История новоевропейской философии в ее связи с наукой

Указывая, что у Декарта нет твердого критерия меры сопротивляемости частей разрушению, Гюйгенс выходит из этого противоречия, тем что превращает физическое определение материи у Декарта в метафизическое. Материя, согласно Гюйгенсу, по самой своей сущности дискретна, и при этом атом является бесконечно твердым, т.е. обладает бесконечной силой сопротивления разделению на части. Так в полемике с Декартом Гюйгенс формулирует исходное положение атомистической программы, определяя атом как бесконечно твердое тело.

Не разделяет Гюйгенс и принципов ньютонианской научной программы. Он решительно отклоняет идею действия на расстоянии, т.е. принцип тяготения, лежащий в основании физики Ньютона. Не признает Гюйгенс и ньютоновского понятия абсолютного пространства и, соответственно, абсолютного движения. Правда, как видно из переписки Гюйгенса с Лейбницем, первоначально Гюйгенс склонялся к тому, чтобы, подобно Ньютону, различать абсолютное и относительное движения, и считал абсолютным вращательное движение. Впоследствии, однако, Гюйгенс пришел к выводу, что вращательное движение ничем принципиально не отличается от прямолинейного, и в этом вопросе занял позицию, близкую к Лейбницу, который с самого начала не признавал ньютоновского различия между движением абсолютным и относительным, считая, что все движения должны рассматриваться как относительные. "Долгое время я считал, - пишет Гюйгенс, - что вращательное движение содержит критерий для истинного (т.е. абсолютного, а не относительного. - П.Г.) движения в проявляющихся в нем центробежных силах. Применительно к другим феноменам это фактически одно и то же, вращается ли рядом со мной круглый диск или колесо, или же я сам двигаюсь вокруг покоящегося диска. Но если на край диска положить камень, то последний отбрасывается только в том случае, если движется диск. Из этого раньше я делал вывод, что круговое движение диска не является относительным по сравнению с другим предметом. Между тем этот феномен свидетельствует лишь о том, что части колеса в силу давления на периферию побуждаются к относительному по отношению друг к другу движению в разных направлениях. Вращательное движение есть поэтому лишь относительное движение частей, которые приводятся в действие в разных направлениях, но держатся вместе благодаря их связи или соединению... Большинство держатся взгляда, что истинное движение тела происходит тогда, когда тело выбрасывается из определенного фиксированного места в мировом пространстве. Но этот взгляд ложен. Так как пространство простирается бесконечно во все стороны, то в чем должна тогда заключаться определенность и неподвижность какого-либо места? Быть может, неподвижные звезды в коперниканской системе действительно можно рассматривать как лишенные движения. Они могут быть неподвижны по отношению друг к другу. Но если взять их все вместе, то можно ли тогда сказать о них, что они находятся в покое по отношению к другим телам, или благодаря чему можно было бы убедиться, что они не совершают очень быстрого движения в каком-либо направлении? Следовательно, в бесконечном пространстве ни о каком теле нельзя сказать, что оно движется или что оно покоится. Итак, движение и покой только относительны".

Гюйгенс здесь раскрыл противоречие в исходных допущениях Ньютона: с одной стороны, Ньютон считает пространство бесконечным, а с другой - приписывает пространству неподвижность, неизменность и, стало быть, определенность. Эти два утверждения несовместимы, что и показал Гюйгенс. Если мы допускаем бесконечность пространства, рассуждает Гюйгенс, то мы не должны допускать абсолютного пространства и, соответственно, абсолютного движения. Все движения являются только относительными, в том числе и вращательное движение. Как отмечает известный историк науки Макс Джеммер, "благодаря своей здравой научной позиции Гюйгенс первым среди физиков пришел к убеждению в исключительной значимости принципа кинематической и динамической относительности, и это - за два столетия до появления современной относительности".

В соответствии с принципами своей физической программы Гюйгенс разрабатывает также понятие науки, отличное как от картезианского, так и от ньютонианского. Прежде чем рассмотреть понятие науки и научного познания у Гюйгенса, остановимся на вопросе о том, как реализовалась атомистическая программа Гюйгенса в его основных исследованиях. Для этого обратимся к гюйгенсовым работам, посвященным теории удара упругих тел и теории света, - обе теории связаны между собой. Рассмотрение этих работ Гюйгенса поможет нам понять специфику атомизма нового времени, его отличие от античного атомизма.

Теорию удара Гюйгенс создавал в полемике с Декартом. Сомнение в правильности установленного Декартом закона соударяющихся тел возникло у Гюйгенса потому, что, как он сам об этом говорит, этот закон слишком расходится с опытом. В самом деле, одно из важнейших правил Декарта касательно движения сталкивающихся тел гласит: "Если покоящееся тело С вполне равновелико движущемуся к нему В, то С по необходимости будет отчасти подталкиваемо В, а отчасти будет отталкивать В назад..." В ненапечатанном при жизни предисловии к своей работе "О движении тел под влиянием удара" Гюйгенс говорит, что он "очень часто замечал, что при толчке неподвижного шара другим, одинаковым с ним, последний останавливался и передавал первому все свое движение...".

