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.

---

Здесь уместно вкратце остановиться на том, какое место Ньютон отводил изобретению и конструированию гипотез и как это отношение Ньютона к гипотезе эволюционировало в его собственном творчестве и в интерпретации его переводчиков и толкователей [24, 25].

Начнем с того, что знаменитое высказывание «гипотез не измышляю» применяют обычно ко всему творчеству Ньютона, не ограничиваясь никакими временными рамками. Однако этот призыв появился лишь во втором издании «Начал» (1713), а в первом издании (1687) он отсутствовал. В первом издании Книга III открывалась набором «Гипотез», которые в позднейших изданиях стали называться «Правилами философствования» или же «Явлениями». В начале 1690-х годов, прежде чем Ньютон занял столь жесткую позицию по отношению к гипотезам, он даже предполагал, что «Оптика» будет Книгой IV в «Началах», а выводы этой книги будут состоять из ряда гипотез. Поэтому, чтобы понять философию науки Ньютона, мы не должны характеризовать ранний и наиболее продуктивный период его творчества при помощи этого позднейшего лозунга.

С другой стороны, первый английский перевод «Начал» не был адекватен оригиналу. Фраза «гипотез не измышляю» (hypotheses non fingo) была намеренно переведена как I frame no hypothesis, т. е. «гипотез не создаю». Дело в том, что латинскому глаголу fingere есть точный английский эквивалент to feign, что может означать подделывать, симулировать, притворяться, делать вид и т. п., т. е. этот глагол имеет оттенок обманного действия, в то время как глагол to frame означает «создавать, конструировать, умудриться придумать». Как справедливо утверждает Б. Коэн, Ньютон был бы абсолютно неправ, если бы заявил, что никогда не строил (not to frame) гипотез, так как он был весьма искушен в этом, подобно многим его современникам. Но он был по-своему прав, говоря, что имеется серьезное различие между научным объяснением и неподтвержденным домыслом-догадкой. В этом смысле он гипотез не измышлял.

Итак, для Ньютона эфир, несмотря на все его неприятие гипотез, оставался важной частью представления о мироздании. Особенно существенной для Ньютона является микроструктура эфира, который, утверждает он, состоит из частиц, возможно даже более малых, чем частицы света (а их, по Ньютону, кстати, принципиально невозможно наблюдать — качество, присущее элементарным частицам! — по причине прозрачности). Подобно тому как малый магнит обладает большей силой пропорционально массе, чем большой, мельчайшие эфирные частицы обусловливают силы огромной величины по сравнению с размером этих частиц. Это соотношение между малостью размера и огромностью силы является частичным следствием представления Ньютона о пористости материи. Поскольку поры в любом физическом объекте уменьшаются по величине и по количеству с уменьшением рассматриваемого объема, его твердые части все более сводятся к точке. В конце концов это приводит к тому, что твердость теоретически определяется остающимися бесконечно твердыми частицами. Соответственно, раз материя становится столь сильно сконцентрированной, это обусловливает возникновение сил, громадных по сравнению с их величиной. Как говорит Джон Кейл — ученик Ньютона, «притяжение не является столь сильным, когда частицы данного размера имеют несколько пор, но тогда, когда они всецело тверды» [26, с. 104].

Таким образом, размер становится важным фактором, когда рассматриваются частицы абсолютной твердости. Уменьшение материи, обусловленное малочисленностью частиц и их малостью, наделяет пространство существованием сил, распространяющих свое действие сквозь него. Эта «эфирная среда» имеет динамическую природу и вовсе не является механической жидкостью. С этой точки зрения размеры частиц и пор являются характеристиками «эфира-силы». Все силы, действующие на расстоянии, например тяготение, сводятся к одной-единственной силе отталкивания. Ньютон полагал, что силы между частицами таковы, что они способны изменяться, переходить из одного «качества» в другое. В 31-м Вопросе «Оптики» говорится, что «силы притяжения между частицами могут проявляться до тех пор, пока расстояния между ними не станут слишком малыми, и тогда вместо притяжения должно проявиться отталкивание» [27, с. 395].

