Физические идеи средневековья

В период позднего средневековья (XIV—XV вв.) постепенно осуществляется пересмотр основных представлений античной естественно-­научной картины мира и складываются предпосылки для создания нового естествознания, новой физики, новой астрономии, возникно­вения научной биологии. Такой пересмотр связан, с одной стороны, с усилением критического отношения к аристотелизму, а с другой стороны, с трудностями в разрешении тех противоречий, с которы­ми столкнулась схоластика в логической интерпретации основных религиозных положений и догматов.

Одно из главных противоречий, попытки разрешения которого приводили к «разрушению» старой естественно-научной картины мира, состояло в следующем: как совместить аристотелевскую идею замкнутого космоса с христианской идеей бесконечности божественного всемогущества? Ссылки на божественное всемогущество служи­ли основанием для отказа от ряда ключевых аристотелевских положений и выработки качественно новых образов и представлений, которые способствовали формированию предпосылок новой меха­нистической картины мира. К таким представлениям и образам можно отнести следующие.

Во-первых, допущение существования пустоты, но пока не аб­страктной, а лишь как нематериальной пространственность, прони­занной божественностью (поскольку Бог не только всемогущ, но и вездесущ, как считали схоласты).

Во-вторых, изменение отношения к проблеме бесконечности природы. Бесконечность природы все чаще рассматривается как по­зитивное, допустимое и очень желательное (с точки зрения религи­озных ценностей) начало; оно как бы выражало такую атрибутивную характеристику Бога как его всемогущество.

В-третьих, возникает и представление о бесконечном прямо­линейном движении как следствие образа бесконечного прост­ранства.

В-четвертых, возникновение идеи о возможности существо­вания бесконечно большого тела. Образ пространственной беско­нечности постепенно перерастает в образ вещественно-телесной бесконечности. При этом рассуждали примерно так: «Бог может создать все, в чем не содержится противоречия; в допущении бес­конечно большого тела противоречия нет; значит, Бог может его создать».

В-пятых, допущение существования среди движений небесных тел не только идеальных (равномерных, по окружности), соизмери­мых между собой, но и несоизмеримых. Иррациональность перено­силась из земного мира в надлунный, божественный мир. В этом также виделись признаки творящей божественной силы: Бог спосо­бен творить новое повсюду и всегда. Исключение принципиального аристотелевского различия мира небесного и мира земного создава­ло предпосылки для интеграции физики, астрономии и математики.

Качественные сдвиги происходят как в кинематике, так и в дина­мике. В кинематике средневековые схоласты вводят понятия «сред­няя скорость», «мгновенная скорость», «равноускоренное движе­ние» (они его называли «униформно-дифформное»). Мгновенную скорость в данный момент они определяют как скорость, с какой стало бы двигаться тело, если бы с этого момента времени его движе­ние стало равномерным. Кроме того, постепенно вызревает понятие ускорения. Схоласты уже догадываются, что путь, пройденный телом при равноускоренном движении без начальной скорости за извест­ный промежуток времени, равен пути, который пройдет это же тело за то же время с постоянной скоростью, равной средней скорости равноускоренного движения.

В эпоху позднего средневековья значительное развитие получила динамическая «теория импетуса», которая была мостом, соединяв­шим динамику Аристотеля с динамикой Галилея. Французский философ-схоласт Жан Буридан (XIV в.) объяснял падение тел с точки зрения теории импетуса. Он считал, что при падении тел тяжесть запечатлевает в падающем теле импетус, поэтому и скорость его все время падения возрастает. Величина импетуса, по его мнению, опре­деляется и скоростью, сообщенной телу, и «качеством материи» этого тела. Импетус расходуется в процессе движения на преодоление трения; когда импетус растрачивается, тело останавливается.

Аристотель считал главным параметром для любого момента движения расстояние до конечной точки, а не расстояние от начальной точки движения. Благодаря теории импетуса исследовательская мысль постепенно сосредоточивалась на расстоянии движущегося тела от начала движения: тело, падающее под действием импетуса, накапливает его все больше и больше по мере того, как отдаляется от сходного пункта. Эти выводы стали предпосылками для перехода от снятия импетуса к понятию инерции.

Кроме того, теория импетуса способствовала развитию и уточне­нию понятия силы. Старое, античное и средневековое, понятие силы благодаря теории импетуса в дальнейшем развитии физики раздвои­лось на два понятия. Первое — то, что И. Ньютон называл «силой» (ma), понимая под силой воздействие на тело, внешнее по отноше­нию к движению этого тела. Второе — то, что Р. Декарт называл количеством движения, т.е. факторы процесса движения (mv), связанные с самим движущимся телом.

Все это постепенно готовило возникновение динамики Галилея *.

* См.: Гайденко В.П., Смирнов Г.А. Западноевропейская наука в средние века. Общие принципы и учение о движении. М., 1989. Разд. III.