Другая история науки. От Аристотеля до Ньютона

Затем антимакедонокая партия в Афинах возвела на него обвинение в оскорблении богов, и Аристотель добровольно покинул город, «желая избавить сограждан от вторичного преступления против философии», по словам Сократа. Аристотель поселился в Халкиде на о. Эвбее и здесь вскоре умер.

В главе «История часов» мы несколько раз отмечали, что даже имена изобретателей механических часов не сохранились, не говоря уж об их биографиях. Доходит до того, что неизвестно толком, в чем заключались изобретения механика Герберта, имевшего могущественных учеников, королей и даже одного императорора Священной Римской империи (Оттона), и ставшего впоследствии римским папой. А ведь это было в XIII–XIV веках! Но вот в историях древних греков мы вдруг обнаруживаем, что целая плеяда ученых имеет разработанные биографии, с указанием даже их родителей и мелких бытовых подробностей. Все это наводит на мысль, что эти биографии сочинялись одновременно или по одному шаблону в какой-то непродолжительный период, – можно предположить, что не ранее XVI века, поскольку в некоторых случаях древним мыслителям приписывают труды и изобретения, которые не могли появиться раньше этого времени.

Об Аристотеле же добавляют еще, что он был небольшого роста, худощав и отличался некоторой внешней изысканностью. Значительное состояние и содействие могущественного ученика (Александра) дали ему возможность собрать значительную библиотеку, которую впоследствии Птолемей Филадельф купил для александрийского музея, но подлинные рукописи Аристотеля так и не попали в нее, а оказались в Риме, где через 400 лет после написания, говорят, были изданы. Но что же это значит? Максимум, что могли сделать в Древнем Риме, так это переписать их, за неимением типографий. Но на каком языке? Если на латыни, то это уже не подлинные рукописи, а перевод. Тем не менее считается, что так дошли до нас научные сочинения Аристотеля.

Иначе говоря, доказательства, что известные тексты с именем Аристотеля на обложке принадлежат перу действительно жившего ученого с таким именем, отсутствуют. Просто в некоторый момент эти рукописи были приложены к написанной неизвестно кем биографии. Но как бы то ни было, рассмотрим теории Аристотеля, из физических сочинений которого известны следующие: 1) «Физика», 2) «О небе», 3) «О метеорологии», 4) «О рождении и разрушении», 5) «Механические проблемы» и еще ряд мелких естественно-научных статей.

Природа есть совокупность физических тел, состоящих из вещества и находящихся в состоянии непрерывного движения или изменения. Всякое движение предполагает пространство и время. Пространство сплошь заполнено материей; следовательно, не существует ни пустого пространства, ни мельчайших неделимых частиц материи или атомов. В пустом пространстве, как в простом отрицании материи, невозможно ни определение, ни различие места; движение же предполагает различие места; значит, в пустом пространстве движение немыслимо.

Если мы будем искать начала чувственных, то есть осязаемых вещей, то найдем не более четырех противоположностей, доступных ощущению и невыводимых из каких-либо других начал: тепло и холод, сухость и влажность. Они представляют собою первоначальные качества материи. Так как противоположности не могут быть соединены, то из попарного сочетания их получаются четыре основных вещества, именно: жаркий и сухой огонь, жаркий и влажный воздух (при этом нет различия между парами и воздухом), холодная и влажная вода, холодная и сухая земля. Четыре вещества эти содержатся во всех телах либо в действительности, либо потенциально и могут быть выделены из всех тел. Сами они неспособны разлагаться на другие вещества, ибо они есть стихии или начала. Эти начала по природе своей легки или тяжелы. Земля абсолютно тяжелая, огонь – абсолютно легкая стихия, воздух и вода относительно легки или тяжелы, смотря по их сочетанию с другими началами.

Все тела стремятся вниз к земле или вверх к небу и двигаются в этом направлении до тех пор, пока сопротивление другого тела не остановит их движения. Естественные прямолинейные движения тяжелых и легких тел неравномерны, конечны и потому несовершенны. Совершенным же может быть названо только круговое движение, продолжающееся равномерно и однообразно во веки веков. Для осуществления этого совершеннейшего движения в природе находится еще пятое начало, которому круговое движение так же свойственно, как прямолинейное – земным телам. Это эфир, из которого состоит небо. Сфера неподвижных звезд, которая по природе своей движется равномерно вечные времена, состоит из чистого эфира. Планеты уже смешаны с земными составными частями, потому-то их движениям недостает строгой правильности.

