Скотт Бембенек - Механизм Вселенной: как законы науки управляют миром и как мы об этом узнали

Семнадцатый век был революционным для математики и физических наук. В это время появились многочисленные мощные методы в математике, которые также обеспечивали новые, не доступные прежде подходы к решению проблем физики. Эти инструменты дополняли новую механическую философию , предлагавшую систематическое представление о мире, освободившемся от вмешательства бога и работающем по основополагающим законам, установленным природой и понятным человеку.

Конкурентом, или, возможно, дополнительной «философией» наряду с механической философией, была алхимия . Благодаря метафизическим и духовным догмам она и препятствовала, и продвигала начала экспериментальной химии. Когда алхимия исчезла, экспериментальная химия продолжила развиваться, став зрелой наукой, которая признала атом как концептуально необходимое понятие, но все еще отказывалась полностью охватить его как физический объект.

Теория Аристотеля о материи, как и все остальные его мысли, стала догмой. Однако это не остановило постоянно увеличивавшийся поток критики. Вспомните, Аристотель думал, что объект состоит из двух частей, материи и формы, которые сосуществовали в объекте, тем самым создавая его. Они не только давали форму объекту, но также и определяли его физические и химические свойства.

Проблема здесь вот в чем: независимо от объекта и его особенностей, каждый вынужден прийти к заключению, что субъект обладает определенными свойствами просто по той причине, что они заложены в него изначально. Так почему же тогда небо «голубое»? Оно «голубое», поскольку это врожденная часть его формы. Почему золото блестит? Потому что «блеск» — часть его формы. Вы видите здесь проблему? Мы останавливаемся на том, что ничего не узнаем об основных принципах или механизмах, которые действительно управляют свойствами рассматриваемого объекта.

Атомная теория Демокрита значительно пострадала от критических замечаний Аристотеля, но не была забыта полностью. Наоборот, в эпоху Средневековья [125]атомные теории Демокрита и Эпикура (341 — ок. 270 до н. э.) [126]были известны и вызывали определенный интерес даже тогда.

Более того, во время итальянского Ренессанса [127]произошел скачок благодаря открытию Поджо Браччолини (1380–1459) [128]в 1417 году единственной уцелевшей рукописи большой работы De Rerum Natura («О Природе вещей») римского поэта Лукреция (99–55 до н. э.).

Лукреций был современником Юлия Цезаря (100–44 до н. э.) и Цицерона (106–43 до н. э.). Он полагал, что атомы — чрезвычайно мелкие частицы материи, имеющие те же свойства, что и вещество, частью которого они были. Его взглядов придерживались приблизительно до XIX века, когда выяснилось, что у атомов есть некоторые уникальные свойства, отличающие их от самого вещества, например электрический заряд. Сегодня мы знаем, что объемные свойства предметов зависят от большого количества атомов, составляющих вещество данного объекта, и, таким образом, свойства единственного атома не определяют его объемные свойства.

Поэма Лукреция, в которой ярко описаны работы Демокрита, Левкиппа и Эпикура, была очень популярной в XV и XVI веках и как художественная, и как философская работа. Работа Диогена Лаэртского, которого не принимали во внимание в Средневековье, вновь получила популярность, особенно десятая книга «Жизни философов». Эта работа имела особое значение для развития атомных теорий и включала три письма Эпикура ( письмо Геродоту [129]было самым важным из них) в дополнение к жизнеописанию Эпикура.

В течение XVI века понятие атома рассматривали в физических и философских теориях. К середине XVI века идея, что вещество может действительно состоять из атомов, получала все более широкое распространение. Вот что говорил об этом Николай Коперник [130]: «Это крошечные, незаметные, неделимые частицы, называемые атомами. Сами по себе они незаметны, и если два или несколько атомов отделить от объекта, то они не сформируют мгновенно видимое тело, но их можно умножать, пока они не соединятся, чтобы сформировать общую массу». Однако именно XVII веку случилось увидеть полное переосмысление древних теорий материи.

XVII век был временем значимых достижений в математике и физике, которые дали ученым инструменты, чтобы те могли получше вглядеться во многие нерешенные физические проблемы, например о настоящей природе вещества, что выдвинуло ранние атомные теории, особенно Демокрита, на первый план. Атомная теория Демокрита, даже при всех ее недостатках, все еще предлагала «механическое» объяснение материи: материя состоит из атомов, находящихся в движении, которым управляют определенные (тогда неизвестные) физические законы, и сами атомы определяют физические и химические свойства рассматриваемого объекта.

Для ученых XVII века эта картина вещества была более привлекательной, чем доктрина Аристотеля о материи и форме (в конечном счете ее начали высмеивать), потому что она определила фундаментальные особенности, которые можно было использовать в экспериментах и теоретически глубже понять законы природы. Таким образом, природу рассматривали как своего рода великую «машину», состоящую из определенных «деталей», которые работают только по физическим законам (а не по велению некоей вселенской силы). На самом деле в XVII веке законы природы часто сравнивали с механическими часами, как метко сформулировал Роберт Бойль (1627–1691):

«Несколько частей, из которых состоит этот любопытный двигатель, устроены и подогнаны таким образом, что они приводят в движение множество шестеренок и деталей, двигаются несколькими способами, и все это без знаний и плана; и при этом каждая из них отлично выполняет свою роль для разных целей, ради которых ее создали, так размеренно и равномерно, как будто она знает это и беспокоится о выполнении своего долга».

Это новое представление о природе как механизме для ученого XVII века было существенным шагом вперед, к свободе от доктрины Аристотеля. Оно утверждало потрясающую веру в то, что каждый может систематически познавать явления природы вместо того, чтобы искать прибежища у неопределенных объяснений о скрытой цели, врожденных качествах или тайных силах, управляющих этими процессами. Этот новый способ познания природы называли механистической философией .

В очень ярком эпизоде из «Мира» (написанного между 1629 и 1633 годами) [131]Рене Декарт (1596–1650) поясняет, что он — сторонник механистической философии и считает аристотелевское понятие формы и связанных с нею качеств неспособным объяснить физические явления: