CC BY
192
ЛИЧНОСТЬ. ОБЩЕСТВО. ГОСУДАРСТВО
УДК 53(42)(092)Ньютон
Философско-методологическая исследовательская программа
И. Ньютона
О. Е. Баксанский1, А. В. Коржуев2
1 Институт философии Российской академии наук
2 Первый Московский государственный медицинский университет им. И. М. Сеченова
Предпринята попытка рассмотреть научную революцию в физике XVII столетия в контексте идей, выдвинутых и обоснованных в книге американского философа Т. Куна «Структура научных революций». Основное внимание сфокусировано на процессе создания механики Ньютона как антипода механике Аристотеля и системе мира Птолемея. Иллюстрируются такие тезисы Куна, как «смена парадигмы и аномалия», «длительность смены парадигм», «конструктивность научного кризиса», «открытия типа theory induced» и ряд других. Анализируются философские взгляды Ньютона как система.
Ключевые слова: кризис аристотелевской парадигмы в физике; научная революция; методологическая рефлексия кризисов естествознания; научная парадигма; парадигмаль-ные сдвиги в естествознании; смена парадигмы и аномалии.
Современное методологическое знание в качестве средства конкретизации использует в целесообразном формате исторический контекст. Как неопровержимо свидетельствует история математической и физической наук, естественно-научное знание в процессе своего бурного развития часто испытывает кризисы, сопровождающиеся пересмотром основных фундаментальных позиций и подходов к их описанию и исследованию, парадигмальных основ, роли тех или иных предпосылочных конструктов новых открытий, отношений зависимости между отдельными фрагментами знания, связанными с переосмыслением выявленных ранее и устоявшихся в сознании научного социума логико-содержательных связей типа причина — следствие, повод — феномен, основание — базирующаяся на нем теория, а также инспирационных, каузальных и системных детерминаций.
© Баксанский О. Е., Коржуев А. В._
Ряд авторов именуют эти феномены научными революциями. Историки физики в своих трудах выделяют множество научных революций, различных по силе проявления и длительности, глубине пересмотра основ науки, масштабу и последствиям.
На философском языке всё, о чем идет речь, может, с нашей точки зрения, позиционировать конкретные проявления сущностного подхода, а более точно — его пласта, связанного с клише концепт «смысл» как отражение физического знания в зеркале философско-методологической рефлексии, преломляющим это знание в плоскость выявления глубинных, внутренних связей между феноменами и явлениями окружающего мира и описывающими их фрагментами эмпирического и теоретического знания, а также в плоскость рефлексии характера их протекания, оперирующей такими
категориями, как причинно-следственная обусловленность, каузальная детерминация, инспирационные сюжеты, линейность (нелинейность) наблюдаемых эффектов, проявления лапласовского или вероятностного детерминизма, иллюзорный эффект, распространенное заблуждение, обманчивая простота, преувеличенная сложность и мн. др.
В нашем случае анализ всех этих фрагментов мы проведем в синтетическом ключе, объединяя их термином «научная революция», и обратимся к философской работе середины ХХ в., обсуждающей характерные черты научных кризисов в естествознании, — книге Т. Куна «Структура научных революций» [1].
Наш интерес к этой работе лежит в области авторского философского осмысления с точки зрения представленных в ней идей кризисного периода в истории физики, математики и естествознания в целом XVII столетия, связанного с именем И. Ньютона, а также Г. Галилея, Н. Коперника и рядом других. Высветим кратко содержательную канву данного периода развития науки, проводя философско-методологические параллели на основе идей, высказанных в работе [1].
Прежде всего, с нашей точки зрения, интерес представляет проецирование историко-научного концепта развития физики XVII в. на такие используемые Куном категории, как «нормальная наука» и «аномалия». Первая позиционирует те периоды в науке, когда новые факты, феномены и их теоретическая интерпретация вполне корректно вписываются в сложившиеся теоретические представления и структурно-смысловые ниши. Публицистическим языком эти периоды обозначаются клише ровное, спокойное течение процесса, иногда относительный застой и т. п. Вторая есть в некотором смысле антипод первой и соотносится с появлением фактов,
не вписывающихся в известные представления и парадигмы, не получающих адекватной логико-смысловой интерпретации в традиционных системах научных координат и часто ставящих научный мир в тупик. В динамике обсуждаемого процесса следует обратиться к приводимой Куном схеме «развития аномалии», включающей предварительное ее осознание научным сообществом, постепенное или мгновенное (иногда случается и такое. — Комментарий авт.) ее принятие, придание научного статуса (иногда переводящее данную аномалию в этот статус из области ненаучного заблуждения) и последующее логично вытекающее из предшествующего изменение парадигмальных оснований, смысла понятий и процедур поиска [1].
