Механическая картина мира у Коперника и Галилео

В эпоху  Возрождения кардинально изменилась картина мира, связанная с открытиями Николая Коперника (1473 - 1543). Место  геоцентрической системы заняла гелиоцентрическая, что вызвало десакрализацию космоса, разрушение иерархической структуры мироздания, основанной на Библии. Провозглашался принцип самодвижения тел, а мир предстал как неизмеримая бесконечная сфера, где нет неба и земли. Это привело к тому, что отпадала надобность в интеллигенциях, ангелах и неподвижном перводвигателе.

КОПЕРНИК  (Copernicus, Kopernik) Николай (1473—1543) — мыслитель эпохи Возрождения, основатель научной астрономии, обосновавший гелиоцентрическую систему Мира, философ, математик, инженер, экономист, юрист, врач и государственный деятель. Авторитет К. — выдающегося математика и астронома — был настолько велик, что он получил в 1514 от председателя комиссии Латеранского Собора в Риме (1512—1517) по реформе календаря Павла Миддельбургского (назначенного Папой Римским Львом X) персональное приглашение высказать свое мнение относительно реформы. К. ответил, что считает реформу преждевременной, поскольку для этого предварительно нужно существенно уточнить теории Солнца и Луны относительно звезд вследствие недостаточных знаний о величине астрономического года (т.е. уже в 1514 К. серьезно размышлял над разработкой гелиоцентрического учения). В 1516—1521 К. был "администратором общих владений капитула" Вармийской епархии (т.е. руководил всем хозяйством капитула: сбором налогов, регулированием цен, монетного обращения и т.п.; в 1516—1520 под его руководством во Фромборке были построены фортификационные укрепления, обезопасившие город от крестоносцев Тевтонского ордена). Убедившись в несостоятельности геоцентрической системы Мира по Птолемею, канонизированную Римско-католической церковью в книге "Альмагест", К., как бы возрождая идею "наивного" гелиоцентризма Аристарха Самосского (3 в. до н.э.), обосновал собственный гелиоцентризм как научную систему. При этом на становление идей К. влияли системы античных пифагорейцев, Лукреция Кара, Вергилия, "физиологов" (так К. называл древнегреческих мыслителей от Анаксимандра до Демокрита). Вопреки Птолемею, К. утверждал, что не Солнце вращается вокруг Земли, а наоборот, Земля вращается вокруг Солнца, а также вокруг своей оси. М.Ф.Субботин писал, что "...основная задача античной астрономии сводилась к тому, чтобы представить видимые движения планет комбинациями нескольких равномерных круговых движений. Более тысячелетия наука не выходила за пределы этой абстрактной, чисто математической задачи. Успех К. был обусловлен прежде всего тем, что он вышел за ее пределы и обратился за новыми данными к природе. Этими данными послужили соотношения между движениями планет и Солнца... Огромный прогресс здесь был не только в том, что мир впервые был связан в одно органическое целое и что непонятные раньше эмпирические зависимости получили весьма простое объяснение, но и в большей точности представления видимых движений...". Оставаясь в рамках учения Аристотеля, К. выдвинул концепцию единства Мира, подчинения "Неба" и "Земли" одним и тем же законам, низведения Земли до положения "одной из" планет Солнечной системы. К. мотивирует также перенесение центра Мира в центр Солнца следующим телеологическим тезисом: "...В середине всех этих орбит находится Солнце; ибо может ли прекрасный этот светоч быть помещен в столь великолепной храмине в другом, лучшем, месте, откуда он мог бы все освещать собой ?". Прямые доказательства движения Земли были получены, когда стало возможным измерение лучевых скоростей звезд, годичных параллаксов, а также после появления маятника Фуко. К. первым также установил тот факт, что Луна вращается вокруг Земли и является ее спутником. Эта система взглядов, согласно К., способна "...с достаточной верностью объяснить ход мировой машины, созданной лучшим и любящим порядок Зодчим". В теории К. было сохранено представление о конечности Вселенной (ограниченной сферой неподвижных звезд), однако оно являлось прямым следствием предыдущих представлений о неподвижности Земли. Книгу "Об обращениях небесных сфер" сам К. в первую очередь рассматривал только как наиболее полное руководство к решению всех астрономических задач своего времени (каким была для своего времени книга Птолемея "Великое математическое построение"). Несмотря на то, что основным математическим аппаратом для К. являлась теория циклов Птолемея, в книге был сделан основополагающий вклад в развитие плоской и сферической тригонометрии, а также составление тригонометрических таблиц. Точность наблюдений, которой располагал К., была невелика (хотя и превосходила всех его предшественников). После работ К. точность астрономических вычислений могла быть существенно повышена лишь после открытия И.Кеплером истинных законов движения планет. К. решился на публикацию книги "Об обращении небесных сфер" незадолго до ухода из жизни. К. доказывал шарообразность формы Земли, основываясь на доводах древних ученых и на своих собственных. Только в случае выпуклой земли при движении вдоль любого меридиана с Севера на Юг звезды, находящиеся в южной части неба, поднимаются над горизонтом, а звезды, находящиеся в северной части неба, опускаются к горизонту или совсем исчезают под горизонтом. Однако К. отметил, что только в случае шарообразной Земли, "...движениям на одном и том же расстоянии вдоль разных меридианов соответствуют одинаковые изменения высот небесных светил над горизонтом...". Все произведения К. базируются на едином принципе относительности механических движений, согласно которому всякое движение относительно: понятие движения не имеет смысла, если не выбрана система отсчета (система координат), в которой оно рассматривается. О размерах видимой части Вселенной К. писал: "...Небо неизмеримо велико по сравнению с Землей и представляет бесконечно большую величину; по оценке наших чувств Земля по отношению к нему как точка к телу, а по величине как конечное к бесконечному...". Однако при этом происхождение мира и его развитие К. объяснял деятельностью божественных сил. Только гелиоцентрическая система Мира по К. просто объясняет, почему величина прямого и попятного движения у Сатурна относительно звезд меньше, чем у Юпитера, а у Юпитера меньше, чем у Марса, но на один оборот число смен прямых движений на попятные у Сатурна больше, чем у Юпитера, а у Юпитера больше, чем у Марса. Если Солнце и Луна всегда движутся в одном направлении среди звезд с Запада на Восток, то планеты иногда движутся и в обратном направлении. К. по этому поводу говорил, что Земля в своем движении вокруг Солнца догоняет и обгоняет внешние планеты (Марс, Юпитер, Сатурн, и открытые позже Уран, Нептун, Плутон), а сама также становится обгоняемой внутренними планетами (Венерой и Меркурием), так как все они имеют различные угловые скорости движения относительно Солнца. Концепция К. не сразу подверглась гонениям церкви, поскольку его трактат мог быть понят только высокообразованными людьми, умеющими разбираться в математических построениях.

