Владимир Кирсанов - Научная революция XVII века

• Название: Научная революция XVII века
• Автор: Владимир Кирсанов
• Издательство: Наука
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1987

Книга посвящена формированию основных представлений классической науки в XVII в., процессу, который получил название научной революции. Основное место отведено физико-математическим наукам, в развитии которых ярче всего отразились основные черты научной революции. Прослеживаются главные линии этого процесса, связанные в первую очередь с именами Кеплера, Галилея, Декарта, Гюйгенса и Ньютона. Большое внимание уделено первоисточникам — многие отрывки из научных трудов и переписки создателей новой науки публикуются на русском языке впервые. Учтены результаты позднейших исследований по истории науки, которые позволяют по-новому взглянуть на многие события того времени.

---

В процессе ответа на этот фундаментальный вопрос Галилей подвергает логическому анализу не кинематические конструкции Птолемея, а основные положения физики Аристотеля.

Книга распадается на четыре главы по числу дней, в продолжение которых ведется дискуссия. Первый день начинается с обсуждения той исключительности, которую Аристотель и пифагорейцы приписывали определенным числам. Галилей относится скептически к спекуляциям подобного рода (например, что число 3 есть число совершенное), хотя и соглашается с Аристотелем в том, что мир совершенен и имеет три измерения. Очень скоро дискуссия отвлекается от общих проблем и переходит к конкретным физическим вопросам. Галилей обращает внимание на наличие в аристотелевской физике двойной дихотомии — разделение космоса на две различные по своему статусу области, надлунную и подлунную, а также соответственное разделение движений на прямолинейное и круговое. В надлунной сфере, по Аристотелю, тела движутся совершенным образом — их движение вечно и совершается по окружностям. В подлунной сфере тела движутся по прямым линиям — к центру или от центра Земли.

Изучение коперниканской теории и собственные астрономические наблюдения уже убедили Галилея в том, что в природе существует фундаментальное единство материи и движения, и теперь он пытается доказать это, исходя из логических предпосылок, а не с помощью одних наблюдений, которые, вообще говоря, могут быть истолкованы по-разному.

Перед ним открываются два пути: он может или распространить земные движения на весь космос, или же распространить небесные движения на земную область. Первый путь означает для него непреодолимые трудности, ибо без ясного понимания понятия силы и закона инерции, а также без владения аппаратом исчисления бесконечно малых криволинейное движение невозможно вывести из прямолинейного. Все это будет сделано позднее Ньютоном, а пока Галилей выбирает другую альтернативу и провозглашает, что все движения — и на Земле и в небесах — являются круговыми, в то время как прямолинейность движений представляется ему иллюзорной. Галилей (устами Сальвиати) уже согласился с Аристотелем, что мир представляет собой наилучшим образом упорядоченную систему, и теперь это положение служит для него краеугольным камнем доказательства того, что все движения в мире являются круговыми.

Фронтиспис «Диалога»

Сальвиати продолжает: «Установив такое начало (т. е. что в мире господствует совершенный порядок), мы можем непосредственно из него сделать вывод, что если тела, составляющие Вселенную, должны по своей природе обладать движением, то невозможно, чтобы движения их были какими бы то ни было, кроме как круговыми; основание этого просто и ясно. Ведь то, что движется прямолинейным движением, меняет место, и если движение продолжается, то движущееся тело все больше и больше удаляется от своей исходной точки и от всех тех мест, которые оно последовательно прошло; а если такое движение ему естественно присуще, то оно с самого начала не находилось на своем естественном месте, и, значит, части Вселенной не расположены в совершенном порядке; однако мы предполагаем, что они подчинены совершенному порядку; значит, невозможно допустить, чтобы им как таковым по природе было свойственно менять места, т. е., следовательно, двигаться прямолинейно» [16, I, с. 115—116].

Разрушение дихотомии небесного и земного движений происходит с помощью именно этого доказательства от противного, которое, заметим, ведется в рамках аристотелевского метода и основано на аристотелевской аксиоме. В этом проявляется талант Галилея-полемиста.

Из этого доказательства, которое отнюдь не является физическим, следует тем не менее фундаментальный физический вывод: поскольку различив между естественными движениями на небе и на Земле лежит в основе аристотелевского разграничения между земной и небесной физикой, оно также оказывается неправильным, и отныне существует только один набор законов, управляющих как небом, так и Землей. Установление универсальности законов, управляющих движением, разрушает и аристотелевское иерархическое пространство. Поскольку не существует привилегированного места во Вселенной, то пространство становится евклидовым, безразличным к предметам, в нем находящимся. Верх и низ не являются более абсолютными направлениями, а всего лишь произвольно выбранными по отношению к данной системе отсчета.

