СКЕНОСОФИЯ

Символика механики

Что движет планеты? Любовь, полагает Данте. Однако нынче и школьник знает, что их вращение — интегральный результат противоборства двух сил: инерции и гравитации. Если бы на планету действовала только сила инерции, по касательной к орбите, то планета улетела бы куда-то в мировое пространство. Если бы, напротив, на нее влияла только сила гравитации, она ринулась бы к Солнцу. Складываясь каждое мгновение, эти силы сообща по­нуждают планету к вращению. Так установил Ньютон в «Началах натуральной философии», пожиная плоды многовековых исканий научной мысли, и физики могут сомневаться в чем угодно, но только не в этом установлении.

Итак, инерция и гравитация — две фундаментальные силы, необходимые и достаточные, чтобы объяснить движение планет, а заодно и весь универсум механического опыта.

Что такое инерция, окончательно установлено Ньютоновым «первым законом природы»; называют его также принципом инерции. «Всякое тело продолжает сохранять свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, поскольку оно не принуждается приложенными силами изменять это состояние». Сила, обусловливающая такое поведение «всякого тела», назы­вается инерцией или «врожденной силой материи». Ее суть разъясняется «Определением 3».

«Врожденная сила материи есть присущая ей способность сопротивления, с по­мощью которой всякое отдельно взятое тело, поскольку оно предоставлено самому себе, удерживает свое состояние покоя или равномерного прямолинейного дви­жения». Ньютон добавляет: «Из-за инерции материи… всякое тело лишь с трудом выводится из состояния покоя или движения. Поэтому врожденная сила могла бы быть весьма вразумительно названа силой инерции».

Следовательно, инерция — это новое имя для «врожденной», «естественной», «природной» силы материи. Врожденные силы необходимо отличать от «приложенных» — прежде всего со стороны человека. Все тела Вселенной сами собой покоятся или движутся «по инерции». Чтобы камень равномерно и прямолинейно перемещался в пустоте, не нужно никакой внешней силы. А вот чтобы его движение изменить, нужно приложить уси­лие. Какое именно, устанавливает «второй закон природы»: пропорциональ­ное массе этого тела.

Вся прежняя физика строго различала движения естественные и насильственные. Первые были предметом физики, вторые — механики. Естественными были круговые, равномерные и вечные движения небес, не требующие применения внешней силы. Им и соответствовала наша «инерция». Насильственными были движения прямолинейные; в замкнутой Вселенной они могут быть только конечными.

Понятия инерции прежняя физика не знала, поэтому Ньютон его разъясняет. Гравитация, или просто «тяжесть» — это, напротив, исконная тема всякого учения о природе. Согласно Ньютонову «закону всемирного тяготения», сила взаимного притяжения между двумя телами пропорциональна их массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Но этим устанавливается лишь мера, а не понятие гравитации. Новая концепция физических сил относит ее к силам не «врожденным», а «прилагаемым». В паре сил, движущих планеты, одна «врожденная», другая — «приложенная». Планете врождено стремление улететь от Солнца, и, чтобы этого не случилось, светилу приходится постоянно применять к ней насилие.

Почему камень падает на землю?
«Симпличио: Причина этого явления общеизвестна, и всякий знает, что это тяжесть.
Сальвиати: Вы ошибаетесь, синьор Симпличио, вы должны были бы сказать — всякий знает, что это называется тяжестью, но я вас спрашиваю не о названии, а о сущности вещи; об этой сущности вы знаете не больше, чем о сущности того, что движет звезды…Мы не знаем ничего, за исключением, как я сказал, названия, которое для данного специального случая известно как «тяжесть», тогда как для другого имеется более общий термин — «приложенная сила», или же принимаются «информирующие» или «ассистирующие» интеллигенции, и для бесконечного множества дру­гих движений выставляется причиной природа».

Эта сценка из «Диалогов» Галилея не оставляет сомнения, как именно Галилей, доживи он до Ньютоновых «Начал», воспринял бы «закон тяготения»: «приложенные силы» он относит к тому же разряду, что и ангельские. Не менее язвительны замечания Декарта. Что значит, что одно материальное тело «притягивает» другое?

«Чтобы это понять, надо не только предположить, что каждая частица материи одушевлена, и даже то, что в ней имеется большое количество разных душ, друг друга не стесняющих, но и то, что эти души материальных частичек одарены сознанием и что они воистину божественны, дабы они могли без всякого посредства знать, что происходит в весьма удаленных от них местах, и оказать там свое действие».¹

Ньютонова принципа тяготения не принимали многие — едва ли не все ученые европейского континента. Неудовлетворенность им много раз высказывал Лейбниц. Гюйгенс выражал сожаления Ньютону, отдавшего столько сил вычислениям, вдохновленным совершенно нелепым принципом. Загадочность гравитации, ее чужеродность новой механике прекрасно сознавал и сам Ньютон. Именно вопрос о природе тяготения он отразил словами, ставшими позднее боевым девизом классической физики: Гипотез не измышляю! Однако в другом, более доверительном контексте, в письме к Бентли, он выражался более осторожно. «Иногда Вы говорите о притяжении как о главном и неотъемлемом качестве материи. Я прошу Вас не приписывать мне это понятие, так как я не претендую на знание причины притяжения и мне требуется еще время, чтобы подумать»². Но причины тяготения не указали ни Ньютон, ни кто-либо иной из физиков. С этим смирились, а затем свыклись. И только физики калибра Эйнштейна по-прежнему решаются дальнодействие считать явлением «мистическим».

Тем временем функции гравитации в современной картине мира несравненно расширились. Она не только движет планеты, а еще и порождает свет. Вот справка из «Энергии Вселенной» Ф. Дайсона.

«Любая масса, распыленная в космическом пространстве, обладает энергией гравитации, которая может быть освобождена или превращена в тепло и свет при уплотнении массы. Для любых значительных количеств массы эта форма энергии — преобладающая. Направление потока превращений во Вселенной задается, главным образом, свойствами гравитации: прежде всего тем, что она преобла­дает в космосе количественно, а кроме того тем, что гравитация является высшей формой энергии. Высшей, ибо она обладает нулевой энтропией»³.

