Перший закон, що часто називають законом інерції, затверджує:
Усяке тіло продовжує втримуватися у своєму стані спокою або рівномірного прямолінійного руху, поки й оскільки воно не примушується прикладеними силами змінити цей стан.
Цей закон, як відзначалося вище, був відкритий ще Галілеєм, що відмовився від колишніх наївних уявлень, що рух існує лише тоді, коли на тіло діють сили. Шляхом уявних експериментів він зумів показати, що в міру зменшення впливу зовнішніх сил тіло буде продовжувати свій рух, так що при відсутності всіх зовнішніх сил воно повинне залишатися або в спокої, або в рівномірному й прямолінійному русі. Звичайно, у реальних рухах ніколи не можна повністю звільнитися від впливу сил тертя, опору повітря й інших зовнішніх сил, і тому закон інерції являє собою ідеалізацію, у якій відволікаються від дійсно складної картини руху й уявляють собі картину ідеальну, котру можна одержати шляхом граничного переходу, тобто за допомогою безперервного зменшення дії на тіло зовнішніх сил і переходу до такого стану, коли цей вплив стане рівним нулю.
Другий основний закон займає в механіці центральне місце:
Зміна кількості руху пропорційно прикладеній діючій силі й відбувається по напрямку тієї прямої, по якій ця сила діє.
Третій закон Ньютона:
Дія завжди є рівної й протилежно спрямованою протидії, інакше взаємодії двох тіл один на одного між собою рівні й спрямовані в протилежні сторони.
Виникає питання: яким способом були відкриті ці основні закони або принципи механіки? Нерідко говорять, що вони виходять шляхом узагальнення раніше встановлених приватних або навіть спеціальних законів, якими є, наприклад, закони Галілея й Кеплера. Якщо міркувати за законами логіки, такий погляд не можна визнати правильним, тому що не існує ніяких індуктивних правил одержання загальних тверджень із часток. Ньютон уважав, що принципи механіки встановлюються за допомогою двох протилежних, але в той же час взаємозалежних методів - аналізу й синтезу.
Як у математиці, так і в натуральній філософії, - писав він, - дослідження важких предметів методом аналізу завжди повинне передувати методу з'єднання. Такий аналіз складається у виробництві досвідів і спостережень, витягу загальних висновків з них за допомогою індукції й недопущенні інших заперечень проти висновків, крім отриманих з досвіду або інших достовірних істин. Тому що гіпотези не повинні розглядатися в експериментальній філософії. І хоча аргументація на підставі досвідів не є доказом загальних висновків, однак це кращий шлях аргументації, що допускається природою речей, і може вважатися тим більше сильним, чим загальне індукція... Шляхом такого аналізу ми можемо переходити від з'єднань до інгредієнтів, від рухів - до сил, їх виробляючої, і взагалі від дій - до їхніх причин, від приватних причин - до більше загальних, поки аргумент не закінчиться найбільш загальною причиною.
Такий метод аналізу, синтез же припускає причини відкриті й установленими як принципи; він складається в поясненні за допомогою принципів явищ, що відбуваються від них, і доказі пояснень.
Щоб ясно оцінити революційний переворот, здійснений Ньютоном у механіку й точному природознавстві в цілому, необхідно насамперед протиставити його метод принципів чисто умоглядним побудовам колишньої натурфілософії й широко розповсюдженим у його час гіпотезам про "сховані" якостях. Про натурфілософський підхід до вивчення природи ми вже говорили, відзначивши, що в переважній більшості таких поглядів були нічим не підкріпленими умоглядами й спекуляціями. І хоча в заголовку книги Ньютона теж зустрічається термін "натуральна філософія" , в XVII і XVIII ст. він позначав вивчення природи, тобто природознавство. Твердження Ньютона, що гіпотези не повинні розглядатися в експериментальній філософії, було спрямовано проти гіпотез про "сховані" якості, справжньої ж гіпотези, що допускають експериментальну перевірку, становлять основу й вихідний пункт всіх досліджень у природознавстві. Як неважко догадатися, самі принципи теж є гіпотезами глибокого й досить загального характеру.
При розробці свого методу принципів Ньютон орієнтувався на аксіоматичний метод, блискуче застосований Евклідом при побудові елементарної геометрії. Однак замість аксіом він опирався на принципи, а математичні докази відрізняв від експериментальних, оскільки останні мають не строго достовірний, а лише імовірнісний характер. Важливо також звернути увагу на те, що знання принципів або законів, що управляють явищами, не припускає розкриття їхніх причин. У цьому можна переконатися з оцінки Ньютоном закону всесвітнього тяжіння. Він завжди підкреслював, що цей закон установлює лише кількісну залежність сили тяжіння від мас, що тяжіють, і квадрата відстані між ними.
Що ж стосується причини тяжіння, то він уважав її розкриття справою подальших досліджень.
Досить того, що тяжіння насправді існує й діє відповідно до викладеним нами законам і цілком достатньо для пояснення всіх рухів небесних тіл і моря, - писав Ньютон.
