Чем механика Аристотеля отличалась от механики Ньютона

Современная физика продолжает как ни чём ни бывало вовсю пользоваться механикой Ньютона, её преподают в школе, в институте, ей пользуются в расчётах, начисто игнорируя её абстрактность и оторванность от реального мира! И это при том, что гораздо более совершенная, пусть и не идеальная, механика давно известна - механика Аристотеля!

Современная физика напоминает священное писание: по­нимать природу как гигантский механизм нас учат в школе, и всю жизнь большинство людей смотрит на достижения физики снизу вверх, не пытаясь даже попробовать их про­анализировать. Результат - кризисное состояние современ­ной физики, да и всей нашей цивилизации, в которой человек постепенно становится лишним элементом.

В теоретической физике сложилась чрезвычайно необычная ситуация.
Механика Ньютона вроде бы точно описывает взаимодействие тел при их медленном движении. Но чем скорость тел выше, тем больше теорий (их называют релятивистскими) пытается описать их поведение: друг с другом спорит чуть ли не сотня различных гипотез. И это показательно. Если бы сре­ди этих гипотез нашлась одна верная, остальные бы исчезли за ненадобностью.

Почему же так получилось? Дело в том, что до сих пор опорой всех релятивистских те­орий остается классическая механика Ньютона. Она обеспечивает достаточную точность расчетов, как в технике, так и в описании движения космических тел, свидетельством чему стали умные машины и точные старты космических аппаратов.

Единственная механика, которая могла бы конкурировать с классической - это механика Аристотеля, практически за­бытая после появления механики Ньютона. Справедливо ли это? Присмотримся к взглядам Ньютона и Аристотеля.

Механика Ньютона базируется на четырех основных по­нятиях: пространство, время, сила и масса. Тело как объект исследования эта механика не рассматривает. Пространство (как пустота), и время (как абсолютная длительность) вводят­ся бездоказательно и являются фоном всех событий. Масса (как количество вещества) и сила (как причина движения) самостоятельны и друг с другом связаны только в определенной последовательности взаимодействий. Например, сила равна произведению массы на ускорение. Здесь ускорение тела и его масса как бы сами по себе. А сила - это если одно помножить на другое. Этот упрощенный взгляд приводит к тому, что описание единой природы распадается на ряд отдельных, не связанных между собой разделов, а вместе с ними вызыва­ет появление взаимно противоречивых теорий. И это уж не говоря о том, что и сила, и масса изначально - величины искусственные, введённые, результат используемой по умолчанию модели мироздания, основанной на весьма расплывчатых представлениях о реальной действительности.

А вот механика Аристотеля могла бы восполнить пробелы механики Ньютона и дать науке новые представления о зако­нах механики и их физической интерпретации.

Механика Аристотеля исходит из абсолютности реального вещественного пространства и движения тел, качественной взаимозависимости и взаимообусловленности свойств. Взаимосвязи, которая от­сутствует и в классической механике, и в современной фи­зике, и которую можно проверить экспериментально. Более того, такой подход позволяет значительно расширить рамки механики и распространить ее на электродинамику, кванто­вую физику, и даже на термодинамику. То есть позволяет интегрировать все разделы физики в единую механику.

К основам своей механики Аристотель относит материю и ее свойства, место (понятие «пространство» он не использо­вал), время, наличие эфира и отсутствие пустоты, движение и самодвижение тел, их качественное состояние, а также причины, вызывающие те или иные явления.

Это практически те же самые категории, которые входят в механику Ньютона и в современную механику. Однако выбранное Аристотелем значение категорий в своем большинстве противоположно тем, на которых основывается механика Ньютона и современная физика.

Так, говоря о природе, Аристотель разъясняет, что понятие природы имеет двоякий характер: его можно определить как первую материю, лежащую в основе каждого из тел, имею­щих в самом себе начало движения, и как форму, поскольку именно форма есть результат и итог всякого движения. А под движением Аристотель понимает не только перемещение или вращение тел в пространстве, но и вообще любое возможное превращение или изменение, которое может происходить с телами. При этом, правда, у него отсутствует даже намек на возможность движения по инерции.

Своеобразно трактует Аристотель понятие «пространст­во», он заменяет его понятием «место»- некий объем, в кото­ром тела находятся и относительно которого они перемеща­ются. Наконец, время по Аристотелю включает прошлое, уже не существующее, будущее, еще не существующее, и узкую грань «теперь», не имеющую длительности.

Нет смысла пересказывать все воззрения Аристотеля, отметим только, что многие его рассуждения для нас непривычны, их трудно понять. Физика Аристотеля с одной стороны ограничена воззрениями античной науки, но с дугой вызывает восхище­ние всесторонностью и строгостью, и сохранила смысл донаших дней. Несомненно, система Аристотеля образует стройную, достаточно завершенную качественную картину мироустройства. И это системное представление природы позволяет нам реставрировать определенную часть начал, установить их место и значение в рамках современных представлений и понятий.

Что касается Ньютона, его мировоззрение отличалось глу­бокой религиозностью и ясностью математического мыш­ления. При этом физические принципы Ньютон выводил на основе экспериментальных данных и умозаключений, а физические гипотезы по возможности заменял аксиомами или постулатами. Это привело к различию представлений о качественно одинаковых процессах.

Ньютон полагал, что Землю, да и всю окружающую чело­века природу сотворил Бог, и в своем движении все подчи­няется законам, установленным Всевышним. А потому если какие-то явления или взаимодействия не понятны и не согласуются, то так оно и было задумано Творцом, и это необходи­мо принимать как данность.

Такой подход тогда не вызывал даже попыток критики, тем более что теория, построенная Ньютоном на зыбкой почве постулатов и аксиом, стала давать довольно точные описания поведения реальных тел. И потому само содержание начал механики уже не вызывало ни малейшего сомнения в своей истинности.

