Энергия. Трансформации силы, метаморфозы понятия

Даже если использовать так называемый «формальный»43 и контекстуальный метод дефиниции, при котором исследовать процесс формирования понятий становится еще сложнее, позиция ученого-естественника остается такой же. В этом случае понятие рождается из постоянства определенных отношений в рамках эксперимента. Эти отношения фиксируются в виде некоторого показателя, которому можно дать определенное название. Хороший пример – известное определение массы по Э. Маху: когда два тела, обозначенные как 1 и 2, действуют друг на друга при одинаковых внешних условиях, постоянное обратное отношение между их взаимно вызываемыми ускорениями (– а₂ / а₁) можно определить как «относительную массу» этих двух тел, или, точнее, как отношение массы первого тела к массе второго. Если второе тело стандартно («стандартная масса»), то «относительная масса» становится «массой» тела а1. Именно это сложное определение массы и оказывается очень важным для современной физики – в квантовой механике оно необходимо, чтобы определять массу элементарных частиц, а в теории относительности – чтобы доказать зависимость массы от скорости. Более раннее и простое базовое понятие «количества вещества», измеряемого в молях, – определение массы по Кеплеру, Галилею и отчасти даже по Ньютону, хотя все они более тесно связаны с чувственным восприятием, но едва ли применимы в ситуации, где начинает работать более детальное, реляционное понятие массы по Маху. Важно заметить, что формальный метод дефиниции не обязательно переопределяет понятие. Этого, например, не происходит с понятием «энтропии».

Вычленить ядро понятия на протяжении нескольких стадий его развития может оказаться очень сложной задачей. Легко проследить, как менялось понятие электрона с того времени, как Дж. Стоуни ввел этот термин в 1874 году44. Легко показать, как трансформировалось содержание этого понятия, пока оно не приняло современное значение – одна из элементарных частиц в квантовой механике. Намного труднее решить, является ли средневековое понятие impetus (импульса, толчка) предшественником понятия «импульса» в классической механике. Еще труднее понять, выводится ли понятие силы по Ньютону из аристотелевской идеи dynamis (возможности-способности).

В нашем случае определить ядро понятия еще труднее из-за того, что терминология крайне запутана и неясна. Само понятие силы (force) и его эквиваленты в разных языках могли означать очень многое. Разумеется, мы не будем принимать во внимание его переносное значение, которое мы встречаем в таких выражениях, как «сила примера», «сила привычки», «полицейские силы», «экономические силы» и так далее. С другой стороны, выражения вроде «силы природы» могут использоваться и в научном значении, а значит, быть актуальными для нашего исследования.

Но даже в качестве научного термина «сила» в разных контекстах может означать разные вещи. Например, как показывает критический анализ, в следующем предложении, взятом из Герберта Спенсера, каждый раз значение понятия меняется: «Вступая в противодействие с материей, единая сила (a uniform force) частично переходит в силы, действующие в различных направлениях (forces differing in their directions), а частично – в силы, различающиеся по существу (forces differing in their kinds)»45. В декартовой механике, которая, как мы увидим, в сущности представляет собой теорию удара, третий закон движения гласит: если движущееся по прямой тело сталкивается с другим, наделенным меньшей силой (vis), то продолжает двигаться в том же направлении, но теряет ту часть движения, которую передает второму телу. Если же «сила» второго тела больше «силы» первого, то первое теряет направление движения, но не само движение46. Очевидно, что в этом контексте «сила» означает то, что мы называем «количеством движения» или «импульсом», то есть произведением массы и скорости. Конечно, Декарта нельзя порицать за такое несоответствие. Его исследование вело в неизвестные до того области мысли, к идеям, для которых еще не существовало слов. Что могло быть более естественным, чем заимствовать слово из повседневной латыни; заимствовать слово, у которого еще не было терминологического значения, и использовать его как технический термин (terminus technicus), особенно учитывая, что его привычное значение мало отличается от операциональной интерпретации этого понятия? Декарт совершенно оправданно называет «силой» (vis) «произведение массы и скорости» – пусть даже в дальнейшем научная терминология и пошла по иному пути.