7.3. Становление науки в средневековой Европе

7.3.1. Критика античной механики

После гибели Гипатии в Европе фактически прекратилось развитие математики, хотя в некоторых монастырских школах еще преподавались ее элементы на уровне упрощенных учебников Боэция. Тем временем плодородная почва Александрии породила еще одного талантливого философа, грамматика и теолога, ставшего епископом, но заинтересовавшегося вопросами механики Аристотеля и сумевшего сдвинуть ее с многовековой мертвой точки. Его имя – Иоанн Филопон (490 – 575), которое в переводе означает «трудолюб», или, более современно, – «трудоголик». Также он имел прозвище «Грамматик». Большую часть жизни он провел в Александрии, где и написал свои сочинения по грамматике, философии и теологии. В этих работах Филопон пытался сгладить противоречия между христианскими и языческими воззрениями, за что впоследствии, уже после смерти, был проклят церковью как еретик.

Наибольший интерес для науки представляют его комментарии к «Физике» Аристотеля, а также книга «Против Аристотеля», в которых он активно полемизирует с великим философом. Так он считал, что мир не вечен, а был когда-то создан Богом, причем он не разделяется на «мир надлунный» и «мир подлунный», так как они появились одновременно и оба построены из земных 4-х элементов. Обсуждая вопросы о движении брошенного камня, Филопон оспаривает утверждение Аристотеля о действии на камень некой умозрительной «воздушной силы», якобы образующейся за счет заполнения воздухом пустоты позади летящего камня. Вместо этого Филопон выдвигает новую причину движения – «импето» (напор), которая сообщается камню рукой в момент бросания, но затем постепенно уменьшается из-за сопротивления среды и исчезает после его падения. Здесь можно увидеть зародыш понятия силы инерции. С учетом этого Филопон предложил и свой «закон движения» в виде V ~P - R , где V- скорость движения тела, P – движущая его сила (например, его вес), а R – сопротивление среды. Этот «закон Филопона» выгодно отличался от аналогичного «закона Аристотеля» V ~P/R тем, что в пустоте (т.е. при R=0) давал конечное значение скорости, тогда как формула Аристотеля – бесконечное. В качестве движения без сопротивления Филопон указывал на круговое и равномерное движение небесных тел. Также Филопон оспаривал утверждения Аристотеля о том, что при свободном движении каждое тело стремится к своему «естественному месту», а также о том, что «Природа боится пустоты».

Будучи одним из незаурядных теологов раннего христианства, Филопон в своих трудах пытался убедить читателя, что все наиболее четкие космогонические концепции древних философов не противоречат Священному Писанию (т.е. Библии). Так он признает Землю шаром, а небо – вращающейся вокруг нее сферой. Немалое внимание он уделяет внутреннему строению Земли, считая ее там очень горячей. Тем самым он сумел сохранить в христианской культуре ряд важнейших концепций эллинской науки. Разумеется, христианская теология того времени не восприняла революционные идеи Филопона (его комментарии даже не были переведены на латынь), и они были подхвачены и продолжены только в трудах арабских ученых из молодого исламского мира, жадно впитывавшего как новые идеи, так и классические результаты античного наследия. Именно они, следуя Филопону, начали исследование новой проблемы механики, не изучавшейся античной наукой – различие между кинематическим и динамическим описанием движения. Так знаменитый Авиценна (Ибн Сина) в своем комментарии к трудам Аристотеля «Книга исцеления души» принял и развил понятие «импетуса», иллюстрируя его целым рядом поучительных примеров. Другой комментатор «Физики» Аристотеля Аверроэс (Ибн-Рушд) (1126 – 1198) уже рассматривал любые движения с учетом причины его вызывающей. Аналогичные соображения высказывал Абу ал-Баракат, полагавший, что таких причин (или «склонностей» согласно Авиценне) может быть несколько, в том числе и некие «силы».

Начиная с XIV века центром изучения механики движения становится Оксфордский университет, где уточняются понятия средней и мгновенной скорости движения, вводится понятие равноускоренного движения и определяется путь, пройденный при равноускоренном движении (Р.Гейтсбери, У.Оккам, Герард Брюссельский, Томас Брадвардин). Был сделан серьезный шаг в кинематическом описании движения посредством формулы v = s/t, определяющей скорость v как частное от деления пройденного пути s на время его прохождения t. Такое соотношение было неведомо античным механикам, т.к. они считали невозможным деление друг на друга величин разных размерностей. Результаты оксфордских ученых получили свое продолжение в середине XIV века в Парижском университете в работах его выдающихся ученых Ж.Буридана и Н.Орема, о которых речь пойдет ниже.

Таким образом вопрос о причинах движения брошенного тела, поставленный и «объясненный» Аристотелем, вновь привлек внимание ученых в арабском и в европейском обществе только через 1,5 тыс. лет. Развитие этого вопроса, начавшееся с Филопона, стало постепенно генеральной линией становления кинематики и динамики, и нашло свое завершение в работах Галилея и Ньютона.