История и философия классической науки
..pdfнастоящего университетского курса. Только в 1664 году Ньютон стал настоящим студентом; в 1665 году он получил степень бакалавра словесных наук (изящных искусств). Первые его научные опыты связаны с ис следованиями света. В результате многолетней работы Ньютон установил, что белый солнечный луч представ ляет собой смесь многих цветов.
В1666 году в Кембридже началась какая-то эпиде мия, которую по тогдашнему* обычаю сочли чумой, и Ньютон удалился в свой Вульсторн. Здесь двадцатиче тырехлетний Ньютон создал учение о всемирном тяго тении, руководствуясь математическим методом, кото рого никто не знал из предшественников Ньютона — это анализ бесконечно малых величин, известных те перь под именем дифференциального и интегрально го исчислений.
В1669 году Ньютон был уже профессором матема тики Кембриджского университета, унаследовав кафед ру, которой руководил знаменитый математик того времени Исаак Барроу. Возвратившись в Кембридж, Ньютон занялся научной и преподавательской деятель ностью. С 1669 по 1671 год он читал лекции, в которых излагал свои главные открытия относительно анализа световых лучей, продолжал работать над усовершен ствованием оптических зеркал, телескопов. Он сделал первый отражательный телескоп, затем ученый сделал вручную еще один телескоп больших размеров и луч шего качества. В 1670 году Ньютон передал свой теле скоп секретарю Лондонского Королевского общества Ольденбургу. В этом же году он был избран членом этого общества.
Вконце 1683 года Ньютон сообщил Королевскому обществу основные начала своей системы, изложив их
ввиде ряда теорем о движении планет. Свои основные выводы Ньютон представил в фундаментальном труде под названием «Математические начала натуральной философии». До конца апреля 1686 года первые две части его книги были готовы и посланы в Лондон.
Вобласти механики Ньютон не только развил по ложения Галилея и других ученых, но и сформулиро-
234 вал новые принципы, не говоря уже о множестве заме-
I i i i a p i зжнеримита м физика «рищшв П иан Пьюща
нательных отдельных теорем. Установив общие законы, он вывел из них множество следствий и теорем, позволивших довести теоретическую механику до ее класси ческого уровня. Открытие Ньютона привело к созданию новой картины мира, согласно которой все планеты, находящиеся друг от друга на колоссальных расстояни ях, оказываются связанными в одну систему.
В1689 году Ньютон был избран в парламент, хотя
инезначительным большинством голосов, и заседал в так называемом Конвенте впредь до его роспуска.
В1689 году Ньютона постигло семейное горе — от тифа умерла его мать. Ему было уже за пятьдесят лет. Несмотря на огромную славу и блестящий успех его книг (издание принадлежало не ему, а Королевскому обществу), Ньютон жил в весьма стеснительных обсто ятельствах, иногда просто нуждался. В 1695 году мате риальные обстоятельства Ньютона изменились. Близ кий друг и его поклонник Чарльз Монтегю был назна чен канцлером казначейства. Он привлек Ньютона к вопросам по упорядочению денежной системы. Нью тон был назначен управляющим монетным двором, а затем главным директором монетного дела и стал по лучать 15 тысяч фунтов в год.
В1701 году Ньютон был избран членом парламен та, а в 1703 году стал президентом английского Коро левского общества. В 1705 году английский король возвел Ньютона в рыцарское достоинство. Ньютона отличали скромность и застенчивость. Он долго не решался опубликовать свои открытия и даже собирал ся уничтожить некоторые из глав своих бессмертных «Начал». Ньютон никогда не вел счета деньгам. Щед рость его была безгранична. Он жертвовал крупные суммы приходу, в котором родился, в 1724 году назна чил стипендию в двести фунтов Маккорену, впослед
ствии знаменитому математику.
С 1725 года Ньютон перестал ходить на службу. Умер Исаак Ньютон в ночь на 20 марта 1726 года во время эпидемии чумы. В день его похорон был объяв лен национальный траур.
Основные работы: «Новая теория света и цвета» (1672), «Метод флюксий и бесконечных рядов» (1673),
«О движении тел» (1685), «Математические начала натуральной философии» (1687), «Оптика» (1704), «Все общая арифметика» (1707), «Анализ с помощью урав нений с бесконечно малым числом» (1711).
