Научная программа Ньютона

Свою научную программу Ньютон называет «экспериментальной философией», подчеркивая при этом, что в исследованиях природы он опирается на опыт, который затем обобщает при помощи метода индукции. Напротив, картезианцы предпочитают идти обратным путем - от общих самоочевидных положений («гипотез») к менее общим через дедукцию - метод, который и Гюйгенс критиковал за «априорность». Главный упрек в адрес Декарта сводится к тому, что он, не обращаясь в должной мере к опыту, конструирует «гипотезы», «обманчивые предположения» для объяснения природных явлений.

И хотя все математическое естествознание Нового времени, начиная с Галилея,

опирается на эксперимент и последовательно стремится изгнать из науки отвлеченную спекуляцию, тем не менее, именно в ньютоновской программе эксперимент,

опыт действительно играют решающую роль. В этом отношении с Ньютоном можно сравнить только его соотечественника Р. Бойля, который тоже был великим экспериментатором, доказывавшим свои убеждения с помощью эксперимента. Опыты Ньютона отличались поразительной точностью и стремлением количественно фиксировать характер наблюдаемых процессов. В своем стремлении доверять эксперименту, вообще опыту больше, чем умозрению, Ньютон - истинный наследник традиции английского эмпиризма. Великий физик настоятельно рекомендует естествоиспытателям опираться на этот метод, требующий исходить не из общих положений разума, а из опытов и наблюдений. Даже математика, по Ньютону, должна пользоваться методом анализа, основанном на индукции, а тем более - физика. Только те заключения, которые получены на базе экспериментов, имеют право претендовать на научность и достоверность,- и это несмотря на то, что, как признает Ньютон, к общим положениям можно прийти только путем полной индукции, что, строго говоря, бывает очень редко. Гипотезам, т.е. утверждениям, полученным рационально, а не эмпирическим путем, не должно быть места в науке.

Содержание научного метода Ньютона (метода принципов) сводится к следующему: •

провести опыты, наблюдения, эксперименты; •

посредством индукции вычленить в чистом виде отдельные стороны естественного процесса и сделать их объективно наблюдаемыми; •

понять управляющие этими процессами фундаментальные закономерности, принципы, основные понятия; •

осуществить математическое выражение этих принципов, т.е. математически сформулировать взаимосвязи естественных процессов; •

построить целостную теоретическую систему путем дедуктивного развертывания фундаментальных принципов165.

Сам Ньютон с помощью своего метода разработал классическую механику как целостную систему знаний о механическом движении тел. Его механика стала классическим образцом научной теории индуктивного типа и эталоном научной теории вообще, сохранив свое значение до настоящего времени. Таким образом, Ньютон завершил построение новой для того времени картины природы, сформулировав основные идеи, понятия, принципы, составившие механическую картину мира. При этом Ньютон считал, что «было бы желательно вывести из начал механики и остальные явления природы».

Основное содержание механической картины мира, созданной Ньютоном, сводится к следующим моментам. Весь мир, вся Вселенная (от атомов до человека) понимался как совокупность огромного числа неделимых и неизменных частиц, перемещающихся в абсолютном пространстве и времени, взаимосвязанных силами тяготения, мгновенно передающимися от тела к телу через пустоту (ньютоновский принцип дальнодействия). Согласно этому принципу любые события жестко предопределены законами классической механики, так что если бы существовал, по выражению Лапласса, «всеобъемлющий ум», то он мог бы их однозначно предсказывать и предвычислять.

Основными в механике Ньютона являются понятия силы, массы, пространства и времени, которые органически связаны между собой, и вне их связи невозможно осмыслить содержание каждого из них. В этом отношении научная программа Ньютона не отличается принципиально от декартовской: она представляет собой строго продуманную систему принципов. Само же содержание этих принципов радикально отличается как от картезианских, так и от атомистических. Если у Декарта свойства тела сводятся к протяжению, фигуре и движению, причем источником движения Декарт считает Бога, если атомисты для определения природы телесного начала вводят ещё и непроницаемость (твердость), считая его главным свойством материи, то Ньютон присоединяет к перечисленным свойствам ещё одно - силу, и это последнее становится у него решающим. Сила, которой наделены все тела без исключения, как на Земле, так и в космосе, есть, по Ньютону, тяготение.

Именно сила тяготения тел есть та причина, с помощью которой, по убеждению Ньютона, можно объяснить, - а не только математически описать - явления природы. Это та последняя причина, к которой восходит всякое физическое, или механическое познание природы; сама же она, как подчеркивают Ньютон и его последователи, в рамках механики объяснена быть не может. Поскольку всё, что невозможно было объяснить с помощью механических причин, в XVII-XVIII вв. квалифицировалось как «скрытое свойство» и изгонялось из науки, то оппоненты Ньютона настойчиво требовали либо исключить «гипотезу тяготения», либо найти ей объяснение, выводя ее если не из явлений, то из более простой и понятной причины. В течение нескольких лет Ньютон пытался найти способ объединения силы тяготения как космической силы, определяющей движения планет, с силой тяжести земных тел. В 1685 г. он открыл закон, согласно которому земной шар притягивает находящееся вне его тело так, как если бы вся масса Земли была сконцентрирована в одной точке - центре.

Важное значение в разработке механистической картины мира имеет закон инерции.

