Текст книги "Энергия. Трансформации силы, метаморфозы понятия"

В четвертой части рассматривается Политэкономия энергии. Термодинамические законы сохранения энергии и возрастания энтропии являются тем контекстом, в котором Ансон Рабинбах производит свои наблюдения над концепцией «рабочей силы» психолога и медика Гельмгольца, указывая на моменты, послужившие толчком к дальнейшему развитию понятия «рабочая сила» в квантитативно-экономическом, психологическом и социальном направлениях. Под влиянием все той же термодинамики со второй половины XIX века по-новому фокусируется интерактивное взаимодействие между харизматичным индивидуумом и приводимой им в движение массой. Михаэль Гампер раскрывает этот тезис на трех примерах: рассуждениях Густава Лебона о политическом и риторическом предводителе масс; социальном типе «человека собственной силы», своим деятельным примером приводящим массу в движение; и обмене энергией между активным субъектом и зрительской массой во французской спортивной культуре 1920‐х годов. Илья Калинин описывает технологические, художественные, политические, политэкономические дискурсы о социализме как об обретении доступа к неограниченным источникам энергии, согласно которым энергия понималась как сила, преобразующая социополитический порядок и даже антропологическую природу человека. Наиболее интересным моментом этой дискурсивно разнообразной рефлексии была взаимная диффузия между организующими ее дискурсивными формациями, риторические и концептуальные переплетения этих дискурсов и практик, а также различные примеры метафоризации и символизации понятия энергии. Наталья Ганаль в своей статье анализирует важные для ранней советской культуры попытки невролога Владимира Бехтерева материалистически обосновать монистическое понимание энергии Оствальда в духе ленинского эмпириокритицизма, при этом, с одной стороны, речь шла об энергетическом понятии производства, охватывающем все виды человеческой деятельности, а с другой – о «коллективной рефлексологии», с помощью которой Бехтерев, продолжая Лебона, Тарда и Дюркгейма, пытался подобрать ключ для понимания энтузиазма, охватившего революционные массы. Автор еще одной статьи данного блока, Константин Каминский, обращается к энергетической рефлексии и практике Андрея Платонова, рассматривая ее на фоне проблематики трудов Владимира Вернадского о ноосфере Земли и роли человеческого фактора как геологической силы, ее преобразующей. Революционные проекты ранней советской культуры, радикально меняющие и характер энергетической системы, и энергетические технологии, обеспечивающие связь между производительными силами и производственными отношениями, во многом антиципируют современные теории антропоцена и экологическую чувствительность, развивающуюся перед лицом глобальных экологических вызовов.

Завершается сборник концептуально важной работой Джона Урри, который рассматривает понятие энергии в связи с ее материальным и экономическим бытованием в формах угля, нефти или силы воды, критически указывая на соответствующий пробел в социальных науках и демонстрируя, как в зависимости от материальной базы производства энергии из угля или нефти возникают те или иные социальные, политические и экономические структуры. На этом фоне им выстраиваются возможные проекты преодоления глобальных энергетических проблем. Таким образом, начав с семантических приключений, претерпеваемых понятием энергии в эпоху Нового времени, мы вновь возвращаемся к энергии как материальному свойству природных ресурсов, использование которых вновь возвращает нас к общественно-политическим импликациям, сконцентрированным в этом феномене, соединяющем физическое и социальное.

Перевод с немецкого Иннокентия Урупина

РАЗДЕЛ 1
Горизонт истории понятия

Макс Яммер 3535
  Хотя в русскоязычной традиции родившегося в Берлине израильского физика и историка науки Макса Яммера порой называли Джеммером (см., например: Джеммер М. Понятие массы в классической и современной физике. М.: Прогресс, 1967), мы используем более аутентичный вариант. – Примеч. ред.


[Закрыть]
Понятие силы. Исследование оснований динамики. Формирование научных понятий 3636
  Перевод выполнен по следующему изданию: Jammer M. Concepts of Force. A Study in Foundations of Dynamics. Cambridge, MA: Harvard University Press, 1957. P. 1–15.


