Читать «Физика – моя профессия» онлайн - страница 35

Новый период в науке начался в XVI веке. Он знаменуется открытием Коперника и трудами Пьера Гассенди, возродившего атомную теорию Демокрита.

На смену схоластическим рассуждениям о природе приходит наблюдение и опытное исследование. Становится ясным, что слова служат для обозначения явлений и сами по себе не способны объяснять природу. Эту смену вех отчетливо ощущает историк, перелистывающий труды великого итальянца Галилео Галилея, родоначальника экспериментальной физики. История не считает доказанным, что Галилей ставил эксперименты для проверки своих утверждений, но важно то, что он указал те опыты, которые могли бы быть для этого использованы.

Характерную для современного естествознания постановку вопроса – прежде чем объяснять явление, надо его описать, – мы находим у Галилея.

Вполне сознательно оставляет он в стороне вопрос о том, почему происходит то или иное движение. Его занимает вопрос: как оно происходит? Речь идет не о том, чтобы объяснить, а о том, чтобы описать движение. Это ограничение, которое Галилей накладывает на себя, носит временный характер. Ему ясно, что вопрос о причинах движения сможет быть поставлен лишь после того, когда факты будут исчерпывающим образом описаны.

Что касается игры в слова, то понимание тщеты этого приема как способа объяснения для Галилея вполне очевидно. Вот замечательный отрывок из знаменитых диалогов между Сальвиати (говорящего устами Галилея) и Симпличио (то есть простака, представителя аристотелевской школы). Выводя своего противника на свежую воду, Сальвиати спрашивает:

– Так какова же причина, что тела стремятся к Земле?

– Каждый знает, что причина в Тяжести тел, – отвечает Симпличио.

– Вы ошибаетесь, синьор Симпличио. Надо было сказать: каждый знает, что причина эта называется Тяжестью.

И далее Сальвиати поясняет, что, давши это название явлению, мы ни на йоту не продвинулись в его понимании. И заключение – не играйте словами.

Итак, замок слов, построенный Аристотелем, разрушен.

На его месте начинает строиться здание науки, и прежде всего механики. Наступает 1687 год, выходит в свет творение гениального английского физика Исаака Ньютона «Математические начала натурфилософии». В работе изложены основные законы, которым подчиняется движение любых тел.

Любых? Будущее покажет необходимость оговорки. Но в течение следующих 200 лет накапливается множество доказательств исключительной точности законов Ньютона. Не только нет мыслей об ограниченной справедливости механики Ньютона, но, напротив, приобретается уверенность в божественной справедливости этих законов природы.

Вслед за открытием законов механики шествуют замечательные математические исследования, которые используются тут же для решения задач механики. Новые задачи в механике, в свою очередь, диктуют задания математике. Проходит совсем немного времени, и исследователи готовы ответить на вопрос, как будет двигаться тело. Для этого нужно знать только лишь начальные условия: где было тело в заданное время и какова была его скорость в этот момент. Дальнейшая судьба тела в руках ученых – законы Ньютона, облеченные в форму дифференциальных уравнений^ решат ее. Законы скажут, по какой кривой – эллипсу, параболе или другому пути – будет двигаться тело. Если вас интересует значение скорости движения, то, пожалуйста, скажите, в какой момент времени или в какой точке траектории вы желаете знать скорость движения, и уравнения Ньютона дадут ответ и на это так же, как и на любой другой вопрос о движении интересующей вас материальной частицы.