Закон, согласно которому "все
движущееся движется чем-то", дополнялся в античной и средневековой физике
положением, что состояние покоя для своего сохранения не нуждается ни в
каком внешнем факторе. Тем самым утверждалась онтологическая
неравноценность двух различных состояний: покоя и движения -
неравноценность, имеющая свое обоснование в философском мышлении античности
и коренящаяся в характерных особенностях мировоззрения древнего и
средневекового человека. Движение мыслится Аристотелем как изменение
состояния тела, а покой - как неизменность этого состояния. Движение и
покой здесь - не относительные понятия, какими они стали в механике нового
времени как раз благодаря Галилею, а понятия, так сказать, абсолютные:
движется ли тело или покоится, это определялось не через отношение его к
любому другому телу или системе тел, которые онтологически равноправны с
первым, а по отношению к абсолютным точкам отсчета: центру и периферии
космоса, т.е. абсолютному "низу" и "верху". С помощью абсолютных "верха" и
"низа" вводилось существенное для античной и средневековой физики
различение естественного и насильственного движений. Поэтому античная и
средневековая физика в той мере, в какой она исходила из Аристотеля,
предполагала конечный космос, в котором понятия верха и низа не только
имели характер абсолютных ориентиров, но и различались между собой чисто
физически: "верх" (надлунный мир, или, как его еще называли, небо) как по
составу заполняющего его пятого элемента - эфира, так и по характеру
движения небесных тел принципиально отличался от мира подлунного.
Нет надобности говорить о том, насколько перипатетическая космофизика была
связана с философией Аристотеля: всякая попытка критически пересмотреть
положения последней тут же сказывалась и на системе физического знания и,
наоборот, критика отдельных положений аристотелевой физики вела к
необходимости пересмотра и его философии в целом.
Это одна из причин того, что в средние века аристотелевская физика с самых
разных сторон подвергалась критическому пересмотру; и хотя в целом она и
просуществовала вплоть до XVII в., но отдельные ее положения - и притом
нередко весьма принципиальные - получали новое истолкование. Это и понятно:
ведь христианская теология, господствовавшая в средневековье, не могла без
оговорок принять философию языческого мыслителя, а это, в свою очередь,
сказывалось и на отношении к физике. В XIII-XIV вв., когда интерес к
Аристотелю был особенно велик, подверглись пересмотру некоторые важные
понятия как его физики, так и космологии. Интерес средневековых ученых
сосредоточивается вокруг понятия актуальной бесконечности, которого
избегала античная наука, в том числе и физика Аристотеля; в средневековой
физике впервые появляется понятие бесконечно большого тела, бесконечно
удаленной точки, а также - именно в связи с рассмотрением движения -
экстенсивной и интенсивной бесконечности. Очень важными для последующего
развития науки были рассуждения средневековых ученых о возможности пустоты:
именно через этот канал проникает в физику идея однородного геометрического
пространства, лишенного всяких "абсолютных мест". С рассмотрением вопроса о
возможности пустоты оказывается тесно связанной проблема континуума - в
этом смысле Галилей, связавший воедино решение этих двух вопросов, движется
в русле традиции XIII-XIV вв.
Средневековая наука подготовила и пересмотр аристотелевского
противопоставления "естественного" и "искусственного", который окончательно
произошел только в конце XVI-XVII вв. и без которого не могла бы сложиться
механика как наука. Связанное с этим пересмотром разрушение границы между
физикой как познанием природы и механикой как искусством, как созданием
средств "обмануть природу", границы, которую признавали незыблемой в
античности и в средние века вплоть до XIII в., создавало одну из
фундаментальных предпосылок появления эксперимента - этой важнейшей
составляющей естествознания нового времени.
Но, пожалуй, едва ли не самым существенным изменением, внесенным в
средневековье в аристотелевскую физику, была так называемая идея импетуса,
или импульса, с помощью которой предполагалось объяснить движение брошенных
тел, получившее весьма неудовлетворительное объяснение у Аристотеля.
