Уже у Филопона, таким образом, появляется мысль о том, что падение тел в
пустоте может происходить с конечной скоростью, - положение, на котором
строит свою теорию движения Галилей.
Теория импетуса получает развитие в позднесхоластической натурфилософии XIV
в., сначала в Парижской, а затем и в Оксфордской школах. Здесь она
превращается в научную теорию, впоследствии получившую название "физики
импетуса", главным образом благодаря Жану Буридану, Николаю Орему, Альберту
Саксонскому и Марсилию из Ингена (первому ректору Гейдельбергского
университета). В XV в., как показывает Аннелиза Майер, физика импетуса
получает всеобщее признание, а к концу XVI в., как раз когда формируются
научные воззрения Галилея, она становится широко известной. "Долгое время
господствовало мнение, - пишет А. Майер, - и еще по сей день оно
распространено, что в схоластической теории импетуса implicite содержится
закон инерции, и что поэтому начала классической механики следует искать в
XIV в. ...В теории импетуса, как она была сформулирована в XIV в., еще нет
никаких идей, в которых был бы хотя бы намек на то, что позднее было
названо законом инерции; однако она содержит ряд допущений, которые могли
привести и в самом деле привели к открытию закона инерции".
Поскольку нас интересует та трансформация фундаментальных понятий физики,
которую произвел Галилей, мы вкратце охарактеризуем физику импетуса, как
она сложилась к его времени.
Представителем физики импетуса был непосредственный предшественник Галилея
Дж. Бенедетти, работа которого "Различные математические и физические
рассуждения" была издана в Турине в 1585 г., как раз в то время, когда
формировались научные интересы молодого Галилея.
Бенедетти интересовал вопрос о причинах возрастания скорости падающих тел,
которым впоследствии занялся Галилей, и не случайно Бенедетти ближе других
подошел к открытию закона инерции. Как пишет Г.Г. Цейтен, Бенедетти "первый
обнаружил закон инерции...". Даже если считать преувеличением слова
Цейтена, все же нет сомнения, что физика импетуса вплотную подошла к его
открытию и в ней наметился тот путь, каким затем пошел Галилей: в своем
сочинении "О движении" он выступает как критик аристотелевской динамики с
точки зрения динамики импетуса, как убедительно показал А. Койре. Сам
Галилей в ранний период опирался на теорию импетуса, а впоследствии придал
ей ту форму, в которой уже и в самом деле содержался принцип инерции.
Физика импетуса строится на базе космологии и физики Аристотеля,
пересматривая лишь отдельные положения последней. Полностью сохраняются
представления Аристотеля о конечности космоса, об анизотропности
пространства и связанном с этими представлениями делением движения на
естественное и насильственное. Нормальным случаем движения для
неодушевленных тел в перипатетической физике считалось так называемое
motiis coniunctus, т.е. движение тела, непосредственно связанного со своим
двигателем; это движение продолжается лишь до тех пор, пока действует
двигатель, причем скорость тела прямо пропорциональна силе двигателя и
обратно пропорциональна сопротивлению среды. Как показала А. Майер, физика
XIV в. 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". Таким образом, сила есть причина
скорости, а не ускорения, как в классической механике. И это не может быть
иначе, пока сохраняется аристотелево убеждение в неравноценности покоя и
движения: всякое тело, согласно схоластической физике, стремится вернуться
в состояние покоя. Эта тенденция к покою как бы постоянно присутствует в
движущемся теле, поэтому движущая сила должна преодолевать эту тенденцию в
каждый момент движения точно так же, как и в первый момент, когда она
выводила тело из состояния покоя. Эту тенденцию к покою, оказывающую
сопротивление двигателю, в XIV в. называли inclinatio ad quietem, еще не
вполне ясно отличая ее от тяжести тела - gravitas: обе силы - тяжесть и
тенденция к покою - рассматривались как две компоненты стремления тел к
своему естественному месту. Возникало, однако же, затруднение в связи с
необходимостью объяснить, почему для приведения тела в движение из
состояния покоя требуется большая сила, чем для дальнейшего поддержания его
в состоянии движения. Это затруднение физика XIV-XVI вв. решала с помощью
указания на то, что сила двигателя передается движимому не мгновенно, а
постепенно и тем медленнее, чем тяжелее движимое тело. Такое рассуждение мы
встречаем и у Галилея, особенно когда ему приходится объяснять, почему
более тяжелое тело падает медленнее, чем более легкое.
Именно в этой "тенденции к покою", которая, собственно, и есть косность,
инертность тела, естественно видеть как бы "предшественницу" инерции, как
ее понимает классическая механика. Однако сходство этих двух понятий лишь
внешнее; стоит рассмотреть значение того и другого в составе
соответствующих теорий, чтобы убедиться в их принципиальном различии.
В отличие от motus coniunctus метательное движение есть motus separatus,
т.е. движение тела, отделенного от его двигателя. Без двигателя
насильственное движение, согласно средневековой физике, невозможно;
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185