Раскрывая различные проявления этой динамики в XVII в., следует обратить внимание на такой тезис Куна: «Аномалия появляется только на фоне парадигмы. Чем более точна и развита парадигма, тем более чувствительным индикатором она выступает для обнаружения аномалии, что тем самым приводит к изменению в парадигме» [1, с. 95], и его продолжение: «...парадигма не [может быть] отброшена слишком легко. и. к изменению парадигмы приведут только аномалии, пронизывающие научное знание до самой сердцевины» [1, с. 95].
Здесь имеет смысл подробно проиллюстрировать данные положения, обратившись к заявленному историческому периоду, и в качестве только что обсужденной парадигмы, на фоне которой «вырисовывается» та или иная аномалия, позиционировать концепцию «устройства мира» Аристотеля.
Аристотелевская физика основывалась на доктрине о четырех элементах греческого философа Эмпедокла, подразумевавшей существование четырех основных субстанций: огня, земли, воздуха и воды, соединенных любовью и разделяемых ненавистью. Четыре элемента,
«смешанные» в различных пропорциях, создают весь материальный мир; пятой, небесной субстанцией считался эфир. Земля при этом помещалась в центр Вселенной, а все тела падали на землю, естественным образом стремясь к этому центру.
Здесь же следует упомянуть, что одним из компонентов обсуждаемой парадигмы являлась теория Птолемея — астрометрическая теория, позволявшая весьма сложным способом предсказать видимое движение планет. Рассматривая Землю как центр Вселенной, она заставляла планеты (Луну, Меркурий, Венеру, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн) вращаться вокруг Земли и требовала проведения множества громоздких геометрических действий, особенно для объяснения ретроградации планет (видимого с Земли «возвратного» их движения).
Кроме того, теория Птолемея не была способна упорядочить планеты в соответствии с их удаленностью от Солнца — она выстраивала их по времени, необходимому для прохождения эклиптики. Но таким методом было невозможно определить положения относительно Солнца Меркурия и Венеры — они проходили эклиптику примерно за одно и то же время (за год). Речь идет об аномалии по Куну [1] — совокупности фактов, не вписывающихся в действующую парадигму.
Далее, по Куну, следовало изменение парадигмы — в данный исторический период таким изменением стала теория Н. Коперника. В своей фундаментальной работе «О вращении небесных тел» ученый предложил «новую астрономию» — с Солнцем в центре Вселенной и вращающимися вокруг него планетами. В отличие от теории Птолемея теория Коперника позволила упорядочить планеты в соответствии с их удаленностью от Солнца, рассчитать радиусы их орбит и оценить периоды обращения вокруг Солнца.
Здесь уместно вспомнить тезис Куна о том, что парадигма не может быть отброшена слишком легко [1]. Иллюстрируя это, отметим, что Коперник основывал свои выводы на теории Аристотеля с неподвижной звездной сферой. Такой подход оставил множество вопросов нерешенными и на полноценную смену парадигмы претендовать не мог. Это был лишь первый импульс к перевороту существовавшей длительное время концепции мироустройства.
Продолжая мысль, вспомним, что Копернику пришлось в буквальном смысле пробивать дорогу своей идее в науке: бороться с религиозными канонами и предубеждениями и с научной схоластикой того времени. Сначала против него выступили воинствующие протестанты, поскольку неподвижное Солнце в центре Вселенной и вращающаяся вокруг светила Земля противоречили Библии. Вскоре позиция протестантов стала более мягкой, поскольку предположение Коперника было лишь гипотезой, которая могла и не подтвердиться. Однако не заставил себя ждать взрыв гнева католической церкви и инквизиции. Книга Коперника была запрещена, а за поддержку его идей Дж. Бруно был сожжен на костре. Едва удалось спастись от такой же участи Галилею. Учение Коперника содержало и ряд противоречий: полагая, что планеты движутся по круговым орбитам с постоянной скоростью, он вынужден был неоправданно усложнять свою теорию, чтобы привести ее в соответствие с наблюдаемыми фактами.
