый механизм, это уже упоминавшийся выше механизм обратного кругового давления («антиперистасис»), согласно которому воздух рассекается летящим телом, обтекает его с боков и начинает толкать его сзади [421] . Филопон убедительно доказывает полную нелогичность допущения, что воздух, движущийся в направлении, противоположном движению тела, вдруг изменяет направление своего движения и начинает толкать тело сзади. Столь же необоснованно предположение, что этот воздух не сам толкает движущееся тело, а использует в качестве промежуточного агента воздух, уже находившийся за телом.
421
Arist. Phys. 8. 215a 15
Второй механизм, на первый взгляд более приемлемый, предполагает, что непосредственно вслед за тем, как тело (например, стрела) отделилось от движущего агента (тетивы), этот последний приводит в быстрое движение воздух, находившийся за телом. Этот воздух и является промежуточным агентом, поддерживающим движение тела. Филопон доказывает, что такое предположение не подтверждается фактами реальной действительности. Если мы положим тело (будь это стрела или камень) на тонкий стержень или даже нитку и попытаемся с помощью какого угодно числа машин создать поток воздуха, который будет дуть в направлении предполагаемого движения тела, все равно под воздействием этого ветра тело не продвинется ни на один фут. А когда мы стреляем из лука или швыряем камень, ничего даже приблизительно похожего на такой ветер не создается; между тем и стрела и камень улетают далеко вперед.
«Из этих, а также из многих других соображений, — заключает Филопон, — можно убедиться в полной несостоятельности объяснения насильственного движения указанным путем (т. е. действием промежуточной среды). По-видимому, необходимо допустить, что бросающий агент сообщает брошенному телу некую нематериальную движущую силу и что воздух, приводимый при этом в движение, добавляет к движению брошенного тела либо очень мало, либо вообще ничего не добавляет. И вот если насильственное движение производится так, как я предположил, то становится совершенно очевидным, что, когда стреле или камню сообщается некоторое „противоестественное“ или насильственное движение, то же самое движение может быть сообщено гораздо легче в пустоте, чем в заполненной среде. И при этом не потребуется никакого иного агента, кроме бросившей силы…» [422] .
422
Philop. In phys. 642, 5–9.
При этом отметим, что у Филопона еще нет твердо установившейся терминологии для введенного им понятия движущей силы. В одних случаях он обозначает ее как κινητική δύναμις, в других как κινητική ενέργεια. Отсюда мы можем заключить, что термины δύναμις и ενέργεια стали в эпоху Филопона практически однозначными (у Аристотеля они имели прямо противоположные значения: δύναμις —возможность, способность, скрытое качество; ενέργεια — действительность, деятельность, актуальное действие).
В заключение отметим еще одну, как бы мимоходом появляющуюся у Филопона идею, которая приобрела исключительно большое значение в науке нового времени. Речь идет об идее функциональной зависимости. Хорошо известно, что греческая наука не знала понятия функции. Александрийская математика имела дело лишь с очень ограниченным числом простейших функций, но общего определения функциональной зависимости она не дала. Единственные типы зависимостей физических величин, с которыми оперировал Аристотель, были простая и обратная пропорциональность. Не будет преувеличением сказать, что отсутствие понятия функции — одна из основных особенностей античной науки, отличающих ее от естествознания близких к нам эпох. Без этого понятия нельзя себе представить теперь ни физики, ни химии, ни механики. И вот у Филопона мы находим впервые четко осознанную — хотя и в чисто качественной форме — идею функциональной зависимости.