Текст книги "Рассуждение о методе и другие сочинения"

Если движущееся тело больше покоящегося, то при столкновении в любом случае сдвинет его, как бы медленно ни двигалось. Причем движения между ними распределятся в соответствии с различием в их величинах.

51. Шестое

В-шестых, если покоящееся тело С вполне равновелико движущемуся к нему В, то С по необходимости будет отчасти подталкиваться В, а отчасти будет отталкивать В назад; таким образом, если В приблизится к С со скоростью четырех единиц, то оно должно сообщить С одну единицу, а со скоростью оставшихся трех единиц направиться обратно. Ибо, так как необходимо либо чтобы В подтолкнуло С, не обращаясь вспять, и передало ему, таким образом, две единицы своего движения, либо чтобы оно возвратилось, не подтолкнув его, и, следовательно, сохранило эти две единицы скорости наряду с теми двумя, которые у него отняты быть не могут, или же, наконец, чтобы оно отскочило, сохранив одну из двух единиц и подтолкнув С, которому передало оставшуюся единицу, совершенно очевидно, что ввиду равновеликости В и С и ввиду того, что для возврата В причин не больше, чем для сообщения толчка С, оба действия должны быть разделены поровну, иначе говоря, В должно перенести на С единицу своей скорости, а посредством другой – обратиться вспять.

Если движущееся тело столкнется с равновеликим покоящимся телом, то отскочит, но при этом сдвинет его. Таким образом, движение распределится между двумя телами в определенной математической пропорции.

52. Седьмое

Седьмое, и последнее, правило следующее: если В и С движутся в одном направлении, С медленнее, а В, следующее за ним, быстрее, так что оно в конце концов настигает С, то может случиться, что В передаст часть своей скорости С и будет его подталкивать впереди себя; но может случиться и так, что оно ему не передаст ничего, а всем своим движением обратится назад, туда, откуда пришло. А именно не только тогда, когда С меньше В, но и тогда, когда оно больше, если только избыток в величине С меньше избытка в скорости В, – в таком случае В никак не должно обратиться вспять, а должно подтолкнуть С, передав ему часть своей скорости. И наоборот, если избыток в величине С превосходит избыток в скорости В, то В необходимо должно отскочить, не передав С ничего из своего движения. Наконец, когда избыток в величине С в точности равен избытку в скорости B, то В должно передать часть своего движения С, а посредством остальной обратиться вспять. Расчет производится здесь так: если С ровно вдвое больше B, а В движется не вдвое быстрее С, а несколько менее того, то В должно обратиться вспять, не усилив движения С; если же В движется больше чем с двойной скоростью по сравнению с С, то оно должно не обратиться вспять, а передать С из своего движения столько, сколько необходимо для того, чтобы они далее подвигались оба с одинаковой скоростью. Так, если С имеет лишь две единицы скорости, а В – пять, т. е. больше чем вдвое, то две единицы скорости из пяти оно передает С; однако, будучи в С, они составят лишь одну единицу, потому что С вдвое больше В; отсюда следует, что оба тела, В и С, после столкновения движутся каждое с тремя единицами скорости. Все эти доказательства настолько достоверны, что, хотя бы опыт и показал обратное, мы вынуждены были бы больше верить нашему разуму, нежели нашим чувствам.

Если одно тело нагонит другое и подтолкнет его дальше, то либо отскочит назад, либо замедлится, в зависимости от величины и скорости тел. Для понимания позиции Декарта очень важна приписка в конце о том, что доказательства в любом случае достоверны, независимо от опыта, так как доверять нужно разуму, а не чувствам. Декарт выводит все физические законы как философ-рационалист, а не как ученый. А для современного физика недопустимо строить свои обоснования на умозрительных принципах. Философ и ученый вполне могут исследовать один и тот же объект, например законы механики, однако методы исследования у них будут разные. В данном случае Декарт пользуется философскими методами исследования физики, и ту систему мира, которую он выстраивает, следует относить к философии, а не к науке. Однако средневековая наука еще не была отделена от философии, поэтому по критериям того времени рассуждения Декарта могли считаться вполне научными.

