Физика элементов

Платон сводил физические тела к их элементам, считая последними равнобедренные треугольники. Аристотель считает эту гипотезу совершенно неприемлемой. Треугольник, будучи плоской фигурой, не может быть, по замечанию Аристотеля, элементом тел, так как тела имеют объем, отграничивая часть объема в пространстве. Но гипотеза Платона не только несостоятельна как попытка объяснения: она, кроме того, страдает внутренним противоречием. Платон одновременно и отрицает (против атомистов) существование пустоты и сводит физические элементы к геометрическим телам. Однако последнее утверждение противоречит первому: если элементы физического мира — равнобедренные треугольники, как полагает Платон, то, как бы они ни были расположены друг относительно друга в пространстве, они не могут сплошь заполнить это пространство так, чтобы нигде между ними не оказалось пустых промежутков.

Гипотеза Платона, навеянная геометрическими представлениями, несостоятельна именно как гипотеза физическая. Сводя элементы к одним лишь геометрическим формам, гипотеза Платона не способна объяснить физическое явление тяжести. Более того, она противоречит этому факту.

И действительно. Если различия между элементами — только различия по форме и по величине, то из двух тел, имеющих различный объем, тело с большим объемом должно быть более тяжелым, чем тело с объемом меньшим. Например, большой объем, т. е. большое количество, огня, должен иметь больший вес, чем небольшой объем земли. Или огромный объем воздуха должен иметь больший вес, чем малый объем воды. Однако вывод этот находится, по мнению Аристотеля, в вопиющем противоречии с фактами. ¹⁹

Наконец, физическая гипотеза Платона ведет, как утверждает Аристотель, к неправильным выводам также и относительно причины движения элементов. Так как Платон свел все свойства элементов к геометрическим формам, то из этих же форм, точнее, из различий между ними, он должен выводить и различия в движении элементов.

Этой гипотезе Платона Аристотель противопоставляет свою, впрочем, также совершенно ошибочную. По утверждению Аристотеля, различия в движении элементов не могут быть непосредственно обусловлены различиями их геометрических форм. Различия в движении двух тел обусловлены различиями тех мест, в которых эти тела находятся. Аристотель выдвигает как непреложную аксиому следующее утверждение: если тело находится в месте, свойственном ему по природе, то оно будет неподвижно; но если оно находится в месте, не свойственном его природе, то оно будет двигаться из места, где оно оказалось, к месту, указанному ему его природой. Это утверждение он пытается подкрепить, ссылаясь на данные наблюдения. Наша планета — Земля — неподвижна, потому что пребывает в своем естественном для нее месте — в центре Вселенной. Но если бросить ком земли вверх, то он будет двигаться, а именно падать вниз, к поверхности Земли, так как направится к своему естественному месту. Или еще. Тот огонь, который находится на периферии Вселенной, остается там неподвижным. Но тот огонь, который зажжен внизу на поверхности Земли, будет необходимо двигаться в направлении к периферии.

Аристотель полемизирует по вопросам физики не только с Платоном Он также отвергает и оспаривает ряд физических воззрений и гипотез атомистов. Во-первых, он спорит с атомистами по вопросу о числе форм атомов Как нам уже известно, атомисты утверждали, будто число различных форм атомов бесконечно велико. Если бы это было так, то в таком случае, указывает Аристотель, бесконечно разнообразным было бы и число свойств, существующих в телах, и число присущих им способов движения. Этому выводу, однако, противоречит опыт: и число свойств и число способов движения тел ограниченно. Из этого своего опровержения Аристотель выводит, что существует лишь небольшое число основных форм, которые могут встретиться в телах.

Во-вторых, физика атомистов предполагает, что по своей природе атомы совершенно неизменны. Но гипотеза эта, согласно Аристотелю, противоречит факту взаимодействия тел, их влияния друг на друга. Чтобы взаимодействие оказалось возможным, необходимо допустить возможность изменений в самих атомах.

В-третьих, Аристотель, как метафизик, атакует понятие атомистов о самодвижении атомов. Анализ этого понятия приводит его к различению в теле двух элементов: движущего и движимого. Если в атоме обнаружилось два элемента, то атом уже не может быть безусловно неделимой частицей вещества. С другой стороны, предположить, будто один и тот же атом (который есть бытие неделимое) есть одновременно и движущее и движимое, значит допустить логически противоречивое соединение определений.

