История естествознания в эпоху эллинизма и Римской империи - Иван Рожанский

Такова была греческая военная техника эллинистической эпохи. Она свидетельствует о двух вещах, которые небесполезно подчеркнуть в контексте нашего изложения. Во-первых, о том, что важнейшим стимулом технического прогресса всегда был социальный заказ. В случае военной техники такой заказ имел место. Но он отсутствовал в других сферах жизни античного общества, не связанных с военным делом. В частности, древние были почти не заинтересованы в использовании таких источников энергии, которые могли бы заменить мышечную силу рабов и домашних животных. Именно поэтому в античности не было никаких условий для развития машинного производства, хотя инженерный опыт, техническая сноровка и острая изобретательская мысль были там налицо. Другой момент, на который мы хотим обратить внимание, состоял в почти полном отрыве инженерной деятельности от теоретической науки того времени. Этот отрыв был обусловлен не какими-либо внешними причинами, а принципиальной установкой греков в отношении задач и характера научной деятельности. Наука в представлении греческих философов и ученых была синонимом бескорыстного искания истины — времяпрепровождением свободных людей, не претендовавшим ни на какую практическую пользу и имевшим своей целью исключительно удовлетворение собственной любознательности. Первоначально, как это было, например, у Фалеса, это было просто хобби — занятие в часы досуга. Вероятно, именно по этой причине Геродот, неоднократно и с большим уважением отзывающийся о Фалесе, даже не упоминает о его математических занятиях. Первым человеком, который целиком и полностью посвятил свою жизнь науке, был, по-видимому, Анаксагор. Его примеру последовал Демокрит, а в дальнейшем и другие философы и ученые. Но никто из них не пытался поставить свою мудрость и свои знания на службу практическим целям. Более того, наука считалась делом достойным всяческого уважения, но притом делом принципиально бесполезным. Человеку нашего времени это может показаться странным, но для греков бесполезность науки была не столько недостатком, сколько неоспоримым достоинством. Напомним фразу из самого начала «Метафизики» Аристотеля: «по мере открытия большего числа искусств (τεχνών), с одной стороны, для удовлетворения необходимых потребностей (προς τάναγκαΐα), с другой — для препровождения времени (προς διαγωγήν) изобретатели второй группы всегда признавались более мудрыми, нежели изобретатели первой, так как их науки были предназначены не для практического применения (δια τομή προς χρήσιν είναι τάς έπιστήμας αύτων)» [пер. А. В. Кубицкого][277].

Это не было мнение одного Аристотеля — это было господствующее мнение на протяжении всей античности. В связи с этим будет небезынтересно проследить те тенденции в греческой научной литературе, которые были направлены на установление связи между теоретической наукой и техникой, рассмотреть работы греческих ученых, в которых, худо ли хорошо ли, делались попытки осмыслить действие тех или иных орудий и механизмов. Заметим, кстати, что в классическую эпоху такие попытки не предпринимались; все работы, о которых может в данном случае идти речь, относятся к эпохе эллинизма.

«Механические проблемы»

Трактат под таким названием по традиции включается в основной корпус сочинений Аристотеля[278]. В настоящее время, однако, господствует мнение, что автором трактата был не Аристотель, а кто-то из более поздних представителей перипатетической школы. Некоторые детали позволяют предположить, что этот автор в течение более или менее длительного времени жил в Египте; поэтому нельзя считать исключенным, что им был Стратон, до 287 г. воспитывавший в Александрии наследника престола — будущего Птолемея II. В этом случае время написания трактата может быть отнесено примерно к восьмидесятым годам III в. до н. э. Существуют, впрочем, и другие точки зрения.

Особый интерес для нас представляет теоретическое введение к трактату, в котором формулируется интересующая автора общая проблема.

Перипатетический, вернее, просто аристотелевский дух трактата обнаруживается уже в первых его фразах. Автор говорит об удивлении, которое вызывают в нас как естественные события, совершающиеся в соответствии с природой, но причины которых нам неизвестны, так и события, противоречащие природе и производимые искусством (техникой) в интересах нашей пользы. При этом невольно вспоминается вторая глава первой книги «Метафизики», где подчеркивается роль удивления как важнейшего стимула, побуждающего человека стремиться к познанию («Ибо и теперь и прежде удивление побуждает людей философствовать, причем вначале они удивлялись тому, что непосредственно вызывало недоумение, а затем, мало-помалу продвигаясь таким образом далее, они задавались вопросами о более значительном…»[279]) Совершенно в том же смысле, что и там, употребляется термин τέχνη, оказывающийся равнозначным искусству, ремеслу и вообще мастерству в самом широком смысле. Вполне в духе Аристотеля рассуждения о событиях, совершающихся в соответствии с природой и вопреки природе. Новым по сравнению с традиционным представлением об Аристотеле-философе является, пожалуй, обращение к механическим проблемам, т. е. к технике, но в конце концов почему Аристотель не мог заняться теоретическим осмыслением также и этой сферы человеческой деятельности?

Вслед за этим автор «Механических проблем» формулирует основную проблему своего трактата — проблему рычага. Действия рычага относятся, по его мнению, именно к таким явлениям, которые вызывают удивление,

Кажется поистине чудесным, что сравнительно небольшая сила может с помощью рычага двигать или поднимать намного превосходящие ее большие тяжести. Конечную причину этого действия автор усматривает в свойствах круга, которые, если подумать, представляются еще более чудесными, ибо все они образуют удивительное единство взаимно исключающих друг друга качеств.

Прежде всего, круг представляет собой единство покоя и движения. Действительно, при вращении круга вокруг центра каждая точка его окружности движется, в то время так его центр остается неподвижным. А ведь покой и движение — противоположные по своему смыслу понятия.

Окружность, ограничивающая круг, также заключает в себе две противоположности, будучи одновременно и выпуклой и вогнутой (это зависит от того, с какой стороны на нее посмотреть).

Вращающийся круг движется одновременно в двух противоположных направлениях: если все точки, находящиеся справа от центра круга, движутся вверх, то все точки, лежащие слева от центра, будут двигаться вниз. То же происходит и с радиусами круга, причем каждый радиус, начиная двигаться из своего исходного положения, в конце концов придет в него же.

Из того, что вращающийся круг движется одновременно в двух противоположных направлениях, вытекает следующая своеобразная особенность кругов, последовательно соприкасающихся друг с другом: каждый следующий круг будет двигаться противоположным образом по отношению к предыдущему. Как указывает автор «Механических проблем», этой особенностью широко пользуются механики, конструирующие на ее основе удивительные механизмы и устройства.

Учитывая все эти странности, можно не удивляться тому, что именно круг лежит в основе чудесных (на первый взгляд) свойств рычагов, весов и других механических приспособлений. При этом в ходе дальнейшего изложения автор трактата на первое место ставит обсуждение свойств весов, из которых затем выводятся свойства рычага, а уже из них свойства всех остальных инструментов и орудий. Поскольку, говоря о весах, автор имеет в виду рычажные весы, такой порядок представляется неверным: ведь свойства рычажных весов целиком определяются законом рычага, поэтому именно рычаг следовало бы поставить на первое место. Но теории рычага автор «Механических проблем» еще не знал (эта теория, базирующаяся на понятиях центра тяжести и момента силы, была впервые сформулирована Архимедом), и принятый им порядок показывает, насколько он был еще далек от понимания существа рассматриваемых им явлений.

Итак, ставится следующий вопрос: почему более длинные весы (т. е. весы с более длинными плечами) оказываются точнее более коротких? Этот вопрос связывается одним из замечательных свойств круга, выражающимся в том, что более длинный радиус вращающегося круга описывает за одно и то же время большую дугу, чем более короткий радиус (иначе говоря, что более длинный радиус проходит одно и то же расстояние за меньшее время, чем более короткий). При обсуждении этого свойства автор вдается в довольно путаные рассуждения, сопровождаемые геометрическими построениями, разбором которых мы заниматься не будем. В этих рассуждениях, однако, обращают на себя внимание два пункта, представляющие интерес с точки зрения истории механики.