Уроки физики. Урок 1

УРОКИ ФИЗИКИ

УРОК 1. ФИЗИКА АРИСТОТЕЛЯ

Так поскольку Единство рождается снова и снова
В Множества недрах, а Множество вновь прорастает к Единству,
Вечно они возникают, и нет у них стойкого века.
Но поскольку обмен сей никак прекратиться не в силах,
Вечно постольку они существуют в недвижимом круге.
                Эмпедокл

 
Мы начинаем изучать физику. Название происходит от греч. «фюзис» - природа. И, конечно, сначала изучали самые громоздкие предметы, их движение. Но, кроме земных предметов, был огромный небесный мир: Солнце, Луна, звёзды. И всё это перемещалось.
Да и сами предметы подвергались изменениям: таяли, застывали, испарялись, светились, возникали, разрушались, исчезали. Сейчас физика претендует на Теорию Всего, стремясь включить в себя не только наблюдение, измерение и субъект этих действия, но и информацию, её содержание в виде знания, а также сам процесс познания. Вместе с огромными успехами физических наук в самых разных направлениях мы потеряли представление о целостности физики, о её основаниях и основах, о постулатах, аксиомах. Когда-то механика, затем электродинамика как теория поля, квантовая теория, общая теория относительности, теории элементарных частиц пытались по-своему сформулировать или переформулировать важнейшие принципы физики, но единого свода не получилось. И самыми уязвимыми «местами» оказались понятия массы, пространства и времени.
Одной из первых форм синтеза физических знаний была «Физика» Аристотеля. Подход Аристотеля естествен и понятен: «Так как знание, и [в том числе] научное познание, возникает при всех исследованиях, которые простираются на начала, причины и элементы, путем их уяснения (ведь мы тогда уверены, что знаем ту или иную вещь, когда уясняем ее первые причины, первые начала и разлагаем ее вплоть до элементов), то ясно, что и в науке о природе надо попытаться определить прежде всего то, что относится к началам. Естественный путь к этому ведет от более понятного и явного для нас к более явному и понятному по природе: ведь не одно и то же понятное для нас и [понятное] вообще. Поэтому необходимо продвигаться именно таким образом: от менее явного по природе, а для нас более явного к более явному и понятному по природе. Для нас же в первую очередь ясны и явны скорее слитные [вещи], и уж затем из них путем их расчленения становятся известными элементы и начала. Поэтому надо идти от вещей, [воспринимаемых] в общем, к их составным частям: ведь целое скорее уясняется чувством, а общее есть нечто целое, так как общее охватывает многое наподобие частей. То же самое некоторым образом происходит и с именем в отношении к определению: имя, например, «круг» обозначает нечто целое, и притом неопределенным образом, а определение расчленяет его на составные части. И дети первое время называют всех мужчин отцами, а женщин матерями и лишь потом различают каждого в отдельности» (Аристотель. Физика. Книга первая (А). Глава первая).
Аристотель сначала рассуждает о том, какими должны быть начала (принципы) физики, затем приходит к выводу: «Таков один способ определения природы: она есть первая материя, лежащая в основе каждого из [предметов], имеющих в себе самом начало движения и изменения. По другому же способу она есть форма (morphn) и вид (eidos) соответственно определению [вещи]. А именно, как искусством называется соответствующее искусству и искусственное, так и природой — соответствующее природе и природное» (Аристотель. Физика. Книга вторая (В). Глава первая).
Аристотель склоняется к принятию непрерывности движения (хотя явно и не называет эту гипотезу началом): «Так как природа есть начало движения и изменения, а предмет нашего исследования — природа, то нельзя оставлять невыясненным, что такое движение: ведь незнание движения необходимо влечет за собой незнание природы. Определив то, что относится к движению, надо попытаться подойти таким же образом и к последующему. Так вот, движение, по всей видимости, есть [нечто] непрерывное, а бесконечное проявляется прежде всего в непрерывном; поэтому, определяя непрерывное, приходится часто пользоваться понятием бесконечного, так как непрерывное бесконечно делимо. Кроме того, движение невозможно без места, пустоты и времени. Ясно, что поэтому, а также потому, что они общи всему и причастны всякой [вещи], следует предварительно рассмотреть каждое из них, так как изучение частного должно следовать за изучением того, что обще всему. И прежде всего, как мы сказали, [речь пойдет] о движении» (Аристотель. Физика. Книга третья (Г). Глава первая).