Казалось бы, достаточно взять камень в руку, чтобы ощутить эту мироустроительную силу. Но нет, в камне мы ее не воспринимаем. В нем мы ощущаем качество самого камня, а не какую-то его невидимую связь с Землей. Достаточно взгляда на любой предмет, на его размер и фактуру, чтобы примериться к его персональной тяжести. Поэтому для науки мы навсегда потеряны. Ибо человека, рожденного для физики, наличие гравитации в вещах должно приводить в непреходящее изумление, не убывающее, а скорее возрастающее от вразумлений. Многие популярные введения в естествознание начинаются с попытки внушить читателю подобное чувство. Так, авторы трехтомной «Физики для любознательных» предлагают посвящаемому взять в руки любой тяжелый предмет и далее попытаться вообразить, как от этого предмета до центра Земли протянута невидимая пружина, которая растягивается при подъеме предмета и сжимается при движении вниз. Так действие гравитации должно стать вполне наглядным и, стало быть, внятным. Хотя никакие усилия великих умов, направленные на построение подобного механизма гравитации — сопряжение невидимых микропружин, упругих микронитей или микрошестерен — успехом не увенчались. Дальнодействие не сводимо к близкодействию. Это, конечно, удивительно. Но не менее загадочно то, что в мысленном эксперименте по усмотрению тяжести тела нам предлагают вообразить это тело пустым. Замечательно и то, как долго «человек разумный» не замечал «загадки гравитации». Всегда он знал, что мир полон всевозможных энергий. Многие из них, поразившие его воображение, он возвел в ранг божества. Но в сонмах богов, порожденных всеми народами, этнологи не обнаружили бога гравитации. Силу, движущую мирами, мифотворцы как-то просмотрели.

Приоритет ее открытия принадлежит, разумеется, грекам, а первенство в систематическом ее изучении — самому Аристотелю. «О тяжелом и легком в абсолютном смысле нашими предшественниками не сказано ничего, но лишь о тяжелом и легком относительно другого, ибо они не говорят, что есть тяжелое и что есть легкое, но лишь что тяжелее и что легче среди имеющих тяжесть». Тяжесть измеряли — но не понимали.

Не устраивает его и объяснение в Платоновом «Тимее»: «более тяжелое» — как состоящее из большего числа тождественных частей, «более легкое» — из меньшего». Концепцию эту, впоследствии узаконенную Ньютоном, Аристотель отвергает двумя аргументами: опытным и логическим. Первый состоит в том, что если бы Платон был прав, то тела разной тяжести падали бы с одной скоростью, но опыт учит обратному (опыт учит именно этому, но только после прозрений Галилея). Логическое же возражение состоит в том, что проблема тяжести тел тут подменяется проблемой их полноты — не менее тяжкой.

Сам Аристотель тяжесть выводит из геометрии Вселенной.

«Таким образом, в абсолютном смысле мы называем легким то, что движется к верху и к внешнему краю, тяжелым — то, что к абсолютному низу и центру, а легким по отношению к другому или более легким — то из двух равных по объему тяжелых тел, которое при естественном падении вниз опережается другим». В более сжатой формуле так: «Тяжелым пусть будет то, что по природе (то есть без насилия) движется к центру, легким — то, что от центра»⁴. Понятия центра и границы тут более фундаментальны, чем понятия тяжести и легкости. «То, что тяжелое и легкое составляют двоицу, разумно, ибо и мест тоже два: центр и периферия».

Решение Платона еще более общее: не геометрическое, а чисто логическое. «Но одно остается верным для всех случаев: стремление каждой вещи к своему роду есть то, что делает ее тяжелой, а направление, к которому она устремляется, есть низ». Тяжесть, как и сама геометрия Вселенной, дедуцируется из родовидовых отношений. Подобную общность Аристотель искал в понятии формы. Неправоту Платона (подобное стремится к подобному) он усматривает в мысленном эксперименте. «Если Землю переместить туда, где сейчас Луна, то каждая из ее частей будет двигаться не к ней самой, а туда же, куда и теперь», то есть к центру Вселенной. И потому выдвигает не менее общий довод от «силы формы». «Движение каждого тела в его собственное место есть движение к его собственной форме»⁵.

Несмотря на эти разногласия, с учителем Аристотеля объединяет одно убеждение: само по себе тело ничего не весит, а тяжесть и легкость обретает, только оказавшись не на своем «естественном месте», то есть нарушая естественный распорядок вещей. Еще Тарталья в «Новой науке» (1537 г.) писал. «Признано, что никакое тело не имеет тяжести, находясь само в себе… то есть вода в воде, вино в вине, масло в масле, воздух в воздухе не имеют никакой тяжести». Гора, таким образом, ничего не весит — а вес получает камень, оторванный от горы. Так думали еще Кардано, Бруно и даже Галилей.

Схоласты рассматривали тяжесть как стремление всех частей мира в соединении с целым достичь своего совершенства. Даже Кузанец по вопросу гравитации скорее завершает эту картину, чем предвещает новую⁶.

«Всякое движение части направляется к целому, как совершенству, так, тяжелые вещи стремятся к земле, легкие поднимаются, земля направляется к земле, вода к воде, воздух к воздуху, огонь к огню. Вот почему движение всего старается, на­сколько может, быть кругообразным, и всякая фигура быть сферичной».

Выделим следующий принципиальный момент. И гравитация, и инерция определяются через массу. Там, где подразумевается материя гравитиру­ющая, мы говорим о тяжести, весе тела или о массе гравитационной. Где рассматривается сопротивление действующей силе, там фигурирует масса инерционная.

Свободное падение Галилей объяснил, открыв тождественность этих масс. Поскольку сила притяжения пропорциональна гравитационной массе камня, а сила сопротивления притяжению — инерционной массе, а эти массы равны, то скорость падения не зависит от веса камня. Все тела падают (в пустоте) с одинаковой скоростью, что разительно противоречит мускульному опыту, но соответствует измерениям. Принято удивляться не столько результату (на невозможность коего указывал Аристотель), сколько самому равенству этих масс. Ньютон самолично проводил тщательные эксперименты, но не смог их различить по величине. Эйнштейн тождество это заложил в основу теории относительности. Как же случилось, что одна и та же вещь — количество материи — получила столь различные характеристики, хотя все способы ее измерения дают один результат?