Проследим, как происходила дальнейшая смена геоцентрической парадигмы, базировавшейся на теории Птолемея, содержательной основой которой были взгляды Аристотеля. Лишь спустя три десятилетия после смерти Коперника родился И. Кеплер, которому было суждено продолжить научную революцию (дальнейшую смену парадигмы,
по Куну). На основе астрономических таблиц, разработанных еще в XVI в. датским астрономом Т. Браге, Кеплер сформулировал три эмпирических закона, связанных с движением планет. Первые два были опубликованы в книге «Новая астрономия» (Astronomia nova) в 1609 г. Первый закон заменил круговое движение планет вокруг Солнца с постоянной скоростью (Коперник) на эллиптическое, при котором в фокусе траектории находится Солнце. Справедливости ради надо сказать, что по результатам анализа таблиц Браге вырисовывались траектории, не очень существенно отличавшиеся от окружностей (слабо вытянутые эллипсы с осями, различающимися весьма незначительно), однако принципиальная значимость открытия эллиптических траекторий была велика. Второй закон устанавливал, что планеты движутся в плоскостях, проходящих через центр Солнца, и радиус-вектор планеты за равные промежутки времени «заметает» равные площади. Эти эмпирические выводы достаточно хорошо соответствовали наблюдаемым данным, доступным астрономам того времени.
Спустя примерно 10 лет, в 1619 г., в работе «Гармония мира» (Harmonices Mundi) Кеплер опубликовал свой третий эмпирический закон, устанавливающий связь между периодом обращения планеты вокруг Солнца и радиусом ее орбиты. «Исправленная» законами Кеплера теория Коперника с позиций сегодняшнего дня уже могла претендовать на статус серьезного этапа в изменении ари-стотелевско-птолемеевской парадигмы, однако никак не могла считаться завершающим «актом» научной драмы, хотя бы потому, что не было ясно, что заставляет планеты удерживаться на своих орбитах, какова природа этого феномена.
Претензии на философское позиционирование обсуждаемого этапа в истории физики обусловливают необходимость обратиться еще к одному лицу,
внесшему значительный вклад в «слом» аристотелевско-птолемеевской парадигмы, — Г. Галилею. Академик С. И. Вавилов так оценил его вклад в науку XVII в.: «Галилей обладал в изумительной степени даром того, что у нас теперь называют "внедрением" научной истины» [2, с. 6]. Во все времена без такого дара проникновение новейших научных идей и представлений в научный мир и в социум было крайне затруднено и требовало немало сил и энергии.
В 1632 г., пройдя длительную цензуру, увидела свет главная работа Галилея «Диалог о двух главнейших системах мира — птолемеевой и коперниковой», в которой собраны воедино научные изыскания ученого. С позиций сегодняшнего дня «Диалог...» — популярное пособие, преследующее философско-мировоззренческие цели и взамен учения Птолемея предлагающее обоснования астрономических и механических доводов в пользу теории Коперника. Все рассуждения представлены как результат научных бесед трех венецианских патрициев: Сальвиати, Сагредо и Симпличио (последний «изображал» приверженца взглядов Аристотеля) и комментариев Академика (эту роль Галилей взял себе), в которых автор подводил итоги дискуссий, делал выводы и т. п.
В процессе имитированного диалога Галилей анализировал птолемеевскую концепцию законов окружающего мира и логически подводил читателя к учению Коперника. В начале в сознании и изречениях его героев сосуществуют две теории (и геоцентризм Птолемея, и гелиоцентризм Коперника), а затем Галилей без внутреннего надрыва и «насилия» над прежними убеждениями приводит собеседников к идеям Коперника. При этом диалогические рассуждения о новом понимании мира выстроены автором «Диалога.» настолько мастерски, что в итоге вся совокупность логических и геометрических построений, образов
и литературных воспоминаний, полемических выступлений и собственных признаний Галилея шаг за шагом ведет читателя к необратимому «освобождению» от аристотелевско-птолемеевских взглядов и (что, наверное, самое главное) от прежнего стиля научного мышления.
Обоснование справедливости копер-никанства в «Диалоге.», осуществленное Галилеем в философском, логическом, риторическом и психологическом ракурсах, обеспечило ему популярность в ученом мире и резкое неприятие со стороны инквизиции: идеи объективности законов природы, их «существования» независимо от человеческого сознания, бесконечности природы и процесса ее познания, неуничтожимости материи, механической причинности (сегодня она именуется механистической) и отыскания причин происходящих в окружающей природе явлений как главной цели научного познания не могли не раздражать церковь. Однако в русле нашего обсуждения важно то, что революция в естествознании (процесс смены парадигмы, по Куну) «соседствовала» с революцией во всей системе миропонимания и методологии научного исследования. Анализ работ Галилея позволяет заключить, что в них практически впервые в относительно законченной форме сформулированы основы методологии естественно-научного исследования, включающего выдвижение гипотезы, ее экспериментальную проверку и последующее осмысление результатов эксперимента. При этом многие специалисты по истории физики сходятся во мнении о том, что Галилей может по праву считаться и автором метода мысленного эксперимента — мощного эвристического приема, со временем не только не потерявшего своей значимости, но и приобретшего качественно новую роль в научном исследовании явлений, многие аспекты которых реальному эксперименту недоступны.
