Механика от античности до наших дней

Григорьян Ашот Тигранович

Это комментирование было в значительной степени тем фундаментом, на который опиралась созданная впоследствии в Западной Европе теория «импетуса». Зачатки этой теории можно найти у александрийского ученого VI в. — неоплатоника Иоанна Филопона (Иоанна-Грамматика). В своем комментарии к «Физике» Аристотеля Филопон, возражая Аристотелю, утверждает, что для объяснения брошенного тела нет необходимости вводить представление о посредствующей роли промежуточной среды. Он говорит о «движущей силе», которая непосредственно, независимо от среды, сообщается телу и поддерживает его движение, когда оно уже не соприкасается с источником этого движения. Повседневная практика показывает, что среда (например, воздух) обычно не помогает, а препятствует движению. Филопон считал, что именно орудие, с помощью которого брошено тело (рука, бросающая камень, лук, из которого выпущена

стрела), — источник «движущей силы», но оно сообщает ее не среде (например, воздуху), а самому брошенному телу. И скорость тела (вопреки Аристотелю) как при бросании, так и при падении определяется только «движущей силой». Сопротивление среды только уменьшает эту скорость, так что она становится конечной. В качестве примера движения без сопротивления Филопон приводит движение небесных тел. Теория Филопона послужила объектом нападок со стороны его современника Симпликия. Симпликий возражал ему в «Расхождениях с Иоанном-Грамматиком», которые приложены к его собственным комментариям к «Физике» Аристотеля.

Влияние теории «движущей силы» можно проследить по многочисленным сочинениям ученых стран ислама, посвященным различным разделам механики. Она оказала значительное влияние на формирование соответствующих понятий механики на средневековом Востоке.

АБУ АЛИ ИБН-СИНА (ок. 980-1037)

Среднеазиатский философ, врач, естествоиспытатель и поэт. Ибн-Сина оказал большое влияние на средневековую арабскую и европейскую философию 

Среди комментаторов Аристотеля в первую очередь можно назвать Ибн-Сину и ал-Бируни. До нас дошла переписка Ибн-Сины и ал-Бируни в связи с комментированием сочинений Аристотеля. Она состоит из двух серий вопросов ал-Бируни и ответов Ибн-Сины. Десять из них относятся к трактату Аристотеля «О небе», остальные восемь — к «Физике»^{44}.

Ал-Бируни подвергал сомнению и тезис Аристотеля о том, что тело, которому свойственно круговое движение, не может обладать ни тяжестью, ни легкостью, и всю его космологическую систему.

Ибн-Сина, следуя Аристотелю, считал, что небесная сфера не может стремиться вниз или вверх и, находясь в своем «естественном месте», не обладает ни легкостью, свойственной элементам, стремящимся вверх, ни тяжестью, свойственной элементам, стремящимся к центру Вселенной. Ибн-Сина, как и Аристотель, считал, что тяжелые элементы стремятся к центру Земли, а легкие удаляются от него. Ал-Бируни же полагал, что все без исключения тела стремятся к центру. Ибн-Сина противопоставляет круговое движение, как «насильственное», вызванное неким внешним «двигателем», прямолинейному, т. е. «естественному». Однако в своих рассуждениях об этом «первом двигателе» Ибн-Сина считал, что хотя он и необходим, но не может быть в отношении природы причиной «насильственного» движения. Движение как таковое Ибн-Сина определял как постепенное изменение состояния тела, а движение в пространстве, т. е. механическое движение, рассматривал как часть движения вообще.

Интересные мысли о движении высказал Ибн-Сина в физическом разделе своей «Книги знания»: «Тело не может перемещаться с одного места на другое посредством одного толчка, так как тело разделяется на части и частями отделяется от своего места, а то, что отделяется по частям, не может быть в результате одного толчка… Все, что движется, или движется чем-то извне (например, стрела из лука, вода при нагревании огнем), или движется само по себе (например, камень, падающий сам, или горячая вода, которая сама становится холодной). Движение того, что само движется, происходит не в его телесности, а только в его состоянии и форме. Если бы оно происходило в его телесности, то движение должно было бы быть постоянным и равным для всех тел. Стало быть, оно происходит из какой-то силы»^{45}.

Ибн-Сина, развивая теорию Филопона, определяет «силу, которая передается брошенному телу», как некое «качество», с помощью которого тело отталкивает все, что мешает ему двигаться в некотором направлении. Он называет ее также «заимствованной» силой. Это качество, которое бросающий передает брошенному телу так же, например, как огонь при нагревании воды передает ей тепло [6] .

