Механизм Вселенной: как законы науки управляют миром и как мы об этом узнали

Теория Аристотеля о материи, как и все остальные его мысли, стала догмой. Однако это не остановило постоянно увеличивавшийся поток критики. Вспомните, Аристотель думал, что объект состоит из двух частей, материи и формы, которые сосуществовали в объекте, тем самым создавая его. Они не только давали форму объекту, но также и определяли его физические и химические свойства.

Проблема здесь вот в чем: независимо от объекта и его особенностей, каждый вынужден прийти к заключению, что субъект обладает определенными свойствами просто по той причине, что они заложены в него изначально. Так почему же тогда небо «голубое»? Оно «голубое», поскольку это врожденная часть его формы. Почему золото блестит? Потому что «блеск» — часть его формы. Вы видите здесь проблему? Мы останавливаемся на том, что ничего не узнаем об основных принципах или механизмах, которые действительно управляют свойствами рассматриваемого объекта.

Атомная теория Демокрита значительно пострадала от критических замечаний Аристотеля, но не была забыта полностью. Наоборот, в эпоху Средневековья[125] атомные теории Демокрита и Эпикура (341 — ок. 270 до н. э.)[126] были известны и вызывали определенный интерес даже тогда.

Более того, во время итальянского Ренессанса[127] произошел скачок благодаря открытию Поджо Браччолини (1380–1459)[128] в 1417 году единственной уцелевшей рукописи большой работы De Rerum Natura («О Природе вещей») римского поэта Лукреция (99–55 до н. э.).

Лукреций был современником Юлия Цезаря (100–44 до н. э.) и Цицерона (106–43 до н. э.). Он полагал, что атомы — чрезвычайно мелкие частицы материи, имеющие те же свойства, что и вещество, частью которого они были. Его взглядов придерживались приблизительно до XIX века, когда выяснилось, что у атомов есть некоторые уникальные свойства, отличающие их от самого вещества, например электрический заряд. Сегодня мы знаем, что объемные свойства предметов зависят от большого количества атомов, составляющих вещество данного объекта, и, таким образом, свойства единственного атома не определяют его объемные свойства.

Поэма Лукреция, в которой ярко описаны работы Демокрита, Левкиппа и Эпикура, была очень популярной в XV и XVI веках и как художественная, и как философская работа. Работа Диогена Лаэртского, которого не принимали во внимание в Средневековье, вновь получила популярность, особенно десятая книга «Жизни философов». Эта работа имела особое значение для развития атомных теорий и включала три письма Эпикура (письмо Геродоту[129] было самым важным из них) в дополнение к жизнеописанию Эпикура.

В течение XVI века понятие атома рассматривали в физических и философских теориях. К середине XVI века идея, что вещество может действительно состоять из атомов, получала все более широкое распространение. Вот что говорил об этом Николай Коперник[130]: «Это крошечные, незаметные, неделимые частицы, называемые атомами. Сами по себе они незаметны, и если два или несколько атомов отделить от объекта, то они не сформируют мгновенно видимое тело, но их можно умножать, пока они не соединятся, чтобы сформировать общую массу». Однако именно XVII веку случилось увидеть полное переосмысление древних теорий материи.

XVII век был временем значимых достижений в математике и физике, которые дали ученым инструменты, чтобы те могли получше вглядеться во многие нерешенные физические проблемы, например о настоящей природе вещества, что выдвинуло ранние атомные теории, особенно Демокрита, на первый план. Атомная теория Демокрита, даже при всех ее недостатках, все еще предлагала «механическое» объяснение материи: материя состоит из атомов, находящихся в движении, которым управляют определенные (тогда неизвестные) физические законы, и сами атомы определяют физические и химические свойства рассматриваемого объекта.

Для ученых XVII века эта картина вещества была более привлекательной, чем доктрина Аристотеля о материи и форме (в конечном счете ее начали высмеивать), потому что она определила фундаментальные особенности, которые можно было использовать в экспериментах и теоретически глубже понять законы природы. Таким образом, природу рассматривали как своего рода великую «машину», состоящую из определенных «деталей», которые работают только по физическим законам (а не по велению некоей вселенской силы). На самом деле в XVII веке законы природы часто сравнивали с механическими часами, как метко сформулировал Роберт Бойль (1627–1691):