[Закрыть]

Цель настоящего исследования – представить историческое развитие понятия силы в физической науке. Хотя это понятие признано одним из основных и первичных в физической теории, прежде оно никогда не становилось предметом всестороннего исторического анализа и критического рассмотрения. Как правило, его считают не нуждающимся в объяснении, так как на практике оно применяется вполне успешно. В учебниках и даже в объемных монографиях нет почти никакой информации о природе этого понятия. Огромное разнообразие его практических применений полностью игнорирует проблемный характер понятия силы.

Часто говорят, что ученому-естественнику нет дела до истории идей, которые он применяет в своей работе. Но учитывая, насколько важной для современной физики стала проблема возникновения научных понятий, этот аргумент почти утратил свое значение. Некогда проблемой формирования научных понятий интересовались лишь антиквары от истории науки и педанты от эпистемологии. Для современной науки она стала жизненно важной.

Изучать исторические аспекты того, как формировались понятия в физической науке, нелегко. Для того чтобы хорошо ориентироваться в источниках, требуется глубокое историческое и филологическое образование, а чтобы их критически сравнивать, интерпретировать и оценивать их значимость для науки, необходимо владеть теорией физики.

При изучении того, как развивалось то или иное научное понятие, возникает серьезная проблема. Она состоит в том, что определение этого понятия неизбежно будет туманным. В науке понятие может быть строго закреплено только с помощью точного определения. Но если взглянуть на определение исторически, перед нами лишь один из поздних этапов развития данного понятия. Свести понятие исключительно к его современному определению значило бы игнорировать значительную часть его истории. Даже после того как оно заняло точно определенную позицию, история понятия еще не закончена – наиболее полное его значение проявляется только в контексте концептуальной структуры, в которую оно встроено, а этот контекст постоянно расширяется и изменяется. Однако с позиции истории идей не видна самая важная и интересная часть биографии понятия, а именно тот период, когда оно наиболее активно развивается и способствует формированию научной мысли. Таким образом, изучающим историю научного понятия приходится как-то реагировать на то, что определение обсуждаемого предмета туманно. Здесь в равной степени опасно устанавливать слишком широкие или слишком узкие рамки.

Современная физика не оставляет надежды тому, во что верили большинство авторитетных ученых в прошлом столетии. От амбиций, что физика сможет создать абсолютно точный слепок реальности, приходится отказаться. У науки в ее сегодняшнем понимании менее амбициозная и более конкретная цель. Описать определенные феномены опытно постигаемого мира и установить общие принципы того, как их можно предсказать и «объяснить», – вот две ее основные задачи. Под «объяснением» здесь, скорее, имеется в виду соотнесение этих феноменов с общими принципами. Чтобы успешно решить эти задачи, наука использует понятийный аппарат, то есть систему терминов и теорий, которые репрезентируют или символизируют данные, полученные через чувственный опыт, – прикосновения, цвета, тона, запахи и то, как они могут быть связаны между собой. Этот аппарат состоит из двух частей: 1) сеть понятий, дефиниций, аксиом и теорем, составляющих гипотетико-дедуктивную систему (в математике ее примером является евклидова геометрия), и 2) отношения, в которых элементы этой системы состоят с определенными феноменами чувственного опыта. Через эти отношения, которые можно назвать «правилами интерпретации» или «эпистемологическими соотношениями»3737
  Рудольф Карнап (возможно, по аналогии с «трансцендентальным схематизмом» Канта) впервые подчеркнул важность этих отношений, которые он назвал «феноменологически-физическими соответствиями» (phenomenal-physikalische Zuordnungen). См.: Carnap R. Über die Aufgaben der Physik // Kantstudien. 1923. Bd. 28. S. 90. Термин «эпистемологическое соотношение» (epistemic correlation) принадлежит Ф. Нортропу: Northrop F. S. C. Logic of the Sciences and Humanities. New York: Macmillan, 1947. Р. 119.


[Закрыть], устанавливается ассоциативная связь между, например, черным пятном на фотографической пластинке (чувственное ощущение) и спектральной линией определенной волновой длины (концептуальный элемент или конструкт в рамках гипотетико-дедуктивной системы3838
  Ср., Margenau H. The Nature of Physical Reality. New York: McGraw-Hill, 1950. Р. 69.


