Атомизм в ХVII-ХVIII вв.

Атомизм Бойля имеет и еще одну весьма характерную особенность: Бойль мыслит корпускулы не по аналогии с мельчайшими "кусочками вещества", а по аналогии с невидимыми глазу, мельчайшими "инструментами", "орудиями", благодаря которым видимый нами мир представляет собой нечто вроде гигантских часов, приводимых в движение "часовщиком Вселенной" - Богом.

Для механицизма XVII в. именно такое понимание очень характерно, мы встречаем его также и у Лейбница, который говорит, что созданная Богом "машина мира" является "машиной" вплоть до мельчайших своих деталей: все ее части и части этих частей до бесконечности представляют собой механизмы в отличие от тех машин, которые строит человек, употребляя в качестве деталей уже далее не обработанное вещество. Вот почему аналогия Вселенной с часами является такой популярной в науке XVII в.: она предполагает, что эти "вселенские часы" созданы "Мастером" и им же приводятся в движение. Объясняя целесообразность как мира в целом, так и всех его элементов, Бойль пишет: "По нашему мнению, это так, как в редкостных часах, например, находящихся в Страсбурге, где все искусно слажено; и, когда механизм приведен в движение, все происходит в соответствии с первоначальным замыслом мастера, и движения маленьких статуй, совершающих в определенные часы известные действия, как и движения заводных кукол, не требуют особого вмешательства мастера или какого-нибудь его разумного помощника, но выполняют свои функции в положенные сроки, благодаря общей и первоначальной слаженности всего аппарата".

В отличие от деистов, которые полагали, что после того, как мир был сотворен и ему было сообщено движение, механизм мира не нуждается в божественном вмешательстве, Бойль был убежден, что законы мироздания поддерживаются благодаря непрерывному содействию Бога, а потому не может быть исключена и возможность чудес. Согласие механики с библейским вероучением у протестантов Бойля, Гука, Ньютона было предметом их постоянной заботы, что существенно отличало их от Галилея, Гассенди и Декарта.

Сравнение Бойля с Гассенди интересно еще и потому, что показывает, какие большие различия существовали между атомистами XVII в. Гассенди тяготеет к эпикурейскому атомизму, признавая основные положения последнего, в том числе и убеждение в том, что мир возник в результате случайного скопления атомов, что из их случайных движений и сочетаний возникают предметы и явления внешнего мира. Гассенди также приписывал подвижность самим атомам, соглашаясь в этом пункте с Эпикуром и Лукрецием и существенно расходясь с Декартом, Бойлем и другими своими современниками, не наделявшими материю движением. Эпикуреизм близок Гассенди также и в мировоззренческом аспекте, тогда как пуританин Бойль, напротив, склонен скорее к аскетизму и, подобно Ньютону, в научной деятельности видит своего рода аскезу в миру.

Но есть и еще более важное различие между атомизмом Бойля, с одной стороны, Эпикура, Лукреция и Гассенди - с другой. Если для Гассенди все многообразие явлений зависит прежде всего от формы, размера и веса атомов, то, с точки зрения Бойля, для которого атом - не просто частица материи, но скорее инструмент, главные характеристики атомов - это их движение и связанное с этим последним взаимное отношение, расположение или сочетание атомов. Если античные атомисты описывали многообразие форм атомов, то Бойль описывает многообразие свойственных им движений. Движения могут быть различными по скорости, говорит Бойль, равномерными и неравномерными, при этом неравномерное движение может быть замедляющимся или ускоряющимся, тело может двигаться по прямой или по самым различным кривым, которых гораздо больше, чем их описали до сих пор геометры; движения могут быть волнообразными, тела могут обладать сложными движениями, поступательными и вращательными одновременно, и все эти виды движений могут вступать между собой в бесконечное множество соотношений. Вот эти движения и их многообразие как раз и обусловливают действие частиц, которые Бойль называл minima naturalia или prima naturalia.

Бесконечное многообразие движений порождает бесконечное многообразие отношений между корпускулами, а также, по-видимому, внутри корпускул. "Для Бойля, в сущности, безразлично, имеют ли такие корпускулы "простую" или "сложную" природу, - пишет в этой связи В. П. Зубов, - важно, что их составные части столь крепко соединены, "что их нельзя совершенно разъединить или рассеять ни посредством того градуса огня или жара, когда материя, как принято говорить, улетучивается, ни посредством осаждения", т.е. мокрым путем... Простые (неразложимые) в химическом отношении тела могут иметь, по Бойлю, весьма сложную физическую структуру".

Поскольку корпускулы, таким образом, наделены определенной структурой, а последняя может быть в принципе изменена, а тем более может быть изменена структура, составленная из этих корпускул, учитывая, что эта перестройка связана с изменением того типа движений, которыми эти структуры и определяются, то понятно, что Бойль должен допускать трансмутацию природных тел, элементов, т.е. допускать возможность превращения едва ли не любой вещи в другую. В этом пункте тоже существует принципиальное различие между атомистами древними и новыми. При химическом взаимодействии тел, по мысли Бойля, происходит не просто соединение и разъединение одних и тех же неизменных атомов, своего рода постоянных "кирпичиков" мироздания, - напротив, при этом взаимодействии видоизменяются отношения между атомами, появляются их новые сочетания. А это значит, что в атомистической концепции Бойля не столь важны сами атомы как неизменные субстанции, сколько отношения между ними, которые воплощаются в различные виды движений.

Убеждение в возможности трансмутации элементов и радикального изменения природы тел ведет у Бойля к новому пониманию эксперимента, его сущности и его главной цели. Хотя родоначальником экспериментального метода нового времени обычно считают Галилея, но большинство экспериментов Галилея, как мы уже видели, представляют собой как бы "вещественное" воплощение теоретического построения, - их целью является экспериментальное обоснование допущения, после которого это допущение становится подтвержденной теорией. Не случайно у Галилея мы так часто встречаем мысленный эксперимент.

Не так обстоит дело у Бойля. Как справедливо пишет в этой связи Т. Кун, цель эксперимента у Бойля, так же как и у Гильберта, Гука и др., состоит в "обнаружении природных реакций в таких условиях, которые раньше не наблюдались и тем самым не существовали". Главное отличие от Галилея заключается при этом в том, что Бойль заранее не может предсказать, как поведут себя природные тела в той или иной химической реакции. Хотя, как мы уже отмечали, именно Бойль хотел превратить с помощью атомистической гипотезы химию в науку, тем не менее его экспериментальная практика оставалась ближе всего к тому пониманию эксперимента, какое предложил Фр. Бэкон. И это сказывается не только в том, что Бойль подчеркивает практическую пользу науки, не только в его стремлении к изменению природы, из которого растет его экспериментальный метод, но, что не менее важно, в его ориентации на реальный, а не мысленный эксперимент, т.е. на такой эксперимент, исход которого неизвестен, потому что экспериментатору непонятно, какие именно изменения происходят с веществом во время соединения его с другим. Т. Кун в интересной статье, посвященной анализу математической и экспериментальной традиции в развитии физики, указывает на различие двух типов эксперимента, которые опираются на разное понимание опыта: пассивное наблюдение и активное вмешательство в ход природных процессов. Первую традицию он называет математической, или классической, а вторую - в собственном смысле экспериментальной, или бэконианской. В науке нового времени, по мнению Куна, нашли себе применение обе: первая - по большей части у Галилея, Торричелли, в ньютоновских "Началах", т.е. прежде всего в механике, вторая - главным образом в химии, а также при изучении магнетизма и электричества.

Здесь, однако, нужна оговорка. Хотя отмеченное Куном различие в понимании эксперимента действительно имело место в науке XVII-XVIII вв., однако видеть в галилеевском эксперименте продолжение античного понимания опыта как наблюдения было бы неверно. Как раз тенденция к созданию искусственной, противоречащей видимому опыту ситуации была одинаково характерна как для галилеевского, так и для бойлевского эксперимента - ведь и Галилей конструирует особые условия для изучения природных явлений, например, изучает движение различных тел в пустоте; различие, на мой взгляд, здесь надо искать в другом. А именно: эксперимент Галилея - это в основном предметное воплощение теоретического построения, а потому его достаточно мысленно смоделировать; эксперимент же для Бойля (при всем стремлении английского ученого сблизить химию с теоретической наукой - механикой) - это "experimentum crucis", попытка заставить природу выдать ее тайны, а для того необходимо "потрясти ее до основания", как говорил Бэкон, силой заставить ее открыть то, что неведомо человеку и что не может быть предвосхищено им чисто теоретически. Этот тип эксперимента ведет свое происхождение от герметической традиции и несет еще и в XVII в. черты алхимии и магии.

Обращение Бойля к корпускулярной теории обнаруживает, однако, его стремление поставить и химию на более прочный и достоверный фундамент механики, мировоззренческие предпосылки которой, ее рациональный характер и простота выявляемых ею законов, делающих возможными научные предсказания, весьма привлекательны для него.

