Для получения представлений о том, как именно высказывали и обосновывали свои идеи ученые, создававшие науку физику, здесь представлены небольшие отрывки из трудов древнегреческих философов и одной из работ первого русского физика и астронома М. В. Ломоносова, также краткие сведения об авторах этих трудов.
ДЕМОКРИТ
Демокрит родился в греческом городе Абдеры около 460 г. до н. э. В молодости он получил большое наследство и истратил его на научные поездки. В Афинах Демокрит познакомился с учением Анаксагора и слушал Сократа, совершил путешествия в Вавилон, Персию, Египет, Индию. Как утверждают, он сказал о себе: «Из всех моих современников я обошел наибольшую часть Земли; я делал исследования более глубокие, чем кто-либо другой; я видел много разнообразных климатов и стран и слышал многих ученых людей, и никто еще меня не превзошел в сложении линий, сопровождаемом логическим доказательством».
Познакомившись с научными достижениями своих современников в Европе, Африке и Азии, Демокрит разработал собственную систему взглядов по вопросам этики, логики, теории познания, математики, астрономии, физики, биологии, техники, языкознания. Поэтому Демокрита называют первым энциклопедическим умом среди греков.
Сохранилось предание, что в родном городе Демокрит был привлечен к суду за растрату наследства. На суде вместо оправдательной речи Демокрит прочитал одно из своих научных сочинений как результат научных поездок по всему миру. И суд оправдал его.
Одной из важнейших работ Демокрита была книга «Великий мирострой», в которой излагалось учение о строении мира. До наших дней не дошла ни одна из книг Демокрита. Об их существовании и содержании известно лишь по цитатам и пересказам в трудах современников и ученых, живших позднее и изучавших его труды. Ниже приводятся высказывания Демокрита об атомах и строении Вселенной, приводимые в трудах других ученых.
Изложение учения Демокрита
Учение об атомах
Гален. «Лишь в общем мнении существует цвет, в мнении — сладкое, в мнении — горькое, в действительности же существуют только атомы и пустота». Так говорит Демокрит, полагая, что все ощущаемые качества возникают из соединения атомов, существуя лишь для нас, воспринимающих их, по природе же нет ничего ни белого, ни черного, ни желтого, ни красного, ни горького, ни сладкого. Весь смысл самого этого учения должен быть таков. Лишь у людей признается что-либо белым, черным, сладким, горьким и всем прочим в этом роде, поистине же все есть «что» и «ничто». И это опять — его собственные выражения, а именно, он называл атомы «что», а пустоту «ничто». Итак, атомы суть всевозможные маленькие тела, не имеющие качеств, пустота же — некоторое место, в котором все эти тела, в течение всей вечности носясь вверх и вниз, или сплетаются каким-нибудь образом между собой, или наталкиваются друг на друга и отскакивают, расходятся и сходятся снова между собой в такие соединения, и таким образом они производят и все прочие сложные тела и наши тела, и их состояния и ощущения. ...Первотела не могут ни в каком отношении изменяться, они не могут подвергаться изменениям, в существование которых верят все люди на основании чувственного опыта; так, например, ни один из атомов не нагревается, не охлаждается, равным образом не делается ни сухим, ни влажным и тем более не становится ни белым, ни черным и вообще не принимает никакого иного качества вследствие полного отсутствия изменения.
Диоген. По Демокриту — начало вселенной — атомы и пустота... Миров бесчисленное множество, и они имеют начало и конец во времени. И ничто не возникает из небытия, ни разрешается в небытии. И атомы бесчисленны по разнообразию величин и по множеству; носятся же они во вселенной, кружась в вихре, и таким образом рождается все сложное: огонь, вода, воздух, земля. Дело в том, что последние суть соединения некоторых атомов. Атомы же не поддаются никакому воздействию и неизменяемы вследствие твердости.
