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

Мы уже неоднократно приводили высказывания Аристотеля о том, что искусство частью завершает то, что недоделала природа, частью подражает ей, действуя, может быть, с меньшим успехом, чем она сама. Но подражать можно по-разному. Можно пародировать внешние и поверхностные проявления природы, подражая, собственно говоря, не самой природе, а ее отдельным частностям. Но можно усваивать в своей деятельности универсальный и совершенный способ деятельности самой природы, единый и всеобщий прием, которым она достигает своих целей. Как выясняет физика, этот всеобщий прием состоит в том, что всякое движение, чтобы быть природным, т. е. естественным, должно быть опосредовано состоянием равновесия, что всякое движение существует здесь только как возможность покоя. Поэтому, когда я тяну камень по дороге и произвожу тем самым только движение, я должен затрачивать собственную силу, двигать противоестественно, т. е. пренебрегая выучкой у природы (разумеется, и в этом случае движение осталось естественным в абсолютном смысле, если включить в рассмотрение все процессы, которые создали мою силу). Напротив, когда я привязываю к камню канат, перекидываю его через блок и к другому концу привязываю равновесный первому камень, то он будет подниматься, подражая естественному движению, потому что это будет движение, восстанавливающее равновесие.

Таким образом, искусство механики есть искусство противодействовать природе способом, который подражает интимнейшим приемам деятельности самой природы. И общим понятием, которое позволяет осуществить такую трансформацию, оказывается понятие равновесия. Исследование свойств равновесия, имеющее непосредственно физико-теоретическое значение, оказывается в равной степени важным и для искусства механики.

Но теперь для нас важнее противоположный ход.

Разбирая и собирая свои машины, изучая особые случаи и нетривиальные возможности, механики повсюду исследовали единую форму равновесия, испытывали ее в новых условиях и изобретали новые ее эквиваленты. Понятие, синтезированное в анализе возможных предметных превращений, форм, способных зафиксировать движение (первая стадия эксперимента: идеализация), теперь само должно было подвергнуться аналитическому разложению и обнаружить свои собственные потенции и способности к превращению в другое (вторая стадия эксперимента: экспериментальный анализ идеализованного предмета).

Практический опыт сам по себе ничего не дает физическому эксперименту, но техника становится подлинной экспериментальной лабораторией, если только находится то понятие, которое обладает как конструктивно-технической предметностью, так и теоретической всеобщностью, причем сразу и в области техники, и в области физики. И в случае относительно простой техники древней Греции и Рима эта связь обнаруживается легче и непосредственней, чем, например, в Новое время.

Прекрасным примером того, как единое теоретическое понятие равновесия «работает» в практической механике (точнее, в теоретическом введении к практической механике), является «Механика» Герона Александрийского 86 . Вторая книга этого труда посвящена анализу действия пяти простейших «потенций»-машин, причем, как мы уже говорили, все (за исключением, может быть, клина) сводится к свойствам рычага, весов, круга. Дальнейший текст представляет собой теоретическое построение возможных машин из простейших.

Интересно, что у Герона, который отправляется от готовой геометрической идеализации весов к объяснению действия машин, меняется порядок обоснования. Круг, свойства которого были, скажем, в «Механических проблемах» основанием для объяснения того, что обнаруживается в весах, теперь, напротив, привлекается для того, чтобы кинематизировать архимедову статику с целью применить ее к движущимся механизмам. Так, переходя от описания «потенций» к объяснению их действий, Герон прежде всего объясняет действие рычага^ исходя из свойств круга, поскольку именно круг кажется ему более общей для машин формой, чем рычаг (II, 7, 8, 9). Когда же Герон ставит вопрос о действительном теоретическом основании действия этих машин, он возвращается к рычагу. «То, что пять потенций движут тяжести подобно кругам около одного центра, доказано фигурами, которые мы набросали в предыдущем; но мне кажется,— добавляет Герон,— что они более подобны весам, чем кругам, ибо в предыдущем основания доказательств для кругов были как раз даны нами при помощи весов» (II, 20).