Естественнонаучная программа Аристотеля
«Физика»
Аристотелевская «Физика» является первым примером систематического изложения науки о природе. Античные атомисты создали основополагающую концепцию и методический принцип объяснения природы на основе понятий атома и «пустого пространства», но не смогли разрешить фундаментальную натурфилософскую проблему — проблему становления. Атомистика сводит все чувственные качества вещей к чисто геометрическим определениям — к форме, положению и порядку атомов. Но в ней нет общего принципа, исходя из которого, можно было бы сделать понятным и закономерно определить взаимодействие атомов. Основным положением физики Аристотеля является тезис о том, природа в самой себе обладает принципом движения.
Само название аристотелевской книги («Физика») стало синонимом науки о природе. Задачи этой науки определены следующим образом:
«Так как научное знание возникает при всех исследованиях, которые простираются на начала, причины и элементы путем их познания (ведь мы тогда уверены в познании всякой вещи, когда узнаем первые причины ее возникновения, первые начала ее строения и можем разложить ее до элементов), то ясно, что и в науке о природе надо определять, прежде всего, то, что относится к началам».[26]
Новая естественнонаучная программа предполагает изучение основных закономерностей (первых причин) и принципов организации («первых начал») природы и ее структурных элементов.
Далее, говоря о методе познания, Аристотель описывает его как движение «от более явного для нас к более явному в природе», поскольку мир представляется не таким, каким он есть на самом деле, но, по мере исследования, наука приближается к пониманию истинного положения вещей.
В аристотелевской «Физике» нет математических формул и апелляций к чувственному опыту («эксперимент нарушает жизнь природы и искажает ее познание»). Аристотель приходит к тем или иным выводам путем рассуждений, установления логических противоречий в выводах, следующих из тех или иных предположений.
Следует отметить, что Аристотель отличал вещи, существующие «по природе» (животные, растения и простые тела: земля, огонь, вода, воздух»), от искусственно созданных артефактов. Вещи, существующие по природе, в самих себе имеют принцип движения и покоя, в то время как искусственные предметы способны изменяться лишь постольку, поскольку состоят из природных элементов.
Движение Аристотель понимает как общее изменение, как переход от возможного к действительному. Понятие движения включает в себя также переход из одного состояния в другое, например, из бытия в небытие. Механическое движение — это только один из видов движения, смысл которого заключается в перемене места. Причем пространственное перемещение имеет не дискретный, а непрерывный (континуальный) характер.
Определяя понятие непрерывности движения, Аристотель решает проблему, поставленную Зеноном. Непрерывное, по определению Аристотеля, — это то, что делится на части, всегда делимые (то, что не имеет частей). Именно непрерывность является условием возможности движения. Зенон описывал движение как прохождение известного пути за определенное время, причем если мыслить их состоящими из неделимых (путь — из неделимых точек, а время — из неделимых моментов «теперь»), то движение окажется невозможным. Для того чтобы избежать этого парадокса и получить возможность мыслить движение именно как процесс, а не как сумму дискретных перемещений, Аристотель постулирует непрерывность пути, времени и соответственно самого движения.
Аристотель связывает время с движением, оно служит своеобразной мерой движения, «числом движения». Сила для Аристотеля — причина движения, и она должна непрерывно поддерживать движение. Но тогда возникает вопрос, чем же поддерживается движение в телах, отделившихся от того, что их двигало, то есть силы, которая сообщила им движение? Аристотель отмечает, что когда мы толкаем по плоскости тело, например шар на столе, то одновременно приводим в движение и окружающий его воздух. В образующуюся за движущимся шаром пустоту устремляется воздух и как бы подталкивает его. По этой причине шар не останавливается мгновенно после прекращения действия силы, а некоторое время движется вследствие воздействия окружающей среды. Воздушная среда в данном случае является причиной движения — не будь ее, тело должно было бы мгновенно остановиться.
Таким образом, всякое движение возможно лишь в наполненном пространстве, так как в пустоте оно происходило бы мгновенно. Поэтому Аристотель отвергает существование пустоты. Следует отметить, что Аристотель считает движение вечным, ибо, по его мнению, «невозможно допустить, чтобы не было движения... движение необходимо существует всегда». При этом он полагал, что мы должны признать существование первого двигателя, который должен быть либо неподвижным, либо самодвижущимся. Первичный неподвижный двигатель, по Аристотелю, порождает простые, однородные, непрерывные и бесконечные движения. Вращательные движения небесных сфер, кстати, являются примером таких вечных непрерывных и совершенных движений.
В земном мире действуют также начала тяжести и легкости, все тела в силу этих качеств стремятся либо к центру мира (гравитация), либо от центра вверх (левитация). Лишь эти движения, по Аристотелю, являются естественными движениями, все остальные движения — насильственны и поддерживаются только внешними силами.
Согласно Аристотелю, мир природы построен из изменчивых и превратимых друг в друга элементов (стихий), в нем происходит непрерывное изменение, разрушение и уничтожение. Первичными качествами вещества являются две пары противоположностей «теплое» — «холодное» и «сухое» — «влажное». Основные стихии — земля, воздух, вода и огонь являются различными комбинациями первичных качеств: соединению холодного с сухим соответствует земля, холодного с влажным — вода, теплого с влажным — воздух, теплого с сухим — огонь. Пятой, наиболее совершенной стихией («квинтэссенцией»), Аристотель считал «эфир» (гипотетическую субстанцию неба). Таким образом, все стихии могут переходить друг в друга путем изменения первичных качеств.[27]
В частных науках Аристотель использует метод сравнения для различения признаков, предварительно выясняя, какие именно из них следует считать существенными. Интерес к эмпирическому наблюдению и стремление к обнаружению порядка в разнообразии природных явлений характерны для его исследований в любой области знания. В учении о силлогизме он классифицирует формы мысли, в «Риторике» — формы речи, в «Политике» — формы государственного устройства, в описании животных — формы жизни.
Космология
В соответствии с общими установками античного мировоззрения Аристотель, принимает геоцентрическую систему мира и концепцию ограниченного в пространстве космоса, состоящего из пятидесяти шести концентрических небесных сфер, которые соответствуют движениям небесных светил. В центре покоится шарообразная Земля, на самой удаленной от нее сфере располагаются неподвижные звезды, ближайшая к Земле сфера соответствует движению Луны. Область между орбитой (небом) Луны и центром Земли (так называемый подлунный мир) является областью беспорядочных неравномерных движений, а все тела в ней состоят из 4-х низших элементов: земли, воды, воздуха и огня. Земля, как самый тяжелый элемент, занимает центральное место, над ней последовательно размещаются сферы воды, воздуха и огня. Область между орбитой Луны и крайней сферой неподвижных звезд (так называемый надлунный мир) является областью вечных равномерных движений сфер Меркурия, Венеры, Солнца, Марса, Юпитера и Сатурна. Сами звезды состоят из пятого элемента — «эфира». За сферой «неподвижных» звезд располагается «Ум-перводвигатель», приводящий в движение все сферы и являющийся одновременно формальной, материальной, движущей и целевой причиной всего природного мира.
Краткая хронография основных достижений античной науки[28]
VI в. до н.э.
— высказаны первые предположения о шарообразной форме Земли.
— первые наблюдения по акустике. Пифагор устанавливает связь между высотой тона и длиной струны или трубы.
—наблюдение эффектов естественного магнетизма (Фалес Милетский).
— формулировка идеи о дискретном строении вещества, установление предела делимости — атома (Левкипп, Демокрит).
IV в. до н.э.
— формулировка первых правил механики. Рассмотрение прямолинейных и криволинейных механических движений. Формулирование закона сложения перемещений и правила равновесия рычага (Аристотель).
— теория распространения звука в воздушной среде (звучащее тело вызывает сжатие и разрежение воздуха). Объяснение эха отражением звука от препятствий. Описание преломления света (Аристотель).
III–II в. до н.э.
— формулировка общих принципов геоцентрической системы мироздания (Эвдокс Книдский, Аристотель, Гиппарх).
III в. до н.э.
— идея гелиоцентрической системы мира. Первые попытки определения расстояния до Луны и Солнца (Аристарх Самосский).
— первое измерение дуги меридиана и вычисление радиуса Земли (Эратосфен).
— геометрия Евклида.
— открытие закона прямолинейного распространения света и закона отражения. Возникновение геометрической оптики (Евклид).
— Архимед ввел понятие о центре тяжести и моменте сил относительно прямой и плоскости, определил центр тяжести треугольника, установил законы рычага, открыл основной закон гидростатики.
— объяснение приливов и отливов влиянием Луны и Солнца.
II в. до н.э.
— Гиппарх описал прецессию земной оси.
II в.н.э.
— Герон Александрийский дал детальное описание рычага, ворота, клина, винта и блока, установил правило для рычага и блока, согласно которому выигрыш в силе при помощи этих механизмов сопровождается потерей во времени, описал прибор, являющийся прообразом современной паровой турбины.
— Клавдий Птолемей объяснил явление прецессии, ввел поправку на атмосферную рефракцию (учет преломления света), экспериментально исследовал явление преломления света.
— Клавдий Птолемей придал завершенную форму геоцентрической теории мироздания (система мира Птолемея).
Лекция 6