Так же, как и работа Аристотеля, основной труд Ньютона «Математические начала натуральной философии» открыва­ется установлением основных понятий и принципов, в каче­стве которых выступают определения, аксиомы или законы движения, разбавленные поучениями.

Не останавливаясь на рассмотрении всех понятий меха­ники Ньютона, отметим, что его механика не учитывает взаи­мосвязь свойств тел. Например, закон взаимного притяжения тел предполагает, что при подъеме тела над Землей само оно не меняется, хотя очевидно: чем выше поднимается тело, тем меньше сила тяготения. Если вдуматься, выходит, что свойст­ва тела не зависят от его состояния, а сами тела не зависят от их собственной массы.

В механике Аристотеля постулаты отсутствуют. И при соответствующем развитии она способна оказаться ос­новой для описания совокупности реальных явлений, происходящих в природе.В ней вы не найдете дифференциалов и интегралов, за которыми в целых разделах науки почти не разглядеть смысла физических процессов.

Механика изучает за­коны движения и взаимодействие тел. Но что такое «тело»?
По сути нет ни одной энциклопедии, ни одного политехнического словаря, в котором бы фигурировало и тем более физически четко формулировалось понятие «тело». Отсутствует формулировка и у Ньютона, поскольку он, видимо, исходил из того, что это и так всем понятно.
Отсутствие однозначного толкования понятия «тело» и характеристики его качеств, приводит к тому, что тело отождествляют с понятием «материя», «вещество», «энергия», «масса». (Например, ньютоновское определение: «масса - количества» вещества. Масса - свойство, определяется как вещество - тело.) Но если само «тело» есть совокупность множества взаимосвязанных свойств, то «масса» -лишь одно из этих свойств, как длина или плотность. А потому основ­ным для понимания физических процессов становится четкое определение понятия «тело».
Это определение может звучать так: «Тело- это природный объект, проявляющий свое существование через определенные свойства». Добавим сюда еще одно важное примечание:

тело - это совокупность свойств, не имеющая размеренности.

Само тело или субстанция размеренно­сти не имеет. С этой точки зрения, галактика ничем не отли­чается от камня, молекулы или элементарной частицы. А вот свойства галактики, камня или молекулы безразмерностными быть не могут.

Продолжая разговор о теле, отметим, что свойства тела не могут существовать отдельно от него. Ведь нельзя измерить вес или объем гири, если гири нет. Также и гиря не может не иметь веса и объема.
В то же время тело есть система, имеет свое пространство и входит в систему других тел. Всякое взаимодействие тела с другим телом, сопровождается изменением численной вели­чины всех его свойств.
Поскольку понятие «тело» является первичным и основ­ным для понимания физических процессов, его следует опре­делять, ориентируясь на реально существующий предмет, обобщая определение на все предметы.

Все эти и другие свойства абсолютны, различны в разных направлениях (анизотропны), взаимосвязаны, равнозначимы для системы, количественно изменяемы, имеют определен­ную размеренность и всегда принадлежат телу, независимо от того, обнаружили мы их или нет.

Одинаковых (тождественных) тел, включая элементарные частицы, в природе быть не может. И даже шарики-эталоны отличаются друг от друга, например, один шарик, условно говоря, движется на север, а другой - на северо-восток; даже такая, пустяковая, с точки зрения классической физики, разница радикально отличает эти шарики друг от друга. Все без исключения другие тела так же имеют бесчисленное количе­ство свойств, количественно отличающихся от свойств эта­лонного стального шарика.

Вещество, и, следовательно, всякое тело, бесконечно вглубь и наружу.
Под бесконечностью вглубь понимается возможность бесконечного деления тела на части. Можно сколь угодно дол­го измельчать стальной шарик в специальной мельнице, бомбардировать в ускорителе микрочастицами, он будет меняться количественно и качественно, но вы никогда не получите неделимых остатков, а процесс деления никогда не за­кончится. Под бесконечностью наружу можно понимать бесконеч­ность движения из любой области пространства в любую сторону, которое всегда будет происходить в веществе, меня­ющем свою структуру и количественную величину свойств (то есть качество), но никогда не кончится.

Ньютон полагал, что моменты времени, как точки прямой линии на бумаге, образуют непрерывное и независимое тече­ние из прошлого в будущее. Иначе говоря, время не зависит ни от пространства, ни от материи.

Противоположной точки зрения придерживался немецкий философ и математик Готфрид Лейбниц. Он подчеркивал, что время, как и пространство, не существуют сами по себе. А ещё ведь нужно помнить, что время - вообще величина философская, а не реальная, придуманная и введённая человеком для удобства, но в реальности есть не время, а скорость протекания процессов и явлений!)

Очень важно понимать - тела - не точки. Они, как системы, образуют свое пространство, поверхность кото­рого связана как со свойствами самого тела, так и со свойства­ми внешнего пространства. И изменение численной величины свойств (например, напряженности внешнего гравитационно­го поля) должны отражаться на свойствах самого тела. В частности, следует ожидать деформации геометрических параме­тров (объема) тела. Это обстоятельство является важнейшим для понимания сущности гравитационного взаимодействия.

Надо отметить, что именно абсолютная уверенность физи­ков в том, что невозможно обнаружить равномерное движение тела приборами, находящимися внутри него, и стала причиной того, что такие эксперименты не проводились, ибо и без них казалось ясно, что приборы информации о движении не принесут.

Но возможно ли существование прямолинейного движения по инерции без взаимодействия с пространством (заполненного эфиром)? Чем и как на самом деле вызывается инерция? Возможно ли движение тел без поля тяготения? На все эти вопросы современная физика ответа не даёт.

(по материалам А.Ф. Черняева)