Симплпций. Демокрит полагает, что вечные начала по своей природе суть маленькие сущности, бесконечно многие по числу... Он полагает, что сущности настолько малы, что недоступны восприятию наших органов чувств. У них разнообразные формы и разнообразные фигуры, и они различны по величине. И вот из них, как из элементов, возникают вследствие их соединения видимые и ощущаемые массы. Вследствие несходства и прочих указанных различий они пребывают в беспорядочном движении и носятся в пустоте, носясь же, они встречаются и переплетаются друг с другом, так что приходят в соприкосновение и располагаются рядом. Однако, по его мнению, из них при их сплетении отнюдь не образуется поистине единая природа. Ибо совершенно нелепо, чтобы два или большее число могли бы когда-либо стать одним. Причиной же того, что эти сущности в течение некоторого времени «держатся вместе» друг с другом, он считает то, что между ними образуются связи и что тела захватывают друг друга. Дело в том, что одни из них кривые, другие — крючковидные, третьи — впалые, четвертые — выпуклые, прочие имеют другие бесчисленные различия.
Платон. Огонь, вода, земля и воздух — все они существуют, как говорят, от природы и благодаря случаю, и ничто из них не существует благодаря искусству. Также и тела, следующие за ними, — это относится к Земле, ее Солнцу, Луне и звездам, — возникли через посредство этих совершенно неодушевленных веществ. Каждое из последних носилось по случайной, присущей ему силе, и там, где они сталкивались, они как-то надлежащим образом прилаживались друг к другу... Вот таким-то способом возникло и небо в целом и все, что на небе, равно как и все животные и растения. От этого же возникла и смена времен года. И все это произошло, по учению Демокрита, не по причине ума и не благодаря какому-нибудь богу и не через искусство, но, как мы подчеркиваем, от природы и случайно.
ЛУКРЕЦИЙ
Наиболее полное и подробное изложение взглядов атомистов дано в поэме Тита Лукреция Кара «О природе вещей». Тит Лукреций Кар жил в Риме в I в. до н. э. Это было время восстания Спартака, триумвирата Цезаря, Помпея и Красса. Лукреций в поэтической поэме изложил философские взгляды афинского философа Эпикура (341—270 гг. до н. э.). Эпикур в области физики принял основные положения атомистического учения Демокрита, внеся в него лишь небольшие изменения. У Демокрита число форм атомов так же бесконечно, как и число атомов, а у Эпикура бесконечно число атомов каждой формы, число же форм атомов конечно. Эпикур придавал большое значение наблюдениям природных явлений: «Ибо исследовать природу не должно на основании пустых предположений и законоположений, но должно исследовать ее так, как взывают к этому видимые явления».
ЛУКРЕЦИЙ О ПРИРОДЕ ВЕЩЕЙ
Книга первая
...Должно ведь было бы все, чему смертное тело присуще,
Быть истребленным давно бесконечного времени днями.
Если ж в теченье всего миновавшего ранее века
Были тела, из каких состоит этот мир, обновляясь,
То, несомненно, они обладают бессмертной природой
И потому ничему невозможно в ничто обратиться.
И, наконец, от одной и той же причины и силы
Гибла бы каждая вещь, не будь материя вечной
..........................................................................................
чтоб к словам моим ты с недоверием всё ж не отнесся
Из-затого, что начала вещей недоступны для глаза,
Выслушай то, что скажу, и ты сам, несомненно, признаешь,
270 Что существуют тела, которых мы видеть не можем.
Ветер, во-первых, морей неистово волны бичует,
Рушит громады судов и небесные тучи разносит,
Или же, мчась по полям, стремительным кружится вихрем,
Мощные валит стволы, неприступные горные выси,
Лес низвергая, трясет порывисто: так, налетая,
Ветер, беснуясь, ревет и проносится с рокотом грозным.
Стало быть, ветры — тела, но только незримые нами,
Море и земли они вздымают, небесные тучи
Бурно крутят и влекут внезапно поднявшимся вихрем;
..........................................................................................
Далее, запахи мы обоняем различного рода,
Хоть и не видим совсем, как в ноздри они проникают.