[Закрыть]). Другой пример – ассоциативная связь между щелчком усилителя на счетчике Гейгера и проходом одного электрона через счетчик. Физика нуждается в обеих сторонах этой связи именно потому, что она представляет собой теоретическую систему предположений об эмпирических феноменах. Гипотетико-дедуктивная система в отсутствие правил интерпретации быстро выродится в спекулятивный анализ, который нельзя ни проверить, ни верифицировать. Сеть эпистемологических соотношений без теоретической надстройки, выведенной путем дедукции, останется бесплодным перечнем фактов, который не будет иметь ни предсказательной, ни объяснительной силы.

Принятие правил интерпретации создает некоторую произвольность внутри системы как целого, допуская в ее рамках некоторую предрасположенность в отборе понятий. Другими словами, произвольные модификации в терминологических соответствиях определенным ощущениям можно компенсировать, соответствующим образом изменяя эпистемологические соотношения, но не отрывая их от материальной реальности. Именно из‐за этой произвольности научные понятия воспринимают как «свободные творения человеческого разума», которые «не однозначно определены внешним миром, как это иногда может показаться»3939
  Einstein A., Infeld L. The Evolution of Physics. New York: Simon and Schuster, 1938. Р. 33. Рус. пер.: Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. Развитие идей от первоначальных понятий до теории относительности и квантов. М.: Наука, 1965. С. 30.


[Закрыть].

Когда наука пытается создать логически последовательную систему мысли, которая бы соответствовала хаотическому разнообразию чувственного опыта, выбор основных понятий определяется – хотя и неоднозначно – их способностью создать базис, на основании которого можно объяснить наблюдаемые факты. Во-первых, сама неожиданная последовательность экспериментов и наблюдений вносит в систему элемент случайности. Как недавно заметил Джеймс Брайант Конант, «кажется ясным, что развитие современных научных идей могло пойти по несколько другому пути, если бы хронологическая последовательность некоторых экспериментальных открытий оказалась иной. В определенной степени эту хронологию можно считать чисто случайной»4040
  Conant J. B. The Citadel of Learning // Yale Review. 1955. Vol. 45. № 56.


[Закрыть]. Во-вторых, специфический характер фундаментальных концепций или базисных понятий в некоторой степени определяется общими представлениями, которые, в свою очередь, мотивированы подсознательными мотивами. Важная задача для историка науки – изучить состояние мысли, преобладающее в определенный период, и выделить в нем вненаучные элементы, ответственные за итоговый отбор понятий, которым суждено играть роль фундаментальных в конструируемом понятийном аппарате. Изучая историю науки ретроспективно, часто можно видеть, как на определенном этапе развития физики в целом удовлетворительно использовались (или могли использоваться) альтернативные друг другу понятия.

В качестве иллюстрации приведем важный для нашей темы пример: джайнистскую физику в древнеиндийской философии4141
  См., например: Zimmer H. Philosophies of India. Bollingen Series XXVI. New York: Pantheon, 1951.


[Закрыть]. Джайнисты – последователи Джины Махавиры (известен также под именем Вардхамана), старшего современника Будды, – создали реалистичную и релятивистскую концепцию атомистического плюрализма (anekāntarāda). В отличие от западной науки, для которой, как мы увидим позже, понятие силы является фундаментальным, в данной системе не существует этого понятия. В джайнистской физике категория ajīva включает материю (pudgala), пространство (akāshā), движение (dharma), покой (adharma) и время (kāla). Dharma и adharma означают условия движения и покоя. Бесформенные и пассивные, они не порождают движение и не прекращают его – они лишь помогают и способствуют движению или покою, подобно тому как для движения рыб нужна вода, а для покоя предметов – земля, на которой они лежат. «Действие» (kriya) и «изменение» (parināma) возникают благодаря «времени», при этом оно само по себе не вызывает движение, как это делает понятие силы в западной мысли. Есть и более привычный (хотя и не столь показательный) пример концептуальной схемы, где понятие силы не задействовано. Это, разумеется, декартова физика. Эта система, по крайней мере в том виде, как задумывал ее создатель, основывалась исключительно на геометрических и кинематических представлениях, а также на идее непроницаемости.

