Аристотелевская физика

Аристотелевская физика — это форма натуральной философии, описанная в трудах греческого философа Аристотеля (384–322 до н. э.). В своей работе «Физика » Аристотель намеревался установить общие принципы изменения, которые управляют всеми природными телами, как живыми, так и неживыми, небесными и земными, включая любое движение (изменение относительно места), количественное изменение (изменение относительно размера или числа). , качественное изменение и существенное изменение (« становление » [возникновение . , «порождение»] или «уход» [больше не существующее, «коррупция»]) Для Аристотеля «физика» была широкой областью, включающей предметы, которые теперь будут называться философией разума , чувственного опыта , памяти , анатомии и биологии . Это составляет основу мысли, лежащей в основе многих его работ .

Ключевые концепции аристотелевской физики включают структурирование космоса на концентрические сферы с Землей в центре и небесными сферами вокруг нее. Земная сфера состояла из четырех элементов : земли, воздуха, огня и воды, подверженных изменениям и распаду. Небесные сферы были созданы из пятого элемента, неизменного эфира . Предметы, сделанные из этих элементов, обладают естественным движением: предметы из земли и воды имеют тенденцию падать; те из воздуха и огня, чтобы подняться. Скорость такого движения зависит от их веса и плотности среды. Аристотель утверждал, что вакуума не может существовать, поскольку скорости станут бесконечными.

Аристотель описал четыре причины или объяснения изменений, наблюдаемых на Земле: материальную, формальную, действенную и конечную причины вещей. Что касается живых существ, биология Аристотеля опиралась на наблюдение природных видов, как основных видов, так и групп, к которым они принадлежали. Он не проводил эксперименты в современном понимании, а полагался на накопление данных, процедуры наблюдения, такие как вскрытие , и выдвижение гипотез о взаимосвязи между измеримыми величинами, такими как размер тела и продолжительность жизни.

Методы

Страница из издания 1837 года древнегреческого философа Аристотеля » «Физики , книги, затрагивающей множество тем, включая философию природы и темы, которые теперь являются частью ее современного тезки: физики .

природа повсюду является причиной порядка.

- Аристотель, Физика VIII.1.

Хотя принципы Аристотеля согласуются с обычным человеческим опытом, они не были основаны на контролируемых количественных экспериментах, поэтому они не описывают нашу Вселенную в том точном количественном смысле, которого сейчас ожидают от науки. Современники Аристотеля, такие как Аристарх, отвергли эти принципы в пользу гелиоцентризма , но их идеи не получили широкого признания. Принципы Аристотеля было трудно опровергнуть простым повседневным наблюдением, но позднее развитие научного метода поставило под сомнение его взгляды с помощью экспериментов и тщательных измерений с использованием все более совершенных технологий, таких как телескоп и вакуумный насос .

Заявляя о новизне своих доктрин, натурфилософы, разработавшие «новую науку» XVII века, часто противопоставляли «аристотелевскую» физику своей собственной. Физика первого типа, как они утверждали, подчеркивала качественное в ущерб количественному, пренебрегала математикой и ее надлежащей ролью в физике (особенно в анализе локального движения) и полагалась на такие подозрительные объяснительные принципы, как конечные причины и «конечные причины». оккультные» сущности. Тем не менее, в своей «Физике» Аристотель характеризует физику или «науку о природе» как имеющую отношение к величинам ( мегете ), движению (или «процессу» или «постепенному изменению» – kinêsis ) и времени ( хронону ) ( Phys III.4 202b30–1). ). Действительно, физика в основном занимается анализом движения, особенно локального движения, а также других концепций, которые, по мнению Аристотеля, необходимы для этого анализа.

- Майкл Дж. Уайт, «Аристотель о бесконечности, пространстве и времени» в Blackwell Companion to Aristotle.

Существуют явные различия между современной и аристотелевской физикой, главным из которых является использование математики , практически отсутствующей у Аристотеля. Однако некоторые недавние исследования дали переоценку физики Аристотеля, подчеркнув как ее эмпирическую обоснованность, так и ее преемственность с современной физикой.

Концепции

Питером Апианом Представление Вселенной 1524 года, находящееся под сильным влиянием идей Аристотеля. Земные сферы воды и земли (показаны в виде континентов и океанов) находятся в центре Вселенной, непосредственно окружены сферами воздуха, а затем огня, откуда, метеориты и кометы как полагали, зарождались . Окружающие небесные сферы, от внутренней до внешней, — это сферы Луны, Меркурия, Венеры, Солнца, Марса, Юпитера и Сатурна, каждая из которых обозначена символом планеты . Восьмая сфера — небосвод неподвижных звезд , включающий видимые созвездия . Прецессия равноденствий вызвала разрыв между видимым и воображаемым делениями зодиака, поэтому средневековые христианские астрономы создали девятую сферу, Кристаллинум, которая содержит неизменную версию зодиака. Десятая сфера — это сфера божественного перводвигателя, предложенная Аристотелем (хотя каждая сфера должна иметь неподвижный двигатель ). Выше этого христианское богословие ставило «Империю Божию».
Чего эта диаграмма не показывает, так это того, как Аристотель объяснял сложные кривые, которые планеты образуют на небе. Чтобы сохранить принцип идеального кругового движения, он предложил, чтобы каждая планета перемещалась с помощью нескольких вложенных друг в друга сфер, причем полюса каждой из них были соединены со следующими, наиболее удаленными, но со смещенными друг от друга осями вращения. Хотя Аристотель оставил количество сфер открытым для эмпирического определения, он предложил добавить к многосферным моделям предыдущих астрономов, в результате чего в общей сложности получилось 44 или 55 небесных сфер .

Элементы и сферы

Основная статья: Классический элемент

Аристотель разделил свою вселенную на «земные сферы», которые были «тленными» и в которых жили люди, и движущиеся, но в остальном неизменные небесные сферы .

Аристотель считал, что четыре классических элемента : все в земных сферах составляют земля , воздух , огонь и вода . ^[а] Он также считал, что небеса состоят из особого невесомого и нетленного (то есть неизменного) пятого элемента, называемого « эфиром ». Эфир также имеет название «квинтэссенция», что буквально означает «пятое существо».

Аристотель считал, что тяжелая материя, такая как железо и другие металлы, состоит в основном из элемента земли с меньшим количеством трех других земных элементов. Он считал, что другие, более легкие объекты содержат меньше земли по сравнению с тремя другими элементами в их составе.

Четыре классических элемента не были изобретены Аристотелем; их создал Эмпедокл . Во время научной революции древняя теория классических элементов была признана неверной и была заменена эмпирически проверенной концепцией химических элементов .

Небесные сферы

Основные статьи: Эфир (классический элемент) и Динамика небесных сфер.

Согласно Аристотелю, Солнце, Луна, планеты и звезды заключены в идеально концентрические « хрустальные сферы », которые вечно вращаются с фиксированной скоростью. Поскольку небесные сферы неспособны к каким-либо изменениям, кроме вращения, земная сфера огня должна обеспечивать тепло, звездный свет и случайные метеориты . Самая нижняя, лунная сфера — единственная небесная сфера, которая действительно вступает в контакт с изменчивой земной материей подлунного шара , увлекая за собой разреженный огонь и воздух при вращении. Подобно гомеровскому эфиру aer (αἰθήρ) – «чистому воздуху» горы Олимп – был божественным аналогом воздуха, которым дышат смертные существа (άήρ, ) . Небесные сферы состоят из особого элемента эфира , вечного и неизменного, единственной способностью которого является равномерное круговое движение с заданной скоростью (относительно суточного движения самой внешней сферы неподвижных звезд).

Концентрические, эфирные, расположенные бок о бок « хрустальные сферы », несущие в себе Солнце, Луну и звезды, вечно движутся с неизменным круговым движением. Сферы встроены в сферы для учета «блуждающих звезд» (т.е. планет , которые по сравнению с Солнцем, Луной и звездами кажутся движущимися беспорядочно). Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн — единственные планеты (включая малые планеты ), которые были видны до изобретения телескопа, поэтому Нептун и Уран не включены, как и астероиды . Позже вера в то, что все сферы концентричны, была оставлена ​​в пользу Птолемея модели деферента и эпицикла . Аристотель подчиняется расчетам астрономов относительно общего числа сфер, и различные отчеты дают число около пятидесяти сфер. , Для каждой сферы предполагается наличие неподвижного двигателя включая «первичный двигатель» для сферы неподвижных звезд . Неподвижные движущие силы не толкают сферы (и не могут, поскольку они нематериальны и безразмерны), но являются конечную причину движения сфер, т.е. объясняют это аналогично объяснению «душа движима красотой».

Земные изменения

Четыре земных элемента

В отличие от вечного и неизменного небесного эфира , каждый из четырех земных элементов способен превращаться в любой из двух элементов, с которыми они имеют общие свойства: например, холодный и влажный ( вода ) может превращаться в горячий и влажный ( воздух ) или в холодный и сухой ( земля ). Любое кажущееся изменение холодного и влажного состояния на горячее и сухое ( огонь ) на самом деле представляет собой двухэтапный процесс, поскольку сначала меняется одно из свойств, затем другое. Эти свойства свойственны реальному веществу относительно работы, которую оно способно выполнить; нагревание или охлаждение, высушивание или увлажнение. Четыре элемента существуют только в отношении этой способности и относительно некоторой потенциальной работы. Небесный элемент вечен и неизменен, поэтому только четыре земных элемента отвечают за «возникновение» и «уход» – или, в терминах Аристотеля « О зарождении и разрушении » (Περὶ γενέσεως καὶ φθορᾶς), «порождение» и « коррупция».

Природное место

Аристотелевское объяснение гравитации состоит в том, что все тела движутся к своему естественному месту. Для элементов земли и воды это место является центром ( геоцентрической ) вселенной; естественным местом воды является концентрическая оболочка вокруг Земли, потому что земля тяжелее; он тонет в воде. Естественное место воздуха также представляет собой концентрическую оболочку, окружающую оболочку воды; пузырьки поднимаются в воде. Наконец, естественное место огня находится выше, чем место воздуха, но ниже самой внутренней небесной сферы (несущей Луну).

В «Книге Дельта» своей «Физики» (IV.5) Аристотель определяет топос (место) как два тела, одно из которых содержит другое: «место» — это место, где внутренняя поверхность первого (содержащего тела) касается внешняя поверхность другого (содержащегося в нем тела). Это определение оставалось доминирующим до начала 17 века, хотя оно подвергалось сомнению и обсуждалось философами с античных времен. Наиболее значительная ранняя критика была сделана с точки зрения геометрии арабским эрудитом XI века аль-Хасаном ибн аль-Хайсамом ( Альхазеном ) в его «Беседе о месте» .

Естественное движение

Земные объекты поднимаются или опускаются в большей или меньшей степени в зависимости от соотношения четырех элементов, из которых они состоят. Например, земля, самый тяжелый элемент, и вода падают к центру космоса; следовательно, Земля и по большей части ее океаны уже остановились там. На противоположном полюсе самые легкие элементы, воздух и особенно огонь, поднимаются вверх и в сторону от центра.

Элементы не являются собственными субстанциями в теории Аристотеля (или в современном смысле этого слова). Вместо этого они представляют собой абстракции, используемые для объяснения различной природы и поведения реальных материалов с точки зрения соотношений между ними.

Движение и изменение тесно связаны в аристотелевской физике. Движение, согласно Аристотелю, предполагает переход от возможности к действительности . Он привел пример четырех типов изменений, а именно: изменения по существу, качеству, количеству и месту.

Законы движения Аристотеля. В физике он утверждает, что объекты падают со скоростью, пропорциональной их весу и обратно пропорционально плотности жидкости , в которую они погружены. Это правильное приближение для объектов в . гравитационном поле Земли, движущихся в воздухе или воде

Аристотель предположил, что скорость, с которой тонут или падают два объекта одинаковой формы, прямо пропорциональна их весу и обратно пропорциональна плотности среды, через которую они движутся. Описывая их конечную скорость , Аристотель должен был оговорить, что не будет предела для сравнения скорости атомов, падающих в вакууме (они могли бы двигаться бесконечно быстро, потому что не было бы определенного места, где они могли бы остановиться в пустоте). ). Однако теперь понятно, что в любой момент времени до достижения предельной скорости в среде, относительно свободной от сопротивления, такой как воздух, два таких объекта должны иметь почти одинаковые скорости, поскольку оба испытывают силу гравитации, пропорциональную их массам, и, таким образом, они ускоряется почти с той же скоростью. Это стало особенно очевидным в восемнадцатом веке, когда в частичном вакууме начали проводить эксперименты , но примерно за двести лет до этого Галилей уже продемонстрировал, что объекты разного веса достигают земли за одинаковое время.

Неестественное движение

Помимо естественной тенденции земных выдохов подниматься , а объектов падать , неестественное или вынужденное движение из стороны в сторону является результатом турбулентного столкновения и скольжения объектов, а также трансмутации между элементами (« О порождении и разрушении »).

Шанс

В своей «Физике» Аристотель исследует несчастные случаи (συμβεβηκός, symbebekòs ), которые не имеют никакой причины, кроме случайности. «И для несчастного случая нет никакой определенной причины, а только случайность (τύχη, týche ), а именно неопределенная (ἀόριστον, аористон ) причина» ( «Метафизика V», 1025а25).

Очевидно, что существуют принципы и причины, которые порождаются и разрушаются отдельно от реальных процессов порождения и разрушения; ибо если это не так, то все будет необходимо, т. е. если обязательно должна быть какая-то причина, отличная от случайной, того, что возникает и уничтожается. Будет это или нет? Да, если это произойдет; иначе нет ( Метафизика VI, 1027а29).