4. Руджер Иосип Бошкович. Атомы как центры сил

Мы уже отмечали, что в XVII и XVIII вв. в той или иной форме и степени атомистическую гипотезу использовали представители всех научных направлений. Хорватский ученый Р. Бошкович (1711-1787) с помощью атомизма попытался решить целый ряд теоретических вопросов физики, в том числе объяснить природу континуума, сущность пространства и времени, законов движения, - вопросов, над которыми билась механика в XVIII в., пытаясь согласовать принципы динамики с требованиями математики. Наиболее полно свои воззрения Бошкович изложил в работе "Теория натуральной философии" (1758). Как и у Ньютона и других ученых XVIII в., под натурфилософией Бошковича подразумевается, в сущности, физика в ее теоретически продуманной форме.

В основе системы Бошковича лежит понятие силы; однако было бы не совсем верно на этом основании считать его сторонником ньютоновской программы; понятие силы является исходным также и в лейбницевой динамике. Бошкович как раз и попытался соединить некоторые положения ньютоновской программы, в частности принцип дальнодействия, с лейбницевым учением о простых и неделимых субстанциях, составляющих основу природного бытия. Принимая в качестве первичных силы притяжения и отталкивания и в этом смысле следуя Ньютону, Бошкович, однако, не признает абсолютных пространства и времени и объясняет тяготение в отличие от Ньютона, связывавшего тяготение с природой в первую очередь самого пространства, природой атомов как "центров силы", вступающих между собой во взаимодействие. Атомы у Бошковича, хотя они, по его определению, и внепространственны (не имеют частей), а потому сходны с монадами Лейбница, рассматриваются, однако, не как формы или "души", а как физические точки. Иначе говоря, Бошкович исследует субстанции не как метафизик (в смысле Лейбница), а как физик - возможность, которую признавал и Лейбниц: та самая монада, которая у Лейбница в метафизике предстает как деятельность представления и влечения, будучи рассмотренной в рамках физики, мыслится по аналогии с математической точкой - как центр силы. Проблема субстанций как "математических точек" становится одной из главных в философии Хр. Вольфа, влияние которого испытал Бошкович; именно у Вольфа соотношение физики (динамики) и математики также было в центре внимания.

Не случайно в своей попытке разрешить эту проблему и соединить принципы Лейбница и Ньютона Бошкович двигался параллельно Канту, в "Физической монадологии" поставившему аналогичную задачу. Не случайно и тот и другой мыслители занялись, в сущности, одной и той же проблемой: в рамках вольфовской школы эта проблема встала во всей остроте, и не они одни вынуждены были разрешать парадоксы, возникающие в связи с трудностями соотнесения метафизических, физических и математических "точек".

Бошкович очень точно заметил одну из главных трудностей в научной программе Лейбница: невозможность вывести непротиворечиво пространственное протяжение из неделимых (т.е. не имеющих частей, а, значит, и непротяженных) монад. По отношению к Лейбницу, пишет Бошкович, можно повторить возражение, выдвигавшееся Аристотелем против Зенона Элейского: сколько бы непротяженных точек мы ни взяли, они не дадут нам протяженности. Следовательно, надо иным путем объяснить природу пространства, чем это мы видели у Лейбница.

Первоэлементы природы составляют, согласно Бошковичу, неделимые и непротяженные точки, которые он мыслит как центры сил, а не как частички вещества, непроницаемые в силу своей твердости, как это мы видели у Гюйгенса, да и у картезианцев. Здесь Бошкович следует Лейбницу и Вольфу. Эти точки-силы рассеяны в пустоте и отделены друг от друга определенными промежутками, которые могут быть больше или меньше, но не могут быть полностью устранены, ибо в этом случае атомы соприкоснулись бы и слились, что совершенно не допускается в системе Бошковича. И не допускается в силу определения атомов как сил: "Поскольку при уменьшении расстояний (между атомами. - П.Г.) до бесконечности сила отталкивания до бесконечности возрастает, то очевидно, что ни одна часть материи не может касаться (esse configua) другой, ибо эта сила отталкивания тотчас же отодвинула бы их одну от другой. Отсюда с необходимостью вытекает, что первые элементы материи вообще просты и не составлены ни из каких соприкасающихся частей... Таким образом, всякий сосуществующий континуум будет устранен из Природы, тот самый континуум, на объяснение которого философы потратили так много тщетных усилий".

Итак, реальность, т.е. первоэлементы материи, представляет собой дискретные "точки", отнюдь не составляющие непрерывный континуум, поскольку между ними всегда существуют промежутки; именно в этом смысле Бошкович и говорит о невозможности "сосуществующего континуума", т.е. континуума, составленного как бы из бесконечного числа актуально существующих бесконечно малых элементов, как мыслил континуум, например, Мопертюи. Протяженность не составляется из точек, - тут Бошкович воспроизводит аргументацию Аристотеля против элеатов.