Ученый постоянно вынужден пересматривать свою концептуальную схему в силу множества факторов. Если не брать во внимание общекультурные мотивы, которые отсылают нас к конкретным философским, теологическим или политическим идеям, существуют три наиболее важных методологических фактора, требующих пересмотра схем. Во-первых, это результаты новых экспериментов и наблюдений, из которых выводятся новые, ранее неизвестные следствия. Во-вторых, это возможные противоречия в логической сети выводимых понятий и их взаимосвязей. Третьим фактором является поиск наибольшей простоты и элегантности для выражения системы понятий. В большинстве случаев необходимо сочетание двух факторов (а иногда и учет всех трех), чтобы произошла перестройка или фундаментальная смена понятийной структуры. Хорошо известный пример – эксперимент Майкельсона – Морли, который доказал, что скорость света не зависит от движения Земли. Этот феномен был ранее неизвестен и, более того, несовместим с господствовавшей в конце XIX века теорией эфира. Его можно было встроить в эту концептуальную схему с помощью некоторых допущений («лоренцево сокращение длины»), но это серьезно усложнило бы схему и тем самым нарушило принцип простоты. Искусно переосмыслив понятия времени и пространства в рамках частной теории относительности, Эйнштейн, по существу, пересмотрел понятийный аппарат классической механики.

Конечно, не всегда этот аппарат приходится модифицировать столь радикальным способом, как это сделал Эйнштейн. Для историка научных понятий очень важным элементом системы является процесс «переопределения» понятия, который изменяет его статус и положение в логической структуре данной системы. Классический пример такого переопределения можно найти в истории понятия температура. Изначально она считалась качественным выражением ощущения теплоты, а затем стала количественным показателем состояния материи, которое измеряется ртутным термометром по определенной шкале. Когда в ходе дальнейшего развития этого понятия стало очевидно, что «температура» в таком понимании зависит от свойств термометрического вещества, понятие еще раз переосмыслили, введя так называемую «абсолютную» термодинамическую шкалу. Так температура оказалась частью более обширной и понятной сети отношений, став неотъемлемой частью кинетической теории материи. Очевидно, что в результате этого процесса исторически и психологически более позднее понятие (в случае «температуры» – это кинетическая энергия молекулы газа) рассматривается в качестве логически более раннего, более систематичного и более фундаментального.

Понятия, которые ранее считались базовыми, могут в результате переопределения превратиться в производные. Хотя в истории научных понятий это случается не так часто, возможно и обратное: понятие, изначально возникшее как производное, на более позднем этапе, после переопределения другого понятия может быть выбрано в качестве базового. В классической механике скорость обычно считается производным понятием – отношением расстояния s ко времени t или пределом отношения (как в формуле Δs/Δt). Здесь расстояние и время рассматриваются как базовые понятия. Тем не менее вполне возможно было бы создать непротиворечивую теорию движения, в основе которой лежали бы базовые понятия времени t и скорости v. Скорость бы при этом измеряли напрямую неким аналогом спидометра, а расстояние считали бы производным понятием и вычисляли как произведение скорости и времени s = t · v, или по более общей формуле s = ∫v ∙ Δt. Современная астрономия, по крайней мере отчасти, последовательно поступает именно так. Связь этих понятий с измерениями материального мира, разумеется, не создает никакого препятствия: как ясно показала теория электромагнетизма, такая связь абсолютно произвольна и может полностью соответствовать понятиям, отобранным в качестве базовых.

Что касается понятия силы, оно возникло по аналогии с мускульным усилием человека, его духовным влиянием или силой воли. В дальнейшем его распространили на неодушевленные объекты как проявление силы, заключенной во всех материальных предметах. Пропуская несколько промежуточных стадий, можно сказать, что понятие силы стало ключевым для определения «массы», а оно, в свою очередь, определило понятие «импульс». В дальнейшем классическая механика переопределила силу как производную по времени от импульса, тем самым (по крайней мере, на первый взгляд) уничтожив все следы ее прежних анимистических определений. Наконец, «сила» стала полностью относительным понятием, почти готовым к тому, чтобы полностью исчезнуть из понятийной структуры.