Континуум и вакуум

Аристотель выступает против неделимого Демокрита (который значительно отличается от исторического и современного использования термина « атом »). Как место, в котором ничего не существует, Аристотель выступал против возможности вакуума или пустоты. Поскольку он считал, что скорость движения объекта пропорциональна приложенной силе (или, в случае естественного движения, весу объекта) и обратно пропорциональна плотности среды , он пришел к выводу, что объекты, движущиеся в пустоте, будут двигаться бесконечно быстро – и, таким образом, все объекты, окружающие пустоту, немедленно заполнят ее. Таким образом, пустота никогда не могла образоваться.

« Пустоты » современной астрономии (такие как Местная Пустота, примыкающая к нашей собственной галактике ) имеют противоположный эффект: в конечном итоге тела, находящиеся не в центре, выбрасываются из пустоты из-за гравитации материала снаружи.

Четыре причины

Основные статьи: Четыре причины и телеология

Согласно Аристотелю, существует четыре способа объяснить aitia или причины изменений. Он пишет, что «мы не познаем вещь, пока не поймем ее причину, то есть ее причину».

Аристотель считал, что существует четыре вида причин.

Материал

Материальной причиной вещи является то, из чего она сделана. Стол может быть деревянным; статуя может быть бронзовой или мраморной.

«В каком-то смысле мы говорим, что задача — это то, из чего как существующее возникает что-то, как бронза для статуи, серебро для фиала и их роды» (194b2 3—6). Под «родами» Аристотель подразумевает более общие способы классификации материи (например, «металл», «материал»); и это станет важным. Чуть позже. он расширяет диапазон материальной причины, включая буквы (слогов), огонь и другие элементы (физических тел), части (целых) и даже предпосылки (выводов: Аристотель повторяет это утверждение, в несколько иных термины, в Пост II 11).

- Р. Дж. Хэнкинсон, «Теория физики» в книге «Блэквелл, компаньон Аристотеля».

Формальный

Формальная причина вещи — это существенное свойство, которое делает ее такой , какая она есть. В книге «Метафизика» А Аристотель подчеркивает, что форма тесно связана с сущностью и определением . Он говорит, например, что соотношение 2:1 и число в целом являются причиной октавы .

«Другая [причина] — это форма и образец: это формула (логос) сущности (to ti en einai) и ее родов, например соотношение октавы 2:1» ( Физ. 11.3 194b26—8). )... Форма - это не просто форма... Мы спрашиваем (и это связь с сущностью, особенно в ее канонической аристотелевской формулировке), что такое быть какой-то вещью. Особенностью музыкальных гармоник (впервые отмеченной и изученной пифагорейцами) является то, что интервалы этого типа действительно демонстрируют это соотношение в той или иной форме в инструментах, используемых для их создания (длина труб, струн и т. д.). . В каком-то смысле соотношение объясняет, что общего у всех интервалов, почему они оказываются одинаковыми.

- Р. Дж. Хэнкинсон, «Дело» в «Блэквеллском справочнике Аристотеля».

Эффективный

Действующая причина вещи — это основной фактор, посредством которого ее материя приняла форму. Например, действующая причина рождения ребенка — родитель того же вида, а причина стола — плотник, знающий форму стола. В своей «Физике II», 194b29–32 Аристотель пишет: «есть то, что является первопричиной изменения и его прекращения, например, размышляющий, который несет ответственность [sc. за действие] и отец ребенка, и вообще производитель вещи произвел, а меняющий вещь изменился».

Примеры Аристотеля здесь поучительны: один случай ментальной и один случай физической причинности, за которыми следует совершенно общая характеристика. Но они скрывают (или, во всяком случае, не заявляют) важнейшую особенность аристотелевской концепции эффективной причинности, которая отличает ее от большинства современных омонимов. По Аристотелю, любой процесс требует постоянно действующей действующей причины, пока он продолжается. Эта приверженность наиболее отчетливо видна современному взгляду в рассуждениях Аристотеля о движении снаряда: что заставляет снаряд двигаться после того, как он покинул пространство?рука? «Импульс», «импульс», а тем более «инерция» не являются возможными ответами. Должен быть движитель, отличный (по крайней мере в каком-то смысле) от движимого предмета, который проявляет свою двигательную способность в каждый момент полета снаряда (см. Phys. VIII. 10 266b29—267a11). Точно так же в каждом случае зарождения животных всегда есть что-то, ответственное за непрерывность этого поколения, хотя это может происходить с помощью какого-то промежуточного инструмента ( Phys II.3 194б35—195а3).

- Р. Дж. Хэнкинсон, «Причины» в Блэквелле, спутнике Аристотеля.

Финал

Конечная причина — это то, ради чего что-то происходит, его цель или телеологическая цель: для прорастающего семени это взрослое растение, для шарика наверху рампы он останавливается внизу, для глаза - видит, для ножа - режет.

Цели имеют объяснительную функцию: это обычное дело, по крайней мере, в контексте описаний действий. Менее общим является мнение Аристотеля о том, что целесообразность и цель можно найти во всей природе, которая для него является царством тех вещей, которые содержат в себе принципы движения и покоя (т. е. действующие причины); таким образом, имеет смысл приписывать цели не только самим природным вещам, но и их частям: части природного целого существуют ради целого. Как отмечает сам Аристотель, выражения «ради» двусмысленны: « А есть ради Б » может означать, что А существует или предпринимается для того, чтобы осуществить Б ; или это может означать, что А действует на благо Б ( An II.4 415b2-3, 20-1); но оба типа окончательности, по его мнению, играют решающую роль как в естественных, так и в совещательных контекстах. Таким образом, человек может заниматься спортом ради своего здоровья: и поэтому «здоровье», а не только надежда на его достижение, является причиной его действий (это различие нетривиально). Но веки – ради глаза (чтобы его защитить: PA II.1 3) и глаза ради животного в целом (чтобы помочь ему правильно функционировать: ср. II.7 ).

- Р. Дж. Хэнкинсон, «Причины» в Блэквелле, спутнике Аристотеля.

Биология

Основная статья: биология Аристотеля

Согласно Аристотелю, наука о живых существах начинается с сбора наблюдений за каждым естественным видом животных, их организации в роды и виды ( дифференциации в «Истории животных» ) и последующего изучения причин (в «Частях животных» и «Поколении животных»). Животные , три его основные биологические работы).

Четыре причины возникновения животных можно резюмировать следующим образом. Мать и отец представляют соответственно материальную и действенную причины. Мать обеспечивает материю, из которой формируется эмбрион, а отец обеспечивает агент, который информирует этот материал и запускает его развитие. Формальной причиной является определение субстанциального бытия животного ( GA I.1 715a4: ho logos tês ousias ). Конечная причина — взрослая форма, которая есть цель, ради которой происходит развитие.

- Девин М. Генри, «Поколение животных» в «Блэквеллском справочнике Аристотеля».

Организм и механизм

Основные статьи: Организм (философия) и Механизм (философия)

Четыре элемента составляют однородные материалы, такие как кровь, плоть и кости, которые сами являются материей, из которой созданы неоднородные органы тела (например, сердце, печень и руки), «которые, в свою очередь, как части , являются веществом для функционирующего организма в целом ( ПА II. 1 646а 13—24)».

[Существует] определенная очевидная концептуальная экономия в представлении о том, что в естественных процессах естественно сложившиеся вещи просто стремятся реализовать в полной действительности потенциалы, содержащиеся в них (действительно, именно это и означает, что они являются естественными); с другой стороны, как не замедлили указать хулители аристотелизма начиная с XVII века, эта экономия достигается за счет любого серьезного эмпирического содержания. Механизм, по крайней мере, в том виде, в котором его практиковали современники и предшественники Аристотеля, возможно, был неадекватным с объяснительной точки зрения – но, по крайней мере, это была попытка дать общее объяснение, данное в редуктивных терминах, закономерным связям между вещами. Простое введение того, над чем более поздние редукционисты высмеивали как «оккультные качества», не объясняет — оно просто, в духе знаменитой сатирической шутки Мольера, служит для переописания эффекта. Официальные разговоры, по крайней мере, так говорят, бессмысленны.

Однако дела обстоят не так мрачно. Во-первых, нет смысла пытаться заниматься редукционистской наукой, если у вас нет средств, эмпирических и концептуальных, чтобы сделать это успешно: наука не должна быть просто ничем не обоснованной спекулятивной метафизикой. Но более того, есть смысл описывать мир в таких телеологически насыщенных терминах: это придает вещам смысл, которого нет в атомистских спекуляциях. И далее, разговоры Аристотеля о видовых формах не так пусты, как намекают его оппоненты. Он не просто говорит, что вещи делают то, что они делают, потому что они делают именно такие вещи: весь смысл его классификационной биологии, наиболее ярко выраженной в ПА , состоит в том, чтобы показать, какие виды функций с чем связаны, какие предполагают какие и какие которые чему подчиняются. И в этом смысле формальная или функциональная биология подвержена своего рода редукционизму. Мы начинаем, говорит он нам, с основных видов животных, которые мы все дотеоретически (хотя и не бесспорно) признаем (ср. PA I.4): но затем мы продолжаем показывать, как их части соотносятся друг с другом: почему, например, только у кровокровных существ есть легкие и как определенные структуры у одного вида аналогичны или гомологичны структурам другого вида. (например, чешуя у рыб, перья у птиц, волосы у млекопитающих). А ответы, по мнению Аристотеля, следует искать в экономике функций и в том, как все они способствуют общему благополучию (конечной причине в этом смысле) животного.