Метательное движение представляет большое затруднение для физики, которая
исходит из того, что все движущееся движется чем-либо. В случае
естественного движения тело как бы движется "местом": стремление к своему
естественному месту (у тяжелых тел - к центру Земли, у легких - к периферии
космоса, к небу) является "двигателем" тела. В случае насильственного
движения, например, при поднятии тяжелых тел вверх или при передвижении их
в горизонтальном направлении, это живая сила (лошадь, человек и т.д.) или
же искусственно созданный агрегат, приводимый в действие либо природной
стихией, либо опять-таки живой силой. Но как объяснить случай
"насильственного" движения брошенного тела, на которое больше не
воздействует двигатель, но которое, тем не менее, еще продолжает двигаться?
Согласно Аристотелю, при метательном движении имеет место передача движения
через ближайшую к телу среду: бросающий приводит в движение не только
брошенное тело, но и воздух, который в состоянии некоторое время приводить
в движение тело, являясь, таким образом, промежуточным двигателем.
Это объяснение Аристотеля было отвергнуто в VI в. Иоанном Филопоном,
который разделял тезис Аристотеля о стремлении тел к их естественному
месту, но не был согласен с тем, что среда (воздух, вода и т.д.) в
состоянии быть "передатчиком" силы двигателя движущемуся телу. Иоанн
Филопон подверг критике не только аристотелевскую теорию метательного
движения, но и целый ряд важнейших принципов аристотелевской философии
вообще, которые вступали в противоречие с христианской теологией (Филопон
был христианин). Для нас здесь интересен именно тот новый способ объяснения
движения брошенного тела, который предложил Филопон и который в XIII-XIV
вв. был развит в так называемую физику импето. Согласно Филопону, бросающий
агент сообщает брошенному телу некую нематериальную движущую силу, а
воздух, приводимый при этом в движение, вряд ли что-нибудь добавляет к
движению брошенного тела. Отвергая аристотелеву мысль о передаче движения с
помощью среды, Иоанн Филопон ставит под сомнение и другое положение физики
Аристотеля, а именно что движение в пустоте невозможно, поскольку без
сопротивления среды скорость его была бы бесконечной. Филопон замечает, что
насильственное движение может быть сообщено стреле или камню гораздо легче
в пустоте, чем в заполненной среде. Филопон допускал движение в пустоте,
поскольку в отличие от Аристотеля не считал, что время, в течение которого
тела проходят через одну и ту же среду, обратно пропорционально плотности
этой среды. Такой подход позволял Филопону рассматривать движение в пустоте
как предельный случай движения в разреженной среде. Между заполненной
средой и пустотой у него есть (конечное) отношение, они не являются
несоизмеримыми, как это было у Аристотеля.
Уже у Филопона, таким образом, появляется мысль о том, что падение тел в
пустоте может происходить с конечной скоростью, - положение, на котором
строит свою теорию движения Галилей.
Теория импетуса получает развитие в позднесхоластической натурфилософии XIV
в., сначала в Парижской, а затем и в Оксфордской школах. Здесь она
превращается в научную теорию, впоследствии получившую название "физики
импетуса", главным образом благодаря Жану Буридану, Николаю Орему, Альберту
Саксонскому и Марсилию из Ингена (первому ректору Гейдельбергского
университета). В XV в., как показывает Аннелиза Майер, физика импетуса
получает всеобщее признание, а к концу XVI в., как раз когда формируются
научные воззрения Галилея, она становится широко известной. "Долгое время
господствовало мнение, - пишет А. Майер, - и еще по сей день оно
распространено, что в схоластической теории импетуса implicite содержится
закон инерции, и что поэтому начала классической механики следует искать в
XIV в. ...В теории импетуса, как она была сформулирована в XIV в., еще нет
никаких идей, в которых был бы хотя бы намек на то, что позднее было
названо законом инерции; однако она содержит ряд допущений, которые могли
привести и в самом деле привели к открытию закона инерции".
Поскольку нас интересует та трансформация фундаментальных понятий физики,
которую произвел Галилей, мы вкратце охарактеризуем физику импетуса, как
она сложилась к его времени.
Представителем физики импетуса был непосредственный предшественник Галилея
Дж. Бенедетти, работа которого "Различные математические и физические
рассуждения" была издана в Турине в 1585 г., как раз в то время, когда
формировались научные интересы молодого Галилея.
Бенедетти интересовал вопрос о причинах возрастания скорости падающих тел,
которым впоследствии занялся Галилей, и не случайно Бенедетти ближе других
подошел к открытию закона инерции. Как пишет Г.Г. Цейтен, Бенедетти "первый
обнаружил закон инерции...". Даже если считать преувеличением слова
Цейтена, все же нет сомнения, что физика импетуса вплотную подошла к его
открытию и в ней наметился тот путь, каким затем пошел Галилей: в своем
сочинении "О движении" он выступает как критик аристотелевской динамики с
точки зрения динамики импетуса, как убедительно показал А. Койре. Сам
Галилей в ранний период опирался на теорию импетуса, а впоследствии придал
ей ту форму, в которой уже и в самом деле содержался принцип инерции.
Физика импетуса строится на базе космологии и физики Аристотеля,
пересматривая лишь отдельные положения последней. Полностью сохраняются
представления Аристотеля о конечности космоса, об анизотропности
пространства и связанном с этими представлениями делением движения на
естественное и насильственное. Нормальным случаем движения для
неодушевленных тел в перипатетической физике считалось так называемое
motiis coniunctus, т.е. движение тела, непосредственно связанного со своим
двигателем; это движение продолжается лишь до тех пор, пока действует
двигатель, причем скорость тела прямо пропорциональна силе двигателя и
обратно пропорциональна сопротивлению среды. Как показала А. Майер, физика
XIV в. лишь несколько уточнила формулу скорости, предложенную Аристотелем,
сохранив сам его принцип. "У Аристотеля это была простая
пропорциональность, в XIV в. на ее место встает довольно сложная функция,
но основные правила остаются те же: при постоянной движущей силе и
постоянном сопротивлении скорость оказывается постоянной. И наоборот:
всякое равномерное движение (при неизменном сопротивлении) предполагает
неизменную, постоянно действующую силу". Таким образом, сила есть причина
скорости, а не ускорения, как в классической механике. И это не может быть
иначе, пока сохраняется аристотелево убеждение в неравноценности покоя и
движения: всякое тело, согласно схоластической физике, стремится вернуться
в состояние покоя. Эта тенденция к покою как бы постоянно присутствует в
движущемся теле, поэтому движущая сила должна преодолевать эту тенденцию в
каждый момент движения точно так же, как и в первый момент, когда она
выводила тело из состояния покоя. Эту тенденцию к покою, оказывающую
сопротивление двигателю, в XIV в. называли inclinatio ad quietem, еще не
вполне ясно отличая ее от тяжести тела - gravitas: обе силы - тяжесть и
тенденция к покою - рассматривались как две компоненты стремления тел к
своему естественному месту. Возникало, однако же, затруднение в связи с
необходимостью объяснить, почему для приведения тела в движение из
состояния покоя требуется большая сила, чем для дальнейшего поддержания его
в состоянии движения. Это затруднение физика XIV-XVI вв. решала с помощью
указания на то, что сила двигателя передается движимому не мгновенно, а
постепенно и тем медленнее, чем тяжелее движимое тело. Такое рассуждение мы
встречаем и у Галилея, особенно когда ему приходится объяснять, почему
более тяжелое тело падает медленнее, чем более легкое.