В античности тяжесть тела понимали как его вес — то, что сегодня мы называем гравитационной массой. Рассматривали его как характеристику отношения части к целому, обеспечивающую сохранение его формы. На целостный мир симметрий наброшена упругая форма, которая возвращает обратно его части, случайно оказавшиеся в неподобающем месте. Отсюда и само измерение количества материи через уравновешивание масс. Весы — это рычаг, коего плечи и ось опоры ориентированы по осям мира — горизонтальной и вертикальной; это простейшая его механическая модель. Тела равновесны, если не нарушают ориентации рычага по мировым координатам, то есть оста­ются в равном отношении к центру мира. Само движение весов (как впрочем, и всякое действие рычага, основы всей машинерии) античная механика рассматривала как имитацию в малом масштабе вращения небесных сфер.

Это действие мира на тело, целого на часть выражалось во внутреннем устремлении самого тела. Как служащее общему благу, теоретиками оно одобрялась. Совсем иную оценку вес получал у практиков, занятых перемещением тяжелых тел с их естественного места на «неестественное». Вот, например, отзыв о нем архитектора Альберти, первого идеолога Ренессанса.

«Вес по своей природе всегда отягчает и всегда стремится к наиболее низкому месту и всей своей силой сопротивляется тому, чтобы его поднимали и никогда не меняет места, не будучи превзойденным большим весом либо какой-нибудь противной силой, которая бы его победила… Вес по своей природе является величайшим другом покоя, то есть ленивым и медлительным»⁷.

Как образованный человек, он знает, что «разумная основа» всех строительных механизмов рождается законом весов, и что круг — это рацио всех машин, но весу, или массе гравитационной, уже адресует те самые характеристики, какие подобают скорее инертности или массе инерционной. Это, кажется, исторически первая, хотя и очень приблизительная, формулировка принципа инерции. Само понятие инерции в науку входило через представление о «сопротивлении», какое материальные тела оказывают попыткам изменить их состояние.

Вплоть до Кеплера, внедрившего в физику слово инерция, все ее характеристики покрывались понятием тяжести. Кеплер стал их различать, чтобы активные свойства материи отделить от пассивных. Тяжесть активна: она «состоит во взаимном телесном стремлении двух родственных тел к воссоединению». Инерция, напротив, всецело пассивна. «Всякая телесная вещь… имеет то качество, или скорее тот закоренелый порок, что оно тяжеловесно и неуклюже, неспособно само по себе переходить из одного места в другое, и потому такие тела должны быть притягиваемы или гонимы чем-то живым или иным извне»⁸. Даже у Лейбница инерция все еще означает безыскусность, безынициативность, косность телесной массы. У обоих само слово масса — это «громада», «глыба» — совсем как у Альберти. Это еще неполное, не вполне современное понимание инерции: оно в себя не включает представления о том, что остановить движущееся тело так же непросто, как сдвинуть с места. Но достаточно это заметить, как инертность (материальность) тел перестанет казаться пассивной.

Замечательно, как Джордано Бруно, человек с гениальной интуицией и обостренным чутьем к духу времени, схоластические представления о гравитации в одном рассуждении совмещает с нашими. С одной стороны, «тяжестью мы называем стремление частей к целому и стремление движущегося к своему месту». Но эти похвальные устремления частей, с другой стороны, сочетаются с не менее заметным и достойным понимания стремлением к самосохранению.

«Внутренний основной импульс происходит не от отношений, которые тело имеет к определенному месту, определенной точке и своей сфере, но от естественного импульса искать то место, где оно может лучше и легче сохранить себя и поддержать свое настоящее существование; ибо к этому стремятся все естественные вещи, каким бы неблагородным ни было это стремление»⁹.

Именно в такой вот «очеловеченной» физике (своего апогея достигшей в «Этике» Спинозы) устанавливается новое, сочувственное понимание инерции как упорства вещи в своем бытии. Удивительно, однако, насколько мало это самопонятное чувство владело Бруно или Спинозой, утверждавшими его — с почти «математическим цинизмом» — как первую истину вещей, но отнюдь не собственной жизни.

Итак, если гравитацию обдумывали со времен античности, то само понятие инерции возникло лишь в новоевропейской физике, и даже Галилей этим словом еще не пользовался. Первоначально оно обозначало инертность физического тела — очевидную его неспособность самому себе изменять. «Противоположным, — пишет Беркли, — является случай с разумом. Мы чувствуем его как способность изменять и наше собственное состояние и состояние других вещей». Однако подспудно понятие инерции включает в себя представление и о некоторой внутренней силе каждого тела. Если оно находится в определенном состоянии, то изменить его может лишь действие другого физического тела. Это внешнее воздействие должно быть достаточно сильным, потому что тело ему противится. А чтобы сопротивляться, тоже нужна сила. Инерция — это сила, необходимая телу, чтобы упорствовать в своей самобытности. Это сила инертности. Пропорциональная количеству материи, содержащейся в теле — его массе. А масса тела, как выяснил только Эйнштейн, «есть мера содержания энергии в нем. Масса, которая еще недавно в учении о природе характеризовалась свойством инерции, косности, стала внезапно для нас эк­вивалентом совершенно противоположного, максимально активного свойства — энергии», — отмечает С. Вавилов. Но это превращение никак не повлияло на само понятие инерции: формулировка Ньютона почти ничем не отличается от Эйнштейновой¹⁰.

Рассмотрим принцип инерции в его завершенной логической форме — в изложении Ньютона. «Всякое тело продолжает сохранять свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, поскольку оно не принуждается приложенными силами изменять это состояние». Иными словами, «тело, предостав­ленное самому себе, находится в состоянии покоя или равномерного и пря­молинейного движения». Перед нами основоположение всей нашей физики, основа ее основ, краеугольный камень, непоколебленный доныне. На первый взгляд оно кажется совсем простым. Но трудно даже пересказать, сколько подводных камней таит в себе схваченное этим законом течение мысли.

Не вполне он очевиден по трем причинам.

