Природа боится пустоты - Дмитрий Александрович Фёдоров

Впрочем, даже в римские времена любой желающий мог (хоть и не без труда) ознакомиться с текстами Демокрита и его последователей (которые, кстати, вовсе не составляли единого непротиворечивого собрания), то есть работы атомистов имели хождение, просто были мало распространены. Во многих сохранившихся поздних античных справочниках и энциклопедиях спокойно сосуществуют различные точки зрения на ту или иную проблему, причем точка зрения Аристотеля не всегда объявляется там предпочтительной по сравнению с атомистическим объяснением. Лишь события связанные с закатом Римской Империи, а также последовавшие христианские и мусульманские гонения на языческую мудрость привели к тому, что число доступных в Европе и на ближнем Востоке греческих рукописей стремительно уменьшилось. Сохранить удалось лишь немногое самое распространенное— то есть именно Аристотеля и Платона (тоже не целиком).

Ниже мы сперва приведем краткий обзор атомистической физики, не делая при этом чересчур смелых предположений и выводов, а затем перейдем к считающейся общепризнанной классической античной динамике Аристотеля, которая в некоторых аспектах явно уступала учению Демокрита, но зато в других являлась более последовательной и цельной.

Атомистическая физика Демокрита

Необходимо сразу оговориться в том смысле, что никаких работ по механике Демокрит не писал, а его физические взгляды можно выделить лишь косвенно из отдельных высказываний об устройстве природы и вселенной. Общий стиль изложения при этом скорее напоминает беседу с друзьями и соратниками, но никак не строгий технический текст. В основу всей атомистической физики кладется принцип «не более такое, чем такое» или же, современным языком, закон симметрии, гласящий, что если нет оснований для того, чтобы явление природы, протекало каким-то одним конкретным способом, а не иными отличными, то оно существует одновременно во всех видах. Данное основание при всей своей абстрактности послужило основой для весьма далеко идущих выводов.

Начать, пожалуй, следует с того, что Демокрит считал число миров бесконечным, доказывая это тем, что в бескрайнем космосе материя должна присутствовать повсюду, поскольку у нее нет причин находиться в одном месте и отсутствовать в других. Изначально Вселенная была относительно равномерно заполнена атомами любых форм и размеров, движущимися с различными скоростями во всех возможных направлениях. В самом деле, нет оснований предпочесть какие-то формы, размеры и скорости другим, равно как нет причин выделять в бесконечном пространстве конкретные направления, например «верх или «низ», чтобы материя с необходимостью двигалась именно вдоль них.

Вопрос о причинах изначального движения Демокрит считал методически ошибочным, полагая, что вечная субстанция не нуждается ни в каких объяснениях. Причины, то есть — начала или основания, требуются лишь для изменений, и, таким образом, любое движение сохраняется в неизменном виде, пока не будет нарушено насильственно. Реальные предметы непросто сдвинуть с места, поскольку необходимо преодолеть трение, сопротивление окружающей среды и притяжение, тогда как при их отсутствии нам оказалось бы достаточно приложить минимальный «атом силы». Поэтому же вращение небесных тел вокруг Земли будет продолжаться до тех пор, пока наш мир не столкнется с каким-то другим. Без сомнений мы видим тут прототип первого закона Ньютона, который, правда, был распространен не только на прямолинейное, но и на круговое движение.

Однородные атомы, то есть имеющие одинаковую форму, притягиваются друг к другу, но при этом между ними всегда должно оставаться некоторое количество пустоты, поэтому при слишком сильном сближении притяжение сменяется отталкиванием. Таким образом, абсолютные соприкосновения невозможны. Тезис, что взаимодействовать между собой могут лишь атомы одного и того же вида, Демокрит доказывал весьма наивными аналогиями, утверждая, что и животные соединяются в стаи из одинаковых особей; и зерна при просеивании ситом разделяются отдельно: чечевица с чечевицей, а ячмень с ячменем; и морские волны разделяют круглую гальку от продолговатой. Таким способом объяснялось существование больших масс однородных веществ. Впрочем, случайные столкновения возможны между любыми атомами.

Изначально все летящие в пространстве атомы имели лишь свое исконное устремление, однако, под действием притяжения они начали группироваться в отдельные сгустки материи. При этом комбинация множества первоначальных неупорядоченных движений с движениями, вызванными взаимными притяжениями, всегда дает вращение. Мы не знаем, какими аргументами здесь руководствовался Демокрит, и как он это доказывал.

Таким образом, все существующие миры представляют собой отдельные вращающиеся в пустоте вихри из множества атомов. Физическая сущность этих объектов не отличается от таковой у водоворотов в воде или воздухе (впрочем, эти явления природы греки не понимали и описывали весьма расплывчато, не отличая угловую скорость от линейной).

Поскольку все атомы, а, значит, и все тела имеют массу, то они всегда стремятся к центру вихря, как это наблюдается и в обычном водовороте. Различные тела, однако же, содержат разный объем пустоты, поэтому некоторые из них имеют больший удельный вес, а другие — меньший. По этой причине более тяжелые объекты, оказываясь в центре вихря, сталкиваются там с легкими и своей массой выдавливают их на периферию. Данное явление доказывалось ещё и так: если на площади происходит что-либо интересное, и собирается толпа, то всегда начинается ссора за лучшие места, и сильные оттесняют слабых. Если же места много, а атомов мало, то столкновения будут редки и процесс «выталкивания» не сможет себя проявить, ведь небольшое число людей всегда сможет спокойно гулять на открытом пространстве. Таким образом, Земля находится в центре нашего мира просто потому, что состоит из наиболее тяжелых атомов, а легкий огонь, хоть и стремится туда же, но выдавливается вверх более плотным воздухом. Вне вращательного движения у Демокрита фактически отсутствует явление тяжести.

Далее требовалось ответить, почему небесные тела, у которых, очевидно, имеется значительная масса, не падают на Землю. Этот факт Демокрит объясняет ростом скорости движения материи с увеличением расстояния от центра вращения. Если какой-либо космический объект, двигаясь в пустоте, приближается к нашему миру, то он подхватывается вращательной силой внешнего края вихря и стремление к движению по кругу оказывается большим, чем стремление к падению в центр. При этом светила расположены на разных расстояниях от Земли, а их скорость прямо пропорциональна этим расстояниям, чем и объясняется различная скорость движения планет относительно звезд (здесь мы видим, что Демокрит не различает линейную и угловую скорости). Положение каждого небесного тела зависит от его массы и определяется тем, где вращательное стремление окажется большим, чем тяжесть.

Тут имеет место достаточно сложный момент: Демокрит не говорит, что скорость вращения настолько больше скорости падения, что Луна и Солнце просто не успевают упасть, но утверждает лишь, что стремление к вращению берет верх над стремлением к падению. То есть скорости не