Основные представления аристотелевской механики

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.

Естествознание эллинистически-римского периода

Культура эллинизма

В Вавилоне 10 июня 323 г. до н.э. от ран и болезней скончался Александр Македонский, который создал за двенадцать с половиной лет царствования и непрерывных завоевательных походов грандиозную монархию, протянувшуюся от Македонии до Индии и от Амударьи до нубийских пустынь. Эта дата может быть условно названа началом эпохи эллинизма — качественно своеобразного периода в истории культуры, который (с учетом римского периода) охватывает почти тысячу лет — вплоть до падения Западной Римской империи (от IV в. до н.э. до V в. н.э.). Эпоха эллинизма характеризуется значи­тельным расширением территорий, занятых греками, их экспансией на Восток. Это была как бы новая историческая волна греческой колонизации.

Следствием такой колонизации явилось создание качественно новой культуры, синтезировавшей достижения греческой культуры с восточными духовно-культурными традициями. Римская империя, пришедшая на смену эллинистическим монархиям, сложившимся на развалинах эфемерной монархии Александра Македонского, впита­ла в себя эллинистическую культуру, модифицировала и переработа­ла ее. Это позволяет выделять эллинистически-римскую культуру как некоторую качественно своеобразную историческую целостность. Длительная, насыщенная многими бурными историческими собы­тиями эпоха эллинизма была периодом не только синтеза греческой и восточной культур, но и периодом наиболее плодотворного разви­тия конкретных наук, прежде всего математики и астрономии. В эпоху эллинизма окончательно сложилась и первая научная картина мира.

Новый эллинистический тип культуры сформировался как резуль­тат экспансии на Восток материальной культуры, достигнутой гре­ческими полисами. Колонисты переносили в новые условия, новые страны, новым народам и греческий образ жизни. Греческая культу­ра — это прежде всего городская культура. И Александр Македонский (одержимый идеей единства народов, целостности человечества, от­рицавший различие между греками и варварами), и его последовате­ли (диадохи и эпигоны) вели на завоеванных территориях интенсив­ное градостроительство. Новые города строились по греческим ка­нонам. В центре города располагалась центральная площадь, окру­женная общественными зданиями и храмами. От этой площади отходили широкие прямые улицы. В каждом городе существовали стадион, театр, гимнасии и др. Города заселялись в основном греками (ветеранами войн, греческими переселенцами) и были опорой власти. Обычно города закладывались на реках или торговых путях, что создавало предпосылки для их постепенного превращения в крупные торговые и экономические центры.

Одним из наиболее известных таких городов была (заложенная Александром Македонским в дельте Нила, на месте рыбацкой деревушки) Александрия, ставшая впоследствии не только самым круп­ным оживленным торговым, ремесленным, политическим, но и культурным, главным научным центром Востока. Александрия воплощала идеалы космополитизма, единства народов, о котором мечтал Александр Македонский. Есть данные, что к концу I в. до н.э. в Александрии проживало около миллиона жителей — представителей самых разных народностей — греков, египтян, сирийцев, италийцев и др. Гордостью Александрии была знаменитая библиотека, основанная в середине III в. до н.э.; она насчитывала свыше 700 тыс. папирусных свитков, в которых были собраны все основные сочинения античной науки. Александрийская библиотека являлась частью Музея (храма муз), в котором размещались астрономическая обсерватория, зоологический и ботанический сад, помещения для жизни и работы ученых, приезжавших сюда из разных стран.

Греческая экспансия повсеместно вела к вытеснению натурального хозяйства товарно-денежными отношениями, масштабному развитию международной торговой и даже финансовой деятельности. Усложнялась организационная, управленческая деятельность, усилива­ть роль личностного начала во всех формах деятельности. Во многих странах пользовался широким признанием и уважением слой культурной интеллигенции — людей, профессионально и творчески занимающихся умственным, организационным трудом.

Значительно изменился духовный мир человека; ускорился процесc его дифференциации. На смену строгому (телесно-вещному, непсихологизированному) индивидуализму полисной эпохи пришла гихологизированная (интимно-личностная, полная эмоциональной окраски, повседневной теплоты, переживания и сердечности) индивидуальность эпохи эллинизма. Индивид, освобожденный от связи с полисными традициями, от диктата полисных и общинных императивов, получил возможность углубиться в свою собственную личность, сделать мир своих мыслей и чувств важнейшим предметом духовного освоения, научно-философского познания. Наряду с новеллами и романами, насыщенными трагическими мотивами, а часто и накалом еврипидовских страстей героев, существовала утонченная любовная поэзия, буколики Феокрита, комедии Менандра. Создава­ть грандиозные архитектурные сооружения, реалистические и совершенные живописные полотна.

В этих условиях вопросы объективного устройства мира, законов природы в значительной мере передаются от философии к конкрет­ным наукам. Постепенно складывается первая естественно-научная картина мира.