Знание-сила, 2007 № 11 (965)

Важно, однако, что Аристотель вовсе не утверждал, что сила пропорциональна скорости тела. Как показывает чтение его труда, он вообще не думал, что есть какое-то уравнение, посредством решения которого можно найти закон движения тела. Его просто не посещала мысль о том, что физические вопросы нужно решать с помощью математики. Я до сих пор искренне благодарен моему соавтору аспирантских лет Вите Турчанинову, который во время одного из наших споров по конкретному физическому вопросу просто для того, чтобы отвлечься от сложных выкладок, обратил мое внимание на соответствующее место у Аристотеля.

Конечно, Аристотель знал, кто такие пифагорейцы (мы, собственно, знаем о них во многом из его книг), которые много говорили о числе, с помощью которого нужно объяснять мир. Это, конечно, здорово, только как-то совсем не похоже на использование математики в современной физике.

В книге Аристотеля есть еще много странного и неожиданного. По его мнению, к физике в основном относятся такие вопросы, которые совершенно выпадают из круга интересов физики современной. Чего стоит вопрос о перводвигателе! Я как-то затрудняюсь сказать, какую точку зрения занимает по этому вопросу современная физика. Аристотель систематически задается совершенно лишними с сегодняшней точки зрения вопросами (вроде вопроса о сущности движения), вместо того чтобы выписать какое-нибудь уравнение, порешать его, а потом посмотреть, похоже или непохоже получилось на данные эксперимента.

В этом, собственно, и состоят достоинства (и недостатки) того союза, которые физика заключила с математикой. Этот союз создался, по-видимому, постепенно, во времена между Галилеем и Ньютоном. Во всяком случае, Галилей еще любит рассуждать о ненужных (с современной точки зрения) вопросах, да и Ньютон, непонятно зачем, предпочитает подкреплять решение уравнений (он же творец математического анализа!) геометрическими доказательствами. Даже Максвелл, как говорят немногие энтузиасты, читавшие его труды, снабжал свои уравнения электромагнитного поля какими-то, мягко говоря, странными модельками из шестеренок и колесиков, лучше иллюстрировавшими, по его мнению, суть дела.

Современные физики совсем распоясались и позволяют себе мыслить предельно абстрактно, часто просто напрямую оперируя уравнениями. Точнее, обычно физик как-то представляет себе, скажем, электрон, но вовсе не настаивает на том, что именно этот зрительный образ правильный и окончательный. Например, очень полезно представлять себе атомное ядро в виде капли жидкости. Это позволило достичь нетривиальных результатов в ядерной физике. Однако психически нормальный человек отдает себе отчет в том, что атомное ядро и капля воды — разные вещи. В этой связи вспоминается анекдот с аспирантских экзаменов. «Некая аспирантка излагала модель атома Бора, в которой электроны движутся вокруг атомного ядра по стационарным орбитам. Ее в шутку спросили, что находится между орбитами, на что она, не смутившись, ответила: «Воздух!» (на самом деле в рассматриваемых масштабах представление о сплошной среде вроде воздуха просто утрачивает смысл).

Подобный подход позволил решить огромное количество задач (результаты их решения встречаются буквально на каждом шагу, например, я пишу на компьютере и езжу на работу на метро), однако за это достижение пришлось дорого заплатить. Есть еще один известный анекдот. «Экзаменующийся отвечает на билет про электричество и говорит: «Профессор! Я только что знал, что такое электричество, но забыл». — «Я немедленно поставлю вам пятерку, как только вы это вспомните, до сих пор никто не знает, что такое электричество». Это, что называется, не в бровь, а в глаз. С определением основных физических понятий дело обстоит, с точки зрения логики, из рук вон плохо. Что такое сила? В учебнике написано, например, сила — причина движения. В переводе на русский язык это значит, что сила — то, что написано в левой части второго закона Ньютона. Не очень содержательно, да и откуда эту силу брать? На практике это означает, что физика — логически незамкнутая наука. Кроме динамики Ньютона (или Эйнштейна — это сейчас не важно), в ней есть еще многие разделы, откуда в каждом конкретном случае и приходится брать формулу для силы. Невозможно себе представить Аристотеля, излагающего эту невразумительную рекомендацию, а она работает — и отлично работает — многие столетия!