Именно в этой "тенденции к покою", которая, собственно, и есть косность,
инертность тела, естественно видеть как бы "предшественницу" инерции, как
ее понимает классическая механика. Однако сходство этих двух понятий лишь
внешнее; стоит рассмотреть значение того и другого в составе
соответствующих теорий, чтобы убедиться в их принципиальном различии.
В отличие от motus coniunctus метательное движение есть motus separatus,
т.е. движение тела, отделенного от его двигателя. Без двигателя
насильственное движение, согласно средневековой физике, невозможно;
действие на расстоянии ею тоже не допускается. Для объяснения метательного
движения вводится понятие импетуса, или vis impressa (запечатленной силы),
которую сообщает бросаемому телу двигатель и которая движет тело в течение
некоторого времени. Величина импетуса пропорциональна скорости, с которой
двигатель движет тело в момент бросания, и массе бросаемого тела. Импетус,
или запечатленная сила, рассматривается в физике XIV-XVI вв. как особый вид
качества, подобный, например, теплу: количество тепла в теле
пропорционально его температуре (интенсивность качества), а также массе
нагретого тела, количеству нагретой материи (multitudo). И как нагретое
тело постепенно охлаждается, теряя сообщенное ему тепло, точно так же
брошенное тело по мере движения "расходует" сообщенный ему импульс
(импетус) - этот импульс иссякает, уходя на преодоление инертности тела -
его тенденции к покою. Как видим, инерция тела в физике импетуса - это то,
что способствует прекращению движения, т.е. трате импетуса, в
противоположность инерции классической механики, сохраняющей состояние
(равномерного) движения, коль скоро последнее имеет место. Первоначально
понятие импетуса применялось для объяснения насильственного движения.
Однако постепенно его стали применять также и для объяснения свободного
падения тел. Этот переход понятен: поскольку с помощью импетуса объясняли
движение тела, брошенного вверх, то отсюда нетрудно перейти и к случаю
свободного падения тел, т.е. в данном случае уже к естественному движению.
Но при таком переходе возникает ход мысли, который выводит за пределы
перипатетической физики. В самом деле, физика импетуса рассматривает случай
насильственного движения тела вверх, объясняя, что вначале сообщенный телу
импульс сильнее, чем сила тяжести, действующая в противоположном
направлении; но затем импульс иссякает, и наконец, когда обе силы
уравновешиваются, тело на мгновение останавливается, а затем начинает
падать вниз. При этом опять-таки его скорость не остается постоянной, а
возрастает пропорционально пройденному расстоянию, как считала
схоластическая физика и как вначале думал также и Галилей (а не
пропорционально времени падения, как было установлено в классической
механике).
Изучение метательного движения непосредственно подводит физику XIV-XVI вв.
к рассмотрению свободного падения тел как наиболее уникальному случаю, где
как бы снимается различие естественного и насильственного движений. И в
самом деле, если брошенное вверх тело движется насильственно под
воздействием сообщенного ему импульса, то, остановившись затем на
мгновение, оно падает назад уже под воздействием силы тяжести. Это его
падение, казалось бы, ничем не отличается от падения камня с горы. В том и
в другом случае у физиков возникал вопрос: чем объяснить различие скорости
падающего тела в начале и в конце движения? В случае метательного движения
могло возникнуть предположение: не играет ли тут какую-то роль тот импульс,
который двигал тело вверх? Не оказывает ли он в первые моменты падения
некоторого сопротивления силе тяжести, тем самым противодействуя ей и
замедляя движение тела? Но это означало бы, что импетус может сохраняться,
как бы консервироваться в теле в тот момент, когда тело переходит в
состояние покоя (в момент мгновенной остановки тела). Этого не могла
допустить схоластическая физика в силу как раз принципиального различения
естественного и насильственного движений, которое требовало различать также
и характер сил, вызывающих эти два разных движения.
