Философская подоплека ньютоновской теории тяготения

Закон сохранения

Закон сохранения количества движения системы гласит: «Если на систему не действуют никакие внешние силы, то количество движения системы остается постоянным (сохраняется)». Винтовка и пуля представляют собой одну систему. Перед выстрелом из винтовки сумма количества движения винтовки и пули равна нулю. Давление пороховых газов, сообщая некоторое количество движения пуле, одновременно сообщает винтовке такое же количество движения, направленного в противоположную сторону (это вызывает явление, называемое отдачей винтовки). В результате сумма возникших количеств движения при выстреле будет равна нулю.[10]

Закон сохранения энергии позволяет оценить энергопотери в мышцах при выполнении двигательных действий.

Существует большое разнообразие двигательных действий человека: бытовые, трудовые, оздоровительные (физические упражнения), спортивные и др. В настоящих лекциях с позиций биомеханики рассматривается выполнение человеком оздоровительных и спортивных двигательных действий.

Знание анатомических и биомеханических факторов, влияющих на мышцы и создающих движение, очень важно для планирования и проведения программы занятий.

Следующим шагом является использование описанных выше принципов для выявления индивидуального и коллективного "вклада" мышц в осуществление движений.

Здесь также хотелось бы отметить еще один вклад Ньютона в биомеханику. Труд «Математические начала натуральной философии», в котором заклады вались основы дифференциального и интегрального исчислений, позволил осуществить расчеты динамки тела, его инерциальных показателей. До этого математический аппарат науки более всего был приспособлен для изучения статических положений человека,

В своей последней крупной незаконченной работе «Оптика, или трактат об отражениях, преломлениях, изгибаниях и цветах света» (1721) Ньютон ставил вопрос «Каким образом движения тел следуют воле и откуда инстинкт у животных?», это указывает на интерес великого ученого к этой проблеме. Ньютоном отчетливо поставлен вопрос о соотношении волевого и механического в движениях живых существ.

В учении об абсолютном пространстве нашли свое выражение философско-теологические взгляды Ньютона, игравшие в его мышлении гораздо более серьезную роль, чем можно было бы себе представить, если ограничиться только чтением “Математических начал натуральной философии”.

В качестве одной из философских предпосылок ньютоновской динамики следует указать на его убеждение в том, что материя по природе есть начало пассивное, а поэтому должно существовать некоторое активное начало, которое служило бы, образно говоря, источником “питания” вселенной. Такое представление о материи у Ньютона совпадает с картезианским: у Декарта, как мы знаем, источником движения в мире является бог. В “Оптике” Ньютон пишет: ”...если только материя не совершенно лишена вязкости и трения частей и способности передачи движения (чего нельзя предполагать), движение должно постоянно убывать. Мы видим поэтому, что разнообразие движений, которое мы находим в мире, постоянно уменьшается и существует необходимость сохранения и пополнения его посредством активных начал”.

Далеко не случайно принцип тяготения имеет в качестве своего коррелята в ньютонианской физике понятие абсолютного пространства. Ведь последнее Ньютон наделяет особым свойством активности, называя его “чувствилищем бога” (Sensorium Dei). Аналогия между “чувствительной субстанцией” человека или животных, т.е. душой, с одной стороны, и “чувствилищем” божественным невольно приводит к мысли, что ньютоново абсолютное пространство есть, в сущности, нечто вроде мировой души неоплатоников, которая как бы осуществляет связь всех вещей во вселенной, подобно тому, как душа животного — связь всех его органов. В пользу такого понимания абсолютного пространства говорит и тот факт, что оно, согласно Ньютону, не является делимым.[11]

Однако Ньютон не согласен считать пространство мировой душой: понятие мировой души несовместимо с христианством. Хотя это понятие и получило новую жизнь в эпоху Возрождения, но Ньютон решительно заявляет, что пространство — это атрибут бога, а не его субстанция. Бог “вечен и бесконечен, всемогущ и всеведущ, т.е. существует из вечности в вечность и пребывает из бесконечности в бесконечность, всем управляет и все знает, что было и что может быть. Он не есть вечность или бесконечность, но он вечен и бесконечен, он не есть продолжительность или пространство, но продолжает быть и всюду пребывает. Он продолжает быть всегда и присутствует всюду... он установил пространство и продолжительность”.

В учении Ньютона об абсолютном пространстве как о чувствилище бога присутствуют две различные тенденции.

Во-первых, это идея, идущая от схоластики XIII — XIV вв., что возможно мыслить себе не только заполненное, но и пустое пространство, причем не в мире, а за его пределами; но это пространство пусто только в том смысле, что в нем нет материи, в действительности же оно не есть просто ничто, ибо в нем присутствует бог. Именно в этом духе рассуждает Ньютон, когда он подчеркивает, что вселенная состоит по большей части из пустоты, а материя занимает в ней не такое уж большое место; при этом пустота по своему значению для мира вовсе не уступает материи, а скорее превосходит ее.[12]

Вторая тенденция, приведшая к ньютоновскому учению об абсолютном пространстве, идет не столько от христианской теологии, сколько от эзотерических учений, связанных с неоплатонизмом и каббалой и распространившихся в натурфилософии XVI и XVII вв., особенно среди алхимиков, к которым, как показали последние исследования и публикации, принадлежал и Ньютон. Первоначально идея тяготения выступила у Ньютона в связи с его концепцией эфира. Эфир, который в свое время был введен в физике Аристотеля как пятый элемент, характерный для надлунного мира, под влиянием самых различных тенденций превратился у алхимиков в так называемый Spiritus mundi, жизненный дух, действующий и в земных элементах, и в живых организмах и составляющий как бы некоторую динамическую всепроникающую плазму, превращающую космос в единый живой универсум. Эфир, таким образом, ассоциировался с мировой душой неоплатоников.

