Основные представления аристотелевской механики

Космология Аристотеля

Каждый первоэлемент имеет свое место. В центре мира находится элемент земли, который образует нашу планету. Земля является цент­ром Вселенной, она неподвижна и имеет сферическую форму. Принцип центрального и неподвижного положения Земли во Вселенной является краеугольным в аристотелизме и намного столетий опреде­лил господство геоцентрической системы в астрономии. Вокруг Земли распределена вода, затем воздух, затем огонь. Огонь простира­ется до орбиты Луны — первого небесного тела. Выше Луны — надлун­ный, божественный мир, который принципиально отличен от мира подлунного, действует по иным закономерностям. В этом мире все тела состоят из эфира. Эфир неизменен, он не превращается в осталь­ные элементы.

В божественном, надлунном небе существует лишь один вид дви­жения — равномерное непрерывное круговое движение небесных тел. Небесные тела вращаются вокруг Земли по круговым орбитам, они прикреплены к материальным, сделанным из эфира, вращаю­щимся сферам. Существуют сферы Луны, Меркурия, Венеры, Со­лнца, Марса, Юпитера, Сатурна и сфера неподвижных звезд. За пос­ледней находится перводвигатель — Бог, который и придает движе­ние сферам. Космос — конечен и вечен; он никогда не родился и никогда не погибнет, никогда не возникал и принципиально неуничтожим.

Важную роль в космологии Аристотеля играл принцип отсутствия пустоты в природе. («Природа не терпит пустоты».) Введение такого представления означало, что Аристотель строит континуальную кар­тину мира, принципиально противоположную атомистической, дис­кретной.

Картина мира Аристотеля кардинально отличается от современ­ной естественно-научной картины мира. Аристотелевский Космос иерархически организован, состоит из многих субординированных уровней, слоев. Каждый слой обладает своими специфическими зако­номерностями, и в каждой точке мира, в каждом направлении про­странства действуют свои законы. Современная физика строится на принципиально иной основе — на идее однородности и изотропнос­ти пространства и времени (это значит, что в любой точке и в любом направлении пространства (и времени) законы природы проявляют себя одинаковым образом). Переход от аристотелевского неоднород­ного и анизотропного представления о Вселенной к однородной и изотропной картине мира в XVII в. было важнейшей предпосылкой формирования уже второй научной картины мира.

Историческая заслуга Аристотеля перед естествознанием состоит и том, что он стал основателем системы знаний о природе — физики. Центральное понятие аристотелевской физики — понятие движения. Аристотель разработал первую историческую форму учения о движении — механику. Все механические движения он разбивает на две большие группы: движение небесных тел в надлунном мире; движение тел в подлунном, земном мире.

Движение небесных тел — наиболее совершенное движение. Оно представляет собой вращательное равномерное круговое движение, или движение, сложенное из таких простых круговых равномерных движений. Совершенство кругового движения в том, что у него нет ни начала, ни конца; оно вечно и неизменно, не имеет материальной величины.

В отличие от небесных земные движения несовершенны; здесь все подвержено изменению, все имеет начало и конец. Движения земных тел в свою очередь можно разделить на две категории: насильственные и естественные. Естественное движение — это движение тела к своему месту, например, тяжелого тела вниз, а легкого — вверх. Тела, состоящие из элементов земли, стремятся вниз, а тела, образованные из воздуха или огня, — вверх. Естественное движение происходит само собой, оно не требует приложения силы.

Все остальные движения на Земле — насильственные и требуют применения силы. Закона инерции Аристотель не знал. Он предполагал, что любые насильственные движения, даже равномерные и прямолинейные, происходят под действием силы. Основной принцип динамики Аристотеля: «Все, что находится в движении, движется благодаря воздействию другого». При этом он полагал, что скорость пропорциональна действующей силе. В современной формулировке закон движения Аристотеля выглядит следующим образом:

F· t ≈ m· L,

где F — сила, действующая на тело, t — время движения, m — масса (вес), L — пройденный путь *.

* Интересно, что аристотелевская физика поддается переформулировке в вариационной форме, когда сила выражается через потенциал. А такое выражение оказывается весьма разумным приближением к уравнению Ньютона, записанному для движения материальной точки в вязкой среде, когда масса точки стремится к нулю.

Механика Аристотеля содержала в себе глубокое противоречие — ведь есть немало видов движений, которые осуществляются без видимого приложения силы. Что вызывает эти движения? Поиски ответа на этот вопрос растянулись на столетия.

Дата добавления: 2014-12-29