Jose Santonja - Физика учит новый язык. Лейбниц. Анализ бесконечно малых.

• Название: Физика учит новый язык. Лейбниц. Анализ бесконечно малых.
• Автор: Jose Santonja
• Жанр: Научпоп
• Год: 2015

Готфрид Вильгельм Лейбниц — один из самых гениальных ученых в истории науки. Он жил на рубеже XVII и XVIII веков, в эпоху больших социальных, политических и научных перемен. Его влияние распространяется практически на все области знания: физику, философию, историю, юриспруденцию... Но главный вклад Лейбница, без сомнения, был сделан в математику: кроме двоичного исчисления и одного из первых калькуляторов в истории он создал, независимо от Ньютона, самый мощный инструмент математического описания физического мира — анализ бесконечно малых.

---

В 1703 году Лейбниц добился у королевы Софии Шарлотты разрешения на ведение шелководства в Пруссии, чтобы финансировать Берлинскую академию, о чем он не переставал думать. В 1707 году ученый представил королю работу с предложением новых методов дренажа болот, так что часть прибыли должна была пойти на этот проект.

Лейбниц претендовал на многие вакантные места. В 1704 году он подал прошение на пост вице-канцлера Ганновера, но курфюрст решил убрать эту должность, так же как четырьмя годами ранее он убрал должность канцлера. В 1709 году в связи с напряженными отношениями с курфюрстом Лейбниц даже просил герцога Антона Ульриха взять его на службу.

Когда в 1711 году был коронован новый император Карл VI, ученый начал дергать за все доступные ему нити, чтобы получить должность императорского советника. В итоге в следующем году он добился желаемого, однако неприятным сюрпризом для него стало то, что эта почетная должность оказалась неоплачиваемой. Позже Лейбниц добился ежегодной компенсации, которую иногда все-таки не выплачивали, и тогда он снова был вынужден настаивать на ее получении.

ФИЛОСОФСКИЕ РАБОТЫ

В XVIII веке Лейбниц написал самые важные работы, отражающие развитие его философии. Первая из них — "Опыты теодицеи о благости Божией, свободе человека и начале зла". Сочинение было опубликовано в двух томах в 1710 году как дань уважения к Софии Шарлотте: в нем он собрал многие свои беседы с королевой в Шарлоттенбурге и даже упоминания о теологической полемике того времени. Лейбниц высказал следующую точку зрения: мы живем в наилучшем из возможных миров, и мировое зло не противоречит Божественной доброте. Вольтер, поклонник Ньютона, в своей повести "Кандид" написал карикатуру на "Теодицею".

"Об искусстве комбинаторики" и "Теодицея" стали единственными философскими работами Лейбница, опубликованными при жизни автора; остальные были посмертными. В 1686 году ученый написал "Рассуждение о метафизике", свою первую большую философскую работу, в которой собрал воедино все свои мысли о Боге, мире и человеке. В данном сочинении появились его идеи о простых и сложных субстанциях, которые были прообразом монад; Лейбниц отвергал декартовы законы сохранения движения, в то же время продвигая свою идею о живой силе, прообразе кинетической энергии. Эта работа была опубликована только в 1846 году.

В 1714 году Лейбниц написал в Вене два сочинения: "Начала природы и благодати, основанные на разуме", опубликованные в 1718 году, и "Монадологию", в которой он довольно схематично представлял обзор всей своей философии. Ученый создал эту работу для своего друга Николя Ремона, за несколько лет до этого воодушевившего его написать о китайской теологии. На французском языке и никак не озаглавленная, она попала к издателю. Ее впервые опубликовали в 1720 году, кстати, уже на немецком, и дали ей название.

В обеих работах Лейбниц представил свою идею о простой и сложной субстанциях. В первом абзаце "Монадологии" можно прочитать:

"Монада, о которой мы будем здесь говорить, есть не что иное, как простая субстанция, которая входит в состав сложных; простая — значит не имеющая частей".

В третьем абзаце приводится ее пример в природе:

"А где нет частей, там нет ни протяжения, ни фигуры и невозможна делимость. Эти-то монады и суть истинные атомы природы, одним словом элементы вещей. [...] Итак, можно сказать, что монады способны произойти или погибнуть сразу, то есть они могут получить начало только путем творения и погибнуть только через уничтожение, тогда как то, что сложно, начинается и кончается по частям".

Ученый представляет себе эти монады как вид метафизических сущностей, не имеющих ни формы, ни размеров. Следовательно, они должны различаться по какому-либо качеству, чтобы породить различные формы при сочетании. Кроме того, они меняются не из-за какого-либо внешнего воздействия, а по внутренним причинам. Лейбниц называет перцепцией состояние отношения каждой монады с остальными, а внутренний процесс, меняющий перцепцию, — стремлением, или apetitos.