В своей книге «Пробирных дел мастер» Галилей подчеркивает, что книга природы «постоянно открыта нашему взору, но понять ее может лишь тот, кто сначала научится постигать ее язык и толковать знаки, которыми она написана. Написана же она на языке математики.» [3, с. 41]. Таким образом, есть все основания утверждать, что Галилей явился основателем экспериментального и математического естествознания, сделав при этом первые шаги по его применению и развитию, и бесспорно внес неоценимый методологический вклад в науку, по достоинству оценив диалог как стратегию познания мира и обсуждения его результатов и представив конкретный пример диалогического анализа знания.
Вернемся к обсуждаемому этапу научной революции. На нем Кеплер сформулировал три эмпирических закона движения планет, не установив причины, обусловливающей наблюдаемый характер движения планет вокруг Солнца. Отметим, что Галилей не ограничивался критикой Аристотеля и Птолемея относительно законов планетного движения, но исследовал и явления вполне земные: так, он установил величину ускорения свободного падения тел вблизи поверхности Земли и доказал ее независимость от массы, размеров и формы тел; доказал, что выпущенные из пушек снаряды движутся по траекториям, близким к параболическим. Однако установить причину, способствующую удержанию Солнцем планет на наблюдаемых орбитах, Галилей не смог.
Обращает на себя внимание символичное совпадение: Галилей умер в 1642 г., и в том же году родился Ньютон, которому судьба и доверила установить эту причину. Путь Ньютона к ее открытию был очень долгим и тернистым (вспомним еще раз, что, по Куну, парадигма не может быть отброшена слишком легко). В 1665—1666 гг. Ньютон начал усиленно заниматься механикой,
изучать круговое (так сказал Коперник!) движение планет и постепенно вывел одно из главных своих утверждений — закон инерции (тело продолжает сохранять состояние движения, если на него не действуют внешние силы — вопреки аристотелевскому утверждению, согласно которому, сила — причина движения тела). Ньютон внес важную поправку: сила не причина самого движения, она — причина изменения движения.
Анализируя движение планет вокруг Солнца, Ньютон установил, что силы взаимодействия планет с Солнцем оказываются обратно пропорциональными квадратам расстояний этих планет от Солнца — в конце концов это привело его к мысли о том, что и яблоко (легенды о его падении с дерева как о причине открытия закона тяготения сопровождают творчество и жизнеописание Ньютона до сих пор), и Луна, удерживаемая Землей на орбите, подчинены одной и той же силе. Речь идет о всемирном тяготении, однако в обсуждаемый момент времени у самого Ньютона все предположения на этот счет были весьма туманными. Как указывается в работе [4], в 1681 г. он еще не говорил о том, что сила тяготения действует на все небесные тела. Это следует, например, из его дискуссии с астрономом Дж. Флемстидом о комете, которую можно было увидеть на небе в ноябре и декабре 1680 г. Поначалу Ньютон считал, что движение комет подчиняется иным законам, нежели движение планет, однако когда она, согласно примененному к обсуждавшейся комете (Галлея) закону обратных квадратов, в 1682 г. вновь оказалась в поле видимости с Земли, Ньютон практически уверился в том, что и планеты, и кометы подчиняются единому закону тяготения.
В 1684 г. ученый отправил известному астроному того времени Э. Гал-лею небольшой трактат «Движение тел по орбите» (De motu corporum in gyrum), где доказывал, что сила притяжения,
обратно пропорциональная квадрату расстояния между телами, заставляет планеты двигаться под действием притяжения Солнца именно так, как следовало из законов Кеплера: по эллипсам. Это небольшое сочинение содержало зерно дальнейших исследований Ньютона по динамике — в 1686 г. был завершен главный его труд «Математические начала натуральной философии». Трактат, посланный Ньютоном Галлею, из девя-тистраничного сочинения превратился в двухтомное, «Движения тел» (De motu corporum). В нем уже содержались закон всемирного тяготения (обратных квадратов, из которого очевидно, что и небезызвестное яблоко, и Луна подчиняются одному и тому же закону) и три основных закона динамики: инерции (первый), изменения количества движения (второй) и действия и противодействия (третий).