Естественное движение объяснялось стремлением тела к своему естественному
месту, и сила, вызывающая это движение, не могла быть исчерпана до конца,
ибо она была внутренне присуща природе тела:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63
движущееся движется чем-то", дополнялся в античной и средневековой физике
положением, что состояние покоя для своего сохранения не нуждается ни в
каком внешнем факторе. Тем самым утверждалась онтологическая
неравноценность двух различных состояний: покоя и движения -
неравноценность, имеющая свое обоснование в философском мышлении античности
и коренящаяся в характерных особенностях мировоззрения древнего и
средневекового человека. Движение мыслится Аристотелем как изменение
состояния тела, а покой - как неизменность этого состояния. Движение и
покой здесь - не относительные понятия, какими они стали в механике нового
времени как раз благодаря Галилею, а понятия, так сказать, абсолютные:
движется ли тело или покоится, это определялось не через отношение его к
любому другому телу или системе тел, которые онтологически равноправны с
первым, а по отношению к абсолютным точкам отсчета: центру и периферии
космоса, т.е. абсолютному "низу" и "верху". С помощью абсолютных "верха" и
"низа" вводилось существенное для античной и средневековой физики
различение естественного и насильственного движений. Поэтому античная и
средневековая физика в той мере, в какой она исходила из Аристотеля,
предполагала конечный космос, в котором понятия верха и низа не только
имели характер абсолютных ориентиров, но и различались между собой чисто
физически: "верх" (надлунный мир, или, как его еще называли, небо) как по
составу заполняющего его пятого элемента - эфира, так и по характеру
движения небесных тел принципиально отличался от мира подлунного.
Нет надобности говорить о том, насколько перипатетическая космофизика была
связана с философией Аристотеля: всякая попытка критически пересмотреть
положения последней тут же сказывалась и на системе физического знания и,
наоборот, критика отдельных положений аристотелевой физики вела к
необходимости пересмотра и его философии в целом.
Это одна из причин того, что в средние века аристотелевская физика с самых
разных сторон подвергалась критическому пересмотру; и хотя в целом она и
просуществовала вплоть до XVII в., но отдельные ее положения - и притом
нередко весьма принципиальные - получали новое истолкование. Это и понятно:
ведь христианская теология, господствовавшая в средневековье, не могла без
оговорок принять философию языческого мыслителя, а это, в свою очередь,
сказывалось и на отношении к физике. В XIII-XIV вв., когда интерес к
Аристотелю был особенно велик, подверглись пересмотру некоторые важные
понятия как его физики, так и космологии. Интерес средневековых ученых
сосредоточивается вокруг понятия актуальной бесконечности, которого
избегала античная наука, в том числе и физика Аристотеля; в средневековой
физике впервые появляется понятие бесконечно большого тела, бесконечно
удаленной точки, а также - именно в связи с рассмотрением движения -
экстенсивной и интенсивной бесконечности. Очень важными для последующего
развития науки были рассуждения средневековых ученых о возможности пустоты:
именно через этот канал проникает в физику идея однородного геометрического
пространства, лишенного всяких "абсолютных мест". С рассмотрением вопроса о
возможности пустоты оказывается тесно связанной проблема континуума - в
этом смысле Галилей, связавший воедино решение этих двух вопросов, движется
в русле традиции XIII-XIV вв.
Средневековая наука подготовила и пересмотр аристотелевского
противопоставления "естественного" и "искусственного", который окончательно
произошел только в конце XVI-XVII вв. и без которого не могла бы сложиться
механика как наука. Связанное с этим пересмотром разрушение границы между
физикой как познанием природы и механикой как искусством, как созданием
средств "обмануть природу", границы, которую признавали незыблемой в
античности и в средние века вплоть до XIII в., создавало одну из
фундаментальных предпосылок появления эксперимента - этой важнейшей
составляющей естествознания нового времени.
Но, пожалуй, едва ли не самым существенным изменением, внесенным в
средневековье в аристотелевскую физику, была так называемая идея импетуса,
или импульса, с помощью которой предполагалось объяснить движение брошенных
тел, получившее весьма неудовлетворительное объяснение у Аристотеля.