Відкриття принципів механіки дійсно означає справді революційний переворот, що пов'язаний з переходом від натурфілософських здогадів і гіпотез про "сховані" якостях і т.п. спекулятивних вигадництв до точного експериментального природознавства, у якому всі припущення, гіпотези й теоретичні побудови перевірялися спостереженнями й досвідом. Оскільки в механіку відволікаються від якісних змін тіл, остільки для її аналізу можна було широко користуватися математичними абстракціями й створеним самим Ньютоном і одночасно Лейбницем (1646-1716) аналізом нескінченно малих. Завдяки цьому вивчення механічних процесів було зведено до точного математичного їхнього опису.
Для такого опису необхідно й досить було задати координати тіла і його швидкість (або імпульс mv), а також і рівняння його руху. Всі наступні стани тіла, що рухається, точно й однозначно визначалися його первісним станом. Таким чином, задавши цей стан, можна було визначити будь-який інший його стан як у майбутньому, так і в минулому. Виходить, що час не робить ніякого впливу на зміну тіл, що рухаються, так що в рівняннях руху знак часу можна був міняти на зворотний. Очевидно, що подібне подання було ідеалізацією реальних процесів, оскільки воно абстрагується від фактичних змін, що відбуваються із часом.
Отже, для класичної механіки й механістичної картини миру в цілому характерна симетрія процесів у часі, що виражається в оборотності часу. Звідси легко виникає враження, що ніяких реальних змін при механічному переміщенні тіл не відбувається. Задавши рівняння руху тіла, його координати й швидкість у деякий момент часу, що часто називають початковим його станом, ми можемо точно й однозначно визначити його стан у будь-який інший момент часу в майбутньому або минулому. Сформулюємо характерні риси механістичної картини миру.
1. Всі стани механічного руху тіл стосовно часу виявляються в принципі однаковими, оскільки час уважається оборотним.
2. Всі механічні процеси підкоряються принципу строгого або твердого детермінізму, суть якого складається у визнанні можливості точного й однозначного визначення стану механічної системи її попереднім станом.
3. Відповідно до цього принципу, випадковість цілком виключається із природи. Усе у світі строго детерміноване (або визначено) попередніми станами, подіями і явищами. При поширенні зазначеного принципу на дії й поводження людей неминуче приходять до фаталізму. Сам навколишній нас мир при механістичній картині перетворюється в грандіозну машину, всі наступні стани якої точно й однозначно визначаються її попередніми станами. Таку точку зору на природу найбільше ясно й образно виразив видатний французький учений XVIII в. П'єр Симон Лаплас (1749-1827):
Розум, якому були б відомі для якого-небудь даного моменту всі сили, що одушевляють природу, якби він виявився досить великим, щоб підкорити всі дані аналізу, обійняв би в одній формулі руху найбільших тіл Всесвіту нарівні з рухами найлегших атомів; не залишилося б нічого, що було б для нього недостовірно, і майбутнє, так само як і минуле стало б перед його поглядом.
Простір і час ніяк не пов'язані з рухами тіл, вони мають абсолютний характер.
У зв'язку із цим Ньютон і вводить поняття абсолютного, або математичного, простору й часу. Така картина нагадує подання про світ древніх атомистів, які вважали, що атоми рухаються в порожньому просторі. Подібно цьому в ньютонівської механіці простір виявляється простим вмістищем тіл, що рухаються в ньому, які не роблять на нього ніякого впливу. Як ми покажемо далі, такі подання були піддані різкій критиці в теорії відносності.
4. Тенденція звести закономірності більше високих форм руху матерії до законів найпростішої його форми - механічному руху.
Таке прагнення зустріло критикові з боку біологів, медиків і деяких хіміків уже в XVIII в. Проти нього виступили також видатні філософи-матеріалісти Дені Дідро (1713-1784) і Поль Гольбах (1723-1789), не говорячи вже про віталістів, які приписували живим організмам особливу "життєву силу", наявністю якої вони відрізняються нібито від неживих тел. З курсу філософії ви вже знаєте, що механіцизм, який питався підходити до всім без винятку процесам з погляду принципів і масштабів механіки, з'явився однієї з передумов виникнення метафізичного методу мислення.
5. Зв'язок механіцизму із принципом відповідно до якого дії й сигнали можуть передаватися в порожньому просторі з якою завгодно швидкістю.
Зокрема, передбачалося, що гравітаційні сили, або сили притягання, діють без якого-небудь проміжного середовища, але сила їх убуває із квадратом відстані між тілами. Сам Ньютон, як ми бачили, питання про природу цих сил залишив вирішувати майбутнім поколінням.
Всі перераховані й деякі інші особливості визначили обмеженість механістичної картини миру, які переборювалися в ході наступного розвитку природознавства.
Література
1. Бернал Дж. Наука в історії суспільства. - К., 1996.
2. Степин B.C. Философия науки. М., 2003.
3. Философия и методология науки / Под ред. В.И. Купцова. - М., 1996
4. Гайденко П.П., Смирнов Г. А. Західноєвропейська наука в Середні століття: Загальні принципи й вчення про рух. - К., 1989
5. Гайденко П.П. Еволюція поняття науки: Становлення й розвиток перших наукових програм. - К., 1998
Страницы: 1, 2