В 1686 г. Королевское общество одобрило публикацию «Начал.» (Phi-losophm Naturalis Principia Mathematica). Выражение «натуральная философия» означает то, что сегодня традиционно называется физикой, а клише математические начала свидетельствует о преувеличенном внимании ученого к использованию математических методов при объяснении явлений природы. Так, во введении к третьему тому «Начал.» написано: «В предыдущих книгах я изложил начала философии, не столько чисто философские, поскольку математические, однако такие, что на них могут быть обоснованы рассуждения о вопросах физических. Таковы законы и условия движений и сил, имеющие прямое отношение к физике. Остается изложить, исходя из тех же начал, учение о строении системы мира» [5, с. 501]. Проще говоря, новой для того времени была научная методология Ньютона, предполагавшая создание простых математических моделей, которые сравниваются с явлениями природы. В результате
этого сравнения возникают новые модельные версии, как правило, усложненные. Таким образом, благодаря Ньютону, математика «вросла» в физическую теорию. Финал смены парадигм (по Куну) наступил. Окончательный вариант «Начал.» содержал три тома: в первом излагались три основных закона динамики (была версия, содержавшая пять таких законов, однако автору удалось сократить их до трех, введя понятие массы и обсудив особенности движения под действием центростремительной силы); во втором — механика жидкостей и особенности вязкого трения; в третьем — закон всемирного тяготения.
Слова Куна о невозможности слишком легко отбросить парадигму из книги, написанной на несколько столетий позже обсуждаемых событий мира физики, будь они произнесены на несколько десятков лет раньше, могли бы оказаться пророческими, поскольку от начала «падения» аристотелевско-птолемеевской концепции мира (теории Коперника и Галилея) до завершения парадигмального сдвига прошло очень много времени.
Следующий тезис Куна выражает мысль о том, что все изменения, приводящие к научным открытиям, столь же деструктивны, сколь и конструктивны. Адекватное осознание открытия научным сообществом создает возможность отныне объяснять более широкую область природных явлений, разумеется, отбросив некоторые стандартные и принятые ранее подходы и исследовательские процедуры. В цитированной выше работе Куна находим своеобразное подтверждение этих соображений: «Значение кризисов заключается именно в том, что они говорят о своевременности (выделено авт.) смены инструментов (в широком смысле слова, конечно. — Примеч. авт. статьи). <...> Банкротство существующих правил означает прелюдию к поиску новых» [1, с. 98, 109].
Обсуждаемая нами теория Ньютона является одним из подтверждений всего сказанного выше: с ее помощью удалось объяснить приливы и отливы как феномены гравитационного воздействия Солнца и Луны на Мировой океан, а также приплюснутость вращающихся вокруг своих осей планет на полюсах. Работавшая до этого теория Декарта предсказывала обратное: планеты, согласно французскому ученому, должны быть вытянуты с полюсов. Практически этот вопрос мог быть решен измерением длин дуг меридиана у полюсов и на экваторе. С этой целью Парижская академия наук в начале XVIII в. снарядила две экспедиции (одну в Лапландию, вторую — в Перу), и результат засвидетельствовал правоту Ньютона: Земля оказалась приплюснутой с полюсов. Декартова система потерпела поражение.
Растянутость Земли у экватора позволила Ньютону объяснить обнаруженное еще греческими учеными предварение равноденствий — медленное смещение полюса мира по отношению к звездам (этот феномен, открытый, по некоторым источникам, еще Гиппар-хом, имел значение для составления календарей).
Последним интересным, с нашей точки зрения, тезисом Куна, имеющим отношение к рассматриваемому периоду развития физики, является использующий в качестве содержательной основы клише открытия, индуцированные теорией (в оригинальных изданиях — theory induced) [4]. Здесь можно найти множество ярких подтверждающих примеров, связанных с теорией Ньютона. Среди них открытие У. Гершелем в 1781 г. планеты Уран и пояса астероидов между Марсом и Юпитером (расчетные орбиты соответствовали наблюдаемым).
Этот сюжет носил драматический характер — справедливость закона тяготения оказалась под угрозой, когда «на кончике пера» была открыта планета
Нептун. В 1800 г. в движении Урана были замечены существенные отклонения наблюдаемых параметров орбиты от теоретических, а в 1830 г. ученые подвергли сомнению достоверность закона тяготения. Спасительным стало предположение о том, что причинами таких отклонений может быть влияние какой-либо не открытой еще планеты, находящейся вблизи Урана и возмущающей его движение. Так Дж. Адамс и У. Леверье обнаружили Нептун.
