Физика импетуса строится на базе космологии и физики Аристотеля,
пересматривая лишь отдельные положения последней. Полностью сохраняются
представления Аристотеля о конечности космоса, об анизотропности
пространства и связанном с этими представлениями делением движения на
естественное и насильственное. Нормальным случаем движения для
неодушевленных тел в перипатетической физике считалось так называемое
motiis coniunctus, т.е. движение тела, непосредственно связанного со своим
двигателем; это движение продолжается лишь до тех пор, пока действует
двигатель, причем скорость тела прямо пропорциональна силе двигателя и
обратно пропорциональна сопротивлению среды. Как показала А. Майер, физика
XIV в. лишь несколько уточнила формулу скорости, предложенную Аристотелем,
сохранив сам его принцип. "У Аристотеля это была простая
пропорциональность, в XIV в. на ее место встает довольно сложная функция,
но основные правила остаются те же: при постоянной движущей силе и
постоянном сопротивлении скорость оказывается постоянной. И наоборот:
всякое равномерное движение (при неизменном сопротивлении) предполагает
неизменную, постоянно действующую силу". Таким образом, сила есть причина
скорости, а не ускорения, как в классической механике. И это не может быть
иначе, пока сохраняется аристотелево убеждение в неравноценности покоя и
движения: всякое тело, согласно схоластической физике, стремится вернуться
в состояние покоя. Эта тенденция к покою как бы постоянно присутствует в
движущемся теле, поэтому движущая сила должна преодолевать эту тенденцию в
каждый момент движения точно так же, как и в первый момент, когда она
выводила тело из состояния покоя. Эту тенденцию к покою, оказывающую
сопротивление двигателю, в XIV в. называли inclinatio ad quietem, еще не
вполне ясно отличая ее от тяжести тела - gravitas: обе силы - тяжесть и
тенденция к покою - рассматривались как две компоненты стремления тел к
своему естественному месту. Возникало, однако же, затруднение в связи с
необходимостью объяснить, почему для приведения тела в движение из
состояния покоя требуется большая сила, чем для дальнейшего поддержания его
в состоянии движения. Это затруднение физика XIV-XVI вв. решала с помощью
указания на то, что сила двигателя передается движимому не мгновенно, а
постепенно и тем медленнее, чем тяжелее движимое тело. Такое рассуждение мы
встречаем и у Галилея, особенно когда ему приходится объяснять, почему
более тяжелое тело падает медленнее, чем более легкое.
Именно в этой "тенденции к покою", которая, собственно, и есть косность,
инертность тела, естественно видеть как бы "предшественницу" инерции, как
ее понимает классическая механика. Однако сходство этих двух понятий лишь
внешнее; стоит рассмотреть значение того и другого в составе
соответствующих теорий, чтобы убедиться в их принципиальном различии.
В отличие от motus coniunctus метательное движение есть motus separatus,
т.е. движение тела, отделенного от его двигателя. Без двигателя
насильственное движение, согласно средневековой физике, невозможно;
действие на расстоянии ею тоже не допускается. Для объяснения метательного
движения вводится понятие импетуса, или vis impressa (запечатленной силы),
которую сообщает бросаемому телу двигатель и которая движет тело в течение
некоторого времени. Величина импетуса пропорциональна скорости, с которой
двигатель движет тело в момент бросания, и массе бросаемого тела. Импетус,
или запечатленная сила, рассматривается в физике XIV-XVI вв. как особый вид
качества, подобный, например, теплу: количество тепла в теле
пропорционально его температуре (интенсивность качества), а также массе
нагретого тела, количеству нагретой материи (multitudo). И как нагретое
тело постепенно охлаждается, теряя сообщенное ему тепло, точно так же
брошенное тело по мере движения "расходует" сообщенный ему импульс
(импетус) - этот импульс иссякает, уходя на преодоление инертности тела -
его тенденции к покою. Как видим, инерция тела в физике импетуса - это то,
что способствует прекращению движения, т.е. трате импетуса, в
противоположность инерции классической механики, сохраняющей состояние
(равномерного) движения, коль скоро последнее имеет место. Первоначально
понятие импетуса применялось для объяснения насильственного движения.
Однако постепенно его стали применять также и для объяснения свободного
падения тел. Этот переход понятен: поскольку с помощью импетуса объясняли
движение тела, брошенного вверх, то отсюда нетрудно перейти и к случаю
свободного падения тел, т.е. в данном случае уже к естественному движению.
Но при таком переходе возникает ход мысли, который выводит за пределы
перипатетической физики. В самом деле, физика импетуса рассматривает случай
насильственного движения тела вверх, объясняя, что вначале сообщенный телу
импульс сильнее, чем сила тяжести, действующая в противоположном
направлении; но затем импульс иссякает, и наконец, когда обе силы
уравновешиваются, тело на мгновение останавливается, а затем начинает
падать вниз. При этом опять-таки его скорость не остается постоянной, а
возрастает пропорционально пройденному расстоянию, как считала
схоластическая физика и как вначале думал также и Галилей (а не
пропорционально времени падения, как было установлено в классической
механике).
Изучение метательного движения непосредственно подводит физику XIV-XVI вв.
к рассмотрению свободного падения тел как наиболее уникальному случаю, где
как бы снимается различие естественного и насильственного движений. И в
самом деле, если брошенное вверх тело движется насильственно под
воздействием сообщенного ему импульса, то, остановившись затем на
мгновение, оно падает назад уже под воздействием силы тяжести. Это его
падение, казалось бы, ничем не отличается от падения камня с горы. В том и
в другом случае у физиков возникал вопрос: чем объяснить различие скорости
падающего тела в начале и в конце движения? В случае метательного движения
могло возникнуть предположение: не играет ли тут какую-то роль тот импульс,
который двигал тело вверх? Не оказывает ли он в первые моменты падения
некоторого сопротивления силе тяжести, тем самым противодействуя ей и
замедляя движение тела? Но это означало бы, что импетус может сохраняться,
как бы консервироваться в теле в тот момент, когда тело переходит в
состояние покоя (в момент мгновенной остановки тела). Этого не могла
допустить схоластическая физика в силу как раз принципиального различения
естественного и насильственного движений, которое требовало различать также
и характер сил, вызывающих эти два разных движения.
Естественное движение объяснялось стремлением тела к своему естественному
месту, и сила, вызывающая это движение, не могла быть исчерпана до конца,
ибо она была внутренне присуща природе тела: она действовала равно и в
состоянии покоя, и в состоянии движения. Напротив, сила, которая
прилагается для того, чтобы вызвать насильственное движение, действует
вопреки природе тела; она исчерпывается в своем действии и никогда не может
накапливаться, сохраняться в самом теле, когда оно покоится.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143