Здесь можно задать серьезный вопрос: не означает ли постоянное переопределение, что понятие последовательно наделяют новым значением, и в итоге уже нельзя утверждать, что на разных стадиях его жизни перед нами одно и то же понятие? Сторонник операционального подхода, утверждая, что определение понятия идентично процедуре измерения соответствующего свойства объекта, не согласился бы, что все эти стадии – этапы жизни одного и того же понятия. С другой стороны, реалист или приверженец теории конвергенции4242
  См., например: Bavink B. The Anatomy of Modern Science. London: Bell, 1932. Р. 235.


[Закрыть], для которых научное утверждение – это не просто комплекс условностей, вероятно, не стал бы возражать. Для историка науки это всего лишь проблема формулировки. Для него проблема реальности стоит не на первом месте, то есть вопрос о том, насколько внутренняя структура гипотетико-дедуктивной модели науки отражает или в каком-либо виде передает реально существующее основание, на котором покоится недифференцированный спектр чувственных ощущений. В этом смысле специалист по истории идей находится в том же положении, что и ученый-естественник в лаборатории. Для него совершенно не важно, что он на самом деле исследует – развитие одного понятия или цепи взаимосвязанных понятий. Другими словами, верно ли то, что разные определения охватывают одно и то же определяемое (definiendum) как часть реальности, существующую вне нашего сознания, – или верно, что каждое новое истолкование понятия нужно считать отдельным элементом логической системы? Эту проблему ученый предлагает решать метафизикам.

Даже если использовать так называемый «формальный»4343
  См., например: Bavink B. Formalistisches und realistisches Definitionsverfahren in der Physik // Zeitschrift für Chemie. 1918. Unterricht 31. S. 161.


[Закрыть] и контекстуальный метод дефиниции, при котором исследовать процесс формирования понятий становится еще сложнее, позиция ученого-естественника остается такой же. В этом случае понятие рождается из постоянства определенных отношений в рамках эксперимента. Эти отношения фиксируются в виде некоторого показателя, которому можно дать определенное название. Хороший пример – известное определение массы по Э. Маху: когда два тела, обозначенные как 1 и 2, действуют друг на друга при одинаковых внешних условиях, постоянное обратное отношение между их взаимно вызываемыми ускорениями (– а₂ / а₁) можно определить как «относительную массу» этих двух тел, или, точнее, как отношение массы первого тела к массе второго. Если второе тело стандартно («стандартная масса»), то «относительная масса» становится «массой» тела а1. Именно это сложное определение массы и оказывается очень важным для современной физики – в квантовой механике оно необходимо, чтобы определять массу элементарных частиц, а в теории относительности – чтобы доказать зависимость массы от скорости. Более раннее и простое базовое понятие «количества вещества», измеряемого в молях, – определение массы по Кеплеру, Галилею и отчасти даже по Ньютону, хотя все они более тесно связаны с чувственным восприятием, но едва ли применимы в ситуации, где начинает работать более детальное, реляционное понятие массы по Маху. Важно заметить, что формальный метод дефиниции не обязательно переопределяет понятие. Этого, например, не происходит с понятием «энтропии».

Вычленить ядро понятия на протяжении нескольких стадий его развития может оказаться очень сложной задачей. Легко проследить, как менялось понятие электрона с того времени, как Дж. Стоуни ввел этот термин в 1874 году4444
  Stoney G. J. On the Physical Units of Nature // Philosophical Magazine. 1881. Vol. 5. № 11. Р. 384.


[Закрыть]. Легко показать, как трансформировалось содержание этого понятия, пока оно не приняло современное значение – одна из элементарных частиц в квантовой механике. Намного труднее решить, является ли средневековое понятие impetus (импульса, толчка) предшественником понятия «импульса» в классической механике. Еще труднее понять, выводится ли понятие силы по Ньютону из аристотелевской идеи dynamis (возможности-способности).

В нашем случае определить ядро понятия еще труднее из‐за того, что терминология крайне запутана и неясна. Само понятие силы (force) и его эквиваленты в разных языках могли означать очень многое. Разумеется, мы не будем принимать во внимание его переносное значение, которое мы встречаем в таких выражениях, как «сила примера», «сила привычки», «полицейские силы», «экономические силы» и так далее. С другой стороны, выражения вроде «силы природы» могут использоваться и в научном значении, а значит, быть актуальными для нашего исследования.

