Ньютон

Наиболее радикальные и общие выводы, составившие основу такого представления о науке XIX в., были сделаны из термодинамики. Первое и второе начала термодинамики заставили пересмотреть старое представление о структуре науки, ввести понятие несводимости. Термодинамика не отделима от кинетической теории газов, законы распространения тепла — от механики молекул, но вместе с тем макроскопическая термодинамика несводима к механике, что видно хотя бы из второго начала, из необратимости переходов тепла, из великого открытия Сади Карно.

Несводимость сложных форм движения к механике противоречила механицизму, сделавшему сведение к механике идеалом научного объяснения. Но несводимость сочетается с неотделимостью, и, следовательно, более глубокая подоснова механического объяснения мироздания — констатация движений и сил как элементов космической гармонии, составляющая философский субстрат идей Ньютона, — сохранилась. В ньютонову картину мира были внесены частные границы между формами движения, она стала более сложной, ее размерность возросла. Но вскоре появились открытия, которые установили общую границу классического естествознания.

Речь идет о классической электродинамике. Она заполнила пространство физической средой, иначе говоря, ответила на самый трудный вопрос ньютоновской концепции вещества, силы и пространства. Ньютон искал в пространстве нечто, передающее воздействие одного тела на удаленное от него другое тело. Отсутствие однозначной концепции, обладающей «внутренним совершенством» и «внешним оправданием», приводило к плюрализму, к не удовлетворявшим Ньютона картезианским моделям и к не удовлетворявшим никого ссылкам на пространство как «чувствилище» божества. В конце концов Ньютон остановился на феноменалистической концепции сил, действующих на расстоянии, а в физику XVIII—XIX вв. вошел эфир с теми или иными введенными ad hoc гипотетическими свойствами. Но от феноменалистической концепции сил отказались, когда наряду с силами тяготения были открыты электрические и магнитные поля. Открытие их взаимодействия привело к изменению концепции поля. В ньютоновой теории тяготения силы существуют при наличии взаимодействующих, притягивающих друг друга тел. У Фарадея напряженность поля — это не формальная математическая характеристика той силы, которая действует в данной точке на тело с зарядом, равным единице, если такой заряд помещен в поле. Это состояние среды в данной точке, не зависящее от появления в ней пробного заряда. Фарадей рассматривает поле как совокупность реальных силовых трубок. Теория поля получила дальнейшее развитие у Максвелла. Максвелл сформулировал дифференциальные уравнения, показывающие возникновение магнитного поля при изменении электрического и возникновение электрического поля при изменении магнитного. Если где-то появляется переменное электрическое поле, оно вызывает магнитное поле, которое, будучи переменным, в свою очередь вызывает электрическое поле; в результате будут распространяться колебания электрического и магнитного полей — электромагнитное поле.

Все это означает, что понятие силы получает физическую расшифровку: сила перестает быть модусом субстанции, обладающей лишь одним предикатом — протяженностью (как у Декарта), перестает быть непротяженной субстанцией (как у Лейбница), перестает быть проблемой: модус субстанции или непротяженная субстанция (как у Ньютона). Отныне сила становится физическим полем, обладающим протяженностью, движением, энергией и, как выяснилось на рубеже XIX и XX вв., — массой. Рядом с механикой, отвечающей на первый вопрос «Начал» (как движется тело под воздействием силы?), вырастает физика поля, которая ищет ответ на второй вопрос «Начал» и не только находит силы по расположению тел, но и изучает их как субстанцию, как нечто, обладающее самостоятельным бытием.

Теория поля вступает в конфликт с механикой. В момент, когда картина мира, созданная Ньютоном, кажется достигшей абсолютной достоверности и законченности, на ее чистом небе появляются небольшие облака, которые предвещают бурю. Именно так Дж. Томсон назвал два наметившихся в самом конце XIX в. проявления указанного конфликта. Он говорил, что в классической физике, как будто пришедшей в гавань и окончательно решившей основные вопросы, существуют две проблемы: 1) отсутствие экспериментальных доказательств движения тел относительно эфира и 2) парадоксальные результаты экспериментов с излучением электромагнитных колебаний. Из этих проблем возникла: из первой — теория относительности, из второй — квантовая физика. Таким образом были заложены основы неклассической физики, резко изменившей соотношение двух направлений физической мысли, вышедших из первой и второй задач «Начал» — механики и теории поля.