Гелиоцентрическая система оказалось революционной  не только для церкви и аристотелево-птолемеевой традиции. Она революционизировала наш непосредственный жизненный опыт. Коперник дал нам возможность дистанцироваться от опыта, в центре которого мы находимся, и взглянуть на мир с совершенной другой позиции. Учение Коперника потребовало способности видеть мир и нас самих в совершенно новом ракурсе. Человек как субъект должен был посмотреть на окружающий мир и самого себя с совершенно иной, чем раньше, точки зрения. Это рефлексивное дистанцирование и это "обращение" перспективы называется коперниканской революцией. Кант использовал эти обстоятельства для нового обоснования человеческого познания. Для других эти обстоятельства подрывали веру в человеческий разум. Раньше люди представляли мир, исходя из субъективной перспективы, в центре которой они находятся. Сейчас человеку пришлось отказаться от этого ложного самовозвеличивания и смотреть на себя, как на песчинку в мироздании! Этот отказ вместе с эволюционной теорией Дарвина и учением Фрейда о бессознательном дал подлинную оценку веры в человеческий разум. Подобные рассуждения стали своего рода образцом для критики традиционного доверия человеческому разуму и идеи привилегированного места человека во вселенной. (Конечно, при этом предполагается, что лицо, выступающее с подобной критикой, имеет веские основания для такого пессимизма. Но если оно действительно обладает ими, то дела с разумом обстоят не так уж и плохо!) Итак, астрономическая теория, основывающаяся на систематических наблюдениях и математических моделях, поставила под сомнение освященный веками жизненный опыт. В результате человек пережил кризис, который привел к пересмотру его точки зрения на самого себя. Имея в виду сказанное выше о различных типах опыта, отметим, что новые теории, основанные на научном эксперименте (тип 2), оказали преобразующее влияние на наш жизненный опыт (тип 1). Другими словами, произошло "онаучивание" точки зрения человека на самого себя. Но это изменение точки зрения человека на самого себя было двойственным. Оно не только вело к своего рода понижению космического ранга человека, но и к приобретению им нового положительного самосознания. Новая картина мира разрушала представление о совершенстве небесных сфер и об их качественном превосходстве над населенной человеком частью вселенной. Более того, прогресс, только что осуществленный в исследовании вселенной, содержал возможность нового, положительного самопонимания. Именно здесь находятся корни земной и научно обоснованной веры в прогресс, которой характеризуется Просвещение и последующие эпохи. В этой вере, конечно, много претензий, но в ней определенно отсутствует отрицательное представление человека о самом себе.