Подводя предварительные итоги, отметим, что написанная гораздо позже исследуемого периода в развитии физики теория научных революций Куна стала одним из интересных примеров продуктивной ретроспективной рефлексии кризисного периода развития научного знания, высветила ряд важных методологических особенностей кризиса физики XVII столетия, позволила перевести в методологический формат ряд его характерных черт, а иногда по-новому их осмыслить и углубленно «прочувствовать», соотнести с характерными проявлениями более поздних «научных революций».
Считаем необходимым далее упомянуть о том, что обсуждаемая революция в физике, знаменовавшая собой начало классического этапа ее полноценного развития, происходила одновременно с аналогичной революцией в математике. Ньютон для решения главной задачи механики на основе второго закона динамики ввел понятие бесконечно малой величины и логически связанное с ним понятие производной функции (это скорость ее изменения) — без него решение основной задачи механики для сколь бы то ни было нетривиальных интересных случаев было невозможно. Именно анализа бесконечно малых не хватало ученым того времени (Р. Гуку, Э. Гал-лею и К. Рену) для расчета параметров орбит планет. Более того, он понял, что введенные еще Г. Лейбницем понятия
дифференциала и интеграла могут использоваться для решения не только частных алгебраических и геометрических задач (нахождения уравнения касательной, экстремумов функций, площадей), но и бесконечного множества других, по большей части связанных с механикой, и из набора математических частностей сформировал полноценную отрасль математического знания, сегодня именуемую математическим анализом.
Как отмечают исследователи творчества Ньютона [6], он построил цельную систему мира, что превратило его в самого успешного из всех ученых (для своей эпохи, конечно). Как заметил известный математик Ж.-Л. Лагранж, систему мира можно открыть лишь один раз, и этим открытием Ньютон был обязан великолепному владению математикой. Мы не можем здесь обойти вниманием высказывание занимавшегося изданием математических трудов Ньютона Д. Т. Уайтсайда: «Никогда не стоит забывать, что Ньютон представлял математику сундуком с инструментами истины, видел в ней внутреннюю красоту и мощь, независимые от внешних наблюдений (скрытые от неискушенного пользователя. — Уточнение авт.). В те времена не было в мире математики ученого более талантливого, более осведомленного; никто не был таким способным в алгебре, таким искусным в геометрии, достойным и знающим все тонкости анализа бесконечно малых» [7].
Ранее, обсуждая теорию структуры научных революций Куна, мы коснулись тезиса о том, что научное сообщество, как правило, не сразу принимает «аномалии» (по Куну) как полноправные элементы научного знания; долгое время куновская парадигма, которую пытается свергнуть та или иная аномалия, стремится удержать свои позиции. Так, известные даже не посвященному в естествознание читателю ученые
Х. Гюйгенс и Г. Лейбниц критиковали ньютоновские представления о бесконтактном характере всемирного тяготения и возможности его действия на расстоянии. Лейбниц в письме 1715 г. писал: «.Я всем существом поддерживаю экспериментальную философию, но господин Ньютон сильно от нее отдалился, заявляя, что любая материя имеет вес — или что каждая часть материи притягивает другую, и конечно, это не доказано экспериментально» [8]. По-видимому, речь шла о том, что Ньютон, описав математически действие закона тяготения, оказался не в силах открыть тайну его физической природы.
Для не знакомого с физикой читателя отметим, что сегодня выделяют четыре типа фундаментальных взаимодействий в природе: электромагнитное, гравитационное, ядерное и слабое, и для всех них уверенно работают обменные механизмы (обмен элементарными частицами): электромагнитное взаимодействие есть обмен фотонами, ядерное — пи-мезонами Юкавы; для гравитационного такой механизм (обмен гравитонами) во всех деталях не ясен и на сегодняшний день, а возможности экспериментального подтверждения многих теоретических гипотез пока ограничены.
Концентрируя изложение вокруг научных революций в естествознании, нельзя не сказать о дальнейшей научной судьбе новой для XVII в. парадигмы и не коснуться в связи с этим ньютоновского понимания таких фундаментальных категорий философии, как пространство и время. Это сегодня в философии именуется концепцией абсолютного пространства и абсолютного времени. Согласно ей, пространство — вместилище планет и звезд, движущихся под действием сил гравитации; при этом существующие в пространстве тела не могут как-то его изменить. Точно так же физические материальные объекты не в состоянии изменить и время,
которое, как и пространство, абсолютно и течет независимо от них. В связи с этим куновская идея «смены парадигм» не обошла стороной и теорию Ньютона.