- Р. Дж. Хэнкинсон, «Отношения между причинами» в «Блэквеллском справочнике Аристотеля».

См. также Органическую форму .

Психология

Согласно Аристотелю, восприятие и мышление схожи, хотя и не совсем одинаковы, поскольку восприятие касается только внешних объектов, которые действуют на наши органы чувств в любой момент времени, тогда как мы можем думать о чем угодно. Мысль касается универсальных форм , поскольку они были успешно поняты на основе нашей памяти о непосредственном столкновении с экземплярами этих форм.

Теория познания Аристотеля опирается на два центральных столпа: его понимание восприятия и его понимание мышления. Вместе они составляют значительную часть его психологических работ, и его обсуждение других психических состояний во многом зависит от них. Более того, эти два вида деятельности понимаются аналогичным образом, по крайней мере, в отношении их самых основных форм. Каждая деятельность инициируется своим объектом – то есть каждая деятельность связана именно с тем, что ее вызывает. Эта простая причинная теория объясняет надежность познания: восприятие и мышление, по сути, являются преобразователями, приносящими информацию о мире в наши когнитивные системы, потому что, по крайней мере в своих самых основных формах, они безошибочно связаны с причинами, которые их вызывают. ( Ан III.4 429а13–18). Другие, более сложные психические состояния далеко не безошибочны. Но они все еще привязаны к миру, поскольку опираются на однозначный и прямой контакт восприятия и мысли со своими объектами.

- Виктор Кастон , «Фантазия и мысль» в «Блэквеллском спутнике Аристотеля».

Средневековый комментарий

Основная статья: Теория импульса

Аристотелевская теория движения подверглась критике и изменениям в средние века . Модификации начались с Иоанна Филопона в VI веке, который частично принял теорию Аристотеля о том, что «продолжение движения зависит от продолжающегося действия силы», но модифицировал ее, включив в нее свою идею о том, что брошенное тело также приобретает наклон (или «движущую силу»). для движения в сторону от того, что заставило его двигаться, наклон, который обеспечивает его дальнейшее движение. Эта внушаемая добродетель будет временной и саморасходующейся, а это означает, что все движение будет стремиться к форме естественного движения Аристотеля.

В «Книге исцеления XI века » (1027 г.) персидский эрудит Авиценна развил философскую теорию как первую последовательную альтернативу аристотелевской теории. Склонности в теории движения Авиценнана представляли собой не самопоглощающие, а постоянные силы, эффекты которых рассеивались только в результате внешних факторов, таких как сопротивление воздуха, что сделало его «первым, кто придумал такой постоянный тип внушаемой силы для неестественного движения». ". Такое самодвижение ( майл ) «почти противоположно аристотелевской концепции насильственного движения типа снаряда и скорее напоминает принцип инерции , т.е. первый закон движения Ньютона ».

Старший брат Бану Мусы , Джафар Мухаммад ибн Муса ибн Шакир (800–873), написал « Астральное движение» и «Силу притяжения» . Персидский физик Ибн аль-Хайсам (965–1039) обсудил теорию притяжения между телами. Похоже, он осознавал величину ускорения силы обнаружил , тяжести и что небесные тела «подотчетны законам физики ». Во время своих дебатов с Авиценной аль-Бируни также раскритиковал аристотелевскую теорию гравитации, во-первых, за отрицание существования левитации или гравитации в небесных сферах ; и, во-вторых, за то, что его представление о круговом движении является врожденным свойством небесных тел .

Хибат Аллах Абу'л-Баракат аль-Багдади (1080–1165) написал «Аль-Мутабар» , критику аристотелевской физики, в которой он опроверг идею Аристотеля о том, что постоянная сила вызывает равномерное движение, поскольку он понял, что сила, приложенная непрерывно, создает ускорение. , фундаментальный закон классической механики и раннее предзнаменование второго закона движения Ньютона . Как и Ньютон, он описывал ускорение как скорость изменения скорости .

