Вместе с математизацией физики и пересмотром понятия материи из науки о природе с необходимостью элиминируется понятие цели, составлявшее альфу и омегу аристотелевской натурфилософии. На место конечного космоса встает бесконечное однородное пространство новой вселенной, в которой человек — да и планета Земля — становится исчезающе малой величиной. Место привилегированного, «первого», кругового движения занимает в этой вселенной движение прямолинейное, фундаментальное значение которого утверждает закон инерции. Это — тоже идеализованное — движение не случайно происходит в пустоте, где нет помех для его вечного продолжения: закон инерции с необычайной выразительностью свидетельствует о том, что в новой картине мира — по крайней мере теоретически — между телами нет не только никакой иерархии, но нет и прежней гармонической связи. Всякое тело, двигаясь в пустоте, предоставлено самому себе, и в его движении нет ни конца, ни цели, если не считать целью стремление к самосохранению: ведь, согласно закону инерции, тело стремится удержаться в своем состоянии — покоя или равномерного прямолинейного движения.
6. Превращение природы в материю — условие возможности механики
Начиная с Галилея и кончая Кантом, в конце XVIII века подытожившим теоретическое развитие естествознания.
-242-
Нового времени, метафизика природы превращается в метафизику материи.
Насколько принципиальным был для экспериментально-математического естествознания вопрос о возможности материализовать идеальную — т. е. математическую — конструкцию, можно судить по тому, что у создателей новой физики, продолжающих двигаться по пути, намеченному Галилеем, проблема материи оказывается в центре внимания. У Декарта материя отождествляется с пространством и характеризуется как протяженная субстанция, нечто неизменное и равное себе, благодаря чему оказывается возможным и эксперимент, т. е. воплощение математической модели, и применение математики в науках о природе. Ньютон, хотя и вводит в качестве одного из главных свойств материи силу, которой наделены все тела без исключения как на Земле, так и в космосе, тем не менее не может обойтись без понятия пространства, причем пространства абсолютного, которое является неизменным и неподвижным. «Абсолютное пространство, — пишет Ньютон в «Началах», — по самой своей сущности, безотносительно к чему бы то ни было внешнему, остается всегда одинаковым и неподвижным. Относительное есть его мера или какая-либо ограниченная подвижная часть, которая определяется нашими чувствами по положению его относительно некоторых тел и которое в обыденной жизни принимается за пространство неподвижное...»47.
Абсолютное пространство необходимо Ньютону для определения понятия силы. Сила в физике Ньютона есть причина реального движения (отличного от движения относительного), которое и есть движение в абсолютном пространстве. Как подчеркивает М. Джеммер, «для Ньютона сила не есть опустошенное понятие современной физики. Она означает не математическую абстракцию, а некоторую абсолютно данную действительность, реальное физическое бытие»48.
Очень интересно было бы исследовать связь ньютоновского понятия абсолютного пространства с более ранним его понятием эфира, которое, видимо, тоже восходит своими корнями к стоической «пневме», всепроникающему «напряжению», без которого стоки считали невозможным
-243-
объяснение природных процессов. Ньютон, как известно, еще до создания «Начал» и до введения понятия всемирного тяготения придерживался гипотезы всемирного эфира как той среды, через которую передаются различные силы — как в живой, так и в неживой природе. Как показал С.И. Вавилов в превосходной статье, посвященной эволюции воззрений Ньютона на природу эфира и света, гипотеза эфира появляется у Ньютона в 1672 г. С ее помощью он объясняет не только гравитационное притяжение Земли, но и химические процессы, и световые явления, и явления электростатические, а также теплоту, звук и ряд отправлений живого организма49. Здесь, однако, мы не можем углубляться в такое исследование. Отметим лишь, что как эфир, так позднее и абсолютное пространство выполняют у Ньютона не только роль некоторого неизменного и равного себе «поля» (скажем условно) всех движений и изменений, не только роль условия возможности математического эксперимента, как материя у Галилея и пространство у Декарта, но и роль динамического начала — силы, которой мы в такой форме не видим ни у Галилея, ни у картезианцев.
Каким образом совмещаются эти две разные функции в понятии ньютоновского эфира, а позднее — в понятии абсолютного пространства? И возможно ли вообще такое совмещение? Не имеем ли мы тут дело с двумя практически не связанными между собой задачами: с одной стороны, ввести ради возможности точного — математически точного — эксперимента понятие материи как неизменного и самотождественного начала, а с другой, понятие эфира, представляющего собой среду «напряжения сил», порождающих все виды движений и взаимодействий тел?
Ответить на этот вопрос нам поможет — совершенно неожиданно — не физик, но философ, пытавшийся подытожить результаты развития естествознания в конце XVIII века — Иммануил Кант.
Кант обсуждает галилеевскую проблему идеализации как предпосылки превращения естествознания в математическую науку в своей работе «Об основанном на априорных принципах переходе от метафизических начал естествознания к физике»50.