В-четвертых, атомисты, так же как и Платон, не дают удовлетворительного объяснения свойства тяжести. Согласно их гипотезе, атомы сначала устремились вниз. Скорость падения каждого атома была обусловлена его тяжестью. В свою очередь, тяжесть была обусловлена его величиной. Падая с большей скоростью, более тяжелые атомы встречались с более легкими и отталкивали их снизу вверх. Таким образом, возник, по учению атомистов, вихрь атомов, из которого произошел мир.

Все это построение основывается, по Аристотелю, на допущении пустого пространства. Но если пустота существовала бы, то, не имея нигде центра, она не могла бы иметь ни верха, ни низа, и падение атомов «вниз» было бы невозможно. Неверно также утверждение атомистов, будто тяжесть тела пропорциональна количеству содержащейся в нем пустоты: если бы это было так, то огромный объем Земли, в котором пустоты больше, чем в небольшом объеме огня, был бы в сравнении с огнем легче.

Но допустим, что тяжесть определяется отношением между количеством атомов в теле и количеством пустоты, находящейся между атомами. Будь это так, отсюда следовало бы, что тела, различающиеся по объему, но однородные по составу, падали бы в пустом пространстве с равной скоростью. Но, по убеждению Аристотеля, опыт противоречит этому заключению: наблюдения показывают, что из однородных по составу тел быстрее падают те, у которых объем больше.

Учение самого Аристотеля о физических элементах природы и об их сочетаниях определяется его учением о видах движения. Из существования различных видов движения Аристотель заключает, что в природе должны существовать и различные тела, каждому из которых свойствен определенный вид движения, естественный именно для данного тела в силу самой его природы. Но основных видов движения, по Аристотелю, два: 1) круговое и 2) прямолинейное. Поэтому должны существовать и соответствующие им два основных вида тел: для одного естественно движение круговое, для другого — прямолинейное.

Естественный род прямолинейного движения заключает в себе два вида: 1) движение сверху вниз и 2) движение снизу вверх. При этом «низом» у Аристотеля называется центр. Поэтому первый вид прямолинейного движения — движение от окружности к центру, а соответственно второй — от центра к окружности.

Относительно обоих этих видов прямолинейного движения существуют тела, для которых эти движения будут в силу самой их природы естественными. Для движения «сверху вниз» это Земля: она всегда стремится к центру. Для движения «снизу вверх» это огонь: он всегда стремится к окружности.

Земля и огонь — не единственные виды тел, движущиеся прямолинейно. В них обоих движение к центру и к периферии проявляется как безусловное стремление каждого к своему месту. Кроме них, существуют еще два тела, или элемента, в которых то же самое стремление обнаруживается уже не так безусловно. Это вода и воздух. Вода, как и Земля, стремится к центру, воздух, как и огонь, — к окружности. Однако вода стремится к центру только при условии, если центр не занят другим телом — более плотным, чем она сама. Воздух стремится к окружности также не безусловно. Итак, в физике Аристотеля природа физических элементов определяется характером прямолинейного движения.

Аристотель полагает, что принятые им и восходящие к традиции Эмпедокла четыре физических элемента — огонь, воздух, вода и земля — обладают каждый свойствами, которыми характеризуются сочетания качеств. А именно: огонь обладает качествами тепла и сухости; воздух — тепла и влажности; вода — холода и влажности; земля — холода и сухости.

Итак, каждый элемент характеризуется сочетанием двух качеств. Однако из этих двух качеств специфически характерным для каждого элемента Аристотель считает только одно. Для огня его специфическим качеством будет теплое, для воздуха — влажное, для воды — холодное и для земли — сухое.

Специфические качества элементов распадаются на два класса — активные и пассивные. Активны холодное и теплое, пассивны — сухое и влажное. В каждом элементе имеется одно активное качество и одно пассивное. Например, в огне имеется активное качестве теплого и пассивное — сухого; в воде — активное качество холодного и пассивное — влажного и т. д.

