Книга Упрямый Галилей, страница 196 – Игорь Дмитриев

По его мнению, тяжесть, то есть сила, которая заставляет частицы третьего элемента стремиться к центру Земли, «состоит только в том, что частицы малого неба, окружающего Землю, вращаясь гораздо быстрее вокруг ее центра, чем частицы земли (то есть третьего элемента. – И.Д.), с большей же силой стремятся от нее (то есть от поверхности Земли. – И.Д.) удалиться и вследствие этого отталкивают туда последние (толкают частицы земли к центру планеты. – И.Д.)» [1622] . Иными словами, происходит выталкивание частиц более тяжелого элемента частицами более легкого, причем источником этого действия оказываются не тяжелые частицы, но легкие, которые наделены большей способностью движения («force de se mouvoir»), и потому под действием центробежной силы последние устремляются вверх, отодвигая тяжелые частицы назад, к центру Земли, и чем больше плотность тяжелых частиц, тем с «большей силой и скоростью» они будут выталкиваться вниз частицами легкой материи. А поскольку в мире Декарта нет пустоты, то «все частицы противостоят друг другу; каждая из них связана с теми частицами, которые должны занять ее место в случае, если она поднимется, и точно так же с теми, которые займут ее место в случае, если она опустится, подобно двум чашам весов, уравновешивающим друг друга», поэтому ни одна из частиц, «находящихся в равновесии, не может ни подняться, ни опуститься, если другая не сделает в тот же момент противоположного движения» [1623] .

Почему же тогда камень падает вниз, к центру Земли, а не удаляется от него? А потому, отвечает Декарт, что камень содержит в себе больше материи земли и соответственно меньше «материи неба» (то есть материи первых двух элементов), чем «воздух равного с ним объема, а частицы третьего элемента приводятся в движение «материей неба» много слабее, нежели частицы воздуха, и «поэтому камень не обладает силой, которая поднимала бы его выше этого воздуха» [1624] . Декарт еще раз подчеркивает – «каждая частица земных тел придавливается к T [центру Земли] окружающей ее материей, но не безразлично всей, а только определенным количеством последней, совершенно равным величине частицы» [1625] . Ясно, что в основе картезианских рассуждений лежали законы гидростатики, в частности законы Архимеда и Стевина [1626] .

Но ведь если легкая частица не просто поднимается вверх (от поверхности Земли), но при этом еще вращается вокруг своей оси, которая перпендикулярна земной поверхности, то она должна отбрасывать соприкасающиеся с ней тяжелые частицы не вниз, а в стороны [1627] . Такое возражение высказывалось, но Декарта волновало не это [1628] . Для него было важно, что на базе сконструированной им теории вихрей ему удалось объяснить, как ему казалось, и свободное падение, и движение планет.

Итак, Декарт добился того, чего хотел, – он построил теорию, которая позволяла, опираясь на ограниченную совокупность принципов, охватить широкий круг земных и небесных явлений, и, что особенно важно, эта теория описывала механизм наблюдаемых явлений, не вводя никаких реальных свойств, форм и качеств, никаких, по выражению М.К. Мамардашвили, «бесенят», которые бы сидели в материальных телах и «подсовывали» нам некую видимость. Метафизически картезианская рационалистическая корпускулярно-механистическая натурфилософия, во всяком случае, вызывает понимание, не говоря уж о ее исторических заслугах. Но как быть с физической стороной такого подхода?

Продолжим Декартово рассуждение о свободном падении. Если, как он полагал, ускорение падающего тела зависит от приданного ему частицами вихря количества движения, а также от разницы в «способностях движения» (фактически от различия скоростей) частиц небесной материи и третьего элемента, из которого главным образом и составлено тело, то чем быстрее оно падает, тем меньше его ускорение.

И когда окажется, – писал Декарт де Бону 30 апреля 1639 года, – что они [тела] падают столь же быстро, как она [небесная тонкая материя] движется, то она больше уже не будет их толкать вообще, и если они станут падать еще быстрее, она станет оказывать им сопротивление. Отсюда Вы можете видеть, что существует множество вещей, которые следует учесть перед тем, как можно будет сказать что-то определенное относительно скорости [падающего тела]. И это то, что всегда меня приводило в смущение. Однако многие вещи могут быть также объяснены с помощью этих принципов (то есть теории вихрей и законов «нового мира». – И.Д.), которые раньше не были поняты [1629] .

Каков же итог многолетних Декартовых усилий понять явление свободного падения? Отбросив идею существования в природе пустоты, Декарт вынужден был признать все свои первоначальные рассуждения о свободном падении, которые я привел выше, ложными. Осенью 1631 года он писал Мерсенну:

Я не отказываюсь от того, что я говорил по поводу скорости тел, падающих в пустоте, ибо, как каждый может себе представить, принимая пустоту, все остальное можно доказать, однако я полагаю, что допускать пустоту было бы ошибочным [1630] .

Следовательно, надо развивать теорию падения тела в среде (plenum).

Декарт был уверен, что справится с этой задачей. «Я убежден, – заверял он Мерсенна в том же письме, – что смогу определить скорость увеличения скорости (то есть ускорение. – И.Д.) камня, [падающего] не in vacuo, но in hoc vero aere» [1631] . Закон свободного падения, открытый Галилеем (s ~ t2), на Декарта не произвел никакого впечатления, потому что этот закон относился к гипотетической, «выдуманной» ситуации движения тела в пустоте, тогда как его, Декарта, задача была иной – найти реальный закон свободного падения тел. Однако то было далеко не легким делом. Разработанная им качественная теория этого явления оказалась столь сложной, что не поддавалась количественному выражению. В июне 1637 года Декарт признался Мерсенну, что движение свободно падающего тела представляет собой «нечто зависящее от столь многих других [факторов], что я не могу дать вам надлежащего объяснения в письме. Могу сказать лишь одно – ни Галилей, ни кто-либо другой не смогут определить ничего, что имеет отношение к этому [вопросу] и что было бы ясным и доказательным, пока они не выяснят, что такое вес и каковы истинные принципы физики» [1632] .