Законы движения

Аристотель говорил: «Кто не знает движения — тот не знает природы». В основе механики лежат законы движения, и древний ученый попытался эти законы выразить.

Аристотель видел, как плавно движется по небу солнце, а ночью так же величественно поворачивается звездный купол небосвода, плывут среди звезд красавица луна и блуждающие светила — планеты. Каждый день ученому приходилось наблюдать, как вьется над очагами дым и пар, когда женщины приготовляют пищу. И дым и пар поднимаются вверх сами собой — без всякой видимой причины. Точно так же, потеряв опору, падают вниз тяжелые предметы. А брошенная в воду деревяшка всплывает.

Все это — движения небесных светил, падение тяжелых предметов на землю и всплывание легких тел — Аристотель назвал естественными, благородными движениями, потому что они совершаются, как он думал, без применения силы, свободно и непринужденно.

Остальное — корабли, повозки, всевозможные грузы и предметы — движутся только тогда, когда их заставляют двигаться. Триера — греческий корабль с тремя рядами весел — плывет лишь до тех пор, пока гребут рабы на веслах или пока ветер надувает паруса. Повозка едет, пока ее везут быки, а грузы перемещаются лишь тогда, когда их тянут, волокут, поднимают или тащат. Такие движения Аристотель называл насильственными, потому что они требуют применения силы.

Древний ученый принял кажущуюся разницу в характере движений за истинную, и в этом отчасти сказались рабовладельческие убеждения Аристотеля. Господа передвигаются и действуют по своей воле, их движения свободны и непринужденны, а рабы трудятся по принуждению. И Аристотель, сам того не замечая, отобразил в науке порядки рабовладельческого общества: разделил движения на благородные — естественные, и рабские — вынужденные.

В действительности в природе все движения одинаково естественны, и деление, введенное Аристотелем, неправильно. Но пока люди в этом разобрались, прошло много столетий.

Аристотель.

Движимое движется

Сопровождаемый учениками, Аристотель шел по роще, показывая примеры «насильственных» движений: вьется пыль, увлекаемая ветром; муравьи, облепив мертвую гусеницу, тащат ее куда-то, а унылые быки, еле передвигая ноги от жары, везут повозку в город. Но вот стих ветерок — улеглась пыль на дороге и замерли листья на деревьях; разбежались муравьи — и гусеница осталась лежать недвижимо; остановились быки — повозка перестала двигаться и скрипеть.

Аристотель учил, что предметы, совершающие «насильственные» движения, способны двигаться лишь до тех пор, пока их двигают, толкают или везут. А как только перестают толкать, тянуть или волочить, движение прекращается. Все это казалось Аристотелю совершенно очевидным, простым и ясным, он утверждал, что «движется только движимое», только то, к чему приложена какая-либо сила. Это Аристотель считал основным законом насильственных движений в природе.

В течение почти двадцати веков в справедливости аристотелевского закона движения никто не сомневался. «Аристотель мудр», — говорили ученики. И никому в голову не могло прийти, что великий ученый ошибается. А он все-таки ошибся.

Аристотель видел явления, которые противоречили его основному закону. Вон на лужайке малыши резвятся, бегают друг за другом и бросают камешки пращой, или стреляют из лука в цель.

Стрелок из лука.

Аристотель следил глазами за полетом стрелы, выпущенной из лука, или камня, брошенного пращой, и думал: почему же они летят?

Праща дала камню толчок и перестала действовать, а камень все-таки продолжает движение, хотя уже ничто не толкает его. Это был пример явного нарушения его основного закона.

Аристотель объяснил ученикам это странное явление тем, что природа якобы «не терпит пустот». Он говорил: смотрите— камень летит и рассекает воздух, позади у него остается пустое пространство, но природа не терпит пустоты, и воздух устремляется вдогонку камню, в пустоту его следа; камень летит, потому что его подталкивает догоняющий воздух. Так одна ошибка повлекла за собой другую.

Сейчас объяснение, придуманное Аристотелем, покажется курьезным, но ведь это происходило очень давно, когда наука делала свои первые шаги.

Презренный опыт

Падающие тела в первые мгновения летят совсем медленно, но их движение постепенно ускоряется, и они падают всё быстрей и быстрей. Это было известно Аристотелю. Он знал, что падение не равномерное движение, а ускоренное, но насколько ускоряется движение падающего предмета — ученый не определял. Тогда еще не были изобретены точные часы, а без них измерить величину ускорения трудно. Впрочем, если бы Аристотель даже и имел хорошие часы, он все равно не стал бы делать опыты и измерять возрастание скорости падающих тел. Ведь ставить опыт — это значит трудиться, а труд — удел презренных рабов. Древнегреческий ученый не снисходил до простой физической работы: она считалась зазорной и даже унизительной.