| Головна |
| « Попередня | Наступна » | |
I. Метафізичні інтерпретації «інерцією» |
||
|
Не може бути ніякого сумніву, що ньютонівська теорія руху була дуже корисна для виведення спостережуваних рухів матеріальних тіл і для дії механічних пристроїв. Однак завжди при цьому виникало питання, чи дійсно з точки зору ньютонівських законів руху можна пояснити спостережувані руху і чи є ці закони інтеллігибельного в арістотелівської сенсі. Якщо вони не задовольняють цій вимозі, то по відношенню до них застосовується загальне положення, що наука нічого не говорить про справжні причини і дає нам лише формули, які мають практичне значення, але які самі по собі сенсу не мають і, як висловився Р. У . Емерсон, є «невластивими людині». Не дивно, що знову і знову робилися спроби довести, що ньютонівські закони руху або закон незнищимо ості матерії можуть бути виведені за допомогою «вйденія інтелектом» або «метафізичного бачення». Особливо повчально досліджувати результати цієї «метафізичної інтуїції» для того, щоб дізнатися, чи дійсно вони, як і в інших випадках, є результатом спроб зрозуміти ньютонівські принципи механіки посредст-вом аналогій з оритамі, знайомими нам з нашого повсякденного життя. Аристотель висловив думку, що твердження: «Тіло, кинуте в будь-якому напрямку, буде, якщо на нього не діє ніяка зовнішня сила, нескінченно рухатися по прямій з постійною швидкістю» - абсурдно і суперечить інтеллігибельного положенням. Згідно фізиці Аристотеля, швидкість тіла обернено пропорційна щільності середовища, в якій воно рухається. Якби тіло рухалося в порожньому просторі, то щільність середовища була б дорівнює нулю і, отже, швидкість була б нескінченно великою; але тоді тіло покривало б величезні відстані, не витрачаючи на це ніякого часу, що абсурдно. Однак, коли Галілей і Ньютон висунули закон інерції як основоположний принцип механіки, стало можливо вивести дуже багато фактів, які могли бути перевірені експериментом. Ньютоновская механіка стала наріжним каменем всієї астрономії і всієї інженерної механіки. Проте все ще потрібно довести, що ці принципи були не "нижчого» типу (в сенсі, в якому Фома Аквінський вважав би їх такими), які могли б бути підтверджені тільки їх наслідками, а не міркуванням. Неодноразово робилися спроби довести, що ньютонівські принципи «внутрішньо ясні», або, іншими словами, що вони можуть бути «видимі розумом». Щоб добре зрозуміти, як принципи механіки доводили за допомогою «вйденія розумом», розглянемо два характерні приклади: закон інерції і закон незруйновними матерії. Ми досліджуємо докази філософів, погляди яких дуже відрізняються, Іммануїла Канта і Герберта Спенсера: перший - представника так званого критичного ідеалізму і другого - представника суворого емпіризму, який деякими називався навіть матеріалістом. Кант намагається довести інтелігібельний характер закону інерції, формульованого їм таким чином: «Кожна зміна матерії має зовнішню причину», і це формулювання він вважає еквівалентною ньютонівської формулюванні. Перед тим як висунути саме доказ, Кант стверджує, що ми беремо із загальної метафізики судження, що кожна зміна має причину; в даному пункті ми повинні тільки довести, що кожна зміна матерій в кожному окремому випадку повинно мати зовнішню причину ». Це доказ дається таким чином. Матерія, об'єкт-тільки зовнішніх почуттів, визначається за допомогою лише зовнішніх умов у просторі і не відчуває ніякої зміни, інакше як за допомогою руху. Отже (згідно з принципом метафізики), перехід одного руху на інше або від спокою до руху повинен мати причину. Але ця причина не може бути внутрішньою, бо матерія не визначається внутрішніми причинами. Тому всяка зміна в ній має зовнішню причину, тобто залишається в спокої або продовжує рух з постійною швидкістю, якщо на неї не діє яка-небудь зовнішня причина. Якщо ми порівняємо це доказ з підходом до закону причинності сучасної науки, то побачимо, що силогізм Канта не надто переконливий. Все залежить від того, що розуміти під «станом руху». Якщо ми назвемо зміна руху «зміною місця», то рівномірний рух без дії постійної зовнішньої причини буде неможливо. Якщо ж під «станом руху» будуть розуміти тільки «швидкість», то зможемо довести, що дія зовнішньої причини необхідно лише для зміни швидкості. Але ототожнення, як це робив Ньютон, «стану руху» зі «швидкістю» або «швидкістю» є фізична гіпотеза, яка може бути підтверджена її наслідками, а не який-небудь метафізичної інтуїцією. Так як Кант, очевидно, відчував, що його доказ, хоча і мало форму логічного умовиводу, звучить не дуже переконливо (можливо, по-тому, що