Гюйгенс заметил не только противоречие декартова правила с опытом, но и внутреннее противоречие между самими правилами у Декарта. "Действительно, - продолжает Гюйгенс, - правило 5 учит, что если большее тело В ударяет покоящееся меньшее С, то оно теряет кое-что из своей скорости. А по второму закону, если В сталкивается с тем же самым меньшим телом С, идущим навстречу с такой же скоростью, то В ничего не потеряет из своей скорости. Оба эти правила будут совместны только в том случае, если мы скажем, что движущееся тело встречает большее сопротивление от неподвижного, а не от налетающего на него с противоположной стороны, что, конечно, нелепо".

В своем трактате "О движении тел под влиянием удара" Гюйгенс иначе формулирует закон соударяющихся тел: "Если с покоящимся телом соударяется одинаковое с ним тело, то ударившееся тело приходит в состояние покоя, а покоящееся тело приходит в движение со скоростью ударившегося о него". Это - принципиально важная поправка, которую внес Гюйгенс в шестое правило Декарта. Однако закон Гюйгенса имеет силу только по отношению к упругим телам, или, как говорит сам Гюйгенс, к телам абсолютно твердым. Отождествление упругости с абсолютной твердостью - важный принцип именно атомистической программы Гюйгенса. О том, что в рамках других научных программ упругость тел не отождествлялась с твердостью, свидетельствует весьма интересный спор Гюйгенса с Лейбницем о понятии атома, который мы приведем ниже, а также характерное замечание Ньютона: "По теории Рена и Гюйгенса, - пишет Ньютон, - тела абсолютно твердые отскакивают одно от другого со скоростью, равной скорости встречи. Точнее это следовало бы сказать о телах вполне упругих".

Допущения, на которых держится теория ударяющихся тел Гюйгенса, еще не требует атомизма в качестве их философского обоснования, потому что, как подчеркивает сам Гюйгенс, он не ставит своей задачей рассмотрение причины отскакивания твердых тел после соударения, а пытается установить лишь законы их движения. Для этого ему достаточно трех допущений, или гипотез: 1) допущения инерции движущегося тела, 2) допущения закона сохранения энергии соударяющихся тел и 3) допущения принципа относительности движения. Правда, в качестве четвертой гипотезы Гюйгенс вводит постулат абсолютной твердости тел, а этот постулат уже требует, так сказать, "метафизического" подкрепления и потому отсылает к атомистической программе.

Необходимость сформулировать принципы научной программы появляется у Гюйгенса позднее, когда он работает над своим "Трактатом о свете". И вызвана эта необходимость тем, что Гюйгенс здесь не удовлетворяется только установлением законов распространения света, его отражения и преломления, но хочет найти также причины, которые могли бы объяснить явления света, а не только описать их. Для описания явлений распространения света, как подчеркивает Гюйгенс, достаточно опыта и геометрии. Но для их объяснения опыта и геометрических доказательств мало. "Доказательства, применяющиеся в оптике, - пишет Гюйгенс, - так же, как и во всех науках, в которых при изучении материи применяется геометрия, - основываются на истинах, полученных из опыта. Таковы те истины, что лучи света распространяются по прямой линии, что углы падения и преломления равны и что при преломлении излом луча происходит по правилу синусов... Большинство писавших по вопросам, касающимся разных отделов оптики, довольствовались тем, что просто принимали эти истины заранее. Но некоторые, более любознательные, стремились выяснить происхождение и причины этих истин, рассматривая их самих как замечательные проявления природы. По этому поводу был высказан ряд остроумных соображений, однако все же не настолько удовлетворительных, чтобы более сильные умы не пожелали еще более удовлетворительных объяснений. С целью способствовать, насколько я в силах, разъяснению этого отдела естествознания, который не без основания признается одним из самых трудных, я и хочу изложить здесь свои, посвященные ему, размышления".

Как видим, Гюйгенс четко различает установление законов движения света, с одной стороны, и объяснение причин световых явлений, т.е. интерпретации этих законов, с другой. "...Никто еще не дал вероятного объяснения таких основных и замечательных явлений света, как распространение его по прямым линиям или как тот факт, что видимые лучи, исходя из бесконечного числа различных мест, пересекаются, нисколько не препятствуя друг другу".

Сам Гюйгенс считает, что дать объяснение причин световых явлений можно не иначе, как обращаясь к философии, поскольку именно последняя содержит в себе принципы объяснения мира. "Я постараюсь в этой книге, - пишет Гюйгенс, - с помощью принципов, принятых в современной философии, дать более ясные и более правдоподобные объяснения, во-первых, свойствам прямо распространяющегося света, во-вторых, свойствам света, отражающегося при встрече с другими телами".

