Текст книги "Западноевропейская наука в средние века: Общие принципы и учение о движении"

Автор книги: Виолетта Гайденко

Соавторы: Георгий Смирнов
сообщить о нарушении

Текущая страница: 21 (всего у книги 26 страниц)

Глава 4.
Кинематика: учение об интенсии и ремиссии качеств

Как отмечалось во второй главе, идея последовательности, заключавшая в себе в свернутом виде принципиально иной, по сравнению с аристотелевским учением о сущности, подход к концептуализации явлений окружающего мира, в том числе физических, все глубже входила в сознание средневековых ученых. Попытка ее осмысления в традиционных понятиях аристотелевской метафизики и логики, предпринятая школой Оккама, по существу, привела к выхолащиванию ее содержания. Гораздо более интересную и продуктивную интерпретацию она получает в учении о широте форм, внесшем наиболее оригинальный вклад в разработку проблемы кинематики в средние века.

Поскольку это учение зарождалось на периферии средневековой науки, вдалеке от обсуждений фундаментальных понятий аристотелианской физики, его представители не испытывали необходимости в придирчивом сопоставлении используемых ими концептуальных средств с канонами аристотелизма. Относительно автономное развитие кинематической концепции, опирающейся на разработку новых математических методов, обеспечивалось двумя моментами. С одной стороны, формулировкой основной задачи исследования в терминах изменения качества, т. е. категории, занимающей одно из центральных мест в аристотелевской системе. С другой – отсутствием в физике Аристотеля даже самой постановки проблемы описания процесса качественного изменения. Аристотель, как было показано в 2.2, ограничился признанием того факта, что качество может изменяться и что эта возможность гарантируется существованием материального субстрата. Процесса изменения как особого предмета изучения, со своими специфическими характеристиками, в физике Аристотеля не было.

Именно этот процесс оказывается в центре внимания физики в XIV в. Обращение к его исследованию не рассматривалось средневековыми учеными как «измена» по отношению к основополагающим принципам аристотелизма. Более того, успешное продвижение мысли в неканоническом направлении останавливалось каждый раз, как только возникала необходимость пересмотра концептуальной рамки, задаваемой аристотелизмом.

Учение о широте форм первоначально возникло в средневековой медицине и фармакологии[78]78
  Подробное обсуждение вопроса дано в работах [133; 138; 157].


[Закрыть]. В основе его лежало представление, которое можно зафиксировать по крайней мере уже у Галена[79]79
  Об этом пишет В. П. Зубов в статье «Трактат Николая Орема “О конфигурации качеств”» [32, 612—613].


[Закрыть], о некоторой области, промежутке, в пределах которого может изменяться качество. От здоровья как такового до крайней степени болезни, за которой следует смерть, можно указать множество состояний разной степени, но уже явной болезни, а также некоторую промежуточную область, где состояние нельзя определенно отнести ни к здоровью, ни к болезни. Характеристика здоровья и болезни на основе учения о четырех жидкостях, или четырех качествах, позволила охарактеризовать область здоровья через равновесие этих качеств: горячего и холодного, сухого и влажного. В тех пределах, пока жидкости, или качества, в смеси присутствуют в равной мере, можно говорить о здоровье, избыток любой из них свидетельствует о болезни. Избыток каждого качества может быть в большей или меньшей степени (обычно четвертая степень была наибольшей, обозначая наибольшее отклонение, за которым могла последовать смерть). Эти градации позволяли оценивать степень болезни и выбирать соответствующее лечение. Широта качества при этом понималась как область, охватывающая все степени этого качества, которые имели, как правило, численную характеристику и выражались в градусах. Часто широта задавалась для пары качеств, например теплое—холодное, так что в середине помещается нейтральная точка или промежуток, градусы одного качества возрастают в одном направлении, градусы другого – в другом.

К концу XIII—началу XIV в. понятие широты формы становится общепринятым. Формируется физическое учение об интенсии и ремиссии качеств, где оно приобретает значительно большую терминологическую определенность, чем в медицинской традиции. Соответствующим образом меняется трактовка важнейших категорий средневековой науки – категорий качества и формы. Новая интерпретация была подсказана развитым в теолого-философской литературе учением о степенях совершенства: качество отныне описывается через рядоположность его степеней, а не как замкнутая в себе качественная определенность, эквивалентная форме в аристотелевском смысле. Очень точно этот смысл схвачен в характеристике, которую дают средневековому понятию широты формы американские исследователи Э. Силла и Дж. Мердок, которые отмечают, что наличие широты противоположно неделимости (см.: [138, 232]).