Также палящей жары или холода нам не приметить
Но это все обладает, однако, телесной природой,
Если способно оно приводить наши чувства в движенье:
Ведь осязать, как и быть осязаемым, тело лишь может.
И, наконец, на морском берегу, разбивающем волны,
Платье сыреет всегда, а на солнце вися, оно сохнет;
Видеть, однако, нельзя, как влага на нем оседает,
Да и не видно того, как она исчезает от зноя.
Значит, дробится вода на такие мельчайшие части,
310 Что недоступны они совершенно для нашего глаза.
Так и кольцо изнутри, что долгое время на пальце
Носится, из году в год становится тоньшe и тоньше;
Капля за каплей долбит, упадая, скалу; искривленный
Плуга железный сошник незаметно стирается в почве;
И мостовую дорог, мощенную камнями, видим
Стертой ногами толпы; и правые руки у статуй
Бронзовых возле ворот городских постепенно худеют
От припадания к ним проходящего мимо народа,
Нам очевидно, что вещь от стиранья становится меньше,
320 Но отделение тел, из нее каждый миг уходящих,
Нашим глазам усмотреть запретила природа ревниво.
...........................................................................................
при всей своей видимой плотности, вещи
Всё ж, как увидишь сейчас, всегда будут пористы телом:
Так, сквозь каменья пещер сочится текучая влага
Вод, и слезятся они обильными каплями всюду;
360 Ведь, коль в клубке шерстяном содержится столько же тела
Сколько и в слитке свинца, то и весить он столько же должен
Ибо всё книзу давить является признаком тела,
Наоборот: пустота по природе своей невесома.
Так что, коль что-нибудь легче другого того же размера,
Больше в себе пустоты заключает оно очевидно.
Наоборот: если что тяжелее, то, стало быть, больше
Тела имеется в нем, а порожнего меньше гораздо.
Значит, бесспорно к вещам примешано то, что стремимся
Разумом чутким найти и что мы пустотой называем...
Книга вторая
...........................................................................................
80 Если же думаешь ты, что стать неподвижно способны
Первоначала вещей и затем возродить в них движенье,
Бродишь от истины ты далеко в заблужденьи глубоком.
Ведь, в пустоте находясь и витая по ней, неизбежно
Первоначала вещей уносятся собственным весом
Или толчками других. И часто, в движеньи столкнувшись
Вместе, одни от других они в сторону прядают сразу.
И удивляться нельзя: ведь они в высшей степени крепки,
Плотны и вески, и вспять отскочить им ничто не мешает.
...........................................................................................
Первоначала вещей, — раз они порожденья природы,
А не при помощи рук на один образец создавались, —
380 В формах различных летать и несхожими быть по фигурам.
................. через рог фонаря проникает свободно
Свет, но не дождь. Почему? Ибо света тела основные
390 Мельче, чем те, из каких состоит благодатная влага.
И хоть мгновенно вино, когда цедишь его, протекает,
Но потихоньку идет и сочится ленивое масло;
Иль потому, что его, очевидно, крупней элементы,
Иль крючковатей они и спутаны больше друг с другом;
И получается так, что не могут достаточно быстро
Связь меж собой разорвать по отдельности первоначала
И вытекать, проходя чрез отверстие каждое порознь.
Надо добавить еще, что и мед и молочная влага
На языке и во рту ощущаются нами приятно;
400 Наоборот же, полынь своей горечью или же дикий
Тысячелистник уста нам кривят отвратительным вкусом.
Так что легко заключить, что из гладких и круглых частичек
То состоит, что давать ощущенье приятное может;
Наоборот, то, что нам представляется горьким и терпким,
Из крючковатых частиц образуется, тесно сплетенных,
А потому и пути к нашим чувствам оно раздирает,
Проникновеньем своим нанося поранения телу.
Всё, наконец, что для чувств хорошо или кажется плохо,
Разнится между собой и несходные формы имеет.