___

Революционному  перевороту в стиле мышления в  области естествознания способствовали также открытия Галилея (1564-1642). Он высказал гипотезы о единстве земных и небесных явлений, об относительности движения, сформулировал идею инерции, закон  свободного падения тел и принцип  материальной субстанции, которая является единой основой природы. Его идея о том, что вторичные качества не обладают субстанциональными свойствами и принадлежат субъективному  миру, вплотную подводила к понятию  объективной истины. Значимость вторичных  качеств в познании следует учитывать  наряду с любыми свойствами познающего субъекта, которые наслаиваются на объективную истину и "затемняют" ее.

Цель  науки состоит в отыскании  причин явлений, в поисках и раскрытии  их внутренней необходимости, а не в  бесцельном (неорганизованном, случайном) собирании и описании фактов. Галилей  считал, что понимание причин ценится  значительно выше, чем добывание  эмпирических фактов, даже неоднократно подтверждающихся опытом. Опыт является исходным пунктом познания природы, началом науки. Но мир настолько  богат, что мы не в состоянии знать  о нем все. Количество познанного человеком ничтожно по сравнению с неизмеримым богатством природы, которое остается неизвестным. И если бы опыт был единственным источником познания, то человек никогда не смог бы знать больше, чем позволяют ему способности органов чувств. Поэтому Галилей с полной уверенностью утверждал, что "человеческий разум познает некоторые истины столь совершенно и с такой абсолютной достоверностью, какую имеет сама природа" [14]. Разум в определенном смысле имеет приоритет перед опытным познанием.

ГАЛИЛЕЙ (Galilei) Галилео (1564—1642) — итальянский мыслитель эпохи Возрождения, основоположник классической механики, астроном, математик, физик, один из основателей современного экспериментально-теоретического естествознания, основатель новой механистической натурфилософии. Первым осуществил парадигмальное разграничение естествознания и философии.

