Еволюція засад теоретичної та практичної механіки

Тенденцію розвитку практичної механіки другої половини XVII ст. визначили пошуки нових типів двигунів для машин. Здійснювались перші спроби застфувати силу пари. До них належать пропозиції Хр. Гюйгенса про використання сили води, розрідженої силою вогню (1666), про використання порохового газу (1673), що привели до розробки двигуна внутрішнього згоряння. Історії нале­жить також ім’я Дені Папена (1647—17І2), який у 1690 р. описав замкнений термодинамічний цикл парової машини. Цьому авторові належить опис застосування сили пари для пересування суден. Але ці ідеї поки що не визначали якості продуктивних сил, бо парові машини ще не використовувались для безпосереднього приведення в дію заводських або транспортних механізмів, хоча теоретично це припускалось.

Не буде перебільшенням сказати, що механіка (особливо дина­міка) XVII ст. була ключем до наукового природознавства цього пе­ріоду. Певними об’єктивними причинами того, що насамперед меха­ніка розвивалась прискореними темпами і це мало неабияке значення для розвитку природознавства в цілому, були: 1) механіка сприяла розвитку інструментального забезпечення наукових досліджень; 2) механіка давала поштовх розвитку абстрактних уявлень про рух (механічний рух). У практику наукового пізнання вводились уявлення про безякісні, кількісно перетворювані сили, що були придатні для будь-якого технічного застосування.

Якщо узагальнити процес розвитку в XVII ст. ідей теоретичної механіки, то можна констатувати такі зміни:

• концепціям Г. Галілея та його сучасників були притаманні певна гнучкість і незавершеність. Поняття інерції, маси, прискорен­ня, сили ще не отримали сталого та чіткого змісту, відповідні терміни застосовувались в різних значеннях. І. Ньютон поставив перед нау­кою завдання досягти повної однозначності в поняттях;

• Р. Декарт звільнив науку від перипатетичних понять і некау- зальних уявлень за допомогою довільних припущень. Задум І. Нью­тона був спрямований на звільнення науки від будь-якої сваволі;

—■ якщо для картезіанської фізики характерним було намагання розкрити виникнення найскладніших явищ з однорідної матерії, якій притаманний незнищуваний рух, то для ньютонової фізики властива систематизація явищ, розподіл їх на певні ряди та відділи, хоч і без виведення одного явища з іншого.

Картезіанець не переставав ставити питання “чому?”, доки не приходив до простого механічного переміщення, удару, поштовху, до взаємодії безякісних частіш матерії. Ньютоніанець не бажав малювати кінетичну картину і обмежувався простим віднесенням явища до іншого однорідного. Тому ‘‘фізика принципів” І. Ньютона мінно пов’язана із систематизуючою тенденпією в науці XVII—XVIII ст.

Кінетична картезіанська фізика змушена була поступитися новим поглядам під впливом таких обставин. По-перше, вона була історично прогресивною декларацією механізму, але не давала певних відпові­дей на конкретні питання, захаращувала науку фантастичними гіпо­тезами, довільними моделями та умоглядними конструкціями. По- друге, за умов нагромадження природничо-наукових знань кожне велике відкриття потрібно було погоджувати зі старими кінетичними гіпотезами за допомогою незрозумілих надуманих гіпотез. Для розвит­ку природознавства потрібні були нові ідеї.

Але антикартезіанські тенденції мали ще й інші витоки. Карте­зіанство загрожувало релігії, тому картезіанське природознавство сприймалося з підозрою як захисниками феодальної давнини, так і в буржуазних колах. Реакція проти матеріалістичних висновків кіне- тизму не обмежувалась лише цькуванням Б. Спінози. Захисники релі­гії намагалися переглянути вихідні поняття природознавства, домог­тися компромісу, за яким визнавалась би необхідність розвитку науки, але не визнавались її гносеологічні висновки.

Суто динамічне дослідження, “фізика принципів”, зведення завдань науки до встановлення математичних рівнянь, відмова від

аналізу кінетичних причин при абсолютизації, нехтуванні їх умовним характером уможливлювали ідеї незмінності Всесвіту, креаціонізм і теологію. Але теологічна кінцівка “Начал” І. Ньютона, як і телеоло­гічна спрямованість ньютонового світогляду, не була на заваді розвит­ку наукових ідей. Система знань, розроблена І. Ньютоном з невідо­мою досі однозначністю, хоча й і містила невирішені питання, проте стала основою подальших революційних зрушень.

Усупереч теолого-телеологічним тенденціям у світогляді самого І. Ньютона живий зміст науки, що розвивався, виявив його анти- теологічний характер уже в першій половині XVIII ст. У 30-ті роки XVIII ст. виклад ньютонових “Начал” у “Філософських листах” Вольтера здалося церкві настільки небезпечними, що книга Вольтера була спалена рукою ката.

Ньютонова механіка виконала важливу роль теоретичного фунда­менту розвитку знань практичної механіки і техніки не лише того­часних, але й тих, що були успадковані від давніх культур. Зокрема, грецької технічної механіки так званих П’яти простих машин — коле­са з віссю, важеля, блока, клина і гвинта. І. Ньютон завершив справу, розпочату Архімедом, — побудував загальну теоретичну систему меха­ніки, яка об’єднувала природознавство та технічне знання. На відміну від раціональної механіки Архімеда, Герона та Паппа, що теоретично пояснювала явища технічної практики, які безпосередньо спостері­галися, І. Ньютон мав метою “знаходження істинних рухів тіл через причини, що їх зумовлюють” у загальному вигляді, незалежно від того, чи маємо справу зі штучними (як у технічному знанні) чи з природними (як у фізиці) тілами та системами.

Розширивши до меж припустимого універсальні теоретичні абстрактні уявлення про тіла та сипи, що діють на ці тіла, І. Ньютон здійснив наступний після Архімеда та Г. Галілея крок до ідеалізації предмета механіки як розділу науково-технічного знання. І. Ньютон включив статику греків і динаміку Г. Галілея в систему вищих абстракцій. Після цього неминучою стала перебудова всього корпусу знань про механічні властивості фізичних тіл, включаючи штучні матеріальні засоби людської діяльності (техніку).

Новий характер зв’язку теоретичної та практичної (технічної) механіки позначився в створенні й розвитку нових теоретичних галу­зей фізичного знання внаслідок розробки теорій спеціальних інстру­ментів. Наприклад, пневматика виникла в зв’язку з теорією насоса і барометра, фізична оптика — у зв’язку з теорією мікроскопа і телескопа тощо.