В 14 веке Жан Буридан разработал теорию импульса как альтернативу аристотелевской теории движения. Теория импульса была предшественником концепций инерции и импульса в классической механике. Буридан и Альберт Саксонский также ссылаются на Абу'л-Бараката, объясняя, что ускорение падающего тела является результатом его возрастающего импульса. В 16 веке Аль-Бирджанди обсуждал возможность вращения Земли и в своем анализе того, что могло бы произойти, если бы Земля вращалась, разработал гипотезу, аналогичную идее Галилея о «круговой инерции». Он описал это с помощью следующего наблюдательного теста :

«Маленький или большой камень упадет на Землю по линии, перпендикулярной плоскости ( сат ) горизонта; об этом свидетельствует опыт ( таджриба ). И этот перпендикуляр находится вдали от точки касания горизонта. Земная сфера и плоскость воспринимаемого ( хисси ) горизонта Эта точка движется вместе с движением Земли, и поэтому не будет никакой разницы в месте падения двух камней».

Жизнь и смерть аристотелевской физики

Аристотель, изображенный Рембрандтом , 1653 год.

Царство аристотелевской физики, самой ранней известной спекулятивной теории физики, длилось почти два тысячелетия. После работ многих пионеров, таких как Коперник , Тихо Браге , Галилей , Кеплер , Декарт и Ньютон , стало общепринятым, что аристотелевская физика не является ни правильной, ни жизнеспособной. Несмотря на это, оно сохранялось как учебная деятельность вплоть до семнадцатого века, пока университеты не внесли изменения в свои учебные программы.

В Европе теория Аристотеля была впервые убедительно дискредитирована исследованиями Галилея. С помощью телескопа Галилей заметил, что Луна не совсем гладкая, а имеет кратеры и горы, что противоречит аристотелевской идее о нетленно совершенной гладкой Луне. Галилей также теоретически раскритиковал это представление; идеально гладкая Луна отражала бы свет неравномерно, как блестящий бильярдный шар , так что края лунного диска имели бы яркость, отличную от точки, где касательная плоскость отражает солнечный свет прямо в глаз. Грубая луна одинаково отражается во всех направлениях, в результате чего образуется диск примерно одинаковой яркости, что и наблюдается. Галилей также заметил, что у Юпитера есть спутники – то есть объекты, вращающиеся вокруг тела, отличного от Земли, – и отметил фазы Венеры, что продемонстрировало, что Венера (и, как следствие, Меркурий) вращалась вокруг Солнца, а не Земли.

По легенде, Галилей сбросил шары различной плотности с Пизанской башни и обнаружил, что более легкие и тяжелые падали почти с одинаковой скоростью. Его эксперименты на самом деле проводились с использованием шаров, катящихся по наклонным плоскостям, — форма падения достаточно медленная, чтобы ее можно было измерить без современных инструментов.

В относительно плотной среде, такой как вода, более тяжелое тело падает быстрее, чем более легкое. Это привело Аристотеля к предположению, что скорость падения пропорциональна весу и обратно пропорциональна плотности среды. Из своего опыта падения предметов в воду он пришел к выводу, что вода примерно в десять раз плотнее воздуха. Взвесив объем сжатого воздуха, Галилей показал, что это завышает плотность воздуха в сорок раз. Из своих опытов с наклонными плоскостями он пришел к выводу, что если пренебречь трением , то все тела падают с одинаковой скоростью (что тоже неверно, так как не только трение, но и плотность среды по отношению к плотности тел должна быть пренебрежимо мала. Аристотель правильно заметил, что плотность среды является важным фактором, но сосредоточил внимание на весе тела, а не на плотности. Галилей пренебрег плотностью среды, что привело его к правильному выводу в отношении вакуума).

Галилей также выдвинул теоретический аргумент в поддержку своего вывода. Он спросил, связаны ли веревкой два тела разного веса и с разной скоростью падения, падает ли объединенная система быстрее, потому что она теперь более массивна, или более легкое тело в своем более медленном падении сдерживает более тяжелое тело? Единственный убедительный ответ — ни то, ни другое: все системы рушатся с одинаковой скоростью.

Последователи Аристотеля знали, что движение падающих тел не было равномерным, а со временем набирало скорость. Поскольку время — абстрактная величина, перипатетики постулировали, что скорость пропорциональна расстоянию. Галилей экспериментально установил, что скорость пропорциональна времени, но он также привел теоретический аргумент, что скорость не может быть пропорциональна расстоянию. Говоря современным языком, если скорость падения пропорциональна расстоянию, дифференциальное выражение для пройденного расстояния y за время t будет следующим:

${dy \over dt}\propto y$

с условием, что $y(0)=0$. Галилей продемонстрировал, что эта система останется на $y=0$ на все времена. Если возмущение каким-то образом приведет систему в движение, объект наберет скорость экспоненциально, а не линейно.