Первым  серьезным изобретением Г. были гидростатические весы для быстрого определения состава металлических сплавов. Узнав об изобретенной в Голландии зрительной трубе, Г. в 1609 построил свой первый телескоп с трехкратным увеличением, а несколько позже — с увеличением в 32 раза. С их помощью сделал ряд важных астрономических открытий (горы и кратеры на Луне, размеры звезд и их колоссальная удаленность, пятна на Солнце, 4 спутника Юпитера, фазы Венеры, кольца Сатурна, Млечный путь как скопление отдельных звезд и др.). Эти открытия Г. безусловно усиливали позиции гелиоцентрической системы Коперника в борьбе со схоластической аристотелевско-птолемеевской трактовкой Вселенной. (В письме И.Кеплеру от 4 августа 1597 Г. писал: "На точку зрения Коперника я встал уже много лет назад, и мне удалось на основе ее найти объяснение многим явлениям природы, которые, без сомнения, не могут найти объяснения на основе общепринятых положений. Я записал много доказательств и много опровержений рассуждений, основанных на противоположной точке зрения; но выпустить все это в свет я не решался, устрашенный судьбою Коперника, нашего учителя, который хотя и заслужил себе бессмертную славу у немногих, но со стороны бессчетного числа людей — ибо так велико число глупцов — подвергся лишь насмешке и освисту".) В начале 1616 Г. было предписано инквизицией отказаться от пропаганды теории Коперника, хотя степень строгости наложенного на ученого запрета остается неясной. После публикации Г. "Диалога о двух главнейших системах мира — птолемеевой и коперниковой" инквизиция привлекла его к суду (1633), обвинив в коперниканстве. Угрожая запретить заниматься научной деятельностью, сжечь неопубликованные труды и применить пытки, инквизиция принудила Г. отказаться от теории Коперника. Сформулировав принцип относительности движения, закон свободного падения тел, механику их движения по наклонной плоскости, идею об изохронизме колебания маятника, идею инерции, Г. заложил основы классической динамики. В основе мировоззрения Г. лежит признание им объективного существования мира, который бесконечен и вечен, при этом Г. допускал божественный первотолчок. В природе, по Г., ничто не уничтожается и не порождается, происходит лишь изменение взаимного расположения тел или их частей. Материя состоит из неделимых атомов, ее движение — универсальное механическое передвижение. Небесные светила, согласно Г., подобны Земле и подчиняются единым законам механики. Все процессы в природе обусловлены строгой механической причинностью. Отсюда подлинная цель науки — отыскать причины явлений. (По Г., "...я предпочитаю найти одну истину, хотя бы и в незначительных вещах, нежели долго спорить о величайших вопросах, не достигая никакой истины".) Исходный пункт познания природы, по Г., — наблюдение, а основа науки — опыт. Г. утверждал, что задача ученых не добывать истину из сопоставления текстов признанных авторитетов и путем абстрактных, отвлеченных умствований, а "...изучатьвеликую книгу природы, которая и является настоящим предметом философии". (По убеждению Г., "природа насмехается над решениями и повелениями князей, императоров и монархов, и по их требованиям она не изменила бы ни на йоту свои законы".) Развивая в гносеологии идею безграничности "экстенсивного" познания природы, Г. допускал и возможность достижения абсолютной истины, т.е. "интенсивного" познания. В изучении природы Г. выделял два основных метода познания: сущность первого заключалась в том, что понятие опыта, в отличие от своих предшественников, Г. не сводил к простому наблюдению, а предпочитал планомерно поставленный эксперимент, посредством которого исследователь как бы ставит природе интересующие его вопросы и ищет на них ответы. Метод этот Г. назвал резолютивным, который, в сущности, есть метод анализа, расчленения природы, т.е. аналитический. Другим важнейшим методом познания Г. признавал композитивный, т.е. синтетический, который посредством цепи дедукции проверяет истинность выдвинутых при анализе гипотетических предположений. При этом Г. считает, что хотя опыт и является исходным пунктом познания, но сам по себе он не дает еще достоверного знания. Последнее достигается планомерным реальным или мысленным экспериментированием, которое опирается на строгое количественно-математическое описание.

Галилей был убежден, что подлинным языком, на котором могут быть выражены законы природы, является язык математики. Он заявлял: "Философия написана в  величайшей книге, которая всегда открыта  перед нашими глазами (я разумею  Вселенную), но ее нельзя понять, не научившись сначала понимать ее язык и не изучив буквы, которыми она написана. А написана она на математическом языке, и ее буквы это - треугольники, дуги и  другие геометрические фигуры, без  каковых невозможно понять по-человечески  ее слова; без них тщетное кружение в темном лабиринте". Но как можно выразить бесконечно разнообразный и изменчивый мир природных явлений абстрактным и неизменным математическим языком? Чтобы это стало возможным, доказывал Галилей, нужно ограничить предмет естествознания только объективными, "первичными" качествами вещей, такими, как форма тел, их величина, масса, положение в пространстве и характеристики их движения. "Вторичные качества" - цвет, вкус, запах, звук - не являются объективными свойствами вещей. Они - результат воздействия реальных тел и процессов на органы чувств, и в том виде, в каком они переживаются, существуют только в сознании воспринимающего их субъекта. Вместе с тем Галилей обнаружил, что характеристики некоторых вторичных качеств соответствуют определенным, точно фиксируемым изменениям в первичных качествах. Например, высота звука, испускаемого струной, определяется ее длиной, толщиной и натяжением. Субъективное ощущение теплоты можно соотнести с изменением уровня жидкости в трубке термометра. Таким образом, ряд вторичных качеств можно свести к измеряемым геометрическим и механическим величинам.

   С помощью такого методологического шага Галилею удалось осуществить "математизацию природы". Объяснению явлений, исходящему из "сущностей", "качеств" вещей (характерному для аристотелевской науки), было противопоставлено убеждение в том, что все качественные различия происходят из количественных различий в форме, движении, массе частиц вещества. Именно эти количественные характеристики могут быть выражены в точных математических закономерностях. В рамках такого метода Галилею уже не требовалось прибегать к объяснению явлений через аристотелевские "целевые причины". Этому он противопоставил идею "естественного закона" - бесконечной механической причинной цепи, пронизывающей весь мир.