Но даже в качестве научного термина «сила» в разных контекстах может означать разные вещи. Например, как показывает критический анализ, в следующем предложении, взятом из Герберта Спенсера, каждый раз значение понятия меняется: «Вступая в противодействие с материей, единая сила (a uniform force) частично переходит в силы, действующие в различных направлениях (forces differing in their directions), а частично – в силы, различающиеся по существу (forces differing in their kinds)»4545
  Spencer H. First Principles. New York: Appleton, 1895. Р. 432.


[Закрыть]. В декартовой механике, которая, как мы увидим, в сущности представляет собой теорию удара, третий закон движения гласит: если движущееся по прямой тело сталкивается с другим, наделенным меньшей силой (vis), то продолжает двигаться в том же направлении, но теряет ту часть движения, которую передает второму телу. Если же «сила» второго тела больше «силы» первого, то первое теряет направление движения, но не само движение4646
  «Третий закон, замечаемый мною в природе, таков: если движущееся тело при столкновении с другим телом обладает для продолжения движения по прямой меньшей силой, чем второе тело для сопротивления первому, то оно теряет направление» — Descartes R. Principia philosophiae, pars secunda, cap. XL // Oeuvres de Descartes / Adam C., Tannery P. (Eds) Paris: Cerf, 1905. Vol. 8. Р. 65. Рус. пер.: Декарт Р. Первоначала философии // Декарт Р. Сочинения в двух томах. Т. 1. М.: Мысль, 1989. С. 370 (пер. с лат. С. Я. Шейнман-Топштейн).


[Закрыть]. Очевидно, что в этом контексте «сила» означает то, что мы называем «количеством движения» или «импульсом», то есть произведением массы и скорости. Конечно, Декарта нельзя порицать за такое несоответствие. Его исследование вело в неизвестные до того области мысли, к идеям, для которых еще не существовало слов. Что могло быть более естественным, чем заимствовать слово из повседневной латыни; заимствовать слово, у которого еще не было терминологического значения, и использовать его как технический термин (terminus technicus), особенно учитывая, что его привычное значение мало отличается от операциональной интерпретации этого понятия? Декарт совершенно оправданно называет «силой» (vis) «произведение массы и скорости» – пусть даже в дальнейшем научная терминология и пошла по иному пути.

Однако положение усложняется, когда сам же Декарт начинает применять тот же термин в других значениях. В письме Мерсенну от 15 ноября 1638 года он, например, пишет: «Наконец вы услышали слово „сила“ в том смысле, который я в него вкладываю, когда говорю, что требуется такая же сила, чтобы поднять груз в сто фунтов на высоту ступни, что и груз в пятьдесят фунтов на высоту двух ступней, то есть на это идет одинаковое движение или одинаковое усилие»4747
  Oeuvres de Descartes. Vol. 2. Р. 432.


[Закрыть].

Из этого фрагмента ясно, что «сила» в данном контексте означает работу. В таком же значении термин «сила» Декарт употребляет в начале краткого трактата «Объяснение механизмов, с помощью которых можно малой силой поднять тяжелый груз» (Explication des engins par l’ ayde desquels on peut avec une petite force lever un fardeau fort pesant). Здесь он пишет: «Изобретение всех этих механизмов основано всего на одном принципе, а именно: та же самая сила, которая способна поднять, например, вес в сто фунтов на высоту двух ступней, может поднять вес в двести фунтов на высоту одной, или в четыреста – на высоту в полступни, и так далее, если применять к ним эту силу»4848
  Oeuvres de Descartes. Vol. 1. Р. 435.


[Закрыть].

Еще в 1743 году д’ Аламбер, критикуя такое путаное и неразборчивое употребление термина, писал: «Когда говорят о силе движущихся тел, то или с произносимым словом вовсе не связывают никакой ясной идеи, или под ним понимают лишь свойство движущихся тел преодолевать встречаемые ими препятствия или сопротивляться этим препятствиям»4949
  d’ Alembert J. L. Traitė de dynamique. Paris: David, 1743; Discours preliminaire. Р. XVI (предисловие). Рус. пер.: Даламбер Ж. Динамика. М.; Л.: ГИТТЛ, 1950. С. 25 (пер. В. П. Егоршина).


