История естествознания в эпоху эллинизма и Римской империи - [156]

Однако тяжесть (или соответственно легкость) тела, т. е. его стремление к естественному месту, зависит не только от его элементарного состава, но также от его массы, — иначе говоря, от количества содержащегося в нем вещества. Это проявляется в том, что большие и массивные тела падают вниз быстрее, чем небольшие и относительно менее тяжелые. Так, глыба металла падает быстрее, чем маленький комок земли, а этот последний быстрее, чем пушинка. Чем тяжелее тело, тем больше скорость его падения. Сам Аристотель формулирует эту закономерность следующим образом: «Если такая-то тяжесть проходит такое-то расстояние за такое-то время, то такая-то плюс еще [некоторая величина] — за меньшее, и пропорция, в которой относятся между собой времена, будет обратной к той, в которой относятся между собой тяжести. Например, если половинная тяжесть [проходит такое-то расстояние] за такое-то время, то целая — за его половину»[409]. Разумеется, все это справедливо и по отношению к скоростям поднятия легких тел.

Не будем поспешно обвинять Аристотеля в незнании закона падения тел, открытого впоследствии Галилеем. Для тел, падающих в материальной среде, действительно справедливо соотношение пропорциональности между весом тела и скоростью его падения. А ведь именно этот случай и имел в виду Аристотель: он принципиально отрицал возможность существования пустоты и вся его механика была теорией движения тел в материальной среде. При этом скорость падающего тела и плотность среды, в которой происходит падение, связаны соотношением обратной пропорциональности: чем плотнее среда, в которой падает тело, тем меньше его скорость. При плотности равной нулю (т. е. в пустоте) скорость падающего тела становится бесконечно большой. Это обстоятельство служило для Аристотеля одним из аргументов против существования пустоты.

При всем этом Аристотелю был известен факт ускорения; свободно падающих тел. Он объяснял этот факт увеличением веса тела по мере его приближения к своему естественному месту. Или, как разъяснял позднее Александр Афродисийский, «Аристотель приписывал это [увеличение скорости] тому обстоятельству, что, чем ближе подходит тело к собственному месту, тем чище становится приобретаемая им форма, а это означает, что тяжелое тело делается более тяжелым, а легкое — более легким»[410].

Такова была аристотелевская теория естественных движений, тяжести и легкости. В основных своих чертах она была принята наукой поздней античности. Принципиальной альтернативой этой теории была лишь атомистика Эпикура, признававшая пустоту и учившая — в согласии с механикой нового времени, — что свободное падение тел в пустоте происходит с одинаковой скоростью, не зависящей от веса падающего тела. Но широкого распространения атомистическое учение в эпоху поздней античности не получило, а по мере роста новых мощных течений — неоплатонизма и христианства — ее влияние фактически свелось к нулю. Что касается аристотелевской теории, то различные ученые вводили в нее те или иные коррективы, не менявшие ее сути. Так, например, Стратон отказался от деления элементов на легкие и тяжелые, приняв, что всем телам (в том числе огню и воздуху) присущи различные степени тяжести. Знаменитый астроном Гиппарх придерживался мнения, что вес тела увеличивается не по мере приближения к его естественному месту, а по мере удаления от него. Симпликий, сообщающий нам об этом, добавляет, что точка зрения Гиппарха может привести к нелепым следствиям: так, например, чашка рычажных весов с более тяжелым грузом, опускаясь вниз, станет в конце концов легче чашки с более легким грузом и начнет подыматься[411]. Было бы крайне интересно знать аргументы самого Гиппарха по этому вопросу; к сожалению, они до нас не дошли. Далее Симпликий указывает, что и Птолемей в своей книге «О весах» придерживался взглядов, отличных от взглядов Аристотеля, а именно он считал, что вода и воздух, находясь в своих естественных местах, лишены вообще какого бы то ни было веса. Симпликий приводит, в частности, следующее соображение Птолемея: «То, что вода не обладает весом [в своем естественном месте], он доказывает на основании того факта, что ныряльщики не ощущают веса находящейся над ними воды — даже когда они ныряют на значительную глубину. Против этого можно возразить, что непрерывность воды, поддерживающей ныряльщика сверху, снизу и с боков, приводит к тому, что он не чувствует веса… Впрочем, если бы вода давила на него только сверху, этот вес, вероятно, ощущался бы…»[412]

Самым поразительным в этом и других сходных рассуждениях нам представляется полное игнорирование работ Архимеда, имевших, казалось бы, непосредственное отношение к рассматриваемым вопросам. Из других источников мы можем заключить, что исследования Архимеда, в частности его методы определения удельных весов, должны были быть хорошо известны как Птолемею, так и комментаторам Аристотеля. Но, видимо, Архимед слишком опередил свое время по духу своего мышления. Отсутствий в его сочинениях натурфилософских спекуляций по поводу элементов, естественных мест и «истинных» причин тех или иных явлений, т. е. именно то, что делало эти сочинения созвучными науке нового времени, выводило их за пределы физики в том смысле, в каком эта наука понималась перипатетиками и неоплатониками. Определение удельного веса казалось технической процедурой, служащей чисто практическим целям и далекой от задач «высокой» науки. Это — типичный пример того отрыва теории от практики, который был так характерен для древнегреческой науки и который послужил одной из внутренних причин упадка этой науки в эпоху поздней античности.