Михаил Терентьев - История эфира

Историю многих важнейших понятий приходится начинать с античности, и эфир здесь не является исключением. Фантазия и здравый смысл натурфилософов древней Греции вызывает чувство глубокого удивления. Их фактические сведения о природе были поверхностны, поскольку они не владели техникой эксперимента. Не знали они в достаточной мере и математики, которая позволяет быть точным в постановке проблем и выводе следствий. Но тем не менее, их взгляд на мир содержит в зародыше все великие теории более поздних времен: атомистику, систему Коперника, дарвинизм и др. Интересно, что в их интерпретации понятия «пустоты» уже отразилась та антиномия, которая впоследствии, начиная с XVII века, будет постоянным источником затруднений для физиков многих поколений и которая разрешится лишь в XX веке с созданием релятивистской квантовой теории поля.

До нас дошло не так уж много сочинений древних греков, где рассматриваются физические вопросы. Существуют отдельные фрагменты высказываний Демокрита (460–370 гг. до н. э.), письма и некоторые (причем, не основные) сочинения Эпикура (341–270 гг. до н. э.), комментарии античных авторов к «Тимею» Платона и к «Физике» Аристотеля, сочинения Архимеда (287–212 гг. до н. э.) и Эвклида (около 300 г. до н. э.), учебные пособия Герона Александрийского (I век до н. э.). Но в полном виде сохранились лишь три крупные произведения, содержащие разработку систематической картины мира. Это «Тимей» Платона (427–347 гг. до н. э.), «Физика» (т. е. «сведения, относящиеся к природе») Аристотеля (384–322 гг. до н. э.), а также поэма Лукреция Кара «О природе вещей» (I век н. э.). Расскажем об этих сочинениях, уделяя внимание тому, что имеет отношение к нашей теме.

Сначала несколько слов об авторе, одном из величайших представителей греческой и мировой культуры. Он был аристократ по происхождению, царской крови, и отличался чрезвычайными способностями в различных областях. Платон известен своими литературными, философскими и социологическими сочинениями. Он добивался высших достижений в спортивных состязаниях, был высок ростом и крепко сложен. Имя Аристокл, первоначально данное ему родителями, потом было вытеснено прозвищем, произошедшим от греческого слова «platos», что значит «ширина», «широта».

Платон жил в критический период истории античности. Он родился в момент небывалого расцвета греческой культуры, в ее высшей точке. Он умирает в период быстрого, катастрофического краха афинской демократии, за десять лет до завоевания Греции македонской армией. Платон встретился с Сократом в 407 году до н. э. и был его ближайшим учеником в течение восьми лет (до осуждения и казни Сократа).

Потом он покинул Афины, 20 лет путешествовал, вернулся и в 80-е годы IV века до н. э. в афинском пригородном саду, Академии, организовал свою философскую школу. Платоновская «Академия» просуществовала около 900 лет (!).

«Тимей» — единственное сочинение Платона, которое можно назвать физическим или относящимся к натурфилософии. Оно написано в 60-50 годы IV века до н.э., то есть в поздний период творчества. Тимей — имя вымышленного персонажа, ученого человека, который рассказывает двум слушателям (один из них — Сократ) о строении вещества и космоса.

По Тимею-Платону существует идеальный мир, первообраз, сконструированный божеством, и есть видимый мир, подчиняющийся законам, которые способен установить человек. В этом «видимом» мире нельзя надеяться на окончательную истинность познания, можно судить только о наиболее правдоподобном. Для Платона вполне естественна попытка изобрести, если называть это современным языком, «правдоподобную теоретическую модель» строения вещества на основе интерпретации реальных фактов. Опять же с нашей, современной точки зрения, предлагаемая Платоном модель окажется чрезвычайно далекой и слишком смелой экстраполяцией из весьма скудных данных о природе, которыми он располагал. Вероятно, сам автор точно так же оценивал свое создание. Он говорит: «... не удивляйся, Сократ, если мы, рассматривая во многих отношениях много вещей, таких как Боги и рождение Вселенной, не достигнем в наших рассуждениях полной точности и непротиворечивости... Нам приходится довольствоваться в таких вопросах правдоподобным мифом, не требуя большего».

Его высказывания отличаются категоричностью, когда он обсуждает конкретные следствия, касающиеся, например, превращения видов «материи» в своей модели. Но сам выбор модели, ее основные структурные элементы — это для Платона плод свободного изобретения. Ведь критерии «правдоподобия» субъективен и не формулируется в строгих терминах. Символические образы, элементы мистики часто присутствуют в человеческом воображении. Платон, фантазируя, не ограничивает себя в применении этих средств.

Бели попытаться снять мистические одежды, то картина, предлагаемая Платоном, выглядит так. Имеется четыре вида корпускул, которые можно представлять как «молекулы», то есть структурные единицы основных, чистых форм (первообразов) материи: земли, воды, воздуха и огня. Эти корпускулы различаются размером и формой. Платон представляет их в виде правильных многогранников и допускает взаимопревращения. Ни одно вещество не предстает у него всякий раз одним и тем же. Он иллюстрирует это примером: «... Положим некто, отлив из золота всевозможные фигуры, без конца бросает их в переплавку, превращая каждую во все остальные. Если указать на одну из фигур и спросить, что же это такое, то будет куда осмотрительнее и ближе к истине, если он ответит «золото» и не станет говорить о треугольнике или других рождающихся фигурах как о чем-то сущем, ибо в мгновение, когда их именуют, они уже готовы перейти во что-то иное, и надо быть довольным, если хотя бы с некоторой долей уверенности можно по отношению к ним употребить выражение «нечто»...»

Платон приписывает молекуле «земли» кубическую форму, фигуру пирамиды (тетраэдра) — огню, октаэдра и икосаэдра — воздуху и воде. Он обсуждает, почему нужно устанавливать, именно такое соответствие и подробно разбирает, используя созданную к этому моменту математическую теорию многогранников, законы превращения молекул. Закончив, он с удовлетворением констатирует: «...пожалуй, мы с достаточной полнотой показали разнообразие видов, вытекающее из сочетания и взаимопревращения фигур».

Эти превращения осуществляются у Платона путем распада объемных фигур на плоские равносторонние треугольники, которые образуют грани пустотелых многогранников. (Куб не содержит треугольников в качестве граней, поэтому земля — стабильна и является наиболее крепкой из всех четырех форм материи.) Треугольники выступают как плоские атомы или, скорее, как элементарные частицы, если пытаться искать в этой картине аналогию с современными взглядами. Здесь фантазия Платона останавливается. Треугольники и многогранники плавают в каком-то бульоне, в той исходной природе, свойства которой уже детально не конкретизируются. Считается, что плоским треугольникам позволено растворяться и снова возникать из этого бульона, для обозначения которого используются разные термины: «воспринимающее начало», «кормилица», «мать», «пространство». Интересно, что слово «материя» Платон не употребляет в применении к этой среде. Бульон неоднороден и взаимодействует с многогранниками. Платон говорит, что неоднородности являются причиной перемещений многогранников. Как это конкретно происходит, понять трудно. Возникает ощущение, что на уровне бульона, материнской среды, которую нам хотелось бы назвать эфиром или физическим вакуумом, теория сознательно формулируется Платоном неясно. Он как бы стремится оставить этот предмет «не в фокусе». Он говорит: «... обозначив его (материнский субстрат. — М.В.Т.) как незримый, бесформенный и всевосприемлющий вид, чрезвычайно странным путем участвующий в мыслимом, и до крайности неуловимый, — мы не слишком ошибемся».