По части абсолютности пространства и времени, независимости их существования от физических объектов механика великого классика XVII столетия была поставлена под сомнение в начале XX в. А. Эйнштейном, создавшим специальную теорию относительности, в которой одним из важнейших смысловых акцентов была теснейшая связь пространства и времени, а затем и общую теорию относительности — синтетическую теорию пространства, времени и тяготения. Последняя в качестве представляющего рекламно-популярного бренда использует искривление луча света (отклонение от прямой) в сильном поле тяготения массивных звезд, черных дыр и других космических объектов. Начало XX в. пыталось свергнуть с занимаемого пьедестала теорию Ньютона и в другом ракурсе — при переходе от макромира к микромиру (атомы, молекулы, элементарные частицы). Сначала это выразилось в создании полуклассической теории Н. Бора, не порывавшей до конца с механикой Ньютона, а затем, после убеждения в неправоте такого соединения, в создании принципиально иной научной парадигмы — квантовой механики.
Однако, и на этом следует сделать особый акцент, «смена парадигмы» классической физики на рубеже XIX и XX столетий принципиально отличалась от «смены» геоцентрической системы мира на гелиоцентрическую со всеми сопутствующими событиями, подробно описанными в работе [9]. Если гений Ньютона убедительно доказал ошибочность системы мира Аристотеля и Птолемея, их несоответствие реально происходящему (в том и заключалась, если говорить кратко, научная революция XVII в.), то создатели теории относительности лишь ограничили механику
Ньютона в научных правах, в области применимости, признав ее полное право продолжать функционировать для объектов, движущихся со скоростями «обычными», значительно меньшими скорости света (и заменив для околосветовых скоростей). Точно так же ограничили в правах классическую ньютоновскую механику и создатели квантовой механики, запретив применять ее в масштабах микромира, но оставив ей полное право описывать макрообъекты. Это выразилось даже в формулировке и широком признании в физике принципа соответствия, допускающего предельный переход от новой теории назад к старой, когда класс участвующих объектов и процессов это позволял. Таков был научный гений Ньютона, настолько мощными были созданные им интеллектуальные продукты!
Анализируя наследие Ньютона, нельзя (хотя бы для полноты картины) не принять во внимание мнения его биографов, развенчивающих представления об этом человеке как о гении-отшельнике, прячущемся от мира в своей комнате в Кембридже, чрезвычайно сосредоточенного на научных исследованиях. Благодаря им сегодня можно нарисовать более полный и разносторонний портрет ученого. Огромное количество его рукописей подтверждает, что он посвящал свое время не только науке, но пытался постигнуть алхимию и найти аргументы, способные укрепить его в арианском вероучении.
Если еще относительно недавно многое из жизни и мировоззрения Ньютона было закрыто от широкой публики, то 13 июля 1936 г. такая возможность появилась — на аукционе «Сотбис» были выставлены 332 лота из коллекции Портсмут, включавшие рукописи Ньютона, его переписку и ряд личных вещей. После Второй мировой войны началось интенсивное изучение трудов и личности Ньютона. Оно, в частности, показало, что в 1669 г. сэр Исаак отправился
в Лондон, чтобы купить собрание сочинений по алхимии и оборудование для экспериментов (печи, котлы, реторты, реактивы). Стало известно, что его наставником по части алхимии был известный химик и физик Р. Бойль, сам наряду с занятиями наукой посвящавший время и алхимии, не скрывавший своих интересов и веривший в возможность превращения металлов в золото и нахождения философского камня.
Интерес Ньютона к алхимии заставил его пройти первый теоретический этап обучения: он прочитал много книг и рукописей и провел много времени за экспериментами, оборудовав для этого специальную комнату в Тринити-кол-ледже. Обнародованные рукописи свидетельствуют: увлечение алхимией было столь сильным, что ученый пренебрегал даже своим здоровьем, что имело плачевные последствия: долго работая с токсичными испарениями серебра и ртути (!), полностью отдаваясь этой деятельности, иногда в ущерб сну, тщательно и скрупулезно экспериментируя, в 1693 г. Ньютон довел себя до сильного нервного срыва.
