Исаак ньютон и завершение научной революции

Завершить коперниковскую революцию выпало Исааку Ньютону. Он доказал существование тяготения как универсальной силы - силы, которая одновременно заставляла камни падать на Землю и была причиной замкнутых орбит, по которым планеты вращались вокруг Солнца. Заслуга Ньютона была в том, что он соединил механистическую философию Декарта, законы Кеплера о движении планет и законы Галилея о земном движении, сведя их в единую всеобъемлющую теорию. После целого ряда математических открытий Ньютон установил: для того чтобы планеты удерживались на устойчивых орбитах с соответственными скоростями и на соответствующих расстояниях, определяющихся третьим законом Кеплера, их должна притягивать к Солнцу некая сила, обратно пропорциональная квадрату расстояния до Солнца; этому же закону подчиняются и тела, падающие на Землю (это касалось не только камней, но и Луны - как земных, так и небесных явлений). Кроме того, Ньютон математическим путем вывел на основании этого закона эллиптическую форму планетных орбит и перемену их скоростей, следуя определениям первого и второго закона Кеплера. Так, наконец, был получен ответ на важнейшие космологические вопросы, стоящие перед сторонниками Коперника, - что побуждает планеты к движению, как им удается удерживаться в пределах своих орбит, почему тяжелые предметы падают на Землю? - и разрешен спор об устройстве Вселенной и о соотношении небесного и земного. Коперниковская гипотеза породила потребность в новой, всеобъемлющей и самостоятельной космологии и отныне ее обрела.

Представляя собой образцовое сочетание эмпирической обоснованности и дедуктивной строгости, Ньютон сформулировал те крайне немногочисленные, но возвышающиеся над всем остальным законы, которые, как оказалось, управляют целым Космосом. С помощью трех законов движения (закон инерции, закон ускорения и закон равного противодействия) и закона всемирного тяготения Ньютон не только подвел научный фундамент под законы Кеплера, но и объяснил морские приливы, орбиты движения комет, траекторию движения пушечных ядер и прочих метательных снарядов. Все известные явления небесной и земной механики были теперь сведены «под одну крышу», то есть под единый свод физических законов. Каждая частица материи во Вселенной притягивает каждую другую частицу с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними

Ньютон бился над разгадкой великого замысла Вселенной и явно в этом преуспел.

Так было найдено подтверждение взглядам Декарта, считавшего, что природа есть совершенным образом упорядоченный механизм, подчиняющийся математическим законам и постижимый наукой.

Хотя введенное Ньютоном рабочее понятие тяготения как некой силы, действующей на расстоянии, было выбрано им под влиянием герметической философии и алхимии, трактующих о симпатиях и антипатиях, и казалось философам-механицистам слишком эзотеричным для механики (что приводило в некоторое смущение самого Ньютона), все же математические выводы были настолько наглядны и постижимы, что не могли не убеждать. В понятии количественно выражаемой силы тяготения слились две наиболее важные для науки XVII века темы - механистическая философия и пифагорейская традиция, механика и математика. Довольно скоро и метод Ньютона, и сделанные им выводы стали признанной научной парадигмой. В течение следующих десятилетий ученые, прославляя его достижения, праздновали торжество новой мысли над невежеством античности и Средневековья. Так, Вольтер почитал Ньютона величайшим человеком всех времен: ведь он обнаружил истинную природу действительности.

Хотя Ньютон громко провозгласил: «Гипотез не измышляю!», все же некоторое количество гипотез было им предложено, и они сыграли очень важную роль в дальнейшем развитии естествознания. Главная из них, подтверждавшаяся, как тогда казалось, бесчисленным количеством фактов, - это принцип дальнодействия (мгновенное действие тел друг на друга на самых разных расстояниях без всяких посредствующих звеньев, через пустоту). Принцип дальнодействия невозможен без привлечения понятий абсолютного пространства и абсолютного времени, также предложенных Ньютоном.

Необходимость обращения к этим понятиям определялась механистической трактовкой материи. Механицизм как в широком, картезианском (декартовском), так и в узком, ньютоновском, смыслах трактует материю как косную массу, способную к движению лишь благодаря воздействию внешних факторов, каковым у Ньютона выступает таинственная сила тяготения. При этом конкретное движение - перемещение с места на место, фиксируемое в опыте, - всегда относительно. Соответственно относительны как пространство, пробегаемое движущимся телом, так и время, которым это движение измеряется. И кажется, что пространство и время - свойства, атрибуты материи. Относительное пространство и время не годились для концепции дальнодействия, отрицавшей необходимость переносчика этого взаимодействия (если нет материального тела - нет и пространства, связанного с этим телом). Поэтому наряду с относительными пространством и временем оказалось необходимым абсолютное пространство как вместилище мировой материи (большой черный ящик, в который можно поместить материальные тела, но можно и убрать, а само пространство останется) и абсолютное время - непрерывный мировой поток, как некая постоянная космическая шкала для измерения всех бесчисленных конкретных движений (это время может течь самостоятельно без участия материальных тел). Ни то, ни другое не воспринимается в чувственном опыте.