В Первом дне содержится и первая формулировка закона круговой инерции. Галилей говорит, что если круговое движение «тем или иным образом приобретено, оно будет продолжаться непрерывно и с равномерной скоростью» [16, I, с. 125—126]. Понятно, почему в этом месте Галилей говорит лишь о «круговой» инерции — ведь не существует иных движений, кроме круговых, и «движение по горизонтальной линии, у которой нет ни наклона, ни подъема, есть круговое движение вокруг центра» [16, I, с. 126].

Установив логическим путем отсутствие различий между земным и надлунным миром, Галилей затем подтверждает это положение многочисленными данными, полученными с помощью телескопа. Эти доводы являются недвусмысленной ссылкой на его открытия, изложенные в «Звездном Вестнике» и в работе о солнечных пятнах. Эти доказательства столь убедительны, что, как полагает Галилей, они «заставили бы Аристотеля, если бы он жил в наше время, переменить свое мнение» [16, I, с. 148]. Более того, «мы можем много лучше Аристотеля рассуждать о небесных вещах, так как... сам он признает для себя такого рода познание затруднительным из-за удаленности неба от органов чувств... мы же благодаря телескопу стали теперь ближе к небу в тридцать или сорок раз, чем Аристотель, и теперь можем заметить на небе сотню таких предметов, коих он не мог видеть; среди них есть и указанные пятна на Солнце; они, безусловно, были для него невидимы; значит, о небе и о Солнце мы можем говорить гораздо увереннее Аристотеля» [16, I, с. 154].

Первый день заканчивается интересным рассуждением о способностях человеческого разума, которое весьма показательно для характеристики методологии Галилея, и в частности для его отношения к неоплатонизму. Он различает в человеке способность к интенсивному и экстенсивному познанию. Хотя в смысле экстенсивности человеческое познание уступает божественному разуму, в интенсивном познании, т. е. в понимании конкретных частных проблем человек может достичь истинного совершенства: «Я утверждаю, — говорит Галилей, — что человеческий разум познает некоторые истины столь совершенно и с такой абсолютной достоверностью, какую имеет сама природа; таковы чистые математические науки, геометрия и арифметика; хотя божественный разум знает в них бесконечно больше истин, ибо объемлет их все, но в тех немногих, которые постиг человеческий разум, я думаю, его познание по объективной достоверности равно божественному, ибо оно приходит к пониманию их необходимости, а высшей достоверности не существует» [16, с. 201].

Как указывает профессор Джеймонат, в этом утверждении можно увидеть желание Галилея отмежеваться от неоплатонизма. Ибо для неоплатоников путь достижения абсолюта заключался единственно в мистическом познании целого, в то время как для Галилея этот путь заключается скорее в рациональном понимании некоей ограниченной области знания [12, с. 129].

Приведенное высказывание Галилея вообще для него весьма характерно. Он не раз подчеркивал, что для него истинный путь исследования природы состоит в поисках не глобальных решений, а конкретных ответов на конкретные вопросы. Еще одним примером подобного высказывания может служить известное место из заметок Галилея, где он говорит: «Я нахожу, что лучше найти какую-нибудь простую истину, чем долго спорить о высочайших вопросах, не достигнув никакой истины» [20, IV, с. 738].

Второй день «Диалога» посвящен обсуждению проблемы суточного движения Земли. Вначале подробно рассматриваются возражения против такого представления, выдвигаемые Аристотелем, Птолемеем и их последователями. Симпличио излагает пять возражений Аристотеля, из которых можно выделить два основных: 1) для Земли естественным движением является движение по прямой линии, если же она движется по окружности, то такое движение ее будет насильственным и противоестественным, а потому не может быть вечным; 2) опыты с падением тяжелых тел доказывают, что, «падая сверху вниз, они идут перпендикулярно к поверхности Земли, и совершенно также тела, брошенные перпендикулярно вверх, возвращаются по тем же самым линиям вниз, даже если они были брошены на огромную высоту» [16, I, с. 223]. По мнению Аристотеля, если бы Земля двигалась, то камень, брошенный вертикально вверх, никогда не смог бы вернуться в ту точку, из которой он был брошен.

Сальвиати, который говорит от имени Галилея, разбивает эти доводы, основываясь частично на результатах бесед Первого дня, а частично на работах Галилея тридцатилетней давности, в которых он установил законы падения и принцип независимости движений. Что касается первого возражения Аристотеля, то опровержение его не представляет труда, поскольку в дискуссиях Первого дня уже было установлено, что все движения на Земле и на небе необходимо являются круговыми, то нет никаких оснований полагать, будто круговое же движение Земли будет являться для нее противоестественным. Более того, согласно принципу круговой инерции, равномерное движение по окружности необходимо будет вечным.