4.1. Общая характеристика мертонской модели движения

Доктрина интенсии и ремиссии форм, разработка которой связана с именами оксфордских схоластов из Мертонколледжа начала XIV в. Уильяма Хейтсбери, Ричарда Суайнсхеда и Джона Дамблтона, является Одной из наиболее ярких страниц в средневековом учении о движении. В сочинениях представителей мертонской школы новый подход к проблеме качественного изменения, наметившийся в дискуссиях конца XIII – начала XIV в., получает точную математическую формулировку.

В этих работах строится математический аппарат, специально предназначенный для описания движения. Однако, подобно другим математическим построениям, он являл собой априорную, не апеллирующую непосредственно к сфере опыта конструкцию. Своеобразие ее как раз и заключалось в том, что, будучи математической теорией движения, она была в принципе неприложимой к опыту. Она не могла служить для описания каких бы то ни было конкретных физических явлений, так как в ней не вводилось никаких единиц измерения, которые позволяли бы поставить в соответствие теоретическим величинам какие-то опытные данные. На абстрактный характер математических построений мертонцев, имевших форму вычислений[80]80
  Еще в средние века за этим научным направлением закрепилось название «вычисления» (calculationes) —термин, зафиксированный в названии сочинения Ричарда Суайнсхеда «Книга вычислений» (Liber calculationum).


[Закрыть], указывают многие исследователи. Так, например, А. Майер пишет, что в работах мертонцев «производились вычисления с произвольными числами, сами по себе верные, но не имеющие никакого контакта с реальностью, а значит и никакого физического содержания» [125, 123]. Исходя из этой, в общем справедливой, оценки, А. Майер приходит к выводу, что идеи, развитые в рамках мертонской школы, оказали незначительное влияние на становление науки нового времени, так как «не вели к результатам действительного знания» [125, 111][81]81
  По-видимому, прав В. С. Широков, указывая, что критическая позиция А. Майер в отношении мертонских результатов была реакцией на слишком оптимистические оценки П. Дюэма (см.: [66, 61]).


[Закрыть].

Однако представляется, что нельзя оценивать значение той или иной доктрины в развитии научного знания только по наличию конкретных результатов, получаемых либо на ее основе, либо на основе последующих теорий в тех случаях, когда историческая преемственность может быть точно зафиксирована. Какая-либо доктрина может ввести в научный оборот идеи и интуиции, которые, не приводя прямо к определенным значительным результатам, позволяют взглянуть на исследуемую реальность под новым углом зрения. Эти идеи и интуиции могут войти в науку в совершенно ином контексте по сравнению с тем, в каком они впервые были явлены, и, может быть, даже без всякой ссылки на доктрины, в которых они впервые были сформулированы. С подобной ситуацией мы и сталкиваемся в случае мертонских калькуляций.

Одну из главных причин повсеместного распространения в средние века аристотелевской модели движения и ее убедительности для средневекового сознания можно видеть в том, что Аристотель разработал ее на основе очень простых и обладающих непосредственной очевидностью интуиции. К ним в первую очередь следует отнести непрерывность и определение движения через полагание двух точек, начальной и конечной (целевое определение). Эта модель не могла иметь конкурирующих до тех пор, пока не были выработаны другие, но столь же простые и убедительные интуиции. Мы попытаемся теперь показать, что мертонцам впервые удалось создать конструктивные схемы движения, принципиально отличные от аристотелевских и, по существу, заложившие фундамент математической физики нового времени.

Круг проблем, анализируемых мертонскими схоластами, был задан понятиями интенсии и ремиссии. Эти понятия, как отмечалось, уже использовались при описании качественного изменения, но лишь в мертонской школе был найден математический образ, в котором была схвачена и рационально выражена новая исследовательская установка, неявно присутствовавшая в предшествующих дискуссиях о движении.

Самой характерной чертой определения интенсии и ремиссии в разработках мертонской школы является зависимость между величиной градуса и отстоянием его от некоторой точки отсчета. Обычно за точку отсчета принималась нулевая интенсивность («не-градус» – non-gradu), которая соответствует полному отсутствию данного качества. Примером может служить следующее определение в трактате «Об интенсии и ремиссии» упомянутой уже «Книги вычислений» Суайнсхеда: «Цнтенсия определяется отстоянием (distantia) от не-градуса, а ремиссия – приближением к не-градусу» [155, 158].

