В этом месте, по-видимому, стоит рассеять недоумение, которое вправе выразить читатель. Не видно разницы между Декартом и античными авторами. То же стремление решать глобальные проблемы устройства мироздания, оставляя на втором плане «мелочи», которые на самом деле и составляют содержание физики. Тот же метод декретирования основных принципов. Тот же стиль аргументации: это так, «ибо совершенно невозможно представить, чтобы было иначе». Но на самом деле «извинением» для Декарта могут служить несколько обстоятельств. Во-первых, возвращение к независимому и «вольному» способу размышлений к середине XVII века — это огромный освобождающий шаг после Средневековья. Кроме того, этот шаг сделан на другом фоне, — по сравнению с античностью накоплено значительно больше конкретных фактов о природе. (Напомним, что уже написаны труды Коперника, Кеплера, Галилея.) Во-вторых, Декарт общими рассуждениями не ограничивается. Он строит весьма конкретную модель мира, основанную на принципе близкодействия, то есть передачи усилий через непосредственное соприкосновение. В этой модели вихревое движение частиц в эфире должно объяснить эволюцию Вселенной, устройство Солнечной системы и, в конечном счете, все многообразие явлений на Земле. Модель является первым примером космологии, основанной на идее непрерывной эволюции. Важно, что модель строится на основе нескольких фундаментальных законов элементарных столкновений. Декарт не знал количественной связи между силой и ускорением (то, что выражается вторым законом Ньютона), но содержание первого и третьего законов Ньютона было ему известно.
Декарт говорит: «Но сколь велики частицы, на которые материя разделена, сколь быстро они движутся и какие дуги описывают, мы не смогли подобным же образом (т. е. строго, исходя из аксиом. — М.В.Т.) установить. Вот почему мы вольны предположить любые способы, лишь бы вытекающее из них вполне согласовывалось с опытом». И далее: «Хотя я и не желал бы, чтобы думали, будто составляющие этот мир тела когда-либо образованы описанным способом..., однако, я вынужден и далее придерживаться этой гипотезы для объяснения всего сущего на Земле». Возможность произвола в выборе модели Декарт объясняет следующим образом: «Едва ли можно вообразить расположение материи, исходя из которого нельзя было бы доказать, что согласно этим законам (см. ниже) данное расположение должно постоянно изменяться, пока не составится мир, совершенно подобный нашему. Ибо на основании этих законов материя принимает все формы, к каким она способна. ... Я особенно это подчеркиваю для того, чтобы стало ясно, что говоря о предположениях, я не делаю, однако, ни одного такого, ложность которого — хотя бы и явная — могла бы дать повод усомниться в истинности выводимых из него заключений».
Так или иначе, Декарт делает следующую гипотезу. Есть три типа частиц: наиболее грубые, крупные и медленные (частицы земли, из которых устроены также все планеты), наиболее тонкие, образующие Солнце и звезды (частицы огня) и, наконец, частицы воздуха — тонкие и быстрые частицы, среди которых движутся частицы земли. Все это, как уже говорилось, погружено в непрерывную среду, совсем тонкую непрерывную материю, свойства которой не конкретизируются. Движение всех частиц — круговое, так как это единственный тип движения в непрерывной среде, где нет стока. Примером являются вихри, в частности, водовороты. Декарт считал возможным на таком пути объяснить закон притяжения, поскольку в водоворотах действительно происходит стягивание к центру наиболее крупных частиц, плавающих в жидкости.
Декарт надеялся, опираясь на три «самоочевидных» закона, чисто дедуктивным путем вывести наблюдаемые следствия из своей модели.
Это следующие законы.
1. «Всякая вещь пребывает в том состоянии, в каком она находится, пока ничто ее не изменит».
2. «Всякое движущееся тело стремится продолжать свое движение по прямой».
3. «Если движущееся тело встречает другое, сильнейшее тело, оно ничего не теряет в своем движении, если же оно встречает слабейшее, которое может подвинуть, оно теряет столько, сколько тому сообщает».
Первые два закона правильны и являются, как уже говорилось, большим шагом в понимании природы движения. Третий закон неверен. Сейчас трудно понять, почему простые наблюдения не открыли Декарту содержащихся в нем противоречий. И тем не менее важно, что Декартом был впервые поставлен вопрос о поиске небольшого числа простых, точных, фундаментальных закономерностей, с помощью которых с нужной степенью приближения может быть описана сложная картина реальных движений. Но ему самому полностью осуществить эту программу не удалось.
Здесь не имеет смысла подробно останавливаться на декартовой картине вихрей, так как она грубо неверна. Странно, но Декарт, по-видимому, не знал даже законов Кеплера. Есть глубокое изречение, что «знание принципов освобождает от знания многих фактов». Пример Декарта демонстрирует, что, как и любое слишком общее утверждение, это далеко не всегда справедливо. Описывая притяжение в картине вихрей, никак нельзя понять, почему траектории планет являются эллипсами (первый закон Кеплера), почему сила притяжения направлена к центру, в случае планетарной системы — к Солнцу, а не к некоторой точке на оси вихря (притяжение к центру следует из второго закона Кеплера). Третий закон Кеплера утверждает, что квадраты периодов обращения планет относятся также, как кубы больших полуосей эллиптических траекторий. Но Декарт (совершенно так же, как Аристотель) не допускал возможности простых, универсальных закономерностей на феноменологическом уровне, то есть в реальных, конкретных процессах. Вихрь представлялся ему сложным коллективным движением, тождественно не воспроизводимым от случая к случаю. Позже было много попыток увязать вихри с законами Кеплера, такая деятельность прекратилась только к середине следующего, XVIII века.
У Декарта есть и другие серьезнейшие заблуждения в вопросах механики, все они связаны с пороками его методологии. Декарт сосредоточен на причинах явлений, его не интересует феноменологически точное описание сил и движений. Динамические концепции Декарта направлены не на изучение изменений в движении данного тела, а на окружающие тела, которые вызывают такие изменения. В результате любая частная проблема чрезвычайно запутывается, ее точное решение требует чуть ли не знания всей истории Вселенной. Когда Декарт спускается с высот метафизики, он с удивительной для столь сильного ума неосторожностью делает весьма странные утверждения. Так, материя у него безразлична к движению и покою, тела не имеют силы сопротивляться движению, иначе говоря, он не понимает как следует роли инерции. Переход от покоя к движению происходