Естественнонаучная картина мира - [38]

На этом фоне теряет смысл старое, еще античное понимание невозможности применения математики для описания происходящих в реальном мире процессов, поскольку любая работа математики требовала точности измерений. Последними не могла похвастать ни античная, ни средневековая теоретическая мысль. Галилей настаивает, что математический аппарат можно и нужно использовать для формулировки законов природы, однако эти законы и не даны человеку в чувственно ограниченном мире несоизмеримых и неповторимых качественно определенных объектов. Тот мир, законы которого открывает Галилей, позволяет соизмерить и соотнести в бесконечности любые объекты. Введение эксперимента открыло путь к математизации естествознания. Сам Галилей проделал огромную работу, чтобы доказать, что задача измерения тех или иных параметров процесса движения (например, времени) вполне технически решаема, но техническое решение само по себе ничто без метафизического обоснования его необходимости.

Дальнейший успех такой математизации и всей научной программы в целом зависел еще от одного важного следствия работы Галилея. Дело в том, что Галилей радикально меняет фокусировку научного вопрошания: от «почему?» мы переходим к «как?», или иначе, от вопроса о причинах движения, как такового, совершается переход к вопросу о причинах изменения движения, то есть об ускорении. Скорость присуща телу самому по себе. Нет смысла спрашивать, почему тело движется, имеет смысл спрашивать, почему оно движется быстрее или медленнее. Различие же скоростей (разница ускорений) вызывается внешними причинами – средой или другими телами. Задачей науки становится математическое описание процесса движения, а не поиск его исходных причин. Важно не то, каковы причины движения, а то, почему это движение изменяется.

Правда, сам Галилей применяет математику в основном как иллюстративный материал для риторического усиления приводимых им доказательств. Здесь наблюдается та же тенденция, что и с другими открытиями Галилея: стремясь обосновать правоту своих исходных позиций, ученый больше заботится об основаниях и их логической безупречности, чем о следствиях. Поясним примером. Галилей выдвинул тезис, блестяще им доказанный, что движущееся тело может совершать одновременно два типа простого движения, накладывающихся друг на друга. Снаряд, пущенный из ствола орудия, движется горизонтально, одновременно падая на Землю (к центру Земли). Сочетание этих движений в процессе взаимоналожения в реальном сложном движении дает параболическую траекторию движения снаряда, причем горизонтальное движение здесь рассматривается как равномерное.

Однако, распространив этот вывод на движение планетарного масштаба, Галилей пришел к ошибочному результату. Почему планеты двигаются вокруг Солнца? Почему Луна вращается вокруг Земли? Представим себе – как будет двигаться снаряд, если ему сообщить достаточную для облета Земли скорость? Галилей предполагает, что снаряд будет перемещаться строго вокруг Земли, по орбите, напоминающей орбиты современных искусственных спутников. С точки зрения Галилея, рассуждая в масштабах планетарной системы, горизонтальное движение можно рассматривать лишь как частный случай кругового, тем более что в бесконечности можно принять дугу окружности и касательную к ней (прямую) как совпадающие. Поскольку Галилей не мог объяснить иначе природу круговых орбит планет, он вынужден был вернуться к понятию «естественного кругового движения» и предположить, что инерциальное движение возможно и как прямолинейное (частный случай), и как круговое. Окончательно выбор в пользу прямолинейности инерции будет сделан и математически подтвержден Р. Декартом.

§ 5. Движение и покой

Уничтожение границ между надлунным и подлунным мирами, создание экспериментального метода как метода исследования природы через ее совершенный интеллектуальный образ в единстве аналитического и синтетического акта ее построения, привело к формулировке нового принципа – принципа относительности. Во многом формулировка этого принципа родилась во время полемики Галилея с противниками коперниканцев, приводившими ряд аргументов против вращения Земли. Во-первых, говорили они, если бы Земля вращалась, то тела бы падали с высоты не вертикально вниз, а со смещением. Во-вторых, человек, перемещаясь по земной поверхности, ощущал бы вращение. В-третьих, наблюдалось бы смещение планет относительно сферы бесконечных звезд. В ответ на это Галилей высказывает такое допущение. Предположим, мы находимся в трюме на корабле, равномерно (то есть не ускоряясь и не замедляясь) плывущего относительно берега по спокойной воде. В нашем трюме нет иллюминаторов, поэтому мы не можем видеть берега и каких-либо внешних объектов. Сможем ли мы в данной ситуации поставить какой-либо эксперимент, чтобы определить наличие или отсутствие движения? Возможен ли такой эксперимент? Иначе говоря, возможно ли, находясь внутри системы отсчета, будучи, как говорит Галилей, «захваченным равномерным движением», определить сам факт движения? Такая возможность есть, и связана она только с обнаружением объектов, не захваченных движением, то есть неподвижных относительно нашей системы отсчета. Но можем ли мы определить, что именно движется: мы относительно неподвижного берега или берег относительно неподвижного корабля? Изнутри системы все процессы будут происходить одинаково, вне зависимости от наличия или отсутствия движения.