В записях, относящихся к обсуждаемому периоду времени, можно найти тексты, далекие от науки, например: «Я усовершенствовал идеальный раствор. Две одинаковые соли восходят к Сатурну. Затем он — к камню и, соединенный с тягучим Юпитером, также создает. и пропорцию, такую, что Юпитер хватает посох. Затем орел поднимается к Юпитеру. Оттуда Сатурн может соединиться без солей в желаемых пропорциях. Затем ртуть сублимируется, и соли аммиака ударяют по шлему, и ртуть восходит ко всему» [10]. Сегодня подобные записи так контрастируют со всем сделанным Ньютоном в науке, что вызывают некоторое недоумение и замешательство, хотя следует признать как факт, что алхимические опыты оказались полезными Ньютону, когда он стал главой монетного двора.
Опубликованные рукописи свидетельствуют и о необычайной религиозности Ньютона — они посвящают читателей в его занятия теологией и библейской историографией. Возглавив Лу-касовскую кафедру в Кембридже, он начал всеобъемлющее изучение библейских текстов, вскоре превратившее его в приверженца арианства: он верил, что из трех персонажей христианской Троицы — Отца, Сына и Святого Духа — только один Отец имел Божественную природу. Однако со временем Ньютон убедился, что Троица была ошибочной догмой и не существует другого Бога, кроме Бога-Отца. Он тщательно изучил Библию в поиске всех возможных ошибок и расхождений с первоначальным вариантом, которые позволили обосновать догму Троицы, для чего выучил греческий язык и основы иврита.
Этим интерес Ньютона к религии не ограничивался — на теологические темы он провел много исследований, включавших детальный анализ сюжетов пророчеств, описания предметов культа и разных священных текстов.
С позиций сегодняшнего дня довольно трудно стопроцентно реконструировать смыслы и внутренние мотивы, обусловившие столь противоречивую (по современным меркам) палитру увлечений. За безупречной и успешной научной карьерой — от молодого лукасов-ского профессора в Кембридже до члена парламента Англии, от скрупулезного чиновника казначейства до всесильного президента Королевского научного общества — кроется тайна, которую мы лишь немного попытались приоткрыть.
Литература
1. Кун Т. Структура научных революций: С вводной статьей и дополнениями 1969 г. / Пер. с англ. И. З. Налетова. 2-е изд. М.: Прогресс, 1977. 300 с. (Логика и методология науки).
2. Вавилов С. И. Галилей в истории оптики II Галилео Галилей: 1564—1642: [Сб., посвящ. 300-летней годовщине со дня смерти]. М.—Л.: АН СССР, 1943. С. 5—56.
3. Галилей Г. Пробирных дел мастер I Пер., сост. Ю. А. Данилов. М.: Наука, 1987. 272 с. (Популярные произведения классиков естествознания).
4. Kuhn T. S. The Function of Measurement in Modern Physical Sciences II Isis. 1961. Vol. 52. P. 161—193.
5. Ньютон И. Математические начала натуральной философии I Пер. с лат.: А. Н. Крылов; авт. предисл. Л. С. Полак. М.: Наука, 1989. 688 с.: ил. (Классики науки I АН СССР).
6. Gleick J. Isaac Newton: La mente que cambió la historia de la ciencia. Barcelona: RBA, 2005. 255 p.
7. The Mathematical Papers of Isaac Newton I Ed. by D. T. Whiteside [eBook]. [S. l.]: HathiTrust Digital Library, 2011. 1 el. resource (8 vols.). OCLC No. 752881058.
8. Лейбниц Г.-В. Сочинения: в 4 т. Т. 1. М.: Мысль, 1982. 636 с. (Философское наследие).
9. Баксанский О. Е., Коржуев А. В. «В структуре мирозданья ищем смысл...»: Электрон, атом, ядро. Историко-философские сюжеты физики на рубеже столетий. М.: URSS, 2014. 195 с.
10. Ньютон. Закон всемирного тяготения: Самая притягательная сила природы I Пер. с исп. А. Д. Гуардено. М.: Де Агостини, 2015. 167 с.: ил. (Наука. Величайшие теории; вып. 2).
11. Баксанский О. Е., Коржуев А. В. Кризис классической парадигмы в физике: От атома Бора до теории относительности. М.: URSS, 2014. 144 с.
12. Дирак П. Лекции по квантовой теории поля: Монография: пер. с англ. М.: URSS: ЛИБРОКОМ, 2011. 243 с. (Физико-математическое наследие: физика).
Баксанский Олег Евгеньевич — доктор философских наук, профессор, ведущий научный сотрудник Института философии РАН. E-mail: [email protected]
Коржуев Андрей Вячеславович — доктор педагогических наук, профессор кафедры медицинской и биологической физики Первого МГМУ им. И. М. Сеченова. E-mail: [email protected]
