Кудрявцев Степанович - Курс истории физики
По мнению Леонардо, сила рождается двояким образом: «Во-первых, при внезапном увеличении редкого тела в плотном; таково увеличение огня в бомбарде, — не находя в ее полости достаточного вместилища для своего прироста, он бешено мчится к более обширному пространству, гоня всякое препятствие, противостоящее его стремлению». То же, по мнению Леонардо, производит течение воды и ветер.
«Во-вторых, сила создается в телах согнутых и скрученных вопреки их естественному состоянию — таковы самострел или другое подобное орудие, которое неохотно дает себя согнуть и, будучи нагружено, стремится распрямиться; и лишь только им дана свобода, они с бешенством гонят ту вещь, которая противилась их бегу».
В записях Леонардо немало рассуждений о тяжести, легкости, силе как «духовной способности» в духе средневековых схоластов. Но когда он размышляет над конкретными вещами, над действием бомбард, самострелов, течением воды и воздуха, у него возникают те идеи, которые в своем развитии приводят к основным понятиям механики.
Механика Леонардо, Галилея и Ньютона обобщила новую практику артиллеристов, конструкторов оружия, кораблестроителей, мореплавателей. В распоряжении Аристотеля не было такого богатого механического опыта, и он, прекрасно понимая, например, что в пустом однородном пространстве тело будет покоиться или вечно двигаться, считал это невозможным в реальной среде.
Наблюдательность и острота физического мышления Леонардо позволили ему сделать интересные наблюдения и сформулировать ряд положений и задач. Так, он фиксирует важное свойство звуковых и водяных волн распространяться, не мешая друг другу (принцип суперпозиции): «Хотя звуки, проникающие в этот воздух, кругообразно расходятся от своей причины, тем не менее круги, распространяю щиеся от различных исходных точек встречаются друг с другом... и проходя один через другой, всегда сохраняя в качестве центра свою причину. Так как во всех случаях движения вода имеет большое сходство с воздухом, я свяжу это ради примера с выше приведенным положением. Я говорю: если бросишь одновременно два камешка на некотором расстоянии друг от друга на гладкую и неподвижную поверхность воды, то увидишь, как вокруг обоих мест удара возникают два независимых друг от друга множества кругов, которые, ростя, наконец встретятся, потом войдут одно в другое, пересекаясь друг с другом и всегда сохраняя в качестве своего центра те места, куда камни ударились».
Вот еще одно важное наблюдение Леонардо: «Можно создать гармоничную музыку из различных каскадов, как я видел у источника в Римини, — как я видел это 8 августа 1502 года».
Пройдет почти 200 лет, и аналогичное наблюдение запишет Гюйгенс. О нем вспомнят в дискуссии о природе белого цвета в конце XIX в., а о более раннем наблюдении Леонардо забудут. Это вполне естественно. Шифрованные записи Леонардо не вошли своевременно в жизнь науки, и его богатое научное наследие не смогло послужить делу научного прогресса. Но то, что Леонардо жил, работал, думал, имело огромное значение. Устои средневековой науки расшатывались, и деятельность Леонардо, художника, инженера, мыслителя, помогала сокрушать старое и создавать новое.
Научная революция Коперника
«Революционным актом, которым исследование природы заявило о своей независимости и как бы повторило лютеровское сожжение папской буллы, было издание бессмертного творения, в котором Коперник бросил — хотя и робко и, так сказать, лишь на смертном одре — вызов церковному авторитету в вопросах природы. Отсюда начинает свое летосчисление освобождение естествознания от теологии, хотя выяснение между ними отдельных взаимных претензий затянулось до наших дней и в иных головах далеко еще не завершилось даже и теперь» (Энгельс ф Диалектика природы. - Маркс К., Энгельс ф. Соч., 2-е изд., т. 20 с. 347. ) Так охарактеризовал Энгельс значение великого творения Коперника, сыгравшего огромную роль не только в истории естествознания, но и в истории мировой культуры.
Геоцентрическое мировоззрение опиралось на длительный общечеловеческий опыт. Человек пахал землю, строил города, не подозревая, что Земля с огромной скоростью движется в мировом пространстве. Он ежедневно наблюдал восход и заход Солнца, суточное движение звезд, которые вращались вокруг Земли самым явным образом. Гениальные догадки Аристарха Самосского и пифагорейцев о движении Земли настолько противоречили этому повседневному опыту, что не смогли оставить глубокого следа в сознании людей и, наоборот, только укрепляли позиции сторонников геоцентризма. Вдобавок это укоренившееся мировоззрение было освящено авторитетом церкви. В «Библии» описывалось, как полководец Иисус Навин приказал Солнцу: «Стой, Солнце!» И по воле бога Солнце остановилось и стояло до тех пор, пока полководец не взял город. Это библейское сказание выдвигалось как неопровержимый аргумент в пользу геоцентрического мировоззрения.
Сторонникам нового мировоззрения необходимо было огромное мужество, чтобы выступить против многовековой традиции. Такое выступление носило характер подлинной революции в мировоззрении.
Николай Коперник, человек, сделавший этот революционный шаг, был сыном своей эпохи, одним из титанов, о которых писал ф. Энгельс. Энгельс подчеркивал, что эти люди не кабинетные ученые, а «живут в самой гуще интересов своего времени, принимают живое участие в практической борьбе...».( Энгельс ф. Диалектика природы. - Маркс К., Энгельс ф. Соч., 2-е изд., т. 20, 347) Именно таким человеком и был Коперник.
Николай Коперник, сын краковского купца, родился 19 февраля 1475 г. в польском городе Торуне на Висле. Он учился сначала в Краковском университете, затем в Болонье и Падуе, где изучал право и медицину. Одновременно Коперник с большим увлечением занимался математикой и астрономией, проводил астрономические наблюдения. После десятилетнего пребывания в Италии, получив в ферраре докторскую степень, Коперник вернулся на родину разносторонне образованным ученым, с обширными познаниями в области математики, астрономии, права, медицины, философии, греческих и новых языков. С 1512 г. он занимает должность каноника во фромборке, главном городе Вармии, руководя не только церковными, но и хозяйственными, дипломатическими и военными делами своей епархии. Во время войны с тевтонским орденом он руководил обороной Ольштыня, разрабатывал проект монетной системы, реконструировал водопровод во Фромборке, лечил больных, судил и т. п. В этих условиях он не прекращал научных занятий и напряженно работал над своим трудом.
В 1530 г. он изложил основные положения своей теории в рукописном сочинении «Малый Комментарий». Сведения о новом учении дошли до папских кругов, и в 1536 г. кардинал Шон-берг обратился к Копернику с письмом, в котором просил прислать подробное изложение теории с таблицами для вычисления положения планет. Однако первым адептом нового учения стал профессор математики Виттенбергско-го университета Георг Иоханн Ретик. Виттенберг был протестантским городом, сам Ретик учился в Цюрихе, где жил и учил реформатор Цвингли, и, таким образом, протестанты сыграли видную роль в распространении нового учения, созданного католиком. В 1539 г. в Гданьске было напечатано подробное изложение системы Коперника, сделанное Ретиком. Ретик настойчиво убеждал Коперника опубликовать его работу и в конце концов получил рукопись для издания. Он решил напечатать ее в Нюрнберге, где была большая типография. Весной 1542 г. он приехал в Нюрнберг, чтобы лично проследить за печатанием. Не дождавшись окончания работы, он поручил нюрнбергскому математику и лютеранскому богослову Осиандеру довести дело до конца. Книга была показана Копернику, когда он был тяжело болен, за несколько дней до его смерти, последовавшей 24 мая 1543 г. Великое творение Коперника начало свою бессмертную жизнь после смерти своего создателя.
Коперник хорошо сознавал революционную силу своей теории, посягнувшей на догмы, утвержденные авторитетом священного писания. Этим объясняются его длительные колебания в вопросе об издании сочинения и его «предохранительное» предисловие, с которым он обратился к папе Павлу III. В этом предисловии он писал о своих колебаниях, ссылаясь на побуждения кардинала Шонберга и кульмского епископа Гизе и на то, что учение о движении Земли высказывалось древними: учеником Аристотеля Рикетом (Никетом у Коперника) Сиракузским, пифагорейцами филолаем и Экфантом и другими (Аристарха Коперник не упоминает).
Осиандер также хорошо понимал революционное значение теории Коперника и снабдил книгу защитительным предисловием, носящим, однако, весьма опасный характер. Осиандер объявил теорию Коперника математической гипотезой, служащей лишь для удобства описания движения планет. Он указывал, что совершенно «нет необходимости, чтобы эти гипотезы были верными или даже вероятными, достаточно только одного, чтобы они давали сходящийся с наблюдениями способ расчета...». Оперируя тем, верным для того времени, фактором, что «наука совсем не знает простых и глубоких причин видимых неравномерных движений», Осиандер писал, что астроном прибегает к лучшей и легчайшей гипотезе, философ, вероятно, потребует нечто более вероятное, но оба они без божественного откровения не в состоянии что-либо открывать или что-либо нам передавать. Таким образом, Осиандер в своей «защите» пошел настолько далеко, что отнял у науки право на познание истины, предоставив ей право лишь изобретать гипотезы для удобного описания действительности. Истина же доступна только божественному откровению. Этим предисловием открылась длительная борьба между материалистическим и идеалистическим пониманием природы научного познания.( Конечно, борьба материалистического и идеалистического понимания природы познания велась и в древности, и в средние века. Предисловие Осиандера открыло новую страницу в истории этой борьбы, появившись в момент зарождения нового естествознания. )