Следует отметить, что широта качества мыслилась как конечная величина. В этом отношении учение о широте форм не выходит за рамки традиционного аристотелизма, для которого всякое изменение является конечным ввиду предзаданности финальной точки, где оно должно прекратиться. Но в любом конечном отрезке (в том числе и в репрезентирующем широту качества) обе точки – начальная и конечная – являются выделенными, поскольку они определяют отрезок в целом. Сам факт выбора одной из этих точек в качестве главной (точки отсчета) уже является красноречивым свидетельством трансформаций, происшедших с понятием изменения. Когда об изменении судят по двум точкам (начальной и конечной), то оно сразу целиком предстает перед умственным взором исследователя; последний оценивает лишь результат свершившегося (или долженствующего быть) изменения, процесс же изменения выпадает из его поля зрения. Чтобы выразить его, надо найти рациональный аналог того аспекта, который присутствует в процессе и отсутствует в результате изменения, – не одновременную, а поэтапную реализацию изменения, последовательное развертывание его моментов. Самой простой рациональной моделью этого аспекта является процесс счета. Начиная с работ мертонской школы, интуиция счета становится базисной интуицией учения о движении, придя на смену аристотелевским понятиям субстрата и целевой причины. И фиксация единственной (выделенной) точки в изменении (вместо двух) в качестве точки отсчета служит показателем наблюдаемого в то время сдвига.

Этот сдвиг, как и все трансформации, происходившие в средневековой науке, совершался отнюдь не путем отбрасывания традиционных представлений и противопоставления им новых взглядов; старые предпосылки оставались в неприкосновенности, а новые идеи включались в устоявшуюся систему. Идея отсчета величин градусов реализовалась, как уже отмечалось, на конечном отрезке, характеризующем широту изменения качества. Поэтому не только начальный, но и конечный градус мог быть принят за точку отсчета. И действительно, среди вариантов, упоминаемых Суайнсхедом, мы находим такие: «интенсия любого качества определяется приближением к высшему градусу или самому интенсивному градусу его широты; ремиссия – расстоянием от высшего градуса»; «интенсия определяется отстоянием от неградуса, ремиссия – расстоянием от высшего градуса» [155, 158]. Показательны соображения, заставившие Суайнсхеда остановить свой выбор на не-градусе. Исходя из интуитивного представления о зависимости, существующей между величиной градуса на шкале интенсии или ремиссии и величиной, характеризующей степень удаленности (или близости) этого градуса от точки отсчета, Суайнсхед показывает, что если определять интенсию степенью приближения к высшему градусу, то тогда нельзя будет говорить о градусе, менее интенсивном, чем данный, в сколь угодное число раз. В частности, «не существует градуса, в два раза менее интенсивного, чем средний градус широты», поскольку «нет градуса, который отстоит в два раза дальше от высшего градуса, чем средний градус между высшим и не-граду-сом» [там же], так как вдвое дальше от высшего градуса, чем средний, отстоит не градус, а не-градус. Поэтому предположение, что величина интенсии будет тем больше, чем меньше расстояние, отделяющее данный градус от высшего (а именно этот смысл, по-видимому, вкладывается Суайнсхедом в формулировку, что «интенсия любого качества определяется приближением к высшему градусу»), противоречит требованию, предъявляемому к любой величине, а именно, чтобы всегда существовала величина, сколь угодно меньшая данной.

Другой довод Суайнсхеда против измерения интенсии степенью приближения к высшему градусу состоит в том, что в данном случае неизбежно обращение к понятию бесконечности, что порождает большие трудности. Измерить степень «приближения» к высшему градусу можно только одним способом – оценив путь, который необходимо пройти, чтобы достичь высшего градуса интенсивности. Но прохождение этого пути, как и всякого геометрического отрезка, предполагает «пересчет» бесконечного числа точек (в данном случае градусов). Эти промежуточные точки (градусы) лежат ближе к высшему градусу широты, а некоторые из них будут бесконечно ближе к нему, чем данный. Следовательно, умозаключает Суайнсхед, «высший градус имеет бесконечную интенсивность» [там же].