АРИСТОТЕЛЬ
Аристотель был одним из величайших мыслителей древности. Он родился в 384 г. до н. э. в городе Стагире во Фракии, в 367 г. до н. э. приехал в Афины и стал учеником школы Платона, называемой Академией. После смерти Платона в 347 г. до н. э. он покинул Академию. В 343 г. до н. э. македонский царь Филипп пригласил Аристотеля стать воспитателем сына Александра. Аристотель согласился и на протяжении нескольких лет был учителем юноши, который после смерти отца стал сначала царем Македонии, а затем, после завоеваний Египта, Персии и Индии, получил имя Александра Великого или Александра Македонского. В 335 г. до н. э. Аристотель открыл свою школу в Афинах, названную позднее Лицеем. По названию этой школы стали называть и другие школы лицеями.
Аристотель изучил и критически проанализировал все достижения древнегреческих ученых, затем в систематизированном виде изложил свои взгляды по всем вопросам науки своего времени. Список трудов Аристотеля содержит названия 146 работ. Наука физика получила свое название по названию одного из его сочинений.
В средние века труды Аристотеля были признаны христианской церковью соответствующими Священному Писанию и для большинства ученых служили источником непререкаемых истин по всем вопросам науки.
После смерти Александра Македонского в 323 г. до н. э. Аристотеля стали преследовать как друга покорителя Греции, и он был вынужден покинуть Афины. Умер он в 322 г. до н. э. на острове Эвбея.
АРИСТОТЕЛЬ
ФИЗИКА
КНИГА СЕДЬМАЯ
Глава первая
Все движущееся необходимо приводится в движение чем-нибудь. Если оно в самом себе не имеет начала движения, то ясно, что оно приводится в движение другим...
Глава шестая
...Люди подразумевают под пустотой протяжение, в котором нет никакого воспринимаемого чувствами тела; полагая, что все существующее есть тело, они говорят: в чем вообще ничего нет, это и есть пустота, и то, что наполнено воздухом, есть пустота. Ведь не то следует доказывать, что воздух есть нечто, а что не существует протяжения, отличного от тел, отделимого от них и имеющегося в действительности, которое разнимает всякое тело, делая его не сплошным, как утверждают Демокрит и Левкипп и многие другие «физиологи», или находится вне тела Вселенной, если это тело сплошное.
...Они утверждают, во-первых, что иначе не было бы движения по отношению к месту (каково перемещение и увеличение): ибо нет движения, если не будет пустоты, так как наполненное не имеет возможности воспринять что-либо...
Глава седьмая
...Однако нет никакой необходимости, если существует движение, признавать пустоту..., так как тела могут уступать друг другу место одновременно. ...Возможно также и уплотнение тела не путем вхождения в пустоту, а вследствие вытеснения находящегося внутри (например, при сдавливании воды находящегося внутри воздуха)...
Итак, что легко опровергнуть соображения, с помощью которых доказывается существование пустоты, — это ясно...
М. В. ЛОМОНОСОВ
Михаил Васильевич Ломоносов (1711—1765) родился вблизи Холмогор в семидесяти километрах от Архангельска. Отец его занимался рыбным промыслом. В 1730 г. Ломоносов девятнадцатилетним юношей отправился в Москву и поступил учиться в Московскую духовную академию. В 1735 г. как наиболее способный студент он был взят для обучения в Петербургскую академию наук, а затем отправлен за границу для продолжения образования.
В 1742 г. Ломоносов вернулся в Петербург. В 1745 г. он стал профессором Академии наук по кафедре химии и затем был произведен в академики.
Ломоносов вел научные исследования в области физики, химии, астрономии, геологии, географии, занимался русской историей, писал стихи, организовал производство мозаичных картин. А. С. Пушкин писал о нем: «Соединяя необыкновенную силу воли с необыкновенной силой понятия, Ломоносов обнял все отрасли просвещения. Жажда науки была сильнейшей страстью сей души, исполненной страстей. Историк, ритор, механик, химик, минералог, художник и стихотворец — он все испытал и все проник».