Что же представляют собой силовые центры у Бошковича и каким образом проявляет себя эта первичная реальность - сила? Важнейшим определением силы служит у Бошковича тезис о переходе ее от притягательной к отталкивательной, который был позаимствован им, по собственному признанию ученого, из произведения Ст. Гэльса "Статика растений". Как отмечает В.П. Зубов, "наиболее оригинальной и заслуженно привлекавшей внимание особенностью теории Бошковича является его представление о последовательной смене притягательных и отталкивательных сил в зависимости от меняющегося расстояния материальных точек друг от друга: при расстоянии минимальном действует отталкивательная сила, возрастая неограниченно при его бесконечном дальнейшем уменьшении и не позволяя двум точкам слиться в одну; с увеличением расстояния отталкивательная сила убывает, обращается в нуль и переходит затем в силу притяжения; эта последняя в свою очередь увеличивается, достигает конечного максимума, а затем уменьшается до нуля и переходит в силу отталкивания, - и так множество раз, пока, наконец, на некотором расстоянии сила остается притягательной, изменяясь приблизительно по ньютоновскому закону, т. е. обратно пропорционально квадрату расстояния".

Силы отталкивания с увеличением расстояния между атомами уменьшаются в неизмеримо большей мере, чем силы притяжения; поэтому они оказывают, по Бошковичу, заметное действие только на малых расстояниях, а при сокращении расстояний до очень малой величины силы отталкивания резко возрастают.

Эта "силовая" энергетическая модель атома представляет большой интерес и сегодня, поскольку в ней можно найти некоторые аналогии с моделью атома в квантовой механике. Для нас же система Бошковича важна как попытка разрешить трудности и противоречия, возникавшие в его эпоху, ибо она показывает, каким образом ученые XVIII в. работали, так сказать, "на стыке" разных программ. В этом отношении показательно также учение Бошковича о пространстве и времени, которое противостоит абсолютному пространству и времени Ньютона.

Поскольку, по Бошковичу, подлинно реальны только субстанции, т.е. центры сил, то пространство нельзя рассматривать как некую равноценную им реальность, пространство не есть субстанция. Здесь хорватский ученый, как видим, резко отклоняет картезианскую программу и не менее резко - ньютонианскую, во всяком случае по вопросу о природе пространства. Ближе всего он все же оказывается к Лейбницу и в этом пункте, хотя, как мы видели, и не полностью к Лейбницу присоединяется. Но что же такое пространство по Бошковичу?

Сущность пространства Бошкович определяет с помощью понятия возможности. И в самом деле, поскольку в действительности существуют только центры сил, а рас стояния между ними всегда могут быть определены ими как некоторыми границами, то на вопрос о том, что сам по себе представляет этот промежуток, или это расстояние, Бошкович отвечает, что сам по себе как самостоятельная реальность он в действительности не существует, а существует только в возможности. Как это понимать? А вот как: мы всегда можем в воображении поместить в этот промежуток еще один атом-силу, затем в образовавшиеся два промежутка - еще по одному и так повторять до бесконечности. Вот эта возможность помещения атомов (в воображении, ибо именно этим отличается категория возможного - вспомним понятие воображаемого пространства в античной и средневековой науке) и составляет, по Бошковичу, сущность того, что мы называем пространством. "Я, - пишет Бошкович, - не признаю никакого сосуществующего континуума... Ибо пространство для меня не есть какой-либо реальный континуум, но только воображаемый..." Эту же мысль Бошкович разъясняет еще более обстоятельно. "В действительности всегда существует граница и определенное число точек и интервалов; напротив, в возможном нигде нет конца. Поэтому абстрактное рассмотрение возможностей как раз и порождает в нас идею непрерывности и бесконечности некой воображаемой линии. Но так как сама эта возможность есть нечто вечное и необходимое - ибо от века и необходимо является истиной, что могут существовать эти точки со всеми их свойствами и модусами, - то и воображаемое, непрерывное и безграничное пространство есть нечто вечное и необходимое; однако оно не есть нечто существующее, а есть простое неопределенное предположение чего-то, могущего существовать..."

Рассмотрение пространства как лишь феноменального уровня у Лейбница и рассмотрение его как лишь возможности у Бошковича, несомненно, имеет общую предпосылку: убеждение в том, что подлинно существующей реальностью являются неделимые "простые точки", непротяженные, а потому и не могущие в сумме составить нечто протяженное. Однако имеется и немалое различие между Лейбницем и Бошковичем: мы уже упоминали, что Бошкович указывает на непоследовательность Лейбница в этом вопросе.