терміни, на кшталт «зміна руху», вживалися без додавання до них операціональних визначень), свій доказ він доповнив параграфом «приміток», завдяки яким воно повинно бь'ло стати більш переконливим. Цікавим у цих «примітках» є те, що вони містять аналогії між рухомими тілами і деякими добре знайомими положеннями здорового глузду, взятими з повсякденного життя. Кант писав: «Інерція матерії є не що інше і не означає нічого іншого, крім того, що мляво. Ситуацією повсякденному житті, яку Кант використовував як аналогії з інерцією матерії, є контраст між самою матерією і працівни-ком, який трудиться над матеріалом, щоб отримати певний результат, який він подумки представляє. Матерія пасивна і інертна, а людина активна і користується своїм розумом. Характерною рисою матерії є її повна пасивність, і це якість, згідно Канту, виявляється причиною її інерцією. Така аналогія, звичайно, додасть закону інерції велику аналогію з людською діяльністю, але ми жорстоко помилялися б, якби повірили, що вона дає "пояснення" інерції. Хоча це введення поняття «життя» у фізичну науку і робить її більш «людської», воно, звичайно, мало має відношення до дійсного закону інерції в механіці. Воно створює навіть те помилкове враження, що для живих організмів закон інерції виявляється не мають сили. Доказ Канта може бути сформульовано таким чином, що не буде ніякої аналогії з живими організмами. Ми можемо розглядати «сам живий організм» як механічну систему матеріальних точок, тоді як під «матерією» можемо мати на увазі одиничну, ізольовану матеріальну точку. Тоді внутрішні сили в системі виявляються зовнішніми силами для конкретної матеріальної точки і стає зрозумілим, як така система може змінити свій стан від спокою до руху; зовнішні сили діють на індивідуальні матеріальні точки. Рух системи може виникнути, якщо тільки воно не суперечить закону збереження імпульсу. Якщо ми будемо розглядати ізольовану в просторі матеріальну точку, то виявимо, що зовнішня сила відсутня і стан руху не може змінитися, тому що всяка зміна суперечило б метафізичного твердженням про те, що не може бути ніякої зміни без дії зовнішньої сили. У цій формі доказ справедливості закону інерції дуже схоже на саме рафінована доказ, яке тільки було дано. Тако-вим є доказ, дане великим англійським фізиком Максвеллом. На перший погляд це доказ здається дуже переконливим, але при більш глибокому розгляді ми знаходимо, що насправді воно не є доказом, в ньому тільки підкреслюється чиста аналогія уявленням, отриманим з досвіду повсякденного здорового глузду. Максвелл, після того як представив експериментальний доказ, так писав про закон інерції: «Але наше переконання в істинності цього закону може набагато посилитися, якщо ми візьмемо до уваги те, що пов'язано з його запереченням. Нехай нам дано тіло в русі і нехай воно буде представлено самому собі так, що ніяка сила на нього не діє. Що станеться? Згідно ньютоновским законам, воно буде продовжувати рухатися рівномірно по прямій лінії ». Тепер Максвелл досліджує припущення, що швидкість може змінюватися. «Якщо швидкість не залишається постійною, то припустимо, що вона змінюється. Зміна швидкості повинно мати певний напрям і величину ... обумовлену або самим напрямком двй; жения або будь-яким напрямком, фіксований-, вим в тілі. Припустимо, наприклад, що існує закон, який говорить, що швидкість в певному темпі зменшується ... Швидкість, про яку йде мова в цьому гіпотетичному законі, може бути тільки швидкістю, що відноситься до точки, що знаходиться в абсолютному спокої. Бо якщо це відносна швидкість, то її напрямок, так само як і її величина, залежить від точки відліку ... Отже, цей гіпотетичний закон не має сенсу, якщо не існує можливості визначення абсолютного спокою і абсолютної швидкості ». Це, однак, неможливо. Заперечення закону інерції, таким чином, передбачало б, згідно Максвеллу, допущення, що має сенс говорити про певну систему від-рахунки, що вона знаходиться в абсолютному спокої або має певну абсолютну швидкість. Він підкреслює, що людський розум не може зрозуміти, чим є абсолютне положення в просторі; тому заперечення закону інерції «перебуває в протиріччі з єдиною системою логічно заможного вчення про простір і час, яку людський розум виявився в змозі створити». Якщо ми досліджуємо доказ Максвелла і при цьому будемо мати на увазі все, що ми дізналися про «науковому аспекті» інерції, то легко побачимо, що всяке «доказ», яке висувалося для того, щоб зробити «інерцію» розумної, насправді є не «доказом», а метафізичної інтерпретацією інерції. Ясно, що заперечення принципу