Мы уже видели, что физика Аристотеля содержит в себе ряд философских, или метафизических, допущений, которые определяют способ рассуждения, обоснования и характер аргументации, связывают в единое целое все основные положения теории. В конечном счете эти допущения и обусловливают тот тип рациональности, который характерен для античной науки. К таким фундаментальным принципам принадлежит прежде всего принцип цели, телеологическое объяснение тех последних, основополагающих связей природы, благодаря которой она предстает как целостный, иерархически упорядоченный космос. Этот же принцип, в сущности, лежит и в основании центральных методологических и онтологических категорий Аристотеля — возможности и действительности, потенциальности и актуальности, через которые определяется само понятие движения. Эти категории в философии Стагирита имеют очень богатое содержание, которое пока не вполне раскрыто нами. Для того чтобы полнее осмыслить как структуру физической теории Аристотеля, так и особенности античного типа рациональности, необходимо вкратце остановиться на том аспекте упомянутых категорий, который связан с аристотелевской трактовкой двух ключевых философских понятий — бесконечности и материи. Это тем более важно, что именно эти понятия подверглись наибольшей трансформации при переходе от перипатетической физики к механике нового времени, что во многом обусловило характер нового типа рациональности.
Как мы уже видели выше, Аристотель возражает против платоновско-пифагорейской трактовки бесконечного как сущности18. Если брать бесконечное как сущность, т. е. нечто актуальное, то невозможно объяснить такой вид бесконечного, как время или величина, ибо это, по словам Аристотеля, — количество. Его специфика в том, что, «будучи проходимо по природе», это бесконечное «не имеет конца прохождения или предела»19. Это бес
-228-
конечное потенциально, бесконечное в возможности, а не в действительности, осуществляемое, а не осуществленное, незавершенное и не могущее никогда быть завершенным. В этом смысле Аристотель определяет бесконечное как «не то, вне чего ничего нет, а то, вне чего всегда есть что-нибудь»20.
Потенциально-бесконечное существует как экстенсивно или интенсивно бесконечное, т. е. или в результате сложения, или в результате деления. В отличие от актуально бесконечного, потенциально бесконечное всегда имеет дело с конечным и есть не что иное, как беспредельное движение по конечному.
Тут мы имеем дело с важнейшей философской предпосылкой физики перипатетиков: бесконечное существует потенциально, но не существует актуально. А это значит, что оно есть не нечто действительное, а только возможное, и, стало быть, бесконечное для Аристотеля есть материя, ибо именно материя определяется им как возможное. «Поэтому, — пишет Аристотель, — оно и непознаваемо как бесконечное, ибо материя не имеет формы »21. И в самом деле, имея дело с потенциальной бесконечностью, мы всегда познаем лишь конечное — бесконечность же выражается здесь в том, что это конечное — «всегда иное и иное»22.
Итак, бесконечное — это материя, т. е. в аристотелевском понимании нечто вполне неопределенное, не имеющее в себе связи и лишенное всякой структуры. Именно потому, что началом актуально сущего является, по Аристотелю, форма, а форма есть предел (конец, граница), он отвергает возможность актуально бесконечного. Отсюда непосредственно вытекает положение физики Аристотеля о том, что не может существовать бесконечное чувственно воспринимаемое тело. И не случайно космос мыслится как очень большое, но конечное тело.
Как видим, физическая теория Аристотеля, органически связанная с его метафизикой, представляет собой цельную систему положений, которая к тому же достаточно хорошо подтверждается опытом. Космос здесь предстает как конечное, гармонически упорядоченное целое, в котором для каждого тела, для всякого элемента существует естественное место, а потому пространство является неоднородным, анизотропным; в аристотелевском космосе
-229-
нет пустоты, которая, как доказывает Стагирит, недопустима уже по одному тому, что тела в ней должны были бы, не встречая никакого сопротивления, двигаться с бесконечной скоростью, что невозможно; всякое движение предполагает двигателя; скорость движущегося тела прямо пропорциональна силе двигателя и обратно пропорциональна сопротивлению среды; движение и покой имеют разный онтологический статус.
3. Теория движения в Средние века. Физика импетуса
Однако эта стройная теория имеет свою ахиллесову пяту, свой слабый пункт: метательное движение. Именно движение бросаемых тел не получило в рамках перипатетической физики достаточно убедительного объяснения, а потому с этого пункта в Средние века начался пересмотр ряда ее положений. В самом деле, как объяснить причину движения брошенного с силой тела, на которое больше не воздействует двигатель, но которое тем не менее продолжает еще некоторое время двигаться? Согласно Аристотелю, при метательном движении передача силы осуществляется через ближайшую к телу среду: бросающий приводит в движение не только тело, но и воздух, который в состоянии некоторое время двигать тело, являясь, таким образом, промежуточным двигателем.