Земля, состоящая из более тяжелого начала, не может двигаться, а должна покоиться в центре Вселенной. Она шарообразна. Выпуклость земной поверхности очевидна уже из того, что при путешествиях к северу или югу звезды поднимаются или опускаются над горизонтом; шаровидность Земли доказана еще тем, что земная тень при лунных затмениях всегда кругла. Кроме того, Земля должна иметь вид шара в силу естественных причин, так как все тела равномерно стремятся к ее центру, как к средоточию Вселенной. Окружность Земли, по Аристотелю, составляет 400 000 стадий, или около 9970 географических миль (почти вдвое больше действительной). Как он пришел к этой цифре – неизвестно.

Аристотель знает, что свободно падающие тела падают с постепенно возрастающей скоростью, но закон ускорения ему, разумеется, неизвестен. Он предполагает, что скорости различных тел при падении соответствуют их тяжести: тело, которое вдвое тяжелее другого, и падает вдвое скорее.

Аристотель затрудняется в объяснении насильственных движений тел. Его удивляет, например, почему движение брошенного тела продолжается после того, как оно отделилось от бросившей его руки. В конце концов, он приходит к заключению, что брошенное тело оставляет после себя пустое пространство, в которое и устремляется воздух, сообщая телу новый толчок. Объяснение это снова приводит к вопросу: что же заставляет брошенное тело наконец остановиться?

Из простых машин Аристотель правильно объясняет действие рычага: «Большим плечом рычага можно приподнять больший груз, потому что большее плечо производит большее движение»; или «Сила, приложенная на большем расстоянии от точки опоры, легче двигает груз, так как она описывает больший круг». В этих положениях дано не только доказательство закона рычага, но и намечен закон сохранения силы. Он утверждает, что тела, у которых произведения весов на скорости равны, обнаруживают равное действие. К сожалению, отрадное впечатление, произведенное верным определением действия рычага, испорчено пространным исследованием, в котором Аристотель, не довольствуясь этими доказательствами, старается объяснить загадочность этого действия столь же загадочными свойствами круга.

Причем закон рычага – лучшая часть аристотелевской механики. Почти все остальное испорчено несчастной гипотезой абсолютно тяжелых и абсолютно легких начал, причем механика жидких тел пострадала больше механики твердых тел. Из гипотезы следует, что вода не может быть тяжелой по отношению к земле, а воздух – к воде и что, следовательно, вода не может производить давления на землю, а воздух – на воду. Вот почему Аристотель для объяснения явлений присасывания должен изобрести отвращение природы от пустого пространства, horror vacui, несмотря на то, что ему известна тяжесть воздуха и что он даже пробовал его взвешивать.

Акустические и оптические явления рассматриваются им при описании органов чувств. Рядом со множеством темных и неверных данных, рядом с пустым набором слов здесь встречается много точных наблюдений, много глубоких и верных мыслей, так что заслуги Аристотеля в этих областях следует поставить гораздо выше, чем в области механики. Звук происходит не вследствие того, что звучащее тело своим давлением сообщает воздуху известную форму, как думают некоторые, а оттого, что оно определенным образом приводит воздух в движение. Воздух при этом сжимается и растягивается и ударами звучащего тела проталкивается все далее и далее, отчего звук и распространяется во всех направлениях:

«Не всякое тело дает при толчке звук; полые же тела звучат потому, что вслед за первым толчком они производят ряд других вследствие отскакивания, так как частицы, приведенные в движение, оторваться не могут. Ни воздух, ни вода (когда звук распространяется через последнюю) не являются причиной звука; для образования последнего необходим удар твердых тел друг о друга и о воздух. Воздух сам по себе беззвучен вследствие подвижности своих частиц, но если это передвижение встречает препятствие, то движение воздуха становится звуком. Воздух замкнут в полостях уха в состоянии неподвижности для того, чтобы можно было резко ощущать тончайшие различия движений». «Эхо возникает, когда воздух встречает на пути своего движения стену и отбрасывается назад подобно мячу».