1 §1. Натуральная философия науки Исаака Ньютона
Естествознание и философия науки последней четверти XVII и первой половины XVIII столетий зна чительно отличаются от философии науки и естествоз нания первой половины и середины XVII века не толь ко по стилю мышления, но и по уровню позитивных знаний. Концепции Галилея и Декарта и их современ ников обладали известной гибкостью и незавершенно стью. Основные понятия естествознания и философии науки еще не получили твердого и отчетливого содер жания, а категории и термины применялись в различ ных значениях. В этот период естествознание не было еще дисциплинарным. Природа в гораздо меньшей степени, чем впоследствии, рассматривалась как не что абсолютно неизменное. Представление о неизмен ности природы постепенно становилось все более от четливым и достигло особенно резкой формы в тех направлениях естествознания, которые Энгельс назвал
естествознанием «старой ньютоно-линнеевской шко лы»337
Показывая ограниченность ньютоно-линнеевско- го естествознания, история науки и философии науки рассматривает его как важнейший исторический этап построения научной картины мира. Понятие картины мира в отношении к ньютоно-линнеевскому периоду меньше применимо, чем к предыдущему. После Нью тона гипотетические картины картезианской физики постепенно выходят из доверия, науки дифференци руются, картины мира не становятся универсальны ми. В науке развивается феноменологическая традиция и знаменитое высказывание Ньютона против гипотез в некоторой мере замораживает построения наглядных
236 |
337 Марк К., Энгельс Ф. Сочинения. Т. 20. С. 565. |
картин и моделей. Новая картина мира тем не менее была создана, ее созидание происходило в остром противоборстве. Ньютон предложил ученому миру научную программу, которая спустя несколько деся тилетий оттеснила на задний план программы XVII века и примерно с 50-х годов XVIII века стала ведущей не только на Британских островах, но и на континенте, где картезианская программа довольно долго удерживала свои позиции. Однако победа над конкурирующими научными программами ньютонианам досталась не без жестокой борьбы. С критикой ньтоновских «Начал» выступили не только картезианцы, но и атомисты во главе с Гюйгенсом и Лейбницем, и многие их сторон ники и ученики. Наиболее ожесточенной была поле мика Ньютона с Декартом. Ньютон формулировал ос новные принципы своей программы не только с меха никой, но и с философией картезианцев. Этот последний момент необходимо иметь в виду, чтобы пра вильно понять замысел Ньютона, реализованный им в «Началах». Он полемизировал с философскими пред посылками программы Декарта, противопоставляя ему предпосылки своей физики. Ньютон еще в 1670 году сформулировал целый ряд возражений против учения Декарта. В предисловии, написанном Р. Котсом ко вто рому изданию «Начал» (1713)338 , различаются три ка тегории физики: перипатетиков, картезианская и нью тоновская. Физика перипатетиков отвергается полнос тью. Главный упрек в адрес картезианцев сводится к тому, что они, не обращаясь в должной мере к опыту, конструируют «гипотезы», «обманчивые предположе ния» для объяснения природных явлений. Ньтоновское заявление: «Гипотез не измышляю» направлено, преж де всего, против картезианцев. Так, подвергая критике декартову «гипотезу вихрей», Ньютон заявляет, что не будет объяснять причину тех свойств тяготения, о кото рых идет речь в «Началах». «Причину...свойств силы
тяготения я до сих пор не мог вывести из явлений, ги потез же я не измышляю. Все-же, что не выводится из явлений, должно называться гипотезою, гипотезам же метафизическим, механическим, скрытым свойствам не место в экспериментальной философии»339
Свою научную программу Ньютон называет «экспе риментальной философией», подчеркивая при этом, что в исследованиях природы он опирается на опыт, кото рый затем обобщает при помощи метода индукции340. Напротив, картезианцы предпочитают идти обратным путем— от самоочевидных положений («гипотез») к менее общим через дедукцию — метод, который и Гюй генс критиковал за его априорность. Критика Ньютоном картезианства дала повод ряду историков для утвержде ния, что ньютоновская механика по своему принципу отличается от механики картезианцев. На самом деле Ньютон не в меньшей степени опирался на философс кие принципы, чем это делал, например, Декарт. «Разли чие между ними, — считает П.П.Гайденко, — в том, что, во-первых, принципы Ньютона были отличны от карте зианских. Во-вторых, Ньютон в большей мере проводил границу между физической теорией и ее философским фундаментом. И, наконец, в-третьих, Ньютон и в самом деле был виртуозным экспериментатором, никогда не удовлетворяющимся так называемым мыслительным эк спериментом, к которому частенько прибегалДекарт»341. О том, что Ньютон во многом исходил в своей работе из определенных предпосылок, свидетельствует и то обсто ятельство, что картезианцы и атомисты критиковали самого Ньютона за допущение «скрытых качеств и сил», имея в виду, прежде всего, закон тяготения, предполага ющий возможность действия на расстоянии, а также аб солютное пространство и время, на котором покоится механика Ньютона.