Далее Аристотель стремится определить «место» как локализацию в пространстве, т.е., собственно говоря, само пространство как физическое понятие: «Чем же можем мы считать место? Имея подобную природу, место не может быть элементом или состоять из них, будь они телесные или бестелесные: ведь оно имеет величину, а тела не имеет; элементы же чувственно-воспринимаемых тел суть тела, а из умопостигаемых [элементов] не возникает никакой величины. Далее, в каком отношении можно было бы считать место причиной существующих [вещей]? Ведь ни одна из четырех причин не присуща ему: оно не может быть ни материей существующих [вещей], так как из него ничто не состоит, ни формой и определением предметов; оно не есть цель и не приводит в движение существующие [вещи]. Далее, если место само относится к существующим [вещам], то где оно будет? Ведь апория Зенона требует обсуждения; а именно, если все существующее находится в некотором месте, то ясно, что должно быть и место места, и так далее, до бесконечности. Далее, как всякое тело находится в [некотором] месте, так и во всяком месте (должно быть] тело; что же мы скажем тогда о растущих [телах]? Ведь на основании сказанного необходимо, чтобы и место вырастало вместе с ними, если место каждого [тела] ни меньше, ни больше его.
Все это по необходимости [заставляет нас] задавать вопросы не только о том, что такое место, но и существует ли оно [вообще].» (Аристотель. Физика. Книга четвёртая (Д). Глава первая). В главе шестой этой же книги Аристотель делает очень интересное примечание: «Пифагорейцы также утверждали, что пустота существует и входит из бесконечной пневмы в само Небо, как бы вдыхающее [в себя] пустоту, которая разграничивает природные [вещи], как если бы пустота служила для отделения и различения смежных [предметов]. И прежде всего, по их мнению, это происходит в числах, так как пустота разграничивает их природу».
Но самым удивительным для Аристотеля оказывается то обстоятельство, что «место» не является ни материей, ни формой…
Касаясь апории элеата Зенона о невозможности непрерывности в реальности, Аристотель пишет: «ошибочно рассуждение Зенона, в котором предполагается, что невозможно пройти бесконечное [множество предметов] или коснуться каждого из них в конечное время. Ведь длина и время и вообще все непрерывное называются бесконечными в двояком смысле: или в отношении деления, или в отношении концов. И вот, бесконечного в количественном отношении нельзя коснуться в конечное время, а бесконечного в отношении деления — можно, так как само время бесконечно именно в таком смысле. Таким образом, бесконечное удается пройти в бесконечное, а не в конечное время и коснуться бесконечного [множества можно] бесконечным, а не конечным [множеством]. Разумеется, невозможно ни пройти бесконечное в конечное время, ни конечное в бесконечное время, но если время будет бесконечным, то и величина будет бесконечной, и если величина, то и время» (Аристотель. Физика. Книга шестая (Z). Глава вторая).
Заметим здесь некоторую некорректность смешения Аристотелем понятий конечного и бесконечного в соответствующих арифметических операциях (в отличие от Зенона). Разумеется, в формально-логическом и формально-арифметическом смысле антизеноновские рассуждения Аристотеля являются верными, но, как только происходит уточнение понятий, определений  и заключающихся в них противоречий, парадоксы Зенона наполняются иным содержанием. Конечно, вопрос о природе движения нельзя считать полностью решённым и сейчас. Но квантованность физических процессов и нахождение физических оснований в счётных конечных множествах чашу весов склоняет в пользу Зенона…
Подобно древним учениям физика Аристотеля признаёт фундаментальным движение по окружности. Вращательное движение оказывается несводимым к прямолинейным. К этому положению современная механика ещё не вернулась, хотя принцип линейности себя исчерпал.
Забегая вперёд, отметим существенные особенности структуры пространства:
1) есть «спокойные» почти непрерывные и почти однородные области пространства, где структура может представляться в виде однородного куба, однородного шара, в виде евклидова или псевдоевклидова пространства; среди них интересны относительно изолированные консервативные системы, в которых верны законы сохранения;
2) есть структуры в виде «веретена», т. е. структуры кручения (мы не будем делить вращательное движение на правовращательное и левовращательное, а будем исходить из концептов возникновения и уничтожения, деля веретённые структуры на разматывающиеся, порождающие материю (энергию, момент количества движения) и заматывающиеся, «засасывающие материю в воронку»);  в них, в их турбулентностях, разумеется, нарушаются и метрика пространства, и законы сохранения;
3) есть структуры взрыва, извержения без кручения, так же, как прямого всасывания, поглощения без кручения; как показано на прилагаемом рис. , они могут рассматриваться как частный, предельный случай веретённых структур.