Стоя на поверхности Луны в 1971 году, Дэвид Скотт повторил знаменитый эксперимент Галилея, одновременно выронив перо и молоток из каждой руки. В отсутствие существенной атмосферы два объекта упали и одновременно ударились о поверхность Луны.

Первой убедительной математической теорией гравитации, в которой две массы притягиваются друг к другу силой, действие которой уменьшается пропорционально обратному квадрату расстояния между ними, был закон всемирного тяготения Ньютона . На смену ей, в свою очередь, пришла Общая теория относительности Альберта Эйнштейна .

Дополнительная информация: Гравитация.

Современные оценки физики Аристотеля

Современные ученые расходятся во мнениях относительно того, была ли физика Аристотеля в достаточной степени основана на эмпирических наблюдениях, чтобы считаться наукой, или же они были выведены в первую очередь из философских спекуляций и, таким образом, не удовлетворяют научному методу .

Карло Ровелли утверждал, что физика Аристотеля представляет собой точное и неинтуитивное представление конкретной области (движения в жидкостях) и, таким образом, столь же научна, как и законы движения Ньютона , которые также точны в некоторых областях и терпят неудачу в других (т.е. специальная и общая теория относительности ).

Как указано в Corpus Aristotelicum.

Ключ * Подлинность оспаривается. [ ] В целом согласен, что это ложь.
Беккер число	Работа	Латинское название
Физика (естественная философия)
184а	Физика	Физика
268а	На Небесах	Небесного
314а	О поколении и коррупции	О поколении и коррупции
338а	Метеорология	метеорологический
391а	[ О Вселенной ]	[ Из мира ]
402а	О душе	От Анимы
	Parva Naturalia   («Маленькие физические трактаты»)
436а	Разум и чувствительность	О разуме и здравом смысле
449б	О памяти	О памяти и воспоминании
453б	Во время сна	О сне и бодрствовании
458а	О мечтах	О бессоннице
462б	О гадании во сне	О гадании во сне
464б	О длине и краткости жизни	О долготе и краткости жизни
467б	О молодости, старости, жизни и Смерть, и Дыхание	О молодости и старости, Де Жизнь и смерть, дыхание
481а	[ На дыхании ]	[ О духе ]
486а	История животных	История животных
639а	Части животных	О частях животных
698а	Движение животных	О движении животных
704а	Развитие животных	О прогрессе животных
715а	Поколение животных	О поколении животных
791а	[ О цветах ]	[ О цветах ]
800а	[ Об услышанном ]	[ Из слышимого ]
805а	[ Физиогномоника ]	[ Физиогномоника ]
815а	[ О растениях ]	[ О растениях ]
830а	[ Об услышанных чудесных вещах ]	[ О чудесном прослушивании ]
847а	[ Механика ]	[ Механика ]
859а	Проблемы *	Проблемы *
968а	[ О неделимых линиях ]	[ По неразрезанным строкам ]
973а	[ Ситуации и имена ветров ]	[ Сайт Ветров ]
974а	[ О Мелиссе, Ксенофане, и Горгий ]	[ Де Мелиссо, Ксенофан, Горгий ]

См. также

• Minima naturalia , гиломорфная концепция, предложенная Аристотелем, широко аналогичная в перипатетических и схоластических физических спекуляциях атомам эпикурейства .

Примечания

а ^{^} Здесь термин «Земля» не относится к планете Земля , которая, как известно современной науке, состоит из большого количества химических элементов . Современные химические элементы концептуально не похожи на элементы Аристотеля; термин «воздух», например, не относится к воздуху, пригодному для дыхания .

Источники

• Х. Картерон (1965) «Есть ли у Аристотеля механика?» в статьях об Аристотеле 1. Наука под ред. Джонатан Барнс, Малкольм Шофилд, Ричард Сорабджи (Лондон: General Duckworth and Company Limited), 161–174.
• Рагеп, Ф. Джамиль (2001). «Туси и Коперник: движение Земли в контексте». Наука в контексте . 14 (1–2). Издательство Кембриджского университета : 145–163. дои : 10.1017/s0269889701000060 . S2CID   145372613 .
• Рагеп, Ф. Джамиль; Аль-Кушджи, Али (2001). «Освобождение астрономии от философии: аспект исламского влияния на науку» . Осирис . 2-я серия. 16 (Наука в теистическом контексте: когнитивные измерения): 49–64 и 66–71. Бибкод : 2001Осир...16...49Р . дои : 10.1086/649338 . S2CID   142586786 .

Дальнейшее чтение

• Каталин Мартинас, «Аристотелевская термодинамика» в журнале «Термодинамика: история и философия: факты, тенденции, дебаты» (Веспрем, Венгрия, 23–28 июля 1990 г.), стр. 285–303.