Такое умозаключение естественно, если исходить из предпосылки, на которой основано все рассуждение Суайнсхеда, а именно: чтобы измерить расстояние до высшего градуса, надо взять бесконечную последовательность промежуточных градусов и просуммировать все расстояния между соседними градусами в этой последовательности. Последовательное прибавление «минимальных» расстояний по существу задает механизм того «приближения» к высшему градусу, с помощью которого должна измеряться интенсия. Поскольку процесс приближения к высшему градусу означает, что изменение еще не завершилось, то высшего градуса, т. е. конечного пункта изменения, еще нет; поэтому, строго говоря, «минимальные расстояния» нельзя представлять себе в виде частей отрезка, соединяющего данный градус с высшим, так как о таком отрезке может идти речь только в момент когда изменение подойдет к концу. Суммированию, следовательно, подлежат не части конечной величины, а отдельные величины. Сумма таких величин, по суждению Суайнсхеда, будет бесконечной величиной. Отсюда вытекает, что «высший градус» будет также иметь бесконечную интенсивность, поскольку шкала интенсии определена так, что одна и та же пропорция характеризует отношение величин градусов и отношение их расстояний от точки отсчета.

Таким образом, интуиция счета, взятая за основу модели движения, сразу же приводит к необходимости оперировать бесконечными последовательностями. Но с бесконечными последовательностями, образующимися в результате добавления членов к уже имеющимся, мертонцы не умели еще работать. Они предпочитали иметь дело с частями уже данного конечного отрезка, получаемыми в результате его последовательных делений. Определение интенсии не через приближение, а через отстояние от точки отсчета (не-градус) позволяет задать величину градуса с помощью конечного отрезка, характеризующего уже происшедшее изменение. Зависимость между величиной градуса и его отстоянием от точки отсчета становится в данном случае совершенно прозрачной. «Если некое количество, – пишет Суайнсхед, – больше отличается от нуля (a non-quanto), чем другое количество, то оно называется большим; отсюда точно так же, если нечто дальше отстоит от не-градуса своей интенсивности, то оно называется более интенсивным» [там же]. Если интенсия представляет собой движение в одном направлении, то ремиссия есть аналогичное движение, но в обратном направлении[82]82
  То, что интенсия и ремиссия мыслятся Суайнсхедом как два противоположно направленных движения, очень хорошо видно из его доказательства теоремы о среднем градусе, анализ которой будет дан ниже. «Прежде всего доказывается, что все, составленное из двух неравных, является двойным по отношению к среднему между ними, как, например, составленное из 8 и 4 является двойным к 6. Ведь если не так, то положим, что а больше b и с – среднее между ними. И пусть а уменьшается до с, а b возрастает до с равно быстро (equevelociter). Тогда в конце составное из а и b будет двойным к с, потому что а и b будут равны тогда между собой. Но составное из а и b постоянно будет таким, как в конце, так как сколько одно приобретает, столько другое утрачивает. Следовательно, составное из а и b теперь есть двойное к с, что и требовалось доказать» (отрывок из трактата «О правилах локального движения» «Книги вычислений» Ричарда Суайнсхеда» цит. по: [82, 298]).


[Закрыть]. Поэтому «терять ремиссию есть не что иное, как приобретать интенсию, что понятно, поскольку ремиссию следует понимать как недостаток интенсии» [там же].

4.2. Математические предпосылки создания новой модели движения

Разъясним теперь более подробно, что мы имели в виду, говоря об основной интуиции мертонской школы, обращение к которой знаменовало начало нового – неаристотелевского – этапа в развитии учения о движении. Может показаться, что смысл доктрины интенсии и ремиссии качеств (и все цитированные выше отрывки из «Книги вычислений» Ричарда Суайнсхеда как будто свидетельствуют в пользу этого мнения) не только не сводим к интуиции счета, но и прямо ей противоположен: Суайнсхед исходит из предположения о непрерывности качественного изменения, непрерывности движения и ищет способ, с помощью которого можно было бы охарактеризовать процесс возрастания или убывания величины, рассматриваемой как мера интенсивности качества. Если счет представляет собой дискретную последовательность элементарных шагов, каждый из которых приводит к полаганию нового числа, отличающегося от предыдущего на совершенно определенную величину (например, единицу), вследствие чего ряд, порождаемый в процессе счета, состоит из дискретных величин, то восходящее к Аристотелю представление о непрерывности отрицает наличие в непрерывном ряду вообще какого бы то ни было «расстояния», разделяющего значения двух произвольно взятых точек. Однако объяснительной силы, заключенной в аристотелевском понятии непрерывности, согласно которому в непрерывной величине между любыми двумя точками всегда может быть найдена третья, промежуточная, было достаточно только для того, чтобы исключить случай мгновенного изменения; оно было совершенно неконструктивным в том смысле, что не влекло никаких новых способов описания движения, не вело к формированию соответствующего языка. Решающий шаг к созданию такого языка был сделан в работах мертонских «калькуляторов». Удалось им его создать в значительной мере благодаря новому подходу к проблеме непрерывности: они оперировали не с непрерывностью как таковой, а с бесконечными дискретными последовательностями[83]83
  Понятие последовательности в современной математике является вторичным по отношению к понятию натурального ряда, обозначая множество значений некоторой функции, аргумент которой пробегает натуральный ряд чисел. В то же время, как показывает анализ конструктивной процедуры порождения натурального ряда чисел, чтобы задать этот ряд, необходимо воспользоваться особого рода операцией – «следования за»; тем самым идея последовательного полагания отдельных моментов (элементов) фактически признается первичной, базисной интуицией математики. Вот эту интуицию, с трудом поддающуюся (несмотря на всю свою очевидность и простоту) выражению, мы и подразумеваем, употребляя (за неимением лучшего) привычный математический термин «последовательность».


[Закрыть], каждая из которых выделяет в континууме дискретное (упорядоченное) множество частей. Непрерывность у мертонцев была фоном, на котором развертывалось построение дискретных последовательностей; но тем самым переосмыслялось само понятие непрерывности: если Аристотель вводит это понятие, апеллируя к процедуре деления, которая может быть продолжена до бесконечности, – процедуре, несовместимой с существованием дискретных величин и в этом отношении представляющей собой альтернативу процессу счета, – то непрерывность для исследователей из Мертонколледжа служит предпосылкой для организации процедур счета, приводящих к образованию различных последовательностей. Постулат непрерывности оказывается у них, по сути дела, синонимом существования бесконечного числа различных способов «пересчета», отличающихся «длиной» элементарных шагов, который может быть осуществлен на любом отрезке, рассматриваемом как непрерывная величина. Иначе говоря, вместо непрерывности, определяемой отрицательным образом, как отсутствие дискретных частей, которые могут быть сосчитаны, «калькуляторы» работают с непрерывностью, подлежащей счету (хотя и не могущей быть сосчитанной единственным образом, с помощью той или иной конкретной процедуры счета), т. е. она фактически оказывается результатом совмещения в одном ряду бесконечного числа считаемых последовательностей.

Чтобы оценить вклад мертонской школы в формирование математического понятия непрерывности (и в учение о движении, понимаемом как непрерывный процесс), недостаточно отметить, что в работах представителей этой школы дискретные последовательности становятся рабочим инструментом исследования непрерывности; надо учесть, что хотя античная математика и сформулировала ряд примеров числовых последовательностей (например, арифметическая и геометрическая прогрессия), но, во-первых, последовательность так таковая, как особого рода математический объект, не была в ней предметом специального исследования, а, во-вторых, указанные последовательности играли весьма незначительную роль в математических исследованиях. Античные математики занимались главным образом сопоставлением величин, скажем, величин отрезков, составляющих ту или иную геометрическую фигуру; с этой целью в античности была детально разработана теория пропорций, позволяющая сравнить между собой любые конечные величины. В тех сравнительно немногочисленных случаях, когда применялись инфинитезимальные методы, использовался процесс последовательного приближения к пределу, однако, как правило, в контексте решения геометрических задач; обобщенная, теоретико-числовая формулировка построений такого типа отсутствовала в математике древних. И в этом отношении работы мертонцев представляют значительный шаг вперед.

В работах Хейтсбери, Суайнсхеда, Дамблтона. происходит переосмысление понятия величины. В античной математике господствовали геометрические интуиции: величины представлялись в ней в виде отрезков различной длины. Такая геометрическая трактовка понятия величины была неслучайной. Существует несомненная связь между аристотелевской концепцией движения и античным понятием величины. Как движение (увиденное сквозь призму целевого определения), так и отрезок характеризуют, по сути дела, одним и тем же способом: путем задания двух точек, начальной и конечной. Вследствие этого и отрезок, и понимаемое таким образом движение предстают как нечто данное, завершенное, воспринимаемое сразу, целиком.

«Геометризация» величин влечет за собой выдвижение на первый план количественных характеристик: в центре внимания оказались те особенности понятия величины, которые схватываются понятием «количественное число»; геометрия древних не благоприятствовала развитию интуиции, заложенных в порядковых характеристиках числа. Для этого необходимо было от оперирования с актуально данными количествами перейти к величинам, рассматриваемым в процессе их последовательного порождения. Пусть это будут величины, характеризующие длину отрезков, но не заранее данных, а получаемых в определенном порядке в результате повторного деления исходного отрезка на равные части. Именно это и делают исследователи из Мертон-колледжа.