339 Ньютон И. М атематические начала натуральной ф илосо фии. М., Наука, 1989. С. 5 —6.
340 Там же. С. 6.
341 Гайденко П.П. История новоевропейской философии в ее
238 связи с наукой. С. 213.
Эти утверждения наглядно свидетельствуют о том, что несмотря на все различия научных программ кар тезианцев, ньютонианцев, атомистов и т. д., у них всех был некий общий идеал естествознания, отход от кото рого они и оценивали как возвращение к средневеко вой физике с ее принципом «скрытых качеств». Этот идеал науки, в сущности, был механическим: все явле ния природы должны быть объяснены с помощью протяжения, фигуры и движения (картезианцы), непро ницаемости и абсолютной твердости материальных первоэлементов (атомисты). Что касается Ньютона, то он, не отвергая названных Декартом характеристик телесного мира, добавил сюда еще и силу. Но это до бавление не было простым присоединением четверто го определения материи к трем выше названным: оно приводило к переосмыслению всех прежних опреде лений и к установлению новой системы связи их меж ду собой. Это была механистическая картина мира. В те времена в научных мирах мысль об абсолютной своди мости законов природы к законам классической меха ники казалась почти само собой разумеющейся.
Ньютоновы «Математические начала натуральной философии», вышедшие в 1687 году, стали евангелием науки. «Начала» состоят из трех книг. В первой кни ге342 рассматриваются движения тел под влиянием сил, во второй —те же движения в сопротивляющейся среде, в третьей — система мира. В начале первой книги «О движении тел» Ньютон дает определения количества вещества, количества движения, инерции и силы. Затем идет «Поучение», где определяются абсолютное и относительное время, пространство и движение. Далее помещены знаменитые классические законы и некоторые их следствия. Первоначальные определения «Поучения» и формулы классических законов представляют собой в совокупности введение ко всей книге. После такого введения Ньютон излага ет основные законы движения тел, а также некоторые понятия анализа бесконечно малых. Эта часть «Начал»
должна помочь читателю усвоить последующие дока зательства ряда механических теорем. После этого Ньютон на протяжении семи отделов разбирает дви жения тел, к которым приложены центральные силы. Основные теоремы этой части «Начал» посвящены движениям материальных точек, притягивающих друг друга с силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния. Далее Ньютон переходит от притяжения материальных точек к притяжению тел.
Вторая книга «О движении тел»343 посвящена движению тел в сопротивляющейся среде, движению и равновесию жидкостей. Ньютон рассматривает, как будет двигаться в сопротивляющейся среде тело, нахо дящееся под воздействием силы тяготения, в частно сти, рассматривается движение маятника в сопротив ляющейся среде. Кроме того, здесь формируются за коны гидростатики. Одна из основных идей этой части «Начал» — определение вихревой теории Декарта. Ньютон исследует вопрос о вращении жидкости и приходит к заключению, что такое вращение не может объяснить движение планет.
