Анатолий Ахутин - История принципов физического эксперимента от античности до XVII века

Автор «Механических проблем» анализирует на этом основании функционирование корабельного весла (гл. V), руля (гл. VI), мачты (гл. VII), колеса (гл. XII), метательных орудий (гл. XIII), лебедки (гл. XVI), клина, сводимого к двум рычагам (гл. XVIII), блока (гл. XIX), щипцов для вырывания зубов (гл. XXII), для орехов (гл. XXIII), колодезного рычажного подъемника (гл. XXIX) и др., короче говоря, все то, благодаря чему, по словам поэта Антифона, «берем искусством мы, где нас сильней природа». Все эти задачи решаются автором по приведенной выше схеме, поскольку «начало причинного объяснения всех подобных явлений заключается в круге» (847в15).

Для нас важно, однако, что эта техно-теоретическая схема полностью соответствует требованиям физико-теоретического анализа движения; исследование возможного движения сводится здесь к исследованию формы (машина как система связанных друг с другом рычагов, составляющих в потенции систему тех круговых траекторий, по которым вообще может совершаться данное движение, система, в которой машина функционирует,— форма-цель). Далее, динамика исследуется через кинематику, которая, в свою очередь, сводится к изучению состояния равновесия (возможного движения). Поэтому задачи теоретической механики, хотя и не вполне тождественны физическим, «но все же не будут целиком от них отличными; они представляют общий предмет как математических, так и физических исследований,— для них «каким образом» разъясняется математикой, а «почему» — физикой» (847а 25—30). Поскольку же рычаг является инструментом преобразования, с одной стороны, физической (естественной) силы в механическую (насильственную), с другой — естественного движения (вниз) в насильственное движение (по окружности) и, наконец, поскольку в нем «почему» (свойства круга) непосредственно связано с «каким образом» (форма перемещения), он и может рассматриваться как экспериментальное орудие в движении от механики к физике, которое, безусловно, гораздо менее явно выражено в греческой науке, чем движение противоположное.

По-видимому, нам удастся яснее представить «физическую» сущность закона рычага, если мы обратим внимание на его кинематический и динамический смысл, т. е. последовательно рассмотрим ту связь и превращение основных физических понятий, которые скрываются за простой геометрической формулировкой,— тем более, что «Механические проблемы» представляют нам такую возможность 46 .

У Аристотеля мы находим два принципа, которые позволяют сделать первые шаги на этом пути. Первый принцип связывает противоприродную силу , которая движет определенный груз , с величиной пути , пройденного за определенное время . Мы уже говорили об этом динамическом законе, описанном в пятой главе VII книги «Физики» 47 . Фриц Крафт записывает его, используя греческие слова, которые нам в дальнейшем понадобятся, чтобы различить неразличимые в наших терминах понятия 48 ). В книге «О небе» этот закон выражен менее точно: «Если имеется некоторая сила , то же, что движимо, меньше и легче, то оно движется под действием той же силы больше. ...Причем скорость меньшего так относится к скорости большего, как тело большего относится к телу меньшего» 49 . (Слово означает мощность, потенцию, силу вообще, например, определенного человека, тогда как слово означает конкретно действующую, приложенную силу).