Ньютоново-картезианская космология утвердилась отныне как основание нового мировоззрения. К началу XVIII века каждый образованный человек на Западе знал, что Бог сотворил Вселенную как сложную механическую систему, состоящую из материальных частиц, которые движутся в бесконечном нейтральном пространстве в соответствии с несколькими поддающимися математическому анализу основными принципами - такими, как инерция и гравитация. В этой Вселенной Земля обращалась вокруг Солнца, а Солнце представляло собой одну из звезд, которых великое множество. Земля же - одну из многих планет: ни Солнце, ни Земля не являлись центром Вселенной. И мир земной, и мир небесный оказались подвластны одним и тем же физическим законам, так что между ними исчезли прежние разграничения. Ибо так же, как небо признавалось состоящим из материальной субстанции, небесные движения считались вызванными естественными механическими силами.

Из этой картины мира следовало, что, сотворив столь сложную и подчиненную строгому порядку Вселенную, Бог устранился от дальнейшего деятельного участия или вмешательства в природу и предоставил ее самой себе, чтобы она продолжала существовать на основе тех совершенных и неизменных законов, которые были заложены в ней при сотворении мира. Человек же в этой картине был венцом творения - ведь он с помощью своего разума сумел проникнуть в божественный замысел и понять вселенский порядок. Отныне он мог пользоваться своим знанием для своей пользы и достижения своего могущества. Практическим выводом из новой картины мира стало соединение науки с производством, промышленная революция, в ходе которой были созданы современное модернизированное общество и цивилизация. Прогресс и счастливое будущее человечества казались неизбежными. Для достижения этой цели человек больше не нуждался в опоре на Бога, а целиком рассчитывал на свои силы и мощь своего разума. Так окончательно победила научная революция и произошло рождение новой эпохи.

Подводя итоги научной революции XVI - XVII вв., следует выделить процессы, сформировавшие научное естествознание Нового времени и всю классическую науку в целом. Крупнейшим достижением научной революции стало крушение антично-средневековой картины мира и формирование новых черт мировоззрения, позволивших создать науку Нового времени. Основу естественнонаучной идеологии составили следующие представления и подходы:

- натурализм - идея самодостаточности природы, управляемой естественными, объективными законами;

- механицизм - представление мира в качестве машины, состоящей из элементов разной степени важности и общности;

отказ от доминировавшего ранее символически-иерархического подхода, представлявшего каждый элемент мира как органическую часть целостного бытия;

- квантитативизм - универсальный метод количественного сопоставления и оценки всех предметов и явлений мира, отказ от качественного мышления античности и Средневековья;

- причинно-следственный автоматизм - жесткая детерминация всех явлений и процессов в мире естественными причинами, описываемыми с помощью законов механики;

- аналитизм - примат аналитической деятельности над синтетической в мышлении ученых, отказ от абстрактных спекуляций, характерных для античности и Средневековья;

- геометризм - утверждение картины безграничного однородного, описываемого геометрией Евклида и управляемого едиными законами космического универсума.

Вторым важнейшим итогом научной революции стало соединение умозрительной натурфилософской традиции античности и средневековой науки с ремесленно-технической деятельностью, с производством. До сих пор теоретические знания были сферой абстрактного интеллекта, а эмпирические занятия - уделом конкретного ремесла. Представители кабинетной учености, не занимаясь экспериментом, обрекали себя на бесплодное схоластическое теоретизирование. Представители же цехового ремесла, не занимаясь вопросами теории, оказывались не в состоянии перешагнуть рубеж эмпиризма, выйти за пределы традиционных методов работы, на столетия консервировавших устаревшие представления и не дававших хода техническому прогрессу. Только соединение науки с производством, принятие эксперимента в качестве важнейшего метода естествознания привели к образованию классической науки, во многом ориентированной на практическую полезность.

Еще одним результатом научной революции стало утверждение гипотетико-дедуктивной методики познания. Основу этого метода, составляющего ядро современного естествознания, образует логический вывод утверждений из принятых гипотез и последующая их эмпирическая проверка. Внедрение этого метода в науку связано с именем Г. Галилея. Он выработал особую исследовательскую тактику, предлагавшую проводить изучение не эмпирического, а идеального, теоретического движения, описываемого с помощью математического аппарата. Это позволяло с помощью логического вывода получить законы движения в «чистом виде». После этого требовалось осуществить опытное подтверждение полученных абстрактных законов движения. Вместо движения реальных тел Галилей имел дело с абстрактными и идеальными объектами - понятиями современной науки. Отвлекаясь от реальных процессов и явлений, проникая в их сущность, скрытую за многочисленными помехами реальных условий эксперимента, Галилей создал методологию современного научного познания и заложил основы естествознания.

План семинарского занятия (2 часа)

1. Галилей и его роль в становлении классической науки.

2. Ход и содержание научной революции XVI - XVII вв.

3. И.Ньютон и завершение научной революции.

4. Основные итоги научной революции.