Ибн-Сина вносит два существенных добавления в теорию Филопона. В то время как Филопон утверждал, что при движении тела в пустоте его «движущая сила» постепенно иссякает, Ибн-Сина считал, что при отсутствии всяких помех этой силе «насильственное» движение, источником которого она является, может продолжаться бесконечно. Ибн-Сина сделал попытку количественно выразить величину «движущей силы», говоря, что тела, движимые данной «силой», перемещаются со скоростями, обратно пропорциональными их весам, а тела, перемещающиеся с заданной скоростью, проходят (несмотря на сопротивление воздуха) расстояния, прямо пропорциональные их «тяжестям».

6

Отметим, что еще до Ибн-Сины теорию «движущей силы» развивал, следуя Филопону, багдадский ученый Яхья ибн-Ади (ум. в 975 г.). Он считал, что движение брошенного тела происходит вследствие того, что от бросающего к этому телу передается некоторая сила, которая дает ему возможность достичь конца движения, после чего она рассеивается.

Эту точку зрения в XII в. развивал продолжатель Ибн-Сины Абу-л-Барага ал-Багдади, который объяснял ускорение падения тел последовательным накоплением «движущей силы» одновременно с последовательным накоплением скорости. Возникает вопрос: каковы пути распространения филопоновской теории «движущей силы» и связанных с ее дальнейшим развитием представлений ученых средневекового Востока в Западной Европе?

Комментарий Филопона не был переведен на латинский язык и остался неизвестным средневековым западноевропейским авторам. «Книга знания» Ибн-Сины была известна в сокращенном переводе, в котором опущены почти все моменты, касающиеся теории «движущей силы». Однако в Западной Европе было хорошо известно астрономическое сочинение ал-Битруджи (Альпетрагия) «Книга об астрономии», переведенное на латинский язык в 1217 г. Ал-Битруджи считал, что движения планет, связанные с движением небесных сфер, происходят под воздействием сил, которые сообщаются им «верховным телом». Он сравнивал их с движением камня или стрелы, которые после отрыва от источника движения продолжают перемещаться благодаря некоторой сообщенной им в начальный момент силе. Эта сила, по его представлению, ослабевает по мере удаления от источника движения. По-видимому, именно это сочинение, написанное под существенным, хотя и не непосредственным влиянием комментария Филопона, послужило источником развития подобных представлений на Западе.

Из более поздних комментаторов Аристотеля широко известен родившийся в Кордове Абу-л-Валид Мухаммед ибн Рошд (Аверроэс, 1126—1198)—наиболее ортодоксальный приверженец аристотелевской теории. По Ибн-Рошду, материальный мир бесконечен во времени, но ограничен в пространстве. Материя — универсальный и вечный источник движения. Движение вечно и непрерывно, так как каждое новое движение имеет причиной предшествующее. Время существует и доступно измерению только благодаря движению. Философское учение Ибн-Рошда резко противоречило официальной мусульманской догматике. Оно получило распространение в Западной Европе в период феодализма и раннего Возрождения и способствовало развитию материалистической стороны философии Аристотеля.

Рассуждая о механизме передачи движения, Ибн-Рошд объяснял его сравнением с волнами, распространяющимися кругами на воде, в которую брошен камень. Он считал, что частицы воды способны к взаимопроникновению. Аналогичное явление, по его мнению, происходит в воздухе при движении в нем брошенного тела. Таким образом, проникновением частиц среды в движущееся тело и поддерживается движение последнего. Однако это взаимопроникновение частично, ибо если бы оно было полным, т. е. среда не обладала бы упругостью, никакой передачи движения не могло быть.

Существенное влияние на формирование указанных представлений в Западной Европе оказала и продолжительная дискуссия (на почве комментирования «Физики») между Ибн-Рошдом и испано-арабским ученым XII в. Ибн-Баджжей (Авемпаце, ум. в 1138 г.), в которой Ибн-Баджжа защищал и развивал точку зрения Филопона. (Теория Ибн-Баджжи была известна на Западе лишь в изложении критиковавшего ее Ибн-Рошда.) Ибн-Баджжа утверждал, что даже в пустоте тело движется с конечной скоростью, так как, несмотря на отсутствие сопротивления, должно всегда пройти некоторое расстояние. Подобно Филопону, он считал движение небесных сфер примером движения без сопротивления с конечной скоростью.