Таким образом, все частицы материи представляются окруженными оболочкой из различных сил, которые, взаимодействуя,, изменяют конфигурацию внутренних слоев частиц в любом данном теле, а также их видимые свойства. Будучи убежден в первичности силы, Ньютон при объяснении взаимодействий и видимых свойств материи больше интересовался тем, как осуществляется динамическая перестройка (или, как мы сказали бы сегодня, как изменяется конфигурация поля), а не тем, как это отражается на геометрических свойствах предметов. Хотя он сам и не мог измерить, определить количественно эти внутренние силы, управляющие материей, этому вопросу были посвящены исследования его первых учеников — Кейла и Фрейнда. Представление Ньютона о том, что материя во Вселенной занимает гораздо меньше места, чем вакуум, было основным в его теории сил, поскольку силы и предназначались для действия внутри квазипустоты материи, т. е., как уже говорилось, представление Ньютона о вакууме было тесно связано с верой в первичность силы.

В отличие от многих позднейших философов, Ньютон считал разумным задать вопрос: что является причиной (или причинами) каждой данной силы и остается ли она таковой на следующем уровне бытия? Одной из центральных проблем для него была онтологическая проблема причинности силы, а термин «активный принцип» использовался им для того, чтобы, как говорит МакГуайр, «подчеркнуть категорию проблем». Ясно, что термин «активный принцип» Ньютон использовал в более широком смысле, чем термин «сила». Например, эфир «Оптики» 1717 г. является одним из активных принципов, вводимых для того, чтобы с его помощью попытаться решить проблему о причине силы.

Ньютон говорит, что эфир состоит из частиц и может быть охарактеризован как «разреженный, тонкий, эластичный», тот, который «расширяется и сгущается». Благодаря своей тонкости он может проникать сквозь пространство, благодаря разреженности — не оказывать сопротивления материальному движению и т. д. Способность эфира изменять плотность приводит к тому, что он более разрежен в порах тел, чем в окружающем пространстве, различная плотность в двух разных местах будет являться причиной движения тел друг к другу — как из более плотной в более разреженную среду. Так Ньютон пытался объяснить причину силы тяжести. Хотя такое объяснение, по-видимому, его не вполне удовлетворяло, ясно, что главное в этой гипотезе эфира, как и во всех остальных,— его назначение и функция, а именно заполнение пространства между материальными телами и действие в нем. В то время как «грубая, неживая» материя не может действовать через пространство, эфир по своему статусу, по определению способен это совершать. Поэтому Ньютон неоднократно подчеркивает различие между эфиром и материей, определяя его как «чрезвычайно тонкую активную субстанцию и среду». Он говорит: «Чтобы отделить эту среду от тел, которые плавают в ней, от их испарений и излучений и от воздуха, я буду в дальнейшем называть ее Эфир, а под словом Тело я буду подразумевать тела, которые плавают в нем, употребляя это слово не в новейшем метафизическом смысле, но в смысле общебытовом» [23, с. 220, 246]. Более точно он определяет понятие «тело» в Предисловии к третьему изданию Книги III «Начал»: «как все, что может быть движимо и осязаемо, в чем есть сопротивление осязаемым вещам... короче, это то самое, что простой народ обозначает этим словом» [23, с. 220]. Для ньютоновского эфира более существенным является не дискриптивное отличие от обычных тел, а образ действия. Силы отталкивания, существующие между частицами эфира, не только по своему характеру отличаются от притягивающих сил дальнодействия, но и находятся в существенно ином отношении с материей. Они не пропорциональны общему количеству вещества, а, наоборот, тем больше, чем меньше частица. Таким образом, импульс эфира как функция его упругости и плотности становится величиной нереальной.

То, что Ньютон мыслил свой эфир существенно немеханическим, подтверждается еще и тем фактом, что начиная с 1690 г. для объяснения тяготения было создано несколько хорошо известных и истинно механических моделей эфира, которые он мог бы принять, если бы хотел пойти по пути построения механической гипотезы. Наоборот, некоторые последователи и исследователи творчества Ньютона явно стремились интерпретировать построения Ньютона иначе. В этом смысле характерной является книга Брайана Робертсона «Диссертация об эфире сэра Исаака Ньютона», вышедшая в Дублине в 1743 г. В ней рассматривается эфир, представляющий собой жидкость, изменение механических свойств которой служит причиной тяготения, оптических свойств, теплоты и т. д.