Естественнонаучная картина мира - [36]

Эти опыты вызывали определенный интерес у публики в Падуе, Пизе, Венеции и особенно в Риме, куда Галилей приехал по специальному приглашению папы. Однако у ученых, современников Галилея, в запасе всегда оставался аргумент: здесь мир подлунный со своими законами, а там мир надлунный. В логике науки той эпохи на эмпирическом уровне возразить на это Галилею было нечем. Но дело в том, что для Галилея как мыслителя рассуждавшего в категориях совершенно новой интеллектуальной практики, здесь не было проблемы, поскольку опытное доказательство для него имело иной смысл, нежели для его коллег. Опыт для него стал экспериментом. Схема эксперимента состоит, на первый взгляд, в серии очень простых операций. Берется утверждение, как правило, в контексте физики Аристотеля – Птолемея (а), вводится предположение, как дело должно обстоять само по себе (б), проводится опыт или серия опытов (г) и делается вывод (д) о том, что правильно – (а) или (б). Однако против Аристотеля такая схема не может служить универсальным способом опровержения, поскольку аристотелевские представления неплохо согласуются с данными обыденного повседневного опыта. Поэтому Галилей вводит еще один важный компонент, который не так просто обнаружить с первого взгляда. Попытаемся понять, в чем дело, на конкретных примерах.

Пример 1. По мнению Аристотеля, чем тело тяжелее, тем быстрее оно должно падать на Землю. Если речь идет о падении двух тел одинаковой формы в одной среде, то быстрее падать будет более тяжелое. Представим себе, говорит Галиле, легкое (1 единица) и тяжелое (5 единиц) тела, соединенные цепью, тяжестью которой можно пренебречь. Тяжелое тело, падая быстрее, увлекает за собой легкое, однако легкое тело, падая медленнее, будет замедлять падение тяжелого. Соединенные в систему тела будут в сумме иметь тяжесть в 6 единиц, однако падать эта система будет медленнее, чем падает само по себе тело тяжестью в 5 единиц, поскольку легкое тело в системе замедляет падение тяжелого тела. (Можно вообще представить себе любое сложное тело, состоящее из простых тел разной тяжести, и спросить, будут ли более тяжелые его части падать быстрее, а более легкие медленнее?) Таким образом, обнаруживается фундаментальное противоречие, позволяющее Галилею отбросить одно из существенных положений концепции Аристотеля и выдвинуть свой тезис о том, что скорость падающего тела никак не зависит от его массы. Конечно, вы скажете, что скорости тел в данном случае должны складываться, а не вычитаться, поскольку тяжелое тело увлекает легкое за собой, но это мнение как раз свидетельствует, что мыслим мы в категориях Галилея, а не Аристотеля. Ведь для последнего тяжесть тела есть сущностное качество вещи, имеющей свое собственное место в Космосе и стремящейся к нему. Иначе говоря, в аристотелевской картине мира характеристики движения задаются в том числе и структурой неоднородного и неизотропного пространства, точки которого не выступают по отношению к телам в качестве нейтральных. Галилей же здесь вплотную подходит к мысли о том, что идеальное движение тел может быть и должно быть рассмотрено как движение в пустом однородном пространстве, то есть пустоте, которой, по Аристотелю, не существует.

Пример 2. Аристотель утверждает, что всякое тело стремится занять свое собственное место в мире, в котором его движение прекратится и наступит покой. Иначе говоря, тело стремится к покою, и как только действующая причина прекратит свое действие, покой неизбежно наступит. Так ли это? Представим себе, говорит Галилей, что тело, например шарик, катится по наклонной плоскости А относительно поверхности Земли. К плоскости А в ее нижней точке присоединена еще одна наклонная плоскость В, зеркальная по отношению к А, так что А и В имеют вид раскрытой книги. Если по плоскости А шарик скатывается вниз, то по плоскости В шарик поднимается вверх. Итак, внимание: шарик начинает движение по плоскости А с определенной высоты, достигает точки пересечения плоскостей, которая может быть принята как нулевая высота, двигается далее по плоскости В. До каких пор должен двигаться шарик по плоскости В? Где та точка, в которой шарик остановится и начнет обратное движение? Галилей доказывает: шарик должен подняться на ту же высоту, что и высота начала движения на плоскости А, независимо от угла наклонов плоскостей относительно друг друга и земной поверхности. Чем ниже угол наклона плоскости В к земной поверхности, чем более В полога, тем дальше должен проникнуть шарик по В. Следовательно, шарик, пущенный из одной и той же точки на плоскости А, будет проходить все большее расстояние по плоскости В с уменьшением ее наклона. Но что произойдет, если угол наклона В станет равен нулю, то есть плоскость В станет горизонтальной? Шарик, предполагает Галилей, будет двигаться, пока не достигнет высоты, с которой стартовал на плоскости А, то есть если не возникнет никаких препятствий… бесконечно.

Пример 3. Упростим приведенную выше ситуацию. Представим шар, двигающийся по наклонной к поверхности Земли плоскости из верхней точки в нижнюю. Для того чтобы шар начал движение, необходимо сообщить ему некоторый импульс (количество движения). Далее шар начнет равноускоренно двигаться к нижней точке. Теперь представим, что плоскость наклонена к поверхности Земли под другим углом (подобно плоскости В в предыдущем примере). Шар в таком случае будет двигаться замедленно до полной остановки в той или иной точке. И в первом и во втором случае еще возможно аристотелевское объяснение, согласно которому легкие тела стремятся вверх, тяжелые – вниз. Тяжелый шарик будет стремиться к «наилучшему» положению. Далее, предположим, что плоскость параллельна, горизонтальна поверхности Земли или совпадает с ней. Так что шарик будет двигаться не вверх или вниз, а горизонтально. Как будет в таком случае двигаться шар? Ответ Аристотеля: пока не остановится на «своем», «наилучшем» месте уже исключен или выведен за скобки структурой экспериментального вопроса. Потому ответ Галилея: бесконечно вперед, пока какое-либо вмешательство не остановит его или не изменит характеристик его движения.