Его пытались сформулировать и Кеплер, и Декарт. Кеплер, так же как и Аристотель, считал, что для приведение тела в движение и для сохранения этого движения всякое тело - как земное, так и небесное - нуждается в двигателе. Движущая причина, или сила, необходима, согласно Кеплеру, чтобы тело могло двигаться. Иначе трактует закон инерции Декарт, а за ним и Ньютон. Сформулированный Декартом закон инерции гласит: каждая вещь пребывает в том состоянии, в каком она находится, пока ничто ее не изменит; в этом отношении состояния движения и покоя равноправны; и при этом каждая частица материи в отдельности стремится продолжать свое движение не по кривой, а исключительно по прямой. У Ньютона закон инерции звучит так: врожденная сила материи есть присущая ей способность сопротивления, согласно которой всякое отдельно взятое тело, поскольку оно предоставлено самому себе, удерживает свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. Закон инерции необходимо предполагает бесконечное изотропное пространство и однородную материю, составляющую вещество как земных, так и космических тел. Эти обе предпо- сылки являются общими у Декарта и Ньютона, как, впрочем, и у двух других научных программ классической науки - атомистической и лейбницевской.

Однако если бесконечное изотропное пространство мыслится в картезианской программе как относительное, то у Ньютона оно получает совсем иную интерпретацию. Вводя понятия абсолютного пространства и времени, Ньютон вступает в полемику не только с картезианцами, но и с атомистами, и с Лейбницем. Вместе с понятиями абсолютного пространства и времени Ньютон вводит также понятие абсолютного движения. Эта концепция пространства и времени как арены для движущихся тел, свойства которых неизменны и независимы от самих тел, составляла основу механической картины мира.

В учении об абсолютном пространстве нашли свое выражение философско-теоло- гические взгляды Ньютона, игравшие в его мышлении важную роль166. В качестве одной из философских предпосылок ньютоновской динамики следует указать на его убеждение в том, что материя по природе есть начало пассивное, а поэтому должно существовать некоторое активное начало, которое служило бы, образно говоря, источником «питания» вселенной. Такое представление о материи у Ньютона совпадает с картезианским: у Декарта, как мы знаем, источником движения в мире является Бог. Далеко не случайно принцип тяготения имеет в качестве своего коррелята в ньютонианской физике понятие абсолютного пространства. Ведь последнее Ньютон наделяет особым свойством активности, называя его «чувствилищем бога» (Sensorium Dei). Ньютоново абсолютное пространство есть, в сущности, нечто вроде мировой души неоплатоников, которая как бы осуществляет связь всех вещей во вселенной, подобно тому, как душа животного - связь всех его органов. В пользу такого понимания абсолютного пространства говорит и тот факт, что оно, согласно Ньютону, не является делимым. Однако Ньютон не согласен считать пространство мировой душой: понятие мировой души несовместимо с христианством, он заявлял, что пространство - это атрибут Бога, а не его субстанция.

У ньютонианцев в XVIII в. закрепилось и абсолютизировалось представление о ньютоновской научной программе как программе прежде всего эмпирической. И хотя в работах Ньютона было немало оснований для такого толкования его метода, однако распространившееся в XVIII в. представление о принципах ньютонианской физики было все-таки односторонним: из научной программы Ньютона, в сущности, полностью элиминировалось ее философское ядро. В результате и возник тот облик ньютоновской физики, который впоследствии оказался одним из аргументов в пользу позитивистского толкования науки и ее истории.

А. Эйнштейн писал: «значение трудов Ньютона заключается не только в том, что им была создана практически применимая и логически удовлетворительная основа механики, а и в том, что до конца ХК в. эти труды служили программой всех теоретических исследований в физике»167, - и не только в ней, но и в других науках.

В числе ученых XVIII в., работавших в рамках научной программы Ньютона - Пьер Симон Лаплас (1749-1827), выдающий французский математик и астроном. Его пятитомное произведение «Трактат о небесной механике» как бы подытожило развитие классической механики. Именно в небесной механике Лаплас, как и другие ученые XVIII в., видит вершину механики как науки, в которой находит свое полное подтверждение принцип механического понима- ния природы. Лаплас полностью убежден в том, что физика должна быть сведена к механике, а последняя решает все задачи путем дифференциального исчисления. Достаточно проинтегрировать систему дифференциальных уравнений, описывающих движение всех без исключения тел и частиц, составляющих вселенную, чтобы получить исчерпывающее знание о том, что есть, что было и что будет. Всякая случайность, согласно этой программе, будет результатом нашего незнания. Здесь он близок к французским материалистам, о чем достаточно убедительно свидетельствует его ответ на реплику Наполеона, получившего в подарок экземпляр «Изложения системы мира» Лапласа: «Ньютон в своей книге говорил о Боге, в Вашей же книге я ни разу не встретил имени Бога».- «Гражданин Консул, в этой гипотезе я не нуждался».

Важная особенность функционирования механической картины мира в качестве фундаментальной исследовательской программы - синтез естественнонаучного знания на основе редукции (сведения) разного рода процессов и явлений к механическим. Несмотря на ограниченность уровнем естествознания XVII в., механическая картина мира сыграла в целом положительную роль в развитии науки и философии. Она давала естественнонаучное понимание многих явлений природы, освободив их от мифологических и религиозных схоластических толкований. Она ориентировала на понимание природы из неё самой, на познание естественных причин и законов природных явлений.