інерції передбачає не тільки систему відліку, що знаходиться в абсолютному спокої, але і те, що затвердження цього принципу не має сенсу, якщо ми не відносимо рух до системи відліку, що знаходиться в спокої. Принцип інерції стверджує, що тіло, на яке не діє ніяка зовнішня сила, залишається у спокої або знаходиться в стані прямолінійного руху. Але «спокій» і «прямолінійний рух» не мають сенсу, якщо немає системи відліку, стосовно якої тіло повинно знаходитися в спокої або в стані прямблінейного руху. Отже, з докази Максвелла ми можемо вивести тільки те, що «якщо матеріальна точка одиничної маси має початкову швидкість відносно системи відліку S, то вона продовжуватиме рухатися з однією і тією ж швидкістю щодо S. Але це твердження безумовно помилково, якщо ми беремо його як затвердження фізики. З того, що ми дізналися при вивченні науки про рух, випливає, що тіло не збереже своєї швидкості щодо обертової системи координат. Отже, немає ніякого докази, ника-кого «бачення розумом», ніякої «метафізичної інтуїції», з яких ми могли бьі дізнатися, щодо якої системи відліку тіло зберігає свою швидкість. З докази Максвелла слід чисто математичне твердження про уявної системі координат без будь-якого операционального значення. Пізніше Ернст Мах підкреслив, що закони Ньютона повинні відноситися не до «системи, що знаходиться в абсолютному спокої, до ньютоновскому абсолютного простору», а до фізичної інерціальній системі, яка при першому наближенні співпадає з системою нашої Галактики. Тоді доказ Максвелла має бути перефразована таким чином: «Якщо маса має відносно нерухомих зірок швидкість, яка зменшується, то повинен існувати закон, згідно з яким вона зменшується». Але в цьому допущенні немає ніякого протиріччя, яким би не був цей закон. Дійсно, в давнину, після Аристотеля, загальним визнанням користувалася теорія, за якою тіло, що має швидкість відносно галактики, прийде до стану спокою саме по собі, оскільки перебування в спокої є природний стан земних тел. Однак це «доказ» закону інерції неправильно з іншої причини. Максвелл доводить, що швидкість не може змінюватися, тому що не можна уявити собі ніякого закону зміни, який був бьі сумісний з наїшей загальною концепцією часу і простору. У цьому доказі приймається як щось само собою зрозуміле, що закони руху повинні формулюватися за допомогою опису змін швидкості. Однак якщо дотримуватися історичного шляху, по якому розвивалася фізика, то можна було б припустити, що закони руху повинні формулюватися за допомогою опису зміни положення. Тоді, дотримуючись міркування Максвелла, можна було б зробити висновок, що положення частки не може змінитися, якщо не діють зовнішні сили, оскільки не задається напрямок, в якому частка повинна дви- гаться. Доказ, на зразок того, яке зробив Максвелл, мовчазно припускає, що напрямок задається готівкової швидкістю; це твердження, проте, передбачає, що тут має значення не тільки положення, але і швидкість. Іншими словами, робиться припущення, що стан нашого тіла визначається не одним положенням, а й швидкістю. Це припущення, однак, майже тотожне з припущенням, що закон інерції має силу. З цих положень ми дізнаємося, що всі докази закону інерції насправді зовсім не докази. Але чому ж у такому випадку вони є? Чи можемо ми сказати, як схильні говорити вчені, що ці докази помилкові? З чисто наукової точки зору вони, звичайно, невірні. Але, з іншого боку, являють собою метафізичні тлумачення закону інерції. У них робиться спроба витлумачити цей закон за допомогою аналогій, взятих з досвіду повсякденного життя, що підказали буденним здоровим глуздом. Вони говорять про швидкості на мові нашого повсякденного життя, без визначення системи відліку. Вони допускають, що якщо тіло відомо нам завдяки чуттєвого досвіду, то ми знаємо стан тіла. Вони ігнорують той суттєвий момент, що термін «стан тіла» не відноситься до опису тіла з точки зору здорового глузду, а є частиною наукової мови, створеного для того, щоб формулювати закони фізики в зручній формі. Приклад «інерцією» тому дуже показовий. Він показує, що аналогії, підказані здоровим глуздом, які винайдені для того, щоб «олюднити» фізичні закони, і які після цього називаються «метафізичними тлумаченнями», мають дві характерні риси: вони ігнорують або зводять до мінімуму операциональное значення і в них не враховується , що «стан» тіла є штучне поняття, навмисно створене вченими для того, щоб у простій та зручній формі формулювати фізичні закони. |
||
| « Попередня | Наступна » | |
|
|
||
Інформація, релевантна "I. Метафізичні інтерпретації« інерцією »" |
||
|
||