Именно философские принципы, с помощью которых естествоиспытатель интерпретирует открываемые им и описываемые математически законы явлений, мы и называем его научной программой. В своем "Трактате о свете" Гюйгенс как раз формулирует основные положения атомистической научной программы, одним из наиболее крупных представителей которой он и был в XVII в. Прежде всего Гюйгенс подчеркивает, что признаваемая им за истинную философия может быть только механицизмом, а потому научная программа атомизма носит механистический характер, не отличаясь в этом пункте ни от декартовской, ни от ньютоновской программ, разве только своей крайней последовательностью. Истинная философия, по словам Гюйгенса, - это та, "в которой причину всех естественных явлений постигают при помощи соображений механического характера. По моему мнению, так и следует поступать, в противном случае приходится отказаться от всякой надежды когда-либо и что-нибудь понять в физике".

Все явления в природе должны быть объяснены с помощью материи и движения - тезис, который - хотя он и не всегда высказывается именно в этой форме - объединяет все научные программы XVII в„ включая не только Декарта и Гюйгенса, но и Ньютона и Лейбница. Этот тезис и составляет содержание механицизма, то есть истинной философии, как ее понимает Гюйгенс. Применительно к явлению света эта программа требует исходить из двух компонентов: некоторого вещества и его движения, которых, по Гюйгенсу, достаточно, чтобы объяснить законы распространения, отражения и преломления световых лучей.

Какую же интерпретацию законов распространения света предлагает Гюйгенс? Поскольку лучи света проходят один сквозь другой, не мешая друг другу, постольку, полагает Гюйгенс, свет не может быть понят как перенос самой материи. По аналогии с распространением звука Гюйгенс считает, что свет распространяется от светящегося тела с помощью движения, сообщаемого веществу, находящемуся между светящимся телом и нашим глазом. Ключ к пониманию того, что представляет собой это движение вещества, Гюйгенсу дала его теория удара. И в самом деле, обратим внимание на заключительное, тринадцатое положение трактата Гюйгенса "О движении тел под влиянием удара": "Покоящееся тело получает от движущегося, неравного ему тела тем больше движения, чем больше промежуточных тел включено между двумя данными телами. При данном числе промежуточных тел наилучшая передача движения достигается в том случае, если включенные тела составляют вместе с крайними телами геометрическую прогрессию". Моделью движения света становится для Гюйгенса удар, причем удар абсолютно упругих и совершенно одинаковых тел, ибо в противном случае по закону соударяющихся тел частицы получили бы движение вперед и назад; и, наконец, это удар, передаваемый посредством промежуточных тел.

Такого рода движение является волновым. "Движение, сообщаемое существу... распространяется так же, как и при звуке, сферическими движениями и волнами: я называю эти поверхности волнами по сходству с волнами, которые можно наблюдать на воде, в которую брошен камень, и которые изображают собой указанное постепенное распространение кругами, хотя оно и происходит по другой причине и в плоской поверхности". Как отмечает С. И. Вавилов, "волновая теория света высказывалась с давних времен, но обычно в весьма расплывчатой, большею частью поэтической форме. Только в XVII в. Гюйгенс дал ей отчетливую формулировку".

Объясняющая модель Гюйгенса требует нескольких допущений. Во-первых, допущения, что распространение света происходит не мгновенно, как полагал Декарт, а с конечной, хотя и очень большой скоростью. Во-вторых, допущения о характере материи, из которой состоят тела, испускающие и проводящие свет. И тут у Гюйгенса положение об атомарном строении вещества играет кардинальную роль. Рассмотрим детальнее атомизм Гюйгенса в его связи с экспериментальной и математической сторонами его теории света.

Чтобы объяснить возникновение "светового удара", Гюйгенс допускает, что "те светящиеся тела, которые, как пламя и, по-видимому, Солнце и звезды, являются жидкими, состоят из плавающих в значительно более утонченной материи частиц; эта материя приводит их в весьма быстрое движение и заставляет ударяться о частицы окружающего их эфира, причем эти последние значительно меньше первых. Что же касается твердых светящихся тел... то у них рассматриваемое движение вызывается сильным сотрясением частиц металла или дерева, причем те частицы, которые находятся на поверхности, тоже ударяются о частицы эфирной материи".

Что касается эфира, то он, согласно Гюйгенсу, состоит из частиц, гораздо меньших, чем те, что составляют воздух. Самое же главное свойство, без которого эфир не мог бы служить проводником света, составляет абсолютная твердость его частиц. Ибо модель световой волны, как ее видит Гюйгенс, невозможна, если частицы эфира не будут обладать абсолютной упругостью. "Ничто не мешает нам, - говорит Гюйгенс, - считать частицы эфира состоящими из материи, сколь угодно приближающейся к совершенной твердости и сколь угодно быстро восстанавливающей свою форму". По Гюйгенсу, нет лучшего способа последовательной передачи движения, чем упругость, потому что последняя наиболее согласуется с равномерностью распространения движения: ведь свет даже и на очень больших расстояниях сохраняет огромную скорость. Второе свойство, которым должны обладать частицы эфира для того, чтобы соответствовать модели Гюйгенса, - это равенство их размеров.