Из этого сочетания активных и пассивных качеств Аристотель выводит, что каждый элемент может и активно действовать на другие элементы, и пассивно испытывать идущие от них воздействия. Другими словами, он может и ассимилировать в себя другие элементы и сам способен ассимилироваться, превращаться в другие элементы.

Все эти характеристики элементов и тел относятся к телам, имеющим прямолинейное движение. Но так как, кроме него, существует также и движение круговое и так как оно должно быть движением естественным, то, по Аристотелю, в природе должно существовать тело, или элемент, для которого свойствен именно этот вид движения. Естественным же круговое движение должно быть, согласно Аристотелю, потому, что, как это показывают наблюдения над вращением звездной сферы, круговое движение неба вечное и непрерывное.

Итак, должен существовать еще один — пятый по счету — элемент, ²⁰ по природе своей отличающийся от всех других четырех элементов — огня, воздуха, воды и земли.

В случае кругового движения не может возникнуть движение в противоположном направлении: тело может вечно перемещаться по окружности, переходить из одной ее точки в другую. Именно поэтому тело, движущееся этим родом движения, по своей природе вечно и неизменно. Такое тело не может ни возникнуть, ни уничтожиться, так как и возникновение, и уничтожение предполагают в качестве своего условия возможность для тела измениться в противоположное состояние.

Выведенный таким образом пятый физический элемент Аристотель назвал «эфиром (aiqhr)».

«Эфир» — элемент не только физики Аристотеля, но также важный элемент его космологии, астрономической системы. Из «эфира» состоят небесные тела. С поверхности Земли они представляются состоящими из огня, но это потому, что вследствие быстрого движения небесные тела раскалены. «Эфир», кроме того, заполняет собой мировое пространство, в котором происходит вращение небесных тел.

Аристотель развивает любопытное рассуждение, в котором к уже изложенным основаниям для допущения существования «эфира» он присоединяет еще одно, подтверждаемое, как он полагает, опытом. Он допускает условно, будто существуют только эмпедокловские элементы: огонь, воздух, вода и земля. В таком случае все мировое пространство между Землей и крайней сферой Вселенной должно быть заполнено воздухом и огнем. Если бы это было так, то, согласно Аристотелю, суммарное количество обоих этих элементов не соответствовало бы суммарному количеству остальных — воды и земли. Вследствие огромного размера мировой сферы количество огня и воздуха безмерно превосходило бы количество воды и земли, которые должны были бы превратиться в огонь и воздух. Так как наблюдение показывает, что на деле этого нет, то остается допустить, что мировое пространство заполнено не огнем и воздухом, а гораздо более легким и разреженным пятым элементом — «эфиром».

Из характерных черт космологии Аристотеля следуют и свойства, которыми должен обладать «эфир». Основное его свойство — неизменность, соответствующая неизменности неба и небесной сферы. С неизменностью в «эфире» соединяется его совершенство, также соответствующее совершенству неба.

Но почему кроме совершенного и неизменного «эфира» в мире существуют еще четыре менее совершенных элемента? Существование их обусловлено необходимостью. Так как существует мир, то должен существовать его центр, стало быть, должен существовать и элемент, стремящийся к центру мира. Элемент этот — Земля. Так как, далее, центром необходимо предполагается окружность, то должен существовать другой элемент, стремящийся от центра к окружности. Элемент этот — огонь. Так как в мире не существует пустоты, то между центром мира и его окружностью, т. е. между землей и огнем, должны существовать элементы, которые соединяли бы землю с огнем. Это элементы воздуха и воды. Они исполняют роль посредников между землей и огнем.

Все вместе взятые пять элементов, «материя» мира, — условие мирового процесса. Все вещи возникают из элементов в результате и в ходе их превращения, переходов друг в друга. Однако в беспримесном, чистом виде элементы не встречаются и не могут нигде встретиться. Они встречаются лишь в смеси друг с другом. В этой смеси какой-либо элемент может преобладать, и тогда, в зависимости от того, какой именно главенствует, вся смесь будет называться либо огнем, либо воздухом, либо водой, либо землей. Если же ни один элемент не преобладает в смеси, то смесь будет представлять различные предметы природы, существующие в ней, кроме огня, воздуха, воды и земли.