3.3.3. Сущность революции XVII века: Галилей, Декарт, Ньютон

В формирование механической картины мира большой вклад внес Г. Галилей. Этот вклад измерялся, прежде всего, тем, что Галилей был родоначальником экспериментального метода, применявшегося до него эпизодически. Суть эксперимента заключалась в том, что любые выдвинутые гипотезы должны были быть подвержены проверке опытом. Сам Галилей блестяще проиллюстрировал возможности эксперимента, осуществив при этом дальнейшее развитие физических знаний. Основываясь на опытах, он разрабатывает динамику на совершенно иных принципах нежели Аристотель: исследуя законы падения тел, Галилей высказывает предложение, что все тела падают с одинаковым постоянным ускорением. Для проверки этого предложения нужны были точные часы с секундной стрелкой, которых не было. Поэтому он проводит эксперименты с наклонной плоскостью, а затем и с маятником, и доказывает (выводит) свою знаменитую формулу S =Vt.

Основываясь на опытах с наклонной плоскостью, Галилей высказывает принцип инерции, т.е. свойства тел сохранять свою скорость. Объясняет этим принципом явление приливов и отливов.

Галилей выдвинул также принцип относительности: механические явления в системе, независимо от того покоится она или движется, происходят одинаково.

Итак, никто до Галилея не доказывал так убедительно выдвигаемых предложений, а сами предложения основывались исключительно на опыте и на научном воображении: Галилей успешно и часто в своем научном творчестве использовал мысленные эксперименты - движение по инерции, мгновенная скорость и др.

Определенный вклад в формирование механической картины мира внес Р.Декарт. Основываясь на своей общей картине мира, где основными свойствами мира-материи были протяженность и движение, он разрабатывает несколько частных теорий, объединенных следующей методологической формулой: "Дайте мне материю и движение, и я построю мир".

Так, пытаясь понять законы движения с помощью математики, Декарт нашел способ введения в математику переменных величин, то есть открыл аналитическую геометрию. "В математику вошли движение и диалектика, - отмечал Энгельс - и стало …необходимым дифференциальное и интегральное исчисление".

Он формулирует закон сохранения количества движения, основываясь на корпускулярном понимании природы света (свет есть поток - действие мельчайших атомов, летящих от светящегося тела во все стороны). При этом Декарт предполагает, что скорость света в более плотной среде больше, чем в менее плотной, и формулирует закон преломления света. Другие естествоиспытатели XVII столетия также внесли свою лепту в формирование механистического мировоззрения. Так как в это время широко обсуждался вопрос о природе света, то Гассенди и Декарт придерживались корпускулярной теории, Гюйгенс настаивал на волновой его природе, полагая, что световые волны распространяются в чрезвычайно тонкой материи "эфире". Гук при этом считал, что распространение волн в эфире осуществляется в поперечно-колебательной форме.

Гюйгенс открыл закон соударения упругих тел и закон сохранения: сумма произведений "каждого тела" на квадрат скорости до и после соударения остается неизменной, а сумма кинетической и потенциальной энергии, есть величина постоянная.

Торричелли (ученик Галилея) распространил идеи Галилея на движение жидкости, выведя формулу для скорости вытекания из сосуда идеальной жидкости и тем самым заложил основы гидродинамики.

Бойль, сформулировав свой знаменитый закон, положил начало кинетическим воззрениям на теплоту. Паскаль формулирует закон о сообщающихся сосудах. Тем не менее, существует мнение, что в XVII веке из всех разделов физики получили мощное развитие прежде всего механика и оптика.