Метательное движение представляет большое затруднение для физики, которая
исходит из того, что все движущееся движется чем-либо. В случае
естественного движения тело как бы движется "местом": стремление к своему
естественному месту (у тяжелых тел - к центру Земли, у легких - к периферии
космоса, к небу) является "двигателем" тела. В случае насильственного
движения, например, при поднятии тяжелых тел вверх или при передвижении их
в горизонтальном направлении, это живая сила (лошадь, человек и т.д.) или
же искусственно созданный агрегат, приводимый в действие либо природной
стихией, либо опять-таки живой силой. Но как объяснить случай
"насильственного" движения брошенного тела, на которое больше не
воздействует двигатель, но которое, тем не менее, еще продолжает двигаться?
Согласно Аристотелю, при метательном движении имеет место передача движения
через ближайшую к телу среду: бросающий приводит в движение не только
брошенное тело, но и воздух, который в состоянии некоторое время приводить
в движение тело, являясь, таким образом, промежуточным двигателем.
Это объяснение Аристотеля было отвергнуто в VI в. Иоанном Филопоном,
который разделял тезис Аристотеля о стремлении тел к их естественному
месту, но не был согласен с тем, что среда (воздух, вода и т.д.) в
состоянии быть "передатчиком" силы двигателя движущемуся телу. Иоанн
Филопон подверг критике не только аристотелевскую теорию метательного
движения, но и целый ряд важнейших принципов аристотелевской философии
вообще, которые вступали в противоречие с христианской теологией (Филопон
был христианин). Для нас здесь интересен именно тот новый способ объяснения
движения брошенного тела, который предложил Филопон и который в XIII-XIV
вв. был развит в так называемую физику импето. Согласно Филопону, бросающий
агент сообщает брошенному телу некую нематериальную движущую силу, а
воздух, приводимый при этом в движение, вряд ли что-нибудь добавляет к
движению брошенного тела. Отвергая аристотелеву мысль о передаче движения с
помощью среды, Иоанн Филопон ставит под сомнение и другое положение физики
Аристотеля, а именно что движение в пустоте невозможно, поскольку без
сопротивления среды скорость его была бы бесконечной. Филопон замечает, что
насильственное движение может быть сообщено стреле или камню гораздо легче
в пустоте, чем в заполненной среде. Филопон допускал движение в пустоте,
поскольку в отличие от Аристотеля не считал, что время, в течение которого
тела проходят через одну и ту же среду, обратно пропорционально плотности
этой среды. Такой подход позволял Филопону рассматривать движение в пустоте
как предельный случай движения в разреженной среде. Между заполненной
средой и пустотой у него есть (конечное) отношение, они не являются
несоизмеримыми, как это было у Аристотеля.
Уже у Филопона, таким образом, появляется мысль о том, что падение тел в
пустоте может происходить с конечной скоростью, - положение, на котором
строит свою теорию движения Галилей.
Теория импетуса получает развитие в позднесхоластической натурфилософии XIV
в., сначала в Парижской, а затем и в Оксфордской школах. Здесь она
превращается в научную теорию, впоследствии получившую название "физики
импетуса", главным образом благодаря Жану Буридану, Николаю Орему, Альберту
Саксонскому и Марсилию из Ингена (первому ректору Гейдельбергского
университета). В XV в., как показывает Аннелиза Майер, физика импетуса
получает всеобщее признание, а к концу XVI в., как раз когда формируются
научные воззрения Галилея, она становится широко известной. "Долгое время
господствовало мнение, - пишет А. Майер, - и еще по сей день оно
распространено, что в схоластической теории импетуса implicite содержится
закон инерции, и что поэтому начала классической механики следует искать в
XIV в. ...В теории импетуса, как она была сформулирована в XIV в., еще нет
никаких идей, в которых был бы хотя бы намек на то, что позднее было
названо законом инерции; однако она содержит ряд допущений, которые могли
привести и в самом деле привели к открытию закона инерции".
