Представления Галилей о строении материи
Рассуждения Галилея о материи, впрочем, предпринимаемые им не очень часто и большей частью лишь при рассмотрении конкретных механических проблем, например, тепла, сопротивления материалов, направлены, главным образом, против перипатетиков.
Механическая программа понимала единство мира лишь как механическое единообразие. Вместо качественных различий нужно было включить в научное мировоззрение чисто количественные различия элементов, тождественных по своей природе и свойствам. Нужно было подчинить всю науку механическому сведению всех явлений природы к перемещению качественно однородных, а количественно различных элементов [1].
Поэтому Галилей критикует учение Аристотеля о качествах: Я вполне понимаю, что как только я представляю что-нибудь телесное, материальное, я должен вместе с тем понимать, что оно ограничено, имеет ту или иную форму, большое или малое по отношению к другим вещам, находится в том или ином месте, в тот или иной момент времени, движется или неподвижно, касается или не касается другого тела, существует в единственном теле, в нескольких или во многих, и никакое воображение не может оторвать вещь от этих условий. Но то, что она должна быть белой или красной, горькой или сладкой, звучащей или немой, дурно или хорошо пахнущей, - не понимаю, почему я должен заставить себя считать, то вещам должны обязательно сопутствовать эти характеристики. Наоборот, если бы чувства не служили нам проводниками ощущений, возможно, не возникло бы и разговора, и даже самого представления о них. Поэтому я думаю, что все эти вкусы, запахи, цвета и т.д. с точки зрения предмета, в котором, казалось бы, они пребывают, суть не что иное, как одни лишь наименования; местом их пребывания является лишь ощущающее тело, так что если убрать ощущающее животное, то будут устранены и уничтожены все эти свойства».
|
|
|
В своем рассуждении о первичных и вторичных свойствах Галилей наиболее близок традиции Демокрита, который также считал все ощущения отображением материальных объектов, не обладающих собственными качественно именно такими же свойствами: чувства находятся внутри человека. Вот наиболее близкое Демокриту рассуждения Галилея: «Никогда не стану от внешних тел требовать чего-либо иного, чем величина, фигура, количество и более или менее быстрые движения для того, чтобы объяснить возникновение ощущений вкуса, запах и звука; я думаю, что если бы мы устранили уши, языки, носы, то остались бы только фигуры, числа, движения».
Поэтому для Галилея нет ничего необыкновенного в том, чтобы измерить тепло или холод – создать, так называемый термоскоп, действующий на принципе теплового расширения. Перипатетику и в голову не пришла бы возможность измерения степени тепла и холода, потому что для них холод и тепло – это различные свойства, перемешанные в материи. Для Галилея же холод – это просто отсутствие тепла, не являющееся положительным качеством.
|
|
|
Далее Галилей высказывает в высшей степени значительную мысль, в которой сплетаются корни таких важнейших научных идей XVII в. как неуничтожимость вещества, однородность материи и сведение качественных различий к конфигурации элементов материи. «Я никогда не мог представить себе такого превращения веществ друг в друга, при котором одно тело признается уничтоженным, а из него получается другое тело, совершенно отличное от первого. Я считаю возможным, что превращение сводится просто к изменению взаимного расположения частей, причем ничто не уничтожается и ничего нового не нарождается.
Рассуждая о природе сопротивления материалов («Беседы и математические доказательства…»), Галилей идет еще дальше по пути возрождения идей Демокрита. Тела состоят из бесконечного множества микропустот и частиц, которые разделяют эти микропустоты. Сами пустоты, как ни парадоксально, связывают частицы, а разрушение тела происходит при попадании в эти микропустоты другого вещества (при плавлении – огня). Рассуждая о числе и делимости этих частиц Галилей, в конце концов, признает их неделимыми, то есть атомами, не пускаясь, впрочем в рассуждения вглубь и далее.
|
|
|
Платонизм Галилея
То, что Галилей является противником научной программы – физики Аристотеля, тем более в несколько омертвевшей, окостеневшей, схоластической форме – это несомненно. Но насколько он близок математической программе Платона, какова «степень его платонизма» - это предмет серьезных дискуссий и поныне [5].
То, что Платон является авторитетом для Галилея, доказывает следующая цитата: «Отсюда станет понятным на бесчисленных примерах сколь полезна математика в заключениях, касающихся того, что предлагает нам природа и насколько невозможна настоящая философия без помощи геометрии, в соответствие с истиной, провозглашенной Платоном». Однако мы помним, что для Платона натурфилософия, т.е. собственно физика, наука о природе (кстати, именно Галилей стоит на стыке между натурфилософией и физикой в современном смысле) не является наукой, чувственный мир не может быть предметом научного знания (не только высшего – диалектики, но и промежуточного уровня – математики). «…Нам приходится довольствоваться в таких вопросах правдоподобным мифом, не требуя большего». Пример такого рода мифа он привел в «Тимее», разработав теорию первообразов стихий.
|
|
|
Для Галилея познание чувственного мира вполне достижимо. «Экстенсивно, то есть по отношению ко множеству познаваемых объектов, а это множество бесконечно, познание человека – как бы ничто, хотя он и познает тысячи истин, так как тысяча по сравнению с бесконечностью как бы нуль, но если взять познание интенсивно, то, поскольку термин интенсивное означает совершенное познание какой-либор истины, то я утверждаю, что человеческий разум познает некоторые истины столь совершенно и с такой абсолютной достоверностью, какую имеет сама природа». Налицо коренная противоположность во взглядах на познаваемость природы.