Такое объяснение, однако, противоречит опыту, свидетельствующему о том, что воздух скорее оказывает сопротивление движущемуся телу. Не удивительно, что еще на заре Средних веков, в VI столетии, оно было отвергнуто Иоанном Филопоном, который разделял тезис Аристотеля о стремлении тел к их естественному месту, но не был согласен с тем, что среда (воздух, вода) в состоянии быть передатчиком силы двигателя движущемуся телу. В своем комментарии к физике Аристотеля Филопон подверг критике также и ряд других принципов не только физики, но и вообще философии Стагирита, поскольку они вступали в противоречие с христианским богословием: Филопон был христианин23. Интересен новый способ объяснени
-230-
движения брошенного тела, который предложил Филопон и который в XIII-XIV вв. был развит в так называемую физику импетуса. «По-видимому, необходимо допустить, — пишет Филопон, — что бросающий агент сообщает брошенному телу некую нематериальную движущую силу и что воздух, приводимый при этом в движение, либо вообще ничего не добавляет к движению брошенного тела, либо добавляет очень мало...»24
Впоследствии то, что Филопон называл «нематериальной движущей силой», получило наименование «запечатленной силы» — virtus impressa, или virtus motiva, impetus impressus. Средневековые ученые в Парижской и Оксфордской школах создали на базе аристотелианской физики ее новый вариант, носивший название физики импетуса, в рамках которой работали Иоанн Буридан, Николай Орем, Альберт Саксонский, Марсилий Ингенский и др. Иоанн Буридан следующим образом описывает действие импетуса: «...В камне или другом брошенном теле существует нечто запечатленное, представляющее собой движущую способность (virtus motiva) данного тела. Это, очевидно, лучше, чем прибегать к утверждению, что воздух продолжает двигать брошенное тело. Представляется, что воздух скорее сопротивляется. Поэтому, я полагаю, следует сказать, что двигатель, двигая тело, запечатлевает (imprimit) в нем некоторый импетус... И чем быстрее двигатель движет мобиль, тем более сильный импетус он запечатлевает в нем. Именно посредством этого импетуса движим камень после того, как перестает двигать бросающий. Но этот импетус непрерывно ослабевает за счет сопротивления воздуха и тяжести камня, которая склоняет камень в направлении, противном тому, куда его естественно двигал бы импетус. Таким образом, движение камня непрерывно замедляется, и наконец импетус настолько уменьшается,... что тяжесть камня превосходит его и движет камень вниз к его естественному месту»25.
Как отмечают исследователи средневековой науки В.П. Гайденко и Г.А. Смирнов, импетус очень похож на импульс в новой механике. Оба они пропорциональны скорости: чем большую скорость имеет тело, тем больше импетус (или импульс). «Можно сказать также, правда с известной натяжкой, что оба пропорциональны массе, —
-231-
с натяжкой потому, что понятия массы, собственно говоря, у Буридана нет; однако он прямо формулирует зависимость импетуса от количества материи. Последнее понятие, несомненно, предваряло понятие инертной массы и сыграло свою роль в его формировании»26.
К XV веку физика импетуса получает широкое признание, и к концу XVI века, в период формирования научных воззрений Галилея, она является господствующей в научном сообществе. Представителем физики импетуса был непосредственный предшественник Галилея Дж. Бенедетти, чье исследование «Различные математические и физические рассуждения» было издано в Турине в 1585 году. Бенедетти исследовал причину возрастания скорости падающих тел, — вопрос, которым впоследствии занялся и Галилей; в своей ранней работе «О движении» последний критикует аристотелеву динамику с точки зрения динамики импетуса, как прекрасно показали А. Койре и А. Майер27.
Некоторые историки науки полагали, что в физике импетуса в скрытом виде уже содержится закон инерции, составляющий основу классической механики. В действительности, однако, это не так, хотя теория импетуса и содержит ряд предпосылок, которые в конце XVI века привели к открытию закона инерции — и решающую роль здесь сыграл Галилей. В самом деле, в теории импетуса сохраняются представления перипатетической физики о конечности космоса, об анизотропности пространства, и соответственно, о делении движения на естественное и насильственное, а также о том, что все движущееся движимо чем-нибудь другим. Как показала Аннелиза Майер, физика XIV века лишь несколько уточнила формулу скорости, предложенную Аристотелем, сохранив сам его принцип. «У Аристотеля это была простая пропорциональность, в XIV в. на ее место встает довольно сложная функция, но основные правила остаются те же: при постоянной движущей силе и постоянном сопротивлении скорость оказывается постоянной. И наоборот: всякое равномерное движение (при неизменном сопротивлении) предполагает неизменную, постоянно действующую силу»28. Как видим, сила является причиной скорости, а не ускорения, как в классической механике. И это не может быть иначе, по