Жизнь проста. Как бритва Оккама освободила науку и стала ключом к познанию тайн Вселенной - Джонджо МакФадден

превратится в небесное тело. Небо и Земля – всего лишь разные участки космоса, подчиняющиеся единой системе законов Ньютона.

Ньютон, как и Бойль за несколько десятилетий до него, сформулировал в «Началах» основополагающие принципы своей новаторской теории. В одной из глав книги под названием «Правила умозаключений в физике»[308] содержится несколько методических правил. Правило 1 гласит: «Не должно принимать в природе иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений». Далее Ньютон утверждает: «Природа проста и не роскошествует излишними причинами вещей»[309]. Так благодаря философии «нового пути» бритва Оккама из XIII века проникла в труды Леонардо, Коперника, Кеплера, Галилея, Бойля и, наконец, Ньютона, став главным принципом современной науки.

Однако простые законы непросто дались Ньютону. Ему пришлось ввести три новых величины. Первой из них была сила, и прежде всего сила тяготения, природу которой он понимал не более, чем Буридан понимал природу импетуса, несмотря на математическое обоснование. Ньютон рассматривает силу как действие, подобное толканию или тяге, при котором для того, чтобы происходила передача этой силы, обязателен контакт двух объектов, по аналогии с понятием движения у Аристотеля. Однако такое представление оказалось нарушено появлением силы тяготения, которая исходила от Солнца и заставляла планеты, находящиеся от него на расстоянии миллионов миль пустого пространства, вращаться по орбитам. Как это происходило? Ньютон не мог ответить на этот вопрос.

ЧТО ТАКОЕ ЗАКОНЫ?

Вернемся к теории импетуса, предложенной Буриданом. Если вы помните, я уже задавался вопросом о том, что бы изменилось, если бы у Буридана вместо импетуса были ангелы. Тот же вопрос можно задать применительно к силе тяготения Ньютона. Что, если это не сила тяготения приводит в движение планеты или летящие предметы, а ангелы? Что бы это изменило? В каком-то смысле ничего, главное, чтобы у ангела были «Начала» Ньютона и он мог бы сверяться, соблюдает ли предписанные законы. Однако если ангел не может обойтись без книги законов, почему бы не обойтись без ангела и оставить только законы? И в теории Буридана, и в законах Ньютона ангел становится сущностью, в которой нет необходимости, а значит, о ней можно забыть.

Однако, упразднив ангелов, мы все равно столкнемся с вопросом, где Вселенная хранит этот свод законов? Ньютон полагал, что сделанные им открытия были написаны рукой Бога, из чего следует, что они хранятся на небесах, как и христианизированные формы, или идеи, Платона или универсалии Аристотеля. Однако за четыре столетия до Ньютона Уильям Оккам утверждал, что «нет такого порядка во Вселенной, который бы принципиально различался в разных ее частях»[310]. Силу притяжения и гравитацию принято рассматривать как некие невидимые сущности, отталкивающие или притягивающие объекты, «различающиеся в разных частях Вселенной». Оккам же утверждал, что подобные термины, которые описывают не сами предметы, а отношения между ними, есть некая фикция (лат. ficta), то, что мы сегодня называем вымыслом, идеей или представлением. В отношении одной силы Ньютона он оказался прав.

В законах Ньютона, как вы помните, чтобы определить силу притяжения, существующую между двумя объектами, мы умножаем их массы и делим на квадрат расстояния между ними. Отсюда следует, что чем больше масса, тем больше гравитация. Не кажется ли это несколько странным? Ведь Галилей, вопреки Аристотелю, уже наглядно доказал, что в отсутствие сопротивления среды физические тела падают с одинаковым ускорением.

Эту загадку можно разрешить с помощью второго закона Ньютона, по которому рассчитывается ускорение одного тела, движущегося под действием силы притяжения другого тела: ускорение равно частному от деления приложенной силы на произведение масс двух тел. Таким образом, мы сначала умножаем на массу, чтобы получить силу, а затем делим на ту же массу, чтобы вычислить ускорение. Когда масса является и множителем, и делителем, она просто сокращается. Таким образом, масса выпадает из полного уравнения гравитационного ускорения, что полностью соответствует наблюдениям Галилея, утверждавшего, что физические тела падают с одинаковым ускорением, независимо от их массы.

Все так. Однако не кажется ли вам это несколько подозрительным? У Оккама наверняка нашлось бы что сказать по этому поводу – например, зачем при расчете силы тяготения ставить в уравнении на первое место массу? Но если мы совсем уберем массу, тогда и сила тяготения будет вести себя не так, как ньютонова сила. Тогда что же такое гравитация? Пройдет три века, и другой великий физик, Альберт Эйнштейн, задумается над этим и предложит совершенно иное понимание гравитации.

Однако в классической механике Ньютона были еще две величины, которые не являются взаимоисключающими: абсолютное пространство и абсолютное время. Их необходимость становится очевидной, стоит лишь задать вопрос: что станет с понятием ускорения, если представить модель Вселенной без системы координат для измерения пространства и времени? Вообразите себе корабль Галилея, попавший в такую сильную качку, что все кастрюли и сковородки на камбузе разбросало в разные стороны. Мы можем рассчитать силу, действующую на каждый предмет, измеряя массу и ускорение с учетом положения предметов по отношению к стенам каюты или друг к другу. Однако представьте, что будет, если из всей утвари на камбузе останется одна кастрюля, и она будет двигаться с ускорением в пустом пространстве, где нет ни корабля, ни моря, ни даже нашей планеты, Солнца, Луны и звезд. Как тогда понять, что есть ускорение и приложенная сила, если у нас нет системы координат? Вспомните, какой довод приводил Уильям Оккам, чтобы доказать, что количество, например парность, не является сущностью (универсалией): два стула в одной комнате могут легко превратиться в четыре стула, если снести стену, по ту сторону которой тоже есть два стула. Если исчезают стены воображаемого корабля Галилея, вместе с ними исчезает и понятие силы.

Что же такое сила? Уильям Оккам за четыре столетия до Ньютона писал:

Натурфилософия изучает не мир природы, в котором все рождается и умирает, не природные вещества, не физические тела, окружающие нас… Строго говоря, натурфилософия занимается интенциями ума – понятиями, приспособленными самой природой для того, чтобы подставляться вместо вещи во многих суждениях[311].

Довольно неожиданное заявление для XIV века, однако я полагаю, Оккам имеет в виду, что наука занимается моделированием. Таким образом, понятия, такие как импетус во времена Оккама или сила во времена Ньютона – не что иное, как мыслительные образы (интенции ума), которые мы используем в наших моделях, чтобы на их основе делать прогнозы (формулировать суждения) об окружающем нас мире (подставлять их вместо вещей во многих суждениях). Это делается не с целью отрицания связи, существующей между названиями и предметами реального мира, которые они обозначают. Однако Оккам подчеркивает,