-244-
Все эксперименты, начиная с простейших, требуют определенных технических средств, или, как говорит Кант, машин. Так, при измерении веса — этом древнейшем из экспериментов, прибегают к машине, которая называется рычагом. Этот эксперимент основан на допущении, что равноплечее коромысло весов, опирающееся на неподвижную точку, устанавливается горизонтально, если вес двух тел, прикрепленных к его плечам, одинаков. Для нас это утверждение настолько привычно и очевидно, что мы не задаемся вопросом, при каком условии оно будет верным . А Кант ставит этот вопрос и отвечает на него: утверждение о равновесии тел будет верным только при условии, что рычаг мыслится как абсолютно твердое тело. В сущности, речь идет не просто о физическом, а о «математическом» теле, ибо в физическом мире абсолютно твердых тел не существует. Аналогичное рассуждение справедливо и при любом другом эксперименте: так, наклонная плоскость, по которой скатывал шары Галилей, предполагалась абсолютно гладкой, шары, в свою очередь, абсолютно круглыми и абсолютно упругими и т. д.
«Субъективная весомость материи, т. е. определенность ее количества экспериментом взвешивания, — пишет Кант, — предполагает твердость (сопротивление взаимно соприкасающейся материи тела при сдвигании) прямолинейного тела, названного рычагом... При этом сам рычаг мыслится без веса, просто по его принятой совершенной твердости. Но как возможна такая твердость?»51
Отвечая на этот вопрос, Кант обращается не к структуре познающего субъекта, как он делает в «Критике чистого разума», а к характеру познаваемого природного объекта, как в «Метафизических началах естествознания», представляющих собой натурфилософское исследование52. Ответ Канта исключительно интересен. «В рычаге как машине еще до внешних движущих сил взвешивания следует мыслить внутреннюю движущую силу, а именно силу, благодаря которой возможен сам рычаг как таковой, т. е. материя рычага, которая, стремясь по прямой линии к точке опоры, сопротивляется сгибанию и перелому, чтобы сохранить твердость рычага. Эту движущую силу нельзя усмотреть в самой материи машины, иначе твердость, от которой зависит механическая возможность весов, бы
-245-
ла бы использована в качестве основания для объяснения взвешивания и получился бы порочный круг. Следовательно, должна существовать невесомая материя, посредством которой и посредством движения которой возникает твердость самого коромысла весов» 53.
Как видим, Кант постулирует особую материю, которая, в отличие от данного нам в восприятии конкретного вещества, не может быть предметом чувственности, а потому она не имеет никаких эмпирически фиксируемых свойств. В отличие от обычного вещества, она невесома, несжимаема, не расширяема, а главное — является всепроникающей и обладает определенной силой. «Для этой материи всякое тело (рассматриваемое как машина), всякий рычаг должны быть проницаемы... Материя, порождающая твердость, должна быть невесомой. Но так как она должна быть также внутренне проникающей, ибо она чисто динамична, то ее должно мыслить несжимаемой и распространенной во всем мировом пространстве как существующий сам по себе континуум, идею которого уже впрочем придумали под названием эфира не на основе опыта, a a priori (ведь никакое чувство не может узнать механизм самих чувств как предмет этих чувств)» 54.
В этой невесомой, несжимаемой и всепроникающей материи, которая не дана эмпирически, а мыслится априорно, мы узнаем ньютонов эфир — Кант предпочитает называть эту особую реальность теплородом, как это делали многие ученые XVIII века. Мы видим, что эта материя выполняет действительно две функции: она гарантирует механическим машинам, экспериментальным установкам в широком смысле слова их идеальность (в случае рычага — это идеальная, абсолютная твердость), с одной стороны, и она же обеспечивает «силовое напряжение» во вселенной, выполняя роль динамического фактора, с другой.
Для нас здесь важно первое определение этой «идеальной материи» — ее самотождественность: последняя необходима для того, чтобы было возможно математическое естествознание, каким его стремился создать Галилей. Для чего рычагу нужна абсолютная твердость"! Для того, чтобы его плечи были прямой линией, т. е. не просто чувственным, а математическим телом.
-246-
В кантовском теплороде мы узнаем родовые черты эфира, или мировой пневмы стоиков: та же неизменность, та же всепроницаемость, то же положение между грубой чувственной материей и сверхчувственной душой, — впрочем, в учении стоиков душа признается не сверхматериальной, но как раз материальной, только материя ее — тоньше и подвижнее всякой другой. Кант, как видим, размышляет в том же направлении, в каком размышлял и Ньютон, но акцент ставит на вопросе о возможности приложения математики к физическому миру, — на том самом вопросе, который так волновал Галилея. «Чтобы стало возможным приложение математики к учению о телах, лишь благодаря ей способному стать наукой о природе, должны быть предпосланы принципы конструирования понятий, относящиеся к возможности материи вообще; иначе говоря, в основу должно быть положено исчерпывающее расчленение понятия о материи вообще»55.