Поскольку нас интересует та трансформация фундаментальных понятий физики,
которую произвел Галилей, мы вкратце охарактеризуем физику импетуса, как
она сложилась к его времени.
Представителем физики импетуса был непосредственный предшественник Галилея
Дж. Бенедетти, работа которого "Различные математические и физические
рассуждения" была издана в Турине в 1585 г., как раз в то время, когда
формировались научные интересы молодого Галилея.
Бенедетти интересовал вопрос о причинах возрастания скорости падающих тел,
которым впоследствии занялся Галилей, и не случайно Бенедетти ближе других
подошел к открытию закона инерции. Как пишет Г.Г. Цейтен, Бенедетти "первый
обнаружил закон инерции...". Даже если считать преувеличением слова
Цейтена, все же нет сомнения, что физика импетуса вплотную подошла к его
открытию и в ней наметился тот путь, каким затем пошел Галилей: в своем
сочинении "О движении" он выступает как критик аристотелевской динамики с
точки зрения динамики импетуса, как убедительно показал А. Койре. Сам
Галилей в ранний период опирался на теорию импетуса, а впоследствии придал
ей ту форму, в которой уже и в самом деле содержался принцип инерции.
Физика импетуса строится на базе космологии и физики Аристотеля,
пересматривая лишь отдельные положения последней. Полностью сохраняются
представления Аристотеля о конечности космоса, об анизотропности
пространства и связанном с этими представлениями делением движения на
естественное и насильственное. Нормальным случаем движения для
неодушевленных тел в перипатетической физике считалось так называемое
motiis coniunctus, т.е. движение тела, непосредственно связанного со своим
двигателем; это движение продолжается лишь до тех пор, пока действует
двигатель, причем скорость тела прямо пропорциональна силе двигателя и
обратно пропорциональна сопротивлению среды. Как показала А. Майер, физика
XIV в. лишь несколько уточнила формулу скорости, предложенную Аристотелем,
сохранив сам его принцип. "У Аристотеля это была простая
пропорциональность, в XIV в. на ее место встает довольно сложная функция,
но основные правила остаются те же: при постоянной движущей силе и
постоянном сопротивлении скорость оказывается постоянной. И наоборот:
всякое равномерное движение (при неизменном сопротивлении) предполагает
неизменную, постоянно действующую силу". Таким образом, сила есть причина
скорости, а не ускорения, как в классической механике. И это не может быть
иначе, пока сохраняется аристотелево убеждение в неравноценности покоя и
движения: всякое тело, согласно схоластической физике, стремится вернуться
в состояние покоя. Эта тенденция к покою как бы постоянно присутствует в
движущемся теле, поэтому движущая сила должна преодолевать эту тенденцию в
каждый момент движения точно так же, как и в первый момент, когда она
выводила тело из состояния покоя. Эту тенденцию к покою, оказывающую
сопротивление двигателю, в XIV в. называли inclinatio ad quietem, еще не
вполне ясно отличая ее от тяжести тела - gravitas: обе силы - тяжесть и
тенденция к покою - рассматривались как две компоненты стремления тел к
своему естественному месту. Возникало, однако же, затруднение в связи с
необходимостью объяснить, почему для приведения тела в движение из
состояния покоя требуется большая сила, чем для дальнейшего поддержания его
в состоянии движения. Это затруднение физика XIV-XVI вв. решала с помощью
указания на то, что сила двигателя передается движимому не мгновенно, а
постепенно и тем медленнее, чем тяжелее движимое тело. Такое рассуждение мы
встречаем и у Галилея, особенно когда ему приходится объяснять, почему
более тяжелое тело падает медленнее, чем более легкое.