На основе этих понятий ученый делит монады на три класса: те, у которых есть только восприятие без сознания; те, у которых восприятие сопровождается сознанием, что соответствует животным; и те, что обладают также разумом и называются разумной душой, или духом.

ИДЕЯ АТОМА

Еще в доисторические времена люди открыли, работая с металлами, что одни элементы трансформируются в другие. Фалес Милетский (ок. 620-546 до н. э.) был первым, кто поставил вопрос: может ли любое вещество превратиться в другое, пройдя через несколько этапов? Если такое возможно, тогда должен существовать базовый элемент, присутствующий везде. Фалес считал этим элементом воду, и его главная философская мысль заключалась в том, что "всё есть вода". Анаксимен Милетский (585-524 до н. э.) решил, что этот элемент — воздух, а Гераклит Эфесский (544-483 до н. э.) предложил огонь. Эмпедокл (ок. 495-435 до н. э.), последователь Пифагора, думал, что элементов больше, чем один, и предложил четыре базовых: вода, воздух, огонь и земля. Аристотель (384-322 до н. э.), в свою очередь, добавил пятый элемент — эфир. Ученые Древней Греции не допускали вакуума, следовательно должен был существовать элемент между небом и землей. Роль Аристотеля была так велика, что в течение 20 веков его мнение оказывало существенное влияние на представления о составе материи.

Однако среди древнегреческих ученых развился интересный спор о делимости материи. Некоторые (включая Аристотеля) считали, что ее можно делить неопределенное количество раз и любой полученный элемент, каким бы маленьким он ни был, можно снова разделить. Их оппоненты утверждали, что при делении можно дойти до мельчайшей частицы, которую уже нельзя разделить. Данная концепция получила название атомизма, и ее главным сторонником был фракиец Демокрит (460-370 до н. э.), который назвал атомами эти неделимые частицы и указал, что вся материя состоит из них.

Однако авторитет Аристотеля, как уже говорилось выше, был так силен, что атомизм был практически стерт из древнегреческой мысли. Сохранился он благодаря Эпикуру (341-270 до н. э.), у которого было много последователей. Другой известный персонаж, римский поэт Лукреций, в I веке до н. э. защищал атомизм с дидактической точки зрения в своей поэме De rerum natura ("О природе вещей").

В течение 20 веков идеи Аристотеля властвовали в научной среде. Алхимия занималась изучением трансформации одних элементов в другие — как для получения конкретных элементов, таких как золото, так и для применения в медицине, как это делали Авиценна (980-1037) и Парацельс (1493-1541). Но произошел любопытный факт. Одной из первых книг, опубликованных после изобретения печатного станка, была именно поэма Лукреция, и, как следствие, атомизм снова набрал силу в Европе.

Одним из самых известных ученых того времени был Роберт Бойль, с которым Лейбниц несколько раз встречался в Лондоне и с которым вел переписку до самой смерти. Очень возможно, что именно это знакомство привело его к созданию теории монад.

РОБЕРТ БОЙЛЬ

Роберт Бойль (1627-1691) был английским химиком, изучавшим поведение газов при повышенном давлении.

Плод его исследований — закон, гласящий, что объем обратно пропорционален давлению. Его также независимо открыл француз Эдм Мариотт (1620- 1684), поэтому сегодня он известен как закон Бойля — Мариопа, который изучают в средней школе. В 1661 году Бойль написал работу "Химик-скептик", благодаря которой сегодня он считается отцом современной химии.

В данном сочинении он утверждает, что материя образована группами атомов в движении, и столкновения между ними порождают явления, которые мы наблюдаем. Он проводил исследования по распространению звука, относительной плотности, рефракции в кристаллах и открыл участие кислорода в горении и дыхании.

ИНТЕРЕС К УСТРОЙСТВУ ЗЕМЛИ

Человек всегда интересовался тем, как образовались различные элементы на Земле. Хотя в Древней Греции были люди, которых волновали подобные вопросы, обычно считается, что именно арабские философы первыми начали исследовать данную тему. Авиценна, например, объяснил, как образуются горы и что вызывает землетрясения. А в эпоху Средневековья термин геология все еще использовался для обозначения изучения всего земного в противоположность божественному.

Современная же геология начала свой путь в XVI веке. Абрахам Ортелий (1527-1598) первым высказал гипотезу дрейфа материков. Но, без сомнения, самой важной фигурой в этой области является Николас Стено, отец современной геологии, поскольку он сформулировал один из законов стратиграфии — науки, изучающей геологические пласты, или страты, Земли.