Современная механика пока не рассматривает пространство во всём его структурном многообразии. Да и сами определения массы или энергии страдают логической неопределённостью. Например, Ньютон в своих гениальных «Математических началах натурфилософии» определение массы сводит к плотности, которая остаётся интуитивно определяемым понятием. Поэтому мы выдвинули постулат (гипотезу), согласно которой эта плотность возникает именно в результате разматывания веретена (или прямого извержения), всасывающего материю из вакуума (или инобытия) и передающего её в наше пространство. В окрестности же «чёрных дыр» происходит противоположный процесс. Причём «тёмная» энергия и «тёмная» материя влияют из инобытия (как это позволяет трактовать математический аппарат теории функций комплексных переменных). Само «пустое» пространство возникает ещё «раньше» в результате разматывания «веретена»  пространственных квантов как флуктуаций на «границе» небытия и бытия (см. «Аксиомы физики», изложенные также на сайте «проза.ру»). Но не только создание или уничтожение материи или даже вселенной являются функциями «веретён» - ещё более важны функции программирования, Времени, определения и предопределения.
Тут невозможно не вспомнить и не увидеть аналогию с платоновским изложением (Платон. Государство. Книга X. 617с; Ана;нке, Ана;нка (др.-греч. «неизбежность, судьба, нужда, необходимость») — в древнегреческой мифологии божество необходимости, неизбежности, персонификация рока, судьбы и предопределённости свыше ).
Древние греки не молились Мойрам, богиням предопределений. Обращаться к судьбе с мольбой было глупо – иначе теряло смысл само предопределение и его внутренняя гармония. "Солнце не преступит (положенной ему) судьбы: иначе его застигнут Эринии, блюстительницы Правды" (Гераклит). Всё заранее предопределено в недрах Матери-Маерии. "Глубоко под землёй Мойры ткут нити человеческих жизней. Капли времён срываются со сводов и падают в глубины мрака. Гулкие переходы Аида наполнены реющим звуком: словно бьют свои удары бесчисленные маятники. Как в мастерской часовщика, нагоняют и перегоняют друг друга неисчислимые ритмы, сплетаются и расплетаются. Упруго жужжат веретена судеб. Сердца всех существ пульсируют в этих недрах. Тут ткётся из ритмических колебаний - быстрых и медленных, глухих и звонких, из гулов и пещерных созвучий - живой ковёр будущей Вселенной" ( П. Флоренский. "У водоразделов мысли").
В заключение мы приведём яркую в художественном смысле цитату из суждений «традиционалиста» о времени и богинях судьбы (https://ltraditionalist.livejournal.com/1401844.html) :
«На Востоке Великие Богини порой изображаются с веретеном в руках. Они прядут нить жизни. Такова, например, богиня с веретеном, найденная в Трое и относящаяся к эпохе 2000—1500 гг. до н. э. Некогда и Парки принадлежали к кругу этих богинь. Со временем, однако, их функции ограничились исключительно областью, определённой рождением и судьбами людей. И в этой функции — хранительниц «нити жизни» — угадывается амбивалентный характер Великих Богинь. Точно так же, как они властвуют над космическими ритмами (луна, вода, дождь), они управляют людскими судьбами. Нить, которую они прядут, длиннее или короче, в зависимости от их воли. «Воля» эта никоим образом не ограничена какими-либо критериями, никоим образом не подчинена каким-либо законам. Судьба человека столь же иррациональна, как и судьба всей общности людей, которые по воле Великой Богини могут погибнуть от голода (засухи) или на войне. Это полное уподобление жизни индивида и жизни вида, уподобление под знаком Великой Богини. Судьба человека предопределена, по мифу, нитью жизни. Это более длинное или более короткое время. Само собой разумеется, что в некоторых культурах Великие Богини исполняли также роль божеств Времени и Судьбы. Например, в Индии «время» называется kala — слово, очень похожее на Кали, имя Великой Богини. Даже проводились параллели между этими двумя словами, на чём здесь не место задерживаться. Слово kala «время» означает и «чёрный», «тёмный», «запятнанный». В этих понятиях можно обнаружить множество смыслов. «Время» оказывается «чёрным» потому, что оно иррационально, жестоко, немилосердно. Живущий во времени, под властью времени — это человек, подверженный целому ряду страданий. С другой стороны, по той же индийской философии, человечество давно живёт в эпохе калиюга, т. е. в «тёмной эпохе», когда возможны всякого рода духовные заблуждения и преступления; в эпохе полного падения метафизики — последнем этапе некоего завершающегося цикла. И совсем не случайно в названии этой космической эпохи сосуществуют понятия время, темнота и Великая Богиня...".