Во-первых, речь идет о поведении абсолютно одинокого тела в бесконечной пустоте. Все прочие законы физики рассказывают о взаимодействии. И только этот закон утверждает нечто об единственной в мире вещи. Первая трудность состоит как раз в этом пункте: как в справедливости этого принципа можно убедиться на опыте? Ведь тот, кто видит одинокое тело, его одиночество разделяет и тем самым невольно нарушает.¹¹Приходится наблюдателя мыслить бестелесным — воплощением самого духа науки, ее чистого «ока». Пусть так. Но чтобы судить о прямолинейности и равномерности инерционного движения, этот дух должен вооружиться часами и линейкой — вещами телесными. Приходится допустить, что влияние средств наблюдения на поведение наблюдаемого объекта можно сделать сколь угодно малым — «практически пренебрежимым». Теоретическому разуму приходится ссылаться на «малость» своего прегрешения перед истиной. Но разве теоретическую вольность оправдывает то, что она «маленькая»? Физику ХХ века терзает проблема наблюдаемости. Проблема считается самоновейшей — изысканной бог весть в каких дебрях современной научности. Однако она дает о себе знать уже в первом положении нашей физики — в принципе инерции. В качестве своего прафеномена новая фи­зика вводит явление эмпирически не наблюдаемое.

Во-вторых, из всех мыслимых движений принцип инерции выделяет и особым статусом наделяет одно, а именно, равномерное и прямолинейное. Такое движение относительно, все прочие — абсолютны. Но с какой же стати? Почему нарушение лишь такого движения свидетельствует о приложении силы? Таким образом, оно получает статус движения, не требующего и не допускающего объяснения — беспричинного¹². У Аристотеля таковым было равномерное круговое движение небес, обосновываемое не физикой, а метафизикой. Наш принцип инерции Аристотель сформулировал только затем, чтобы его отвергнуть. Пустоту он отрицает именно на том основании, что тело, однажды приведенное в движение, двигалось бы в ней вечно. «Никто не может сказать, почему тело, приведенное в движение, где-либо остановится. Ведь почему оно предпочтет остановиться здесь, а не там? Таким образом, ему необходимо либо находиться в покое, либо двигаться до бесконечности». Но движение в бесконечность — бессмыслица. «Ибо и в категории качества, и в категории количества, и в категории места невозможно становиться тем, чем нельзя стать. Следовательно, невозможно и двигаться туда, куда невозможно прибыть»¹³.

В-третьих, принцип инерции требует неразличимости состояний покоя и равномерного прямолинейного движения, а с этим условием не так-то легко сжиться. Следует признать, что телу все равно: двигаться ли ему или покоиться. Если система движется инерционно, то все другие движения внутри этой системы происходят так, как если бы она находилась в покое: ее движение невозможно обнаружить изнутри. Можно сказать иначе: если тело движется равномерно и прямолинейно, то всегда найдется система отсчета, в какой оно выглядит неподвижным: это система, совершающая то же движение. Все системы, совершающие одно движение, суть части одной¹⁴. И, наконец, «наблюдатель» инерции сам должен стать инерционным — иначе свое ускорение он припишет движению объекта. Стало быть, принцип инерции необходимо предполагает существование специфического наблюдателя. Он утверждает, что ни материальное тело, ни идеального наблюдателя нельзя отделить от мирового целого иначе, как сообщив им бесконечное равномерное и прямолинейное движение. А если есть один идеальный наблюдатель, то существует бесконечное множество других, полностью ему равноценных.

Попытки доказать закон инерции, в разное время предпринятые такими умами, как Даламбер, Кант и Максвелл, оказались безуспешными. Некоторые считают его механической спецификацией принципа причинности. Так, Шопенгауэр в утверждении Ньютона усматривает не закон, но априорный принцип, и некоторые философы с ним согласны. Однако принципы должны бы выглядеть более убедительными: попробуйтека усомниться в причинности. Поэтому многие продолжают спрашивать: почему именно этот принцип должно принимать как исходный пункт физики?

«Нельзя усмотреть, почему именно скорость при отсутствии внешних воздействий должна оставаться постоянной по величине и направлению, а не ускорение, или кривизна пути или лишь суммарная скорость. И если считают само собой понятным, что движущееся тело, которое внезапно перестает испытывать всякие внешние воздействия, сохраняет свою скорость по направлению и величине, то можно признать столь же очевидным, что лампочка продолжает гореть, если перерезать электрические провода» (Дейкстерхейс). Впрочем, о непрозрачности этого принципа можно судить по самим попыткам его доказать. Подобно сказочному зачину, переводящему повествование в тридевятое царство, закон инерции вводит нас в новоевропейскую физику. Из-за недоказуемости его приходится принимать как «принцип». А принципы, как известно, «не доказываются, а чувствуются». Уже в наше время кто-то заметил, что бесполезно объяснять такие понятия, какие требуют, чтобы их пе­реживали. Но как в основоположении Ньютона почувствовать хоть малейший отсвет его «жизненного мира»? Какое чувство жизни можно сопоставить закону инерции?

Прежде чем говорить о «переживаниях» инерции, обратимся к ее образам. Как можно в физику ввести «непонятное» представление, противящееся любым попыткам уточнения, если его не протащить под укрытием впечатляющего образа, символа или метафоры? Равномерное и прямолинейное движение тел, которое мы называем инерционным, Галилей определяет как единообразное, то есть охватываемое неким единым образом. Принцип инерции он вводил образом кругового движения — как явление нашего горизонта, переводящее окружность небес в локальную прямизну земли.¹⁵

Вот тут-то и приходит на ум тот образ движения, какой нам внушают механические часы. С одной стороны, образ времени они поставляют нам круговой: острие часовой стрелки кружится так же, как Земля вокруг Солнца. С другой же, — время, как следует из наших календарей, мыслится линейным. Стало быть, наш образ времени являет такое же сопряжение кругового и прямолинейного движений, как и Галилеева «круговая инерция».

Циферблат наших часов свернут в окружность, потому что для разметки времени, более длительного, чем полусутки, мы пользуемся календарем. А мысленным образом нашего времени служит равномерное перемещение выделенной точки вдоль бесконечной числовой прямой. Достаточно циферблат вообразить не окружностью, а равномерно исчисленной прямой (натуральным рядом чисел), вдоль которой столь же равномерно перемещается точка. Вот это движение точки вдоль числового ряда, производимое идеальными часами, и напоминает искомое инерционное движение. В этом отношении принцип инерции, утверждая нечто о поведении «всякого тела», на самом деле подразумевает совершенно особое, исключительное тело — часы. Механизм, устанавливающий между одинаковыми частями пространства и времени отношение равенства. Стало быть, все суждения физики относительно «инерциальных систем» можно перевести в суждения относительно идеальных часов.

И что же загадочного в том, что основоположение механики неким образом описывает работу идеального механизма? Первоначало физики неявно в себе содержит определение механического времени: стрелка идеальных часов движется равномерно и прямолинейно вдоль бесконечного циферблата. Как и хореическое «архе» Анаксимандра, «круговая инерция» Галилея изображает все тот же Хронос.

Труднее с «переживанием» инерции. Разумеется, психологической убедительностью этот принцип обязан понятию самосохранения, центральному для «естественной психологии» того времени. В XVII веке в нее вторгаются термины импульс (аппетит), напряжение, тенденции, что резюмируется в учении о страстях как о «движениях» души. Уподобляются они кровообращению (Мальбранш), качанию маятника (Спиноза), притяжению и отталкиванию тел. Самосохранение самоотверженно проповедуют Джордано Бруно и Кампанелла. Спиноза отказывается видеть какую-либо разницу между этим инстинктом и абсолютной добродетелью. Ту же мысль развивает Гоббс, встраивая этику в физику. Поскольку самосохранение осуществляется естественным образом, то есть в войне всех против всех, то насилие и обман порицают только лицемеры.

Но как раз Бруно, Кампанелла и Спиноза этот суровый принцип опровергали своей жизнью. Стало быть, переживался он как-то иначе? Вспоминается тут скорее Декарт, устремляющийся в шумный суетный город для обретения надежного уединения. Там он сможет без помех предаться своему ergo sum.

Вспомним его знаменитое эпохе. «Закрою глаза, заткну уши…», упраздню всю эту многоцветность и многошумность мира и всматриваться буду только в себя, покуда не составлю о нем ясного и отчетливого представления. Смахивает на экспериментальное создание закрытой вселенной с одиноким телом, более радикальное, чем корабль Галилея или Эйнштейнов лифт. Закрывание глаз эквивалентно разделению мира на «я» и «все остальное» — учреждению собственно сцены. Этой сценой служит окоем «эго», на суд коего вызывается «все остальное».

Эпохе — это сомнение в яви, «маленькое светопреставление», экспериментальный солипсизм. Я — вещь мыслящая… бодрствующая или грезящая? Сомневающаяся. Никому не верящая, в том числе и себе. Все критяне лгут, но разве я не критятин? Значит, и я лгу? Себе? Спирали эти мало похожи на искомую прямолинейность — скорее они напоминают вихри картезианской космогонии.

Мышление, мыслящее себя, движется кругами, определенными только во времени. Вращение сомнения можно прервать лишь волевым актом, изъявляющим доверие к Богу. А это эквивалентно проекции мыслящей вещи Декарта в протяжение, переложению на язык физики картезианского cogito. Обращаясь на протяжение, оно его размеряет: равным частям (внутреннего) времени сопоставляет равные части (внешнего) пространства. Действует так, как инерционное тело чертит в пространстве координатную ось.

Стало быть, принцип инерции выражает такое чувство времени, какое идет и тогда, когда ничего не происходит: движение, психологически неотличимое от покоя. Механическое время он отражает так же, как художественная перспектива изображает пустое пространство.

В качестве причины инерции Декарт мыслит невидимое стремление всех частиц мира к свободе. Вводя этот принцип как «первый закон природы», он полностью отвлекается от космологических соображений и своим читателям предлагал образ колеса или, чаще, камня в круге пращи. «Например, если заставить колесо вращаться вокруг своей оси, то хотя все его части будут двигаться по кругу, так как, будучи соединены друг с другом, они не могут перемещаться иначе, однако склонны они передвигаться не по кругу, а по прямой. Это ясно видно, если какая-нибудь частичка случайно отрывается от других. Как только она окажется на свободе, она прекращает свое круговое движение и продолжает его по прямой линии. То же самое происходит и при вращении камня в праще». Вырвавшись на свободу, он летит по касательной к окружности. «Это совершенно ясно доказыва­ет, что камень все время имеет склонность двигаться по прямой линии и что по кругу он идет только по принуждению»¹⁶.

С переносом этого образа на Солнечную систему планеты наделяются внутренним стремлением сорваться со своих орбит, коему противодействует лишь сила Солнца. А если его применить к сообществу людей, то все его наблюдаемое движение предстанет насилием над невидимым, но врожденным стремлением человека к свободе.

Формулируя свои законы, он вполне сознавал, что они «явно противны» всему, «что мы когда-либо испытали в этом мире посредством наших чувств»¹⁷, и непреложны только в «естественном свете разума». Поэтому он всюду настаивает, что видимые движения тел отличаются от их невидимых «стремлений», «побуждений» или «наклонностей».

«Из всех движений только одно движение по прямой совершенно просто. Его природа может быть понята сразу». Декарт имеет в виду, что определить прямую можно, указав лишь направление движения в одной точке, тогда как для определения любой другой линии нужно указать как минимум два направления в соседних точках. Если в точке, где в данный момент находится камень, про­вести касательную к окружности пращи, то в этой точке «вы не сможете найти ничего, указывающего на то, что движение камня круговое». В точке, говорит Декарт, не видно никакой окружности. Но в той же непротяженной точке он усматривает прямую как образ невидимого стремления камня вырваться из круга.

Относительно «ощущений» связанной частицы Декарт умозаключает, рассматривая поведение частицы освобожденной. Но почему же мы должны прямолинейность траектории приписывать собственному желанию частицы, а не, скажем, импульсу, полученному при разрыве связи? Он полагает, что будь мы на месте частицы, сами убедились бы в прямолинейности ее побуждений. В конечном же счете за фундаментальность прямой ручается «единственный Творец всех существующих в мире движений, поскольку они вообще существуют и поскольку они прямолинейны». Криволинейные траектории возникают исключительно из-за дурного расположения материи. «Точно так же теологи учат нас, что Бог есть творец всех наших действий, поскольку они существуют и поскольку в них есть нечто хорошее, однако различные наклонности наших воль могут сделать эти действия порочными». Стало быть, прямолинейность движения отвечает самочувствию частицы свободной, послушной лишь воле Бога.

Если у Галилея нет прямого указания на прямолинейность инерционного движения, то в законах Декарта нет положения о его равномерности: словно расчищая путь аналитической геометрии, он настаивает только на прямолинейности естественного движения. Линии всех видов его геометрия соотносит с единственной — с прямой, каковая и становится мерой и масштабом всех прочих линий. А законом инерции вводится стандарт движения.

Итак, своим «археем» наша физика имеет образ одинокого тела, движущегося в бескрайней пустоте. Спрашивается, что с ним станется, если оно очнется — в своем равномерном и прямолинейном бытии встретит другое тело? Ведь только с этого момента — акта взаимодействия — и начинается собственно физика. Действительно, если первый закон Ньютона рассказывает об одиноком теле, то второй повествует о двух. Посмотрим, какое поведение им предписывает механика Ньютона. В «Оптике» он пишет:

«Если два равных тела прямо встретятся в пустоте, они, в силу закона движения, остановятся там, где встретятся, потеряют все свое движение и придут в покой, если только они не упруги, и если эта упругость не одарит их новым движением»¹⁸.

Итак, в пустую Вселенную внесем — на произвольном расстоянии друг от друга — два одинаковых биллиардных шара. Согласно закону всемирного тяготения, шары устремятся друг к другу по линии, соединяющей их центры, и столкнутся; затем они, будучи упругими, разлетятся по той же линии обратно, после чего процесс повторится. Если шары абсолютно упруги (не оставляют и не помнят следов столкновения), то процесс будет вечным. Два материальных тела в пустоте образуют осциллятор — элементарный часовой механизм. Картинка совершенно в духе Маха, вскрывшего в основаниях механики (после основательного ее исторического обзора) единственный «опытный принцип». «Противопоставленные друг другу тела вызывают друг в друге… противоположные ускорения в направлении соединяющей их линии»¹⁹.

Так выглядит «минифизика» — простейший динамический образ, представляющий в действии все принципы Ньютоновой механики: дальнодействие (притяжение) и близкодействие (столкновение), эквивалентность инерционной (отталкивающей) и гравитационной (притягивающей) масс, сопряжен­ность поля (осцилляция) с телом и т. д. Шары падают друг на друга по закону тяготения. По третьему закону механики они разлетаются на расстояние, определяемое вторым законом, после чего процесс повторится.

О движении самом простом рассказывает принцип инерции — но движение это ненаблюдаемое. Простейшая физика наблюдается в столкновении. Простейшая и в «диалектическом» смысле: законы механики сводятся к механической двоице, «единству и борьбе противоположностей». Почуяв друг друга, шары увлекаются навстречу друг другу всемирной симпатией, но, ощутив взаимную непроницаемость, отбрасываются друг от друга силой, пропорциональной их массам: влечение сменяется отвращением, отвращение — влечением, и тела обречены вечно биться в бездне. Так в новой физике выглядит «хронотоп» механики и раскрывается первая тайна тела — его испытание на себетождественность. Только взаимная непроницаемость тел, то есть их неспособность занимать одно и то же место в пространстве, порождает бесконечное пульсирующее движение — «вечный двигатель» новой физики.

Таким образом, в свое основание новоевропейская физика закладывает попарное сравнение, состязание, конкуренцию вещей. Соприкосновение представляется естественной, единственно самопонятной формой взаимодействия.

«Все явления, которые мы замечаем, кажутся нам необъяснимыми, за исключением одного, скажем, — удара двух тел. Последнее вполне ясно, понятно; если мы примем его за основное, если нам удастся свести к нему все остальное, то все будет объяснено»²⁰. Если Галилей, как он пишет, ударом занимался более 40 лет, потратив на него многие сотни и тысячи часов²¹, то Декарту, описавшему про­цесс соударения как «третий закон природы», столкновение казалось явлением настолько самопонятным, что он даже не попытался свои «законы удара» проверить на опыте, так и не заметив их ложности. А Лобачевский на понятии «касания» пытался перестроить основания всей геометрии.

По этому образцу Робине, кумир раннего Гегеля, формулирует «закон сохранения жизненной силы». «При ударе двух тел одно из них теряет столько движения, сколько приобретает другое. При создании какого-либо существа существами оба вместе теряют столько жизни, сколько новое существо ее приобретает»²². Таковы же его «геометрические» законы «физики духа». Ладно, Робине натурфилософ. Но вот диалектик Лукач, ссылающийся на «великую мысль» Спинозы.

«Аффект может быть ограничен или уничтожен только противоположным или более сильным аффектом»²³. Или хотя бы Хайдеггер. «В чем состоит конечность личности и субстанции вообще? Прежде всего в том, что каждая субстанция имеет границы в других субстанциях… Вещь, чтобы заявить о себе, должна столкнуться с другой вещью и узнаваться в другой». Рукой подать до Марксова смотрения Петра в Павла.

Однако более пристальное исследование соударения вызывает, как убедительно показывает Мейерсон, множество неразрешимых вопросов. Оказывается, прямой контакт двух твердых тел вообще не может состояться. «В действительности в самый момент удара ближайшие частички одного и другого тела остаются разделенными пространством, которое поддается учету» — в частности, «кольцами Ньютона». Столь же трудно объяснить упругость шаров, позволяющую им восстанавливать свою форму. Если шар представить состоящим из более мелких частиц — малых шаров, то проблема лишь переносится на микроуровень. А если ее сводить к движению более тонкой среды, то для объяснения ее упругости нужно вообразить еще одну среду, и так далее до бесконечности. «Никто никогда не понимал удара двух тел, и никто его никогда не поймет, как не поймет, впрочем, и дальнодействия. Быть может, скажут, исходя из психологических основ, что тут имеется иллюзия понимания? Без сомнения, но как может родиться иллюзия, которую так легко распознать?»²⁴. Так что убедительность упругого столкновения чисто «оптическая», визуальная — можно сказать, эйдетическая. Убедительность не понятия (столкновение, увы, непонятно), а образной его подоплеки.

Фундаментальность упругого соударения открывалась уже интуиции Леонардо да Винчи. «Тела одинакового движения, тяжести и силы, встречающиеся в яростном беге, отскочат назад на одинаковое расстояние от места, где они ударились». Однако неочевидной она оставалась еще для Кеплера — изобретателя термина «инерция». Его «вторая аксиома природы» взаимодействие вещей трактует по образу не столкновения, а соединения... «Если два камня переместить в произвольное место мира близко друг к другу и вне области действия третьего родственного тела, то эти камни, подобно двум магнитным телам, соединятся в промежуточной точке»²⁵. Стало быть, самопонятно столкновение в контексте всесветной вражды, но не всемирной «гармонии».

Итак, столкновение позволяет измерить массу инерционную, а взвешивание — гравитационную. Количественно они равны и физически равноправны. Но чем объясняется страсть, с какою Мах первую противопоставляет второй? Не сказывается ли в том их символический смысл? Скрещиваются не просто два способа измерения массы, а две принципиально различные формы сравнения тел по материальному достатку. Первую можно символизировать эмблемой весов — вторую, пожалуй, скрещением шпаг или боксерских перчаток, или каким-то иным орудием состязания.

Геометрические фигуры можно сравнить, просто наложив их друг на друга. А материальные тела можно положить на чаши рычажных весов: они равны, если друг друга уравновешивают. Но взвешивание возможно лишь в гравитационном поле, то есть при наличии третьего, «материнского» тела, в данном случае Земли. Сами весы — это еще одно тело: рычаг в состоянии равновесия. Вертикаль, проходящая сквозь точку его опоры, опирается на центр Земли, совпадающий, по тем временам, с центром мира, и служит его осью. Его горизонталь совпадает с линией горизонта и проходит по линии равновесия — равного гравитационного потенциала²⁶. Весы, таким образом, выверяются по осям организации мира и символизируют его уравновешенность. Недаром они так любовно обживаются мировой эмблематикой — их можно отнести так называемым «естественным», редкостным символам вроде черепа или костра.

Тела на плечах рычага равны, если его они оставляют в равновесии, не нарушают формы координатного креста. Части целого количественно равны, если при сравнении не нарушают равновесия целого. Так материальное равенство понималось в Аристотелевом мире. В таком мире наш эксперимент (откуда-то взять два «тяжелых» тела и, вселив их в «ничто», образовать Вселенную) просто немыслим. Единое предшествует всякой двоице. Если вы видите только противоположности, сказал бы Аристотель, то не видите главного — единства, стороны коего они представляют и вне которого они вообще не могут действовать друг на друга. Таким единством служит «центр» мира.

Новая физика равенство мыслит в абстракции пустой (то есть отсутствующей) вселенной. Сравнить два материальные тела по количеству составляющей их материи — значит, впустить их в пустое пространство, как соперников на арену – они сами друг друга обнаружат и устремятся навстречу. «Противопоставленные друг другу тела вызывают друг в друге… противоположные ускорения в направлении соединяющей их линии». Неважно, вызываются ли эти ускорения их действием друг на друга или устремлением к целому — центру образованного ими мира. В любом случае, они увлекаются навстречу друг другу и в противоположные стороны разлетаются только потому, что взаимная непроницаемость не позволяет им разделить центр их мира.

Инертную и гравитационную массы мы принимаем как друг другу тождественные: та же сила, что вызывает влечение разделенных вещей, обусловливает их взаимное отвращение при попытке соединиться. Любовь и Вражда — маски одной силы. Только при этом условии движение будет вечным. Можно ли иначе определить равенство в «войне всех против всех»? «Равными являются те, кто в состоянии нанести друг другу одинаковый ущерб во взаимной борьбе», — пишет Гоббс в «Левиафане»²⁷.

Значит, наш осциллятор как эмбрион или прафеномен Ньютоновой механики, символичен не менее, чем античные весы. Это тоже простейший мыслимый образ равновесия, но только динамического равновесия сил. Маятник символичен не менее, чем наклонная плоскость²⁸. Тяжелое тело на подвесе указывает на центр тяжести Земли — по тем временам «центр мира». Это опредмеченная вертикаль Аристотеля, его «прямая» — гравитационный компас мира. Если тело «насильственно» вывести из равновесия, то оно «естественным» образом его ищет и (методом последовательных приближений) находит — останавливаясь в максимальной близости к центру мира. Свинцовому шару, замечает Галилей, этот поиск дается не легче, чем шару из пробки, что открывает совершенно новую возможность отсчитывать время. Если наклонная плоскость аналитически расчленяет пространство, то маятник делит время.

В своей завершенной форме классическая механика динамическим архетипом имеет соударение — взаимодействие двух суверенных тел в пустой Вселенной. Законченную форму механике придал Ньютон. Но между «Беседами» Галилея и «Началами» Ньютона вклиниваются («прекрасным звеном», пишет С.И. Вавилов) труды Х. Гюйгенса по теории механического столкновения и часового механизма. Закон сохранения «живых сил» Гюйгенс открыл, подвешивая соударяющиеся шары, «то есть фактически изучал соударение маятников»²⁹.

Итак, мы видим, что все нововводимые понятия связываются одним семейством образов. Маятник, праща, поверхность Земли, орбиты планет, качение круга и скольжение корабля пронизаны и потому друг в друга перево­димы образом круга, сочетаемого с прямой.

В образе инерционного движения физика Нового времени архетип окружности заменяет архетипом прямой. При склонности к лапидарным формулировкам, замечает Г. Блуменберг, можно было бы сказать, что суть Нового времени составляет разрушение круговой метафорики. Но что оно означает, как не децентрализацию всех умозрительных сущностей, переводящую их из традиционной сферики в прямоугольность координатной системы? Галилею, как и Декарту, образом прямолинейного движения служит касательная к окружности, какую изображают камень, срывающийся из пращи, или искра, слетающая с точильного камня. Это прямолинейный луч с отмеченным началом и неопределенным концом. Если круг — это геометрическое выражение целостности мира, то луч — символ части, порыва­ющей с целым.

Заметим, что в центре внимания всей новой физики находятся именно изолирующие процедуры. Принцип инерции и закон падения (а это первые завоевания новой физики) определяют поведение свободного тела, предоставленного самому себе. Принцип инерции рассказывает о теле, утратившим все связи с целым. У Галилея это достигается качением шара по эк­випотенциальной поверхности Земли (тело по отношению к центру мира ставится в такое отношение, что сила тяжести повсюду на него действует равным образом и тем самым никак на его движении не сказывается), у Декарта и Спинозы — обрыванием материальной связи с центром вращения (камень в праще), у Ньютона — отнесением тела к абсолютному пространству. Закон падения определяет поведение тела в вакууме — лишенного точки опоры и свободного от воздействия среды. Принципы движения части, обособляющейся от целого, — таковы первые законы физики. Порвав связь с мировым целым, тела стали определяться в отношении друг к другу.

В «праще» или в точильном камне Декарта это более очевидно. Здесь окружность символизирует не целокупность небес, а всего лишь некую часть мира: за ее пределами есть мир бесконечной (пустой) свободы, куда невидимо устремляются все связанные частицы. Разве Декартова «праща» образ «индивидуации» менее выразительный, чем усмотренный Юнгом в алхимической сублимации? Можно пойти дальше и в соударении биллиардных шаров увидеть образ встречи «новорожденного» со своим «нигредо», пе­рерастающей в вечную тяжбу о том, кто же из них является тенью. На горизонтальной плоскости нет светотени и нет никакого падения, кроме как друг на друга. Этот образ обретенной свободы более абстрактный, но не менее содержательный.

«Беседы» Галилея открываются уведомлением об открытии автором двух новых наук. Первая — о свободном падении — уже обсуждалась великими философами. Другая, совершенно новая — это учение о «сопротивлении, оказываемом твердыми телами при попытке их сломить».³⁰ Наука новой личности сопротивляться ветхому обществу за три столетия превратилась в курс сопромата.

 

---

¹ Мейерсон Э. Тождественность и действительность. Опыт истории естествознания как введение в метафизику. СПб., 1912. С.75.

² Физика на рубеже 17–18 веков. М. Наука, 1974. С.64.

³ «Основа энергетического потока во Вселенной — гравитационное сжатие больших объектов, при которых освобождающаяся энергия превращается в световую, тепло­вую или в энергию вращения… Вселенная эволюционирует за счет гравитационного сжатия объектов всех размеров — от созвездий до планет». Дайсон Ф. Энергия Вселенной. Знание-сила. 1972. № 6. С. 27.

⁴ Аристотель. Сочинения в 4-х т. Т. 3. М., 1981. С. 269.  

⁵ «Каждое вышележащее (тело) относится к находящемуся под ним как форма к материи, — поэтому спрашивать, почему огонь движется вверх, а камень вниз, то же самое, что спрашивать, почему способное выздоравливать… достигает здоровья, а не белизны».

⁶ Как и Коперник: «Что касается меня, то я полагаю, что тяготение есть не что иное, как некое природное стремление, сообщенное частям божественным провиденьем творца Вселенной, чтобы они стремились к целостности и единству, сходясь в форму шара».

⁷ Об архитектуре. Цит. по: Гуковский. Механика Леонардо да Винчи. С. 271–272.

⁸ «Инерция приводит тело в состояние покоя всюду, где тело находится за пределами досягаемости сил притяжения. Эту силу или инерцию, необходимо преодолеть каждому, кто намеревается сдвинуть тело с места».

⁹ «Если, таким образом, тяжесть и легкость есть стремление к сохраняющему месту и бегство от противоположного, то ничто, помещенное в своем месте, не бывает тяжелым или легким; также ничто, удаленное от своего сохраняющего места или от противоположного ему, не становится тяжелым или легким до тех пор, пока не почувствует пользы от одного и отвращения к другому».

¹⁰ «Материальная точка движется равномерно и прямолинейно до тех пор, пока она находится достаточно далеко от всех остальных материальных точек». Эйнштейн А. Соч. в 4-х т. Т. 4. М.: Наука, 1967. С. 529.

¹¹Эту проблему сформулируем несколько иначе: как возможно перемещение в пустом, то есть в совершенно однородном, пространстве, если в нем никакое «место» не отличается от другого?.. Там, «где нет ни центра, ни края, ни верха, ни низа, там тел не может быть и никакого [определенного] места, [куда направлены] перемещения». Аристотель. Цит. соч. С. 285.

¹² «Наиболее революционным в этом утверждении, когда оно было новым, явилось признание того, что равномерное движение — это конечный факт без всякой причины». Паули В. Физические очерки. М.: Наука, 1975. С. 32.

¹³ Дорфман Я.Г. Всемирная история физики с древнейших времен до конца 18 в. М., 1974. С. 61.

¹⁴ Именно это свойство инерционного движения, открытое Галилеем, использовалось как решающий физический аргумент в пользу математической гипотезы Коперника. Все рассуждения Галилея о корабельной каюте, где неощутимо движение корабля, иллюстрируют именно ту относительность механического движения, что неявно содержится в принципе инерции.

¹⁵ См. «Символизм физики» в наст. изд. (прим. составителя).

¹⁶ Трактат о свете. Избранные произведения. М., 1950. С. 202.

¹⁷ Там же. С. 201.

¹⁸ Мейерсон Э. Цит. соч. С. 64.

¹⁹ Так, кажется, выглядит завершенная формулировка «опыта», какую искал Леонардо да Винчи. Оптическое взаимоотражение противопоставленных тел, обмен цветовыми рефлексами он положил в основание «науки живописи», но так и не нашел механического ему эквивалента.

²⁰ Мейерсон. Цит. соч. С. 102.

²¹ История механики. С. 98.

²² Васильев. Из истории научных мировоззрений. М.-Л., 1935. С. 144.

²³ Лукач Г. Своеобразие эстетического. Т. 1. М. Прогресс. 1987. С.141.

²⁴ Мейерсон. Цит. соч. С. 102.

²⁵ Койре А. Очерки истории философской мысли. М.: Прогресс, 1985. С. 206.

²⁶ Из-за малости весов в сравнении с Землею плечи рычага можно считать отрезками прямой.

²⁷ Цит. по: Гайденко П.П. Эволюция понятия рациональности. М.: Наука, 1987. С. 17.

²⁸ См. «Символизм физики» в наст. изд. (прим. составителя).

²⁹ Дорфман Я.Г. Цит. соч. С. 166.

³⁰ Галилео Галилей. Избранные труды. М., Наука. 1964. Т. 2. С. 114.