Алхимические опыты и исследования Ньютона, как видим, были внутренне связаны с его размышлениями о природе тяготения; это свидетельствует о том, насколько в действительности тесно связаны между собой закон всемирного тяготения и понятие абсолютного, единого и неделимого пространства.[13]

7. Столкновение конкурирующих научных программ: полемика вокруг

ньютоновых “Начал”

С критикой ньютоновской научной программы выступили очень многие ученые и философы.

В предисловии к русскому переводу «Начал» академик А.Н. Крылов упоминает об анекдоте, который существовал во времена Ньютона среди студентов Кембриджа. Встречая великого физика, они говорили: «Вот идет человек, написавший книгу, в которой ни он сам, ни кто другой ничего не понимает». На трудность «Начал» обращал внимание и Вольтер, когда писал: «Очень мало кто в Лондоне читает Декарта, труды которого действительно утратили свою пользу, но мало кто читает также Ньютона, ибо надо обладать большой ученостью, чтобы его понимать».

Одни ученые уделяли больше внимания принципам механики Ньютона, другие — философским предпосылкам последней. К числу тех, кто оспаривал важнейшие положения ньютоновской механики, принадлежал Хр. Гюйгенс. Гюйгенс признавал только относительное движение, следуя здесь за Декартом. В переписке с Лейбницем, который, как и Гюйгенс, критиковал Ньютона за допущение абсолютного пространства и абсолютного времени, Гюйгенс решительно высказывается как против абсолютного пространства, так и против истинного движения, не считая возможным ни в каком эксперименте отличить истинное движение от относительного.

Ньютон признает эквивалентность гипотез для случая прямолинейного движения, но полагает, что при вращательном движении стремление тела удалиться от центра или оси вращения позволяет нам распознать его истинное движение. У меня, однако, есть основания считать, что всеобщий закон эквивалентности ничто не нарушает”.

Позиция Лейбница здесь довольно своеобразная: с одной стороны, он полностью признает “эквивалентность гипотез” на уровне кинематическом, т.е. считает, что невозможно распознать на уровне явлений, какое из двух (или множества) движущихся друг относительно друга тел является реально движущимся, а какое — лишь относительно. Более того: в отличие от Ньютона Лейбниц (вместе с Гюйгенсом) считает, что “эквивалентность гипотез” существует не только в случае прямолинейного движения, но и в случае движения вращательного: на уровне феноменов принцип относительности движения всегда справедлив, его “ничто не нарушает”[14]. Но в то же время Лейбниц не согласен признать, что кинематический уровень рассмотрения движения является единственно возможным; он, как и Ньютон, видит в динамике более высокий способ познания природы, чем кинематический. Как и Ньютон, он исходит из понятия силы, но только трактует силу по-своему. Поэтому он признает различие истинного, реального движения и движения только относительного, но при этом убежден, что в мире явлений мы не можем никогда с уверенностью определить, какое тело движется реально, а какое — только относительно.

Гюйгенс однозначнее решает вопрос о движении, чем Лейбниц. Хотя раньше он действительно разделял воззрение Ньютона в вопросе о вращательном движении, но теперь пришел к выводу, что это ошибка. Не согласен Гюйгенс и с соображением Лейбница, что при относительном движении многих тел каждое из них обладает какой-то степенью действительного движения или силы,— это заявление Лейбница действительно не вполне понятно.

Ньютонов принцип тяготения как действия тел на расстоянии Лейбниц квалифицирует как чудо или “нелепость вроде оккультных качеств схоластиков, которые теперь снова преподносятся нам под благовидным названием сил, но которые ведут нас обратно в царство тьмы"[15].

Все в мире природы, как убежден Лейбниц, должно быть объяснено исключительно с помощью механических начал. Природа — это механизм, только механизм в высшей степени совершенный. Не только неорганическая природа, но и живые организмы представляют собой машины, созданные гениальным механиком — богом. Поэтому даже и их отправления должны быть постигаемы с помощью механических причин. Здесь Лейбниц является последователем Декарта, от которого он отличается в деталях, в объяснении самого естественного механизма, но сходится в вопросе об отношении всего природного мира к сверхприродному творцу.

Оппозиция Лейбница по отношению к Ньютону в вопросе о тяготении — это оппозиция христианского теолога, жестко отделяющего творение от творца и настаивающего на трансцедентности бога по отношению ко всему сотворенному. Все сотворенное, таким образом, является машиной, но, разумеется, машиной особой, у которой все детали, как бы глубоко мы в них не проникли, окажутся в свою очередь опять-таки машинами, а не простым “мертвым” веществом, как в машинах человеческих.

Ни картезианцы, не Лейбниц не могли принять ньютонову физику, потому что ее предпосылка требует снять жесткое разделение мира божественного — трансцедентного и мира природного — сотворенного: ведь пространство есть как бы присутствие бога в сотворенном мира. Бог при этом становится как бы “частью природы”, превращаясь в мировую душу языческой философии.

Апелляция к божественной воле как к первому объясняющему принципу в теологии и философии была характерна для англиканских последователей Ньютона вплоть до середины XVIII в.

Дата добавления: 2015-05-08