Однако это становится не столь очевидным, если учесть и понять тот метод познания, который ввел в естествознание именно Галилей, и который превратил натурфилософию в физику (если хотите, сделал из физики строгую науку). В процессе исследования природы Галилеем можно выделить 4 момента или фазы:
1-я фаза – восприятие явления, чувственный опыт, опыт Аристотеля. Как говорил Галилей – привлекающий наше внимание к изучению определенной частной группы явлений. Но еще не дающий законов природы;
2-я фаза – так называемая Аксиома или, согласно современной терминологии – рабочая гипотеза. Это центральный момент открытия, возникающий из внимательного, критического рассмотрения чувственного опыта путем творческого процесса, сходного с интуицией художника. На этом аристотелево познание заканчивается. У Галилея же далее идет:
3-я фаза - математическое развитие, то есть нахождение логических следствий из принятой рабочей гипотезы. Но почему математические следствия должны соответствовать данным ощущениям? Потому что (знаменито!): «Книга природы написана на языке математики, ее буквами служат треугольники, окружности и другие геометрические фигуры, без помощи которых человеку невозможно понять ее речь; без них – напрасное блуждание в темном лабиринте».
И, наконец, 4-я фаза – опытная проверка следствия, как высшего критерия всего пути открытия.
Чувственный опыт, рабочая гипотеза, математическая разработка и опытная проверка – таковы четыре фазы исследования природы, которое начинается с опыта и к нему возвращается, но не может развиваться без обращения к математике. Сравнивая с Платоном, выделим важность математического метода в процессе познания. В этой части исследователь оперирует с чистым разумом, неизменными математическими идеями, но две опытных фазы привязывают весь процесс к изменчивому и ложному чувственному миру.
В том то и дело, что опыт, наблюдение, эксперимент Галилея коренным образом отличается от всего подобного до него. В 1-й фазе опыт может быть тем же непосредственным наблюдением. Во 2-й фазе разум абстрагируется от наблюдаемых явлений, пытаясь вывести предположение, не обязательно соответствующее непосредственному наблюдению, но как бы отвлеченно суммируя и усредняя наблюдаемое.
А вот 4-я фаза – является совершенно новой и совершенно по- новому оформленным опытом. Это, во-первых, целесообразно поставленный эксперимент, специально поставленный эксперимент. Во-вторых, и самое главное, эксперимент поставленный так, чтобы максимально отвлечься от всех других явлений кроме исследуемого, убрать посторонние влияния, идеализировать эксперимент. Да и сама «мыслительная» часть познания построена у Галилея на принципе идеализации явления, принципе научной абстракции.
Особенно отчетливо новый метод Галилея веден на примере исследования явления свободного падения тел (см. выше). Галилей начинал с предположения о том, что все тела падают с постоянным ускорением, то есть, что приращение скорости падающего тела пропорционально времени. Это – гипотеза. Она построена на непосредственном наблюдении за падающими телами (по легенде – бросании ядер с пизанской башни). Причем уверенно этого сказать нельзя, разные тела, разной тяжести в реальности падают по - разному. То, что скорость не зависит от массы вовсе не очевидно. Аристотель как раз утверждал обратное. Кроме того, можно предположить (и Галилей первоначально предположил), что скорость зависит от пути. Чтобы проверить гипотезу, Галилей выводит из нее следствие – закон зависимости пути от времени. Уже на этом этапе отбрасывается ложная гипотеза: v=cS, так как вывод из нее закона пути приводит к логической бессмыслице, математическим выражением которой является появление «минус» бесконечности в формуле.
Полученное следствие-закон S=(at^2)/2 Галилей проверяет на специально поставленном эксперименте по движению тела на наклонной плоскости (т.к. для вертикального падения не было столь точных хронометров и методик). Галилей доказывает, что движение по наклонной плоскости происходит по закону той же формы, но с другим, меньшим коэффициентом (а<g – ускорения свободного падения). Эксперимент ставится на узкой доске длиной 12 локтей с желобом, выстланном пергаментом для устранения силы трения. По желобу движется бронзовый шарик. Все делается в рамках возможностей той техники. Чтобы влияние силы трения свести к 0.
Подтверждение зависимости пути от времени – следствия из основной гипотезы – подтверждает и саму гипотезу, которую непосредственно Галилей проверить не мог. Поэтому опыты Галилея с наклонной плоскостью являются не просто опытами, но целесообразно проведенным экспериментальным исследованием, пожалуй, первым в истории физической науки.
Итак из непосредственных наблюдений путем «почти озарения» к идеальной модели явления, затем логическое развитие идеи идеализированного опытная проверка следствия идеи. Наверное, эта новая по сравнению с Аристотелем, но и новая по сравнению с Платоном, схожая по своей сущности метода Галилея, позволила Гейзенбергу /6/ написать: «Исходный пункт физики Галилея абстрактен и полностью лежит на линии, предсказанной Платоном. Аристотель еще описывал действительное движение в природе и потому он установил, что легкие тела вообще падают медленнее, чем тяжелые. Галилей же, наоборот, ставит вопрос, как падали бы тела, если бы не было сопротивления воздуха: как они падали бы в «пустом пространстве». Ему удалось математически сформулировать законы для теоретического движения, которые экспериментально реализовать можно только приблизительно. Вместо непосредственного изучения процессов природы нас окружающих, выступает математическая формула предельного закона, который можно проверить только при исключительных условиях. Возможность получить предельно сформулированные законы из процессов природы покупается отказом применить эти законы непосредственно к тому, что происходит в природе». Таким образом, Гейзенберг, по сути, говорит, что после Галилея ученые стали открывать законы (и очень успешно), которые в чистом виде никогда в действительности не выполняются.
Дата добавления: 2015-12-17; просмотров: 25; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!