Ньютон, опираясь на опыты Галилея, а также привлекая для дальнейшего развития механики весь современный ему опыт, завершил труды Галилея, Декарта, Гюйгенса и других естествоиспытателей, сформулировал основные контуры механистической картины мира. Рассматривая физику и механику как общую теорию природы, И.Ньютон пытался строить свою натурфилософию на экспериментальных началах: "гипотез я не измышляю" - такова его методологическая установка в познании. Его первые научные работы касались опытного исследования света. В дальнейшем интерес Ньютона к опытному исследованию уступил место теоретическому размышлению. Ньютон разрабатывает четыре правила размышления (читай познания - Ю.Т.): 1. Не принимать лишних причин. 2. Относить аналогичные явления к одной и той же причине. 3. Считать свойством всех тел такие свойства, которые не могут быть ни усилены, ни ослаблены. 4. Считать правильным такое суждение, которое получается из опыта.

Наконец, программной является его следующая установка: вывести два или три общих начала движения из явлений и после этого изложить, каким образом свойства и действие всех телесных вещей вытекают из этих начал. В этой методологической установке четко просматривается идея эмпиризма как основы познания. Однако, несмотря на то, что Ньютон пренебрежительно относился на словах к гипотезам, он проявил себя как замечательный мастер всевозможных гипотез на деле. Уже в опытных исследованиях света он исходил из гипотезы, что свет - это очень малые тела, испускаемые светящимися веществами, которые взаимодействуют с частицами тел и распространяются в виде механических волн в особой среде.

В механике он также сначала постулирует такие понятия, как "абсолютно неподвижное пространство", "время", не постигаемое чувствами, то есть идеализированные представления, понятия "масса", "количество движения", "сила". Дав определения этим понятиям, Ньютон затем переходит к формулировке законов механики: закон инерции, закон пропорциональности сил ускорения и закон о действии и противодействии.

Далее Ньютон выводит ряд следствий из трех законов: правила параллелограмма сил, закона сохранения центра тяжести, закона сохранения количества движения для замкнутых систем. Все эти следствия нашли затем применение в решении задач механики и гидромеханики, хотя для этого потребовалось создание целой науки - технической механики.

Большое значение придавал Ньютон экспериментальной проверке своим законам: при этом он опирался на опыты Галилея и сам проводил эксперименты.

Далее Ньютон переходит к формулировке закона тяготения. Причем этот закон был не постулирован им, а выведен с помощью строгого математического анализа астрономических опытных данных с привлечением законов динамики. Понятия абсолютно пустого пространства и дальнодействующих сил, являющихся базовыми в этом законе, породили философские споры вокруг этого закона. Что такое тяготение? С помощью чего происходит передача центральных сил, действующих на расстоянии?

Первоначально Ньютон высказывался за то, что он дает лишь математическое выражение дальнодействующим силам без обсуждения их физической сути. Но в дальнейшем он не смог отгородиться от этого важного вопроса. И здесь проявилась очень явственной двойственность его мировоззрения. С одной стороны Ньютон механик-опытник, материалист, с другой стороны - верующий в бога. Поэтому он трактует пространство и как "чувствилище бога", допуская вмешательство, вернее участие божественного в передаче дальнодействия, с другой стороны, пространство у него заполнено эфиром.

Итак, мы рассмотрели философские концепции, логику построения которых можно обозначить формулой: опыт, или соответствующие научному здравому смыслу положения, а затем их обобщения в виде формулировки общих законов природы. В рамках этого направления к концу XVII века сложились две основные картины мира: ньютонианская и картезианская (декартовская). В основе ньютонианской картины мира лежал атомизм (атомы и пустота), у Декарта - пространство заполнено однородной материей. И та и другая концепции были в своей основе материалистическими. Можно также отметить, что эта линия была в XVII веке усилена такими философами, как Гассенди и Гоббс. У Гассенди впервые появляется такое понятие, как "молекула", - сложное образование, состоящее из атомов. Причем молекулы первого порядка образовывали молекулы второго порядка и т.д. То есть у молекул появлялись такие свойства, которые отсутствовали у атомов. Отсюда картина мира Гассенди при описании явлений давала большее качественное разнообразие мира.

Гоббс пытался построить свою механистическую философию с помощью таких понятий, как "линия", "траектория перемещения", "величина", развивая математическую линию в материалистическом направлении.