53. Применение этих правил затруднительно, ибо всякое тело соприкасается одновременно с несколькими другими

Действительно, часто бывает так, что опыт на первый взгляд как будто противоречит изложенным правилам. Однако причина тому очевидна, ибо правила эти предполагают, что оба тела, В и С, совершенно тверды и настолько отделены одно от другого, что вокруг них нет никакого вещества, которое могло бы способствовать или препятствовать их движению, а таких тел мы в нашем мире не усматриваем. Поэтому для того, чтобы судить, соблюдаются ли в нем эти правила или нет, недостаточно знать, каким образом два тела, такие, как, например, В и С, могут действовать одно на другое, сталкиваясь друг с другом; надобно, кроме того, рассмотреть, каким образом все прочие окружающие их тела могут усилить или ослабить их действие. А так как в этом отношении нет ничего, что заставило бы их оказывать различные действия, кроме того различия между ними, что одни из них жидки или мягки, а другие тверды, то нам здесь и надлежит рассмотреть, в чем состоят оба свойства: быть твердым или жидким.

Однако у Декарта есть аргумент против излишнего доверия экспериментальному подходу в науке. Мы никогда не можем провести идеальный эксперимент, так как всегда есть неучтенные факторы, которые влияют на результат. Для экспериментального подтверждения вышеназванных правил механики потребуются идеально твердые тела в идеальных условиях, которые создать невозможно. Поэтому при формулировке законов нужно опираться не на эксперимент, а на доводы разума.

54. В чем состоит природа тел твердых и жидких

Здесь мы должны прежде всего обратиться к свидетельству наших чувств, так как эти свойства именно их и касаются. Однако посредством чувств мы познаем только то, что частицы жидкости столь легко уступают занимаемые ими места, что не сопротивляются нашим рукам, встречаясь с ними; наоборот, частицы твердых тел так тесно сцеплены, что не могут быть разъединены без применения силы, достаточной для преодоления этого сцепления. Вследствие чего, рассматривая, какова может, быть причина того, что одни тела без сопротивления уступают свои места, а другие делают это далеко не с такой легкостью, мы не найдем иного объяснения, кроме того, что тела, уже находящиеся в движении, не препятствуют другим телам занимать оставляемые ими места; покоящиеся же тела нельзя столкнуть с их мест иначе, чем внешней силой, вызывающей в них такого рода перемену. Отсюда следует, что тело, разделенное на множество различно и обособленно движущихся мелких частиц, жидко; твердо же то тело, все частицы которого соприкасаются между собой, не находясь в действии, направленном к взаимному их отделению.

Декарт умозрительным путем приходит к выводу, что частицы в жидком теле пребывают в движении, поэтому не оказывают сопротивления при соприкосновении с другими телами. В твердом теле частицы пребывают в покое и потому сопротивляются проникновению других тел.

55. Ничто не сцепляет частиц твердых тел одну с другой; кроме того, они по отношению друг к другу находятся в состоянии покоя

Не думаю, чтобы можно было вообразить цемент, который сцеплял бы частицы твердых тел крепче, чем их сцепляет их собственный покой. Да и каким ему быть? Он не может быть вещью, существующей сама по себе, ибо раз все эти мельчайшие частицы – субстанции, то нет причин, чтобы посредством иной субстанции они сцеплялись лучше, чем сами собой; он не может быть и модусом, отличным от покоя: нет модуса более противоположного движению, могущему разделить эти частицы, чем присущий им покой. А помимо субстанций и их модусов нам не известен никакой иной род вещей.

Если современная физика объясняет твердость тел силами, которые сцепляют частицы, то Декарт считает, что достаточно допущения всего лишь одной силы, которая удерживает тело в покое. Следовательно, тело твердое потому, что частицы обладают силой для пребывания в том положении, в котором находятся, а не потому, что их связывает воедино что-либо еще.

56. Частицы жидких тел обладают движениями, направленными во все стороны; достаточно малейшей силы, чтобы привести в движение окруженные ими твердые тела

Что касается жидкостей, то, хотя для чувств и незаметны движения их частиц, так как последние чересчур малы, мы тем не менее можем познать их по различным результатам их действий, прежде всего по тому, что воздух и вода разрушают некоторые другие тела; частицы, из которых состоят названные жидкости, не могли бы вызвать телесное действие, каким является такое разрушение, не находясь в постоянном движении. Причины движения этих частиц будут указаны ниже (ч. III, § 49, 50, 51). Затруднение, которое нам здесь надлежит разрешить, заключается в том, что частицы, составляющие жидкие тела, не могут все одновременно передвигаться в разные стороны, но тем не менее это представляется необходимым для того, чтобы частицы не препятствовали движению тел, приближающихся к ним со всех сторон; между тем они действительно этому не препятствуют. Так, например, если предположить, что твердое тело В (рис. 7) движется к С и что некоторые из частиц находящейся между ними жидкости несутся в обратном направлении, от С к В, то они не только не облегчают движения В, а, напротив, препятствуют ему более, чем если бы они были совершенно неподвижны. Чтобы разрешить это затруднение, нужно вспомнить, что движение противоположно не движению, а покою и что направление движения в одну сторону противоположно направлению его в обратную сторону, как уже сказано было выше (ч. II, § 44), а также надлежит вспомнить и то, что все движущееся стремится продолжать движение по прямой (ч. II, § 39).

Рис. 7

Из этих положений явствует, что, пока твердое тело В покоится, оно своим покоем противостоит вместе взятым движениям частиц жидкости D более, чем если бы оно двигалось. Что же касается направления, то очевидно также, что, сколько частиц жидкости движется от С к В, столько же движется их в противоположном направлении, тем более что это все одни и те же частицы, которые, направляясь от С и сталкиваясь с поверхностью тела В, отталкиваются и направляются назад, к С. И хотя некоторые из них, взятые в отдельности, по мере того как они ударяются о тело В, подталкивают его к F и тем самым сильнее препятствуют ему двигаться к С, чем если бы были неподвижны, тем не менее, так как имеется столько же частиц, стремящихся от F к В и толкающих последнее к С, В испытывает одинаковые толчки в ту и в другую сторону и поэтому, если нет ничего привходящего со стороны, пребывает в покое, ибо, какой бы формы, по нашему предположению, ни было тело В, его всегда гонит совершенно одинаковое число частиц с той и с другой стороны, если только сама окружающая его жидкость не движется в одну сторону больше, чем в другую, подобно течению реки. Предположим, что В со всех сторон окружено жидкостью FD, но не находится в самой ее середине; хотя между В и С ее было больше, чем между В и F, она тем не менее толкает его к F не с большей силой, чем к С, потому что она не вся противодействует В, а только теми своими частями, которые касаются поверхности В. До сих пор мы рассматривали В как неподвижное тело. Теперь предположим, что оно подталкивается к С некоторой силой, идущей извне; этой силы (сколь бы мала она ни была) достаточно, правда, не для того, чтобы одной сдвинуть В, но для того, чтобы в соединении с частицами жидкого тела FD, заставив их также толкать его к С, сообщить ему часть своего движения.

Декарт разлагает движение твердого тела в жидкости на более простые составляющие, а именно, на механическое взаимодействие этого тела с движущимися элементами жидкого, по тем правилам механики, которые он вывел ранее.

57. Доказательство предыдущего положения

Чтобы яснее понять это, надобно принять в соображение, во-первых, что, когда твердого тела еще нет в жидкости FD, частицы последней aeioa расположены в виде кольца и движутся кругообразно в направлении aei, а другие частицы – оиуао – подобным же образом движутся в направлении оиу. Ибо для того, чтобы тело было жидким, составляющие его частицы, как уже было сказано (§ 54), должны двигаться в различных направлениях. Если же предположить, во-вторых, что твердое тело В в этой жидкости FD взвешено неподвижно между частицами а и о, то спрашивается, что должно произойти? Прежде всего, тело В мешает частицам aeio перейти от о к а, чтобы завершить круг своего движения; так же и частицам оиуа оно мешает переходить от а к о; далее, частицы, направляющиеся от i к о, толкают В к С, а идущие от у к а толкают его к F с равной силой, так что без привходящего извне воздействия они не смогут сдвинуть В; одни возвращаются от о к и, а другие – от а к о, и вместо двух круговращений, совершавшихся ранее, совершается одно, а именно в порядке означенных aeiouya. Итак, очевидно, что вследствие столкновений с телом В частицы не теряют ничего из своего движения; изменяется лишь его направление, и частицы не продолжают двигаться по прямой линии или по линии, приближающейся к прямой, как они двигались бы, если бы не столкнулись с В. Наконец, если предположить, что В толкает новая сила, которой в нем прежде не было, то, как бы она ни была мала, она в соединении с силой, с какой частицы жидкости, идущие от i к о, толкают В к С, превзойдет ту, посредством которой частицы, направляющиеся от у к а, отталкивают В в противоположную сторону; ее достаточно для изменения их направления и для того, чтобы они двигались в порядке ауио, насколько это требуется для устранения препятствий к движению тела В (ч. II, § 60), ибо если сталкиваются два тела, направленные в своем движении к двум прямо противоположным друг другу точкам, то обладающее большей силой должно изменить направление движения другого. То, что я говорю здесь о частицах aeiouy, должно разуметь и относительно всех прочих частиц жидкого тела FD, сталкивающихся с В, а именно что частицы, толкающие его к С, противоположны такому же числу частиц, толкающих его в обратную сторону, и что если к одним прибавится сколько-нибудь больше сил, чем к другим, то этого достаточно, чтобы изменить направление тех, у которых силы меньше. И хотя, быть может, они не описывают именно таких кругов, которые здесь представлены, однако несомненно, что все частицы движутся по кругу или каким-либо иным равнозначным образом.

Декарт подробно расписывает, каким образом по законам механики жидкая среда оказывает воздействие на положение в ней твердого тела. Частицы жидкости постоянно пребывают в движении и толкают это тело, однако толчки уравновешивают друг друга. Для движения твердого тела в жидкой среде нужна дополнительная сила.

63. Почему существуют тела столь твердые, что они не могут быть раздроблены нашими руками, хотя они и меньше их

Доказав, что легкость, с какой нам подчас удается сдвинуть весьма крупные тела, когда они плавают или взвешены в какой-либо жидкости, не противоречит четвертому из изложенных выше правил (§ 49), надлежит еще показать, как согласуются с правилом пятым (§ 50) затруднения, испытываемые нами при разламывании сравнительно небольших тел. Ибо если справедливо, что части твердых тел не сцеплены между собой каким-либо веществом и что их разделению не препятствует ничто, кроме того, что они находятся в покое по отношению друг к другу, как было недавно указано (§ 55), и если справедливо также, как учит пятое правило, что движущееся тело, даже если оно движется медленно, всегда обладает достаточной силой, чтобы подвинуть другое, находящееся в покое меньшее тело, то возможно задать вопрос, почему мы не можем одной силой наших рук сломать гвоздь или какой-либо другой кусочек железа, поскольку каждая из половинок этого гвоздя может рассматриваться как тело, находящееся в покое по отношению к другой его половине. Ведь ее, казалось бы, можно отделить силой наших рук, раз она меньше нашей руки, а природа движения состоит в том, что тело, о котором говорят, что оно движется, отделяется от других соприкасающихся с ним тел. Однако надобно заметить, что наши руки мягки и скорее приближаются к природе жидких, а не твердых тел, а потому не все их части действуют совместно на тело, подлежащее раздроблению, но лишь те из них, которые, касаясь его, в него вместе упираются. Подобно тому как половину гвоздя, отделенную от другой половины, мы рассматриваем как отдельное тело, так и часть руки, касающуюся этой половины гвоздя и много меньшую, чем вся рука в целом, можно рассматривать как особое тело, поскольку она может быть отделена от других частей руки; а так как ее легче отделить от остальных частей руки, чем часть гвоздя от его остальной части, и так как мы испытываем боль при разделении частей нашего тела, то мы и не можем сломать железный гвоздь рукой; если же мы возьмем молоток, пилу, ножницы или иной подобный инструмент и воспользуемся им так, чтобы приложить силу нашей руки к той части тела, которую хотим отделить и которая должна быть меньше прилагаемой к ней части орудия, мы преодолеем твердость этого тела, как бы велика она ни была.

Декарт сам замечает противоречие, которое вытекает из мнения, что части тела не сцеплены между собой и обеспечивают твердость одной только силой, которая удерживает их в покое. Если бы это было так, то любую часть тела можно было рассматривать как самостоятельное тело. Но почему тогда так сложно отделить часть от целого, например, часть от гвоздя? Декарт говорит, что человеческое тело мягкое, поэтому сила руки – это сила лишь части тела, а вот твердым телом мы можем отделить часть гвоздя. Однако в реальности намного легче гвоздь изогнуть или расплющить, чем отделить от него кусочек. В своем объяснении Декарт исходит из умозрительных представлений о том, как должна быть устроена механика тел, поэтому некоторые его объяснения не выглядят убедительными.

64. Чтобы иметь возможность обосновать посредством доказательства все, что я буду выводить, я не принимаю в физике никаких начал, которые не были бы также началами математики; и этих начал достаточно, тем более что посредством их могут быть объяснены все явления природы

Я не прибавлю здесь ничего ни о фигурах, ни о том, как из бесконечного их разнообразия вытекают бесчисленные видоизменения движения, тем более что все обнаружится само собой, когда наступит время повести о том речь; я предполагаю, что мои читатели уже знают основы геометрии или по крайней мере обладают умом, способным понимать математические доказательства. Я прямо заявляю, что мне неизвестна иная материя телесных вещей, как только всячески делимая, могущая иметь различную фигуру и движимая различным образом, иначе говоря, та, которую геометры называют величиной и принимают за объект своих доказательств; я ничего в этой материи не рассматриваю, кроме ее деления, фигур и движений; и наконец, ничего не сочту достоверным относительно нее, что не будет выведено с очевидностью, равняющейся математическому доказательству. И так как этим путем, как обнаружится из последующего, могут быть объяснены все явления природы, то, мне думается, не следует в физике принимать других начал, кроме вышеизложенных, да и нет оснований желать их.

Декарт полагает, что надежное знание можно получить только теоретически на основе ясных предпосылок ума, и поэтому строит систему физики на произвольных теоретических допущениях, которым придает математический вид. С позиции современной науки многие его утверждения представляются произвольными, например, идея кругооборота невидимого вещества, которое тут же заполняет место, освобождаемое движущейся вещью, или объяснение твердости тела на основе допущения силы, удерживающей его части в покое. В современной науке чисто умозрительные объяснения, которые не подтверждаются экспериментально, недопустимы. Однако Декарт полагает, что знание, дедуктивно выведенное из ясных предпосылок познания и интуиции ума, является достоверным, даже если противоречит эмпирическому опыту. Ведь этот опыт зависит от бесчисленного количества неучтенных случайных факторов, в то время как знание, полученное интуицией ума и дедукцией, носит необходимый и достоверный характер. Позиция Декарта является переходной от науки старой средневековой к современной. С одной стороны, он обосновывает знание на умозрительных принципах, с другой – развивает новые революционные идеи, например, о бесконечности мира и вращении Земли, и формирует математическую символику современного типа.