В середине XVIII в. большинство ученых рассматривали теплоту как некую тонкую невесомую материю, присутствие которой в теле обусловливает его нагретость. М. В. Ломоносов был сторонником атомистического учения и в своих трудах разработал основы кинетической теории теплоты и газов.
Из работы М. В. Ломоносова
«Размышления о причине теплоты и холода»
§ 1. Очень хорошо известно, что теплота возбуждается движением: от взаимного трения руки согреваются, дерево загорается пламенем; при ударе кремня об огниво появляются искры; железо накаливается от проковывания частыми и сильными ударами, а если их прекратить, то теплота уменьшается и произведенный огонь в конце концов гаснет. Далее, восприняв теплоту, тела или превращаются в нечувствительные частицы и рассеиваются по воздуху, или распадаются в пепел, или в них настолько уменьшается сила сцепления, что они плавятся. Наконец, зарождение тел, жизнь, произрастание, брожение, гниение ускоряются теплотою, замедляются холодом. Из всего этого совершенно очевидно, что достаточное основание теплоты заключается в движении. А так как движение не может происходить без материи, то необходимо, чтобы достаточное основание теплоты заключалось в движении какой-то материи.
§ 2. И хотя в горячих телах большей частью на вид не заметно какого-либо движения, таковое все-таки очень часто обнаруживается по производимым действиям. Так, железо, нагретое почти до накаливания, кажется на глаз находящимся в покое; однако одни тела, придвинутые к нему, оно плавит, другие — превращает в пар; т. е., приводя частицы их в движение, оно тем самым показывает, что и в нем имеется движение какой-то материи. Ведь нельзя отрицать существование движения там, где его не видно: кто, в самом деле, будет отрицать, что когда через лес проносится сильный ветер, то листья и сучки деревьев колышатся, хотя при рассматривании издали и не видно движения. Точно так же, как здесь вследствие расстояния, так и в теплых телах вследствие малости частиц движущейся материи движение ускользает от взора; в обоих случаях угол зрения так остр, что нельзя видеть ни самих частиц, расположенных под этим углом, ни движения их. Но мы считаем, что никто — разве что он приверженец скрытых качеств — не будет теплоту, источник стольких изменений, приписывать материи спокойной, лишенной всякого движения, а следовательно, и двигательной силы.
§ 3. Так как тела могут двигаться двояким движением — общим, при котором все тело непрерывно меняет свое место при покоящихся друг относительно друга частях, и внутренним, которое есть перемена места нечувствительных частиц материи, и так как при самом быстром общем движении часто не наблюдается теплоты, а при отсутствии такового движения наблюдается большая теплота, то очевидно, что теплота состоит во внутреннем движении материи...
§ 26. Далее, нельзя назвать такую большую скорость движения, чтобы мысленно нельзя было представить себе другую, еще большую. Это по справедливости относится, конечно, и к теплотворному движению; поэтому невозможна высшая и последняя степень теплоты как движения. Наоборот, то же самое движение может настолько уменьшиться, что тело достигает, наконец, состояния совершенного покоя и никакое дальнейшее уменьшение движения невозможно. Следовательно, по необходимости должна существовать наибольшая и последняя степень холода...
§ 34. На основании всего изложенного выше мы утверждаем, что нельзя приписывать теплоту тел сгущению какой-то тонкой, специально для того предназначенной материи, но что теплота состоит во внутреннем вращательном движении связанной материи нагретого тела. Тем самым мы не только говорим, что такое движение и теплота свойственны и той тончайшей материи эфира, которой заполнены все пространства, не содержащие чувствительных тел, но и утверждаем, что материя эфира может сообщать полученное от Солнца теплотворное движение нашей Земле и остальным телам мира и их нагревать, являясь той средой, при помощи которой тела, отдаленные друг от друга, сообщают теплоту без посредничества чего-либо ощутимого...
|