Именно в этой "тенденции к покою", которая, собственно, и есть косность,
инертность тела, естественно видеть как бы "предшественницу" инерции, как
ее понимает классическая механика. Однако сходство этих двух понятий лишь
внешнее; стоит рассмотреть значение того и другого в составе
соответствующих теорий, чтобы убедиться в их принципиальном различии.
В отличие от motus coniunctus метательное движение есть motus separatus,
т.е. движение тела, отделенного от его двигателя. Без двигателя
насильственное движение, согласно средневековой физике, невозможно;
действие на расстоянии ею тоже не допускается. Для объяснения метательного
движения вводится понятие импетуса, или vis impressa (запечатленной силы),
которую сообщает бросаемому телу двигатель и которая движет тело в течение
некоторого времени. Величина импетуса пропорциональна скорости, с которой
двигатель движет тело в момент бросания, и массе бросаемого тела. Импетус,
или запечатленная сила, рассматривается в физике XIV-XVI вв. как особый вид
качества, подобный, например, теплу: количество тепла в теле
пропорционально его температуре (интенсивность качества), а также массе
нагретого тела, количеству нагретой материи (multitudo). И как нагретое
тело постепенно охлаждается, теряя сообщенное ему тепло, точно так же
брошенное тело по мере движения "расходует" сообщенный ему импульс
(импетус) - этот импульс иссякает, уходя на преодоление инертности тела -
его тенденции к покою. Как видим, инерция тела в физике импетуса - это то,
что способствует прекращению движения, т.е. трате импетуса, в
противоположность инерции классической механики, сохраняющей состояние
(равномерного) движения, коль скоро последнее имеет место. Первоначально
понятие импетуса применялось для объяснения насильственного движения.
Однако постепенно его стали применять также и для объяснения свободного
падения тел. Этот переход понятен: поскольку с помощью импетуса объясняли
движение тела, брошенного вверх, то отсюда нетрудно перейти и к случаю
свободного падения тел, т.е. в данном случае уже к естественному движению.
Но при таком переходе возникает ход мысли, который выводит за пределы
перипатетической физики. В самом деле, физика импетуса рассматривает случай
насильственного движения тела вверх, объясняя, что вначале сообщенный телу
импульс сильнее, чем сила тяжести, действующая в противоположном
направлении; но затем импульс иссякает, и наконец, когда обе силы
уравновешиваются, тело на мгновение останавливается, а затем начинает
падать вниз. При этом опять-таки его скорость не остается постоянной, а
возрастает пропорционально пройденному расстоянию, как считала
схоластическая физика и как вначале думал также и Галилей (а не
пропорционально времени падения, как было установлено в классической
механике).
Изучение метательного движения непосредственно подводит физику XIV-XVI вв.
к рассмотрению свободного падения тел как наиболее уникальному случаю, где
как бы снимается различие естественного и насильственного движений. И в
самом деле, если брошенное вверх тело движется насильственно под
воздействием сообщенного ему импульса, то, остановившись затем на
мгновение, оно падает назад уже под воздействием силы тяжести. Это его
падение, казалось бы, ничем не отличается от падения камня с горы. В том и
в другом случае у физиков возникал вопрос: чем объяснить различие скорости
падающего тела в начале и в конце движения? В случае метательного движения
могло возникнуть предположение: не играет ли тут какую-то роль тот импульс,
который двигал тело вверх? Не оказывает ли он в первые моменты падения
некоторого сопротивления силе тяжести, тем самым противодействуя ей и
замедляя движение тела? Но это означало бы, что импетус может сохраняться,
как бы консервироваться в теле в тот момент, когда тело переходит в
состояние покоя (в момент мгновенной остановки тела). Этого не могла
допустить схоластическая физика в силу как раз принципиального различения
естественного и насильственного движений, которое требовало различать также
и характер сил, вызывающих эти два разных движения.
Естественное движение объяснялось стремлением тела к своему естественному
месту, и сила, вызывающая это движение, не могла быть исчерпана до конца,
ибо она была внутренне присуща природе тела:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63