[Закрыть]. В XIX веке номенклатура стала еще более двусмысленной: «силой» регулярно называли то, что мы сейчас определяем как «энергию» или «работу», под влиянием лейбницевского термина «vis viva» (то, что мы называем «кинетическая энергия»).

Насколько неудобна такая путаная терминология не только для историка науки, но и для современников автора, который ее использует, можно видеть на примере Юлиуса Роберта Майера и его работы о сохранении энергии – «О количественном и качественном определении сил»5050
  Mayer J. R. Über quantitative und qualitative Bestimmung der Kräfte // Duhring E. Robert Mayer, der Galilei des neunzehnten Jahrhunderts. Chemnitz: Schmeitzner, 1880.


[Закрыть]. 16 июня 1841 года он отправил ее Иоганну Кристиану Поггендорфу для публикации в журнале Annalen der Physik und Chemie. Поггендорф как редактор отказался печатать это важное исследование, и в 1842 году его – под названием «Наблюдения за силами неживой природы» принял Либих в журнал Annalen der Chemie und Pharmazie5151
  Mayer J. R. Bemerkungen über die Kräfte der unbelebten Natur // Annalen der Chemie und Pharmacie von Wöhler und Liebig. 1842. Bd. 42. S. 233; перепечатано в: Mayer J. R. Die Mechanik der Wärme. Stuttgart: Cotta, 1867. S. 1–12.


[Закрыть]. Публикация осталась совершенно незамеченной. Как указывал Мах5252
  «Лишь после значительных пояснений Жолли понял, что Майер хотел сказать» – Mach E. On the Part Played by Accident in Invention and Discovery // Monist. 1896. Vol. 6. P. 171; перепечатано в: Mach E. Popular Scientific Lectures / Transl. by T. J. McCormack. Illinois: Open Court, LaSalle, 1943. P. 274.


[Закрыть], даже физик Ф. Жолли, посетив Майера в Гейдельберге, понял логику его работы лишь после долгой беседы и «значительных пояснений». В 1845 году вышла в свет знаменитая статья Майера «Органическое движение в его связи с обменом веществ», в которой он писал: «В действительности существует только одна-единственная сила. Эта сила в вечной смене циркулирует как в мертвой, так и в живой природе. Нигде нельзя найти ни одного процесса, где не было бы изменения силы со стороны ее формы!»5353
  Mayer J. R. Die organische Bewegung in ihrem Zusammenhang mit dem Stoffwechsel. Ein Beitrag zur Naturkunde, перепечатано в: Mayer J. R. Die Mechanik der Wärme. Р. 13–126. Рус. пер.: Майер Р. Закон сохранения и превращения энергии. Четыре исследования 1841–1851. М.; Л.: ГТТИ, 1933. С. 94 (пер. А. А. Максимова). Статья открывается следующим утверждением: «Если нужно привести покоящуюся массу в движение, то для этого необходима затрата некоторой силы. Движение не возникает само по себе; оно возникает из его причины – силы. Ex nihilo nil fit. Объект, вызывающий при своем использовании движение, мы называем силой. Сила как причина движения является неразрушимым объектом» (Там же. С. 92).


[Закрыть]

Многозначность слова «сила» (Kraft) приводила к серьезной путанице, и свидетельство тому можно найти в классической работе Германа Гельмгольца «О сохранении силы» (Über die Erhaltung der Kraft)5454
  von Helmholtz H. Ueber die Erhaltung der Kraft // Ostwald’ s Klassiker. № 1. Leipzig: Engelmann, 1889.


[Закрыть]. Двадцатишестилетний Гельмгольц прочитал ее на заседании Берлинского физического общества 23 июля 1847 года. Как и статью Майера, работу Гельмгольца посчитали экстравагантной. Поггендорф также не принял ее в свой журнал. Насколько двусмысленность понятия «силы» мешала понять статью, ясно видно из спора, который разгорелся между ее сторонниками – Э. Дюбуа-Реймоном и К. Г. Якоби – и противниками – Р. Клаузиусом и Е. Дюрингом. Неудивительно и то, что это туманное словоупотребление вышло за пределы собственно научного языка. В доказательство процитируем фрагмент из юмористической поэмы Вильгельма Буша (инженера по образованию), где пощечина описывается так:

 
К щеке, полной [жизненных] соков,
Протянулась рука, полная силы,
Силы, движимой возмущением
И превращенной в импульс движения.
Движение, быстрое, как молния,
Пронеслось к щеке и высекло из нее жар.
А жар, воспаляющий
Нервы, жжет ощущением боли,
Пропекает душу до самого основания.
Никто не захочет испытывать подобное чувство.
Пощечиной зовется это действо,
Но деятель науки назовет его преобразованием силы5555
  Busch W. Balduin Bählamm, der verhinderte Dichter. Munich: Bassermann, 1883. Ch. 6.


[Закрыть].
 

Несколько напугав трудностями, с которыми может столкнуться тот, кто решит анализировать понятия с исторической точки зрения, теперь мы должны отметить, насколько важен наш предмет как для науки, так и для философии. «Сила» – одно из основных понятий физики. Это первое нематематическое понятие, которое встретится читателю в большинстве учебников. Изучающий физику будет постоянно возвращаться к нему, читая разделы о силе тяготения, электромагнитной силе, силах трения и вязкости, когезионных и адгезионных силах, силе упругости и химических силах, наконец, силах молекулярных и ядерных. Если не прояснить и не подвергнуть критическому анализу эти понятия, легко можно поверить, что в центре современной физической науки стоит что-то мистическое или даже оккультное. Это хорошо понимал Чарльз Сандерс Пирс, пытаясь объяснить понятие силы с прагматической точки зрения: «[Сила] – это замечательное понятие, которое, будучи выработано в первой половине семнадцатого века из примитивной идеи причины и постоянно совершенствуясь вплоть до настоящего времени, показало нам, как следует объяснять все изменения движения, испытываемые телами, и как следует осмыслять все физические феномены; оно дало начало современной науке и изменило лицо планеты; оно, помимо своих специфических применений, сыграло основополагающую роль в направлении хода современной мысли и в продвижении современного социального развития. Поэтому стоит потратить определенные усилия для того, чтобы постичь его»5656
  Peirce C. S. Collected Papers / Hartshorne C., Weiss P. (Eds) Cambridge, МА: Harvard University Press, 1934. Vol. 5. Р. 262. Рус. пер.: Пирс Ч. С. Избранные философские произведения. М.: Логос, 2000. С. 284 (пер. К. Голубович, К. Чухрукидзе, Т. Дмитриева).


[Закрыть].

Действительно, началом современной науки можно считать тот момент, когда приходит ясное понимание, что такое механическая сила, и это понятие сознательно включается в основы физики как науки. Наука по Аристотелю и Птолемею была прежде всего системой геометрических и кинематических понятий. «Новая наука», напротив, основывалась на динамике Ньютона. Таким образом, критически осмыслить, насколько понятие силы важно для современной науки, – значит сделать очень важный шаг к пониманию того, как эта наука развивалась.

Но и это еще не все. Среди всех возможных базовых понятий физической науки «сила» занимает уникальное положение, так как она одна напрямую связана с понятием причины. Многие мыслители, прежде всего кантианцы, считали «силу» точным физическим выражением «причины» и понятия каузальности. Согласно такому взгляду, естественные науки привязывают все феномены природы к некоторым основаниям, постигают феномены как следствия этих оснований. Если проводить эту мыслительную операцию последовательно, то научную структуру этих оснований надо формулировать так, чтобы постоянно задействовать в них каузальность. Понятие вещества, таким образом, выводится из эмпирического применения принципа каузальности. Из сформированного таким образом понятия вещества, в свою очередь, выводятся конкретные причинно-следственные связи. Каузальность в ее связи с вещественностью называется «силой», а вещество, к которому относится действие этой силы, можно считать ее «носителем».

Из-за этой уникальности понятие силы подверглось серьезным нападкам позитивистов. Они полагали, что, устранив понятие силы из физики, можно освободить науку в целом от оков каузальности – «одного из самых упорных пережитков донаучного фетишизма».

И наконец, критическое рассмотрение понятия силы в его развитии составляет важную главу в истории идей, поскольку в нем отражается постоянная трансформация интеллектуальных установок на протяжении многих веков.

Перевод с английского Владимира Макарова