Природа боится пустоты - Дмитрий Александрович Фёдоров

окружены эфиром, но весь мир в целом не находится в каком-то месте, ведь за его пределами ничего нет. Кроме этого пространство, как и время, непрерывны, то есть не состоят из частей (атомов).

Аргумент атомистов о том, что пустота необходима для возможности движения, Аристотель отвергает, поскольку одно тело вполне может переместиться, если соседнее уступит ему свое место. Более того, он признает, что в пустоте любое тело должно двигаться сколь угодно долго, если только не встретит препятствия, однако тогда получается, что движение не сможет прекратиться, когда вещь достигнет своей цели, а это абсурдно (почему — не уточняется, но с этим спорили лишь атомисты). Следовательно, пустота невозможна. В средние века христианским и мусульманским богословам придется изрядно повозиться с тезисом о том, что Бог якобы не мог сотворить пустоты.

Одновременно с этим Аристотель не соглашается и с учением эллеатов о том, что истинное бытие неподвижно. Такие взгляды объявляются немощью мысли, спором против природы и всех наук, равно как и всех чувств. Небытие не становится бытием лишь из-за того, что мы он нём говорим, но существует косвенно, наделенное качеством несуществования. Конечно, можно сказать, что времени не существует, ведь оно составлено из прошлого, которого уже нет, и будущего, которого ещё нет, однако Аристотель отвергает подобную трактовку. В его понимании время — это движение, которое допускает процесс счета, оно никем не создано, а потому было и будет всегда.

Причины вынужденного движения

Отдельно рассуждая об вынужденом (приобретенном) движении, Аристотель говорит, что его причиной является сила (которую нужно понимать просто как некое «воздействие», поскольку четкого определения не приводится), зависящая от активности источника, то есть от величины мускульной энергии. Отсюда сразу же вытекают три важных свойства, ставших основой механических воззрений вплоть до Нового времени. Во-первых, для приобретенного движения в обязательном порядке необходимы два отдельных объекта — движимый и двигающий (заявлялось, что даже у живых существ, которые способны свободно перемещаться по собственной воле, внутри тела имеется отдельная движущая часть). Во-вторых, для возникновения движения необходимо непосредственное соприкосновение двух этих объектов, а воздействие на расстоянии невозможно. И, в-третьих, приобретенное движение по определению уничтожимо — оно останавливается препятствием либо же постепенно исчерпывается сопротивлением среды.

Сразу же возникал вопрос: как тогда возможен полет брошенного камня или пущенной стрелы, ведь они продолжают свое движение даже когда оторвутся от руки либо тетивы лука? Казалось бы, при отсутствии причины всякое перемещение, как ее следствие, должно прекратиться, однако, всякому очевидно, что в реальности этого не происходит. Оторвавшись от двигателя (руки), камень не начинает сразу же падать вниз к своему естественному месту, но еще какое-то время летит вперед.

В качестве объяснения тут предлагается учесть воздействие окружающей среды. Брошенное с силой тело, раздвигает перед собой воздух и создает позади пустое пространство, которого природа не терпит. Находящийся по соседству воздух устремляется в освобождающееся место и тем самым еще немного подталкивает тело вперед. Это создает еще немного пустоты, куда вновь устремляется воздух, и весь процесс повторяется вновь и вновь до тех пор, пока сопротивление среды не пересилит очередной толчок воздуха. В этот момент приобретенное движение прекратится и останется лишь движение естественное, которое заставит тело упасть на землю. Данная теория была сформулирована еще Платоном в «Тимее», однако Аристотель несколько развивает ее, добавляя, что размахиваясь рукой для броска, мы разгоняем ещё и окружающий воздух, который затем двигает следующий слой воздуха, и так далее. Таким образом, возникает серия последовательных движений среды, которая некоторое время продолжает толкать камень, выступая активным началом. Данному феномену дается название «обратного кругового давления», которое может иметь место не только в воздухе, но и в воде. Эти рассуждения подвергались сомнению уже в античности, а в Средние века зачастую просто вызывали доверия.

На этом Аристотель не останавливается и сообщает, что, поскольку в подлунном мире естественные движения происходят по прямолинейным траекториям, то брошенный вперед камень будет некоторое время лететь строго горизонтали, а затем, исчерпав запас движения, внезапно начнет падать вертикально вниз. Этот последний тезис полностью противоречит наблюдением, однако западным мыслителям потребовались титанические усилия, дабы отказаться от него и приступить к созданию действительно работающей динамики.

Зато для случая брошенного вверх камня последователи перипатетической традиции добавили следующее объяснение падения с ускорением: оно возникает по мере того, как естественное движение все более теряет приданную ему противопоставленную падению силу. Тут, очевидно, предполагалось, что обратное движение вниз начинается не тогда, когда вся запасенная в камне сила исчерпается, но тогда — когда тяжесть начнет преобладать над ней.

Математические законы движения по Аристотелю

Также у Аристотеля мы впервые встречаем соображения, позволяющие количественно описать физические явления. Разумеется, ни о каких алгебраических формулах речи идти не могло, поскольку греки, как мы помним, знали исключительно геометрическую математику. Все рассуждения были достаточно точны, но носили словесный характер, что весьма затрудняло понимание. Мы, однако же, попробуем записать их в современном виде.

Для естественного падения тел приводилось следующее отношение между их тяжестью (весом/массой) m и временем падения t, за которое они преодолеют одинаковое расстояние

где А и В — тела различной тяжести. Иными словами, более тяжелые тела падают быстрее легких, и скорость их падения прямо пропорциональна их весу.

Для движения под действием силы F вес тела m уже понимается как способность сопротивляемость воздействию. В данном случае имеем следующую зависимость

где V — скорость тела, S — пройденный путь, t — время. Видно, что, по мнению Аристотеля, сила F передвинет веса m/2 на 2·S за то же время t. Фактически же здесь имеет место смешение понятий силы и импульса, что внесло существенную путаницу в античную механику.

Заметим еще, что предыдущая формула была бы чужда грекам не только в силу алгебраического вида, но и потому, что мы ввели понятие скорости V = S/t. Подобные комплексные величины отсутствовали в античной науке, которая допускала сравнение лишь для однородных величин: времени со временем, а расстояния с расстоянием. Так считалось, что тело А равноскоро телу В, если

и, соответственно, тело А быстрее тела В, если

Поскольку всякое перемещение происходит в среде, то Аристотель задается вопросом о ее сопротивлении движению, и утверждает, что оно обратно пропорционально ее бестелесности. Иными словами — более плотную (понятия «плотности»