В третьей книге «Начал» («О системе мира»)344 из ложена астрономическая система мира. Ей предпослана методологическая декларация Ньютона «Правила фи лософствования». Затем Ньютон перечисляет основные астрономические наблюдения, на основе которых при помощи всего предыдущего материала «Начал» мож но получить истинную картину Вселенной. Из таких наблюдений выводится тезис об универсальности тя готения, пропорционального массам тел. Далее Нью тон излагает законы движения Солнца и планет. В кон це книги доказывается, что Земля, как и всякая враща ющаяся вокруг своей оси планета, должна быть сжата вдоль оси вращения. Ньютон рассматривает далее вес тел в разных географических точках и, наконец, объяс няет приливы притяжением небесных тел. Во втором и последующих изданиях «Начал» в этот раздел были
24В |
34Там ж е- с - 500-658. |
внесены теоремы о движении Луны под влиянием воз мущающего воздействия солнечного притяжения. На конец, как заключение ко всей книге в целом помещено «Общее поучение»345 с некоторыми теологическими и натурфилософскими соображениями.
В1713 году вышло второе издание «Начал». По поручению Ричарда Бентли, начальника колледжа, где Ньютон был профессором, это издание редакти ровал Роджер Коте, фанатичный враг материализма
икартезианства. Он написал предисловие, направ ленное против картезианских воззрений и подчерки вавшие религиозно-апологические мотивы книги Ньютона.
Каковы же самые основные идеи философии науки «Начал»? Это, прежде всего, провозглашенный лозунг ограниченного индуктивизма. Ньютон неоднократно указывает, что единственный источник его законов — наблюдение и эксперимент, что подтверждает знаме нитая его фраза: «гипотез я не измышляю» («hupotheze non jingo»). Из опыта, по мнению Ньютона, можно вывести основные определения материи, пространства, времени и движения.
Втретьей книге «Начал», в «Правилах философ ствования», Ньютон формирует индуктивный метод. Первое правило гласит: «Не должно принимать в при роде иных причин сверх тех, которые истинны и дос таточны для объяснения явлений»346 Следующие три правила требуют, чтобы одинаковым явлениям припи сывались одинаковые причины, независимые и неиз менные при экспериментах свойства тел, подвергну тых исследованию, принимались за общие свойства ма териальных тел и, наконец, чтобы законы: индуктивно найденные из опыта, считались верными, пока им не противоречат другие наблюдения. «Так должно посту пать, —говорит Ньютон, — чтобы доводы наведения не уничтожались предположениями»347 Эта антикартезианская декларация, на первый взгляд, казалась ли-
345Там же. С. 658-662.
346Там же. С. 502.
347Там же. С. 504.
шенной гипотетических посылок, целиком основанной на фактах и именно поэтому окончательной, вечной, абсолютной.
Критическое исследование «Начал» показывает, однако, что Ньютон опирался на определенные гипо тетические построения. Ньютоновская механика была картиной бесконечного мира, она распространяла ин дуктивно найденные представления на бесконечно большие масштабы Вселенной и'на микроскопические явления. Предпосылкой, хотя бы и невысказанной, было выделение определенной стороны наблюдаемых явле ний как существенной и абстрактное устранение дру гих сторон. Атомистические гипотезы чаще всего были неявной, но тем не менее несомненной физической посылкой «индуктивной» механики Ньютона. Именно поэтому развитие атомистики в XVIII веке так часто принимало форму выяснения физической природы сил, феноменологически описанных в «Началах». На ука во времена Ньютона еще не могла нарисовать однозначную и строгую кинетическую картину, объяс няющую макроскопические силы. Поэтому индуктивизм Ньютона для XVII века был преувеличенным, застывшим, абсолютизированным отказом от нео днозначных гипотез, которые в силу ограниченности знаний не могли дать требуемого строгого объяснения явлений. Аналогично и метод у Ньютона не был таким эмпирическим, каким он казался после устранения выполнивших свою миссию «лесов». Эксперимент не может иметь места в науке без некоторой предвари тельной идеи.
Второй особенностью философии науки Ньютона был механицизм. Эксперименты XVII века должны были доказать рациональную причинную связь — ме ханическую связь между причиной и следствием. Прямым путем эта связь доказывалась механически ми опытами, косвенным — оптическими, физическими и химическими. В основе экспериментального есте ствознания XVII —XVIII веков лежала мысль о механи ческой связи между явлениями. Не сам эксперимент, следовательно, знаменует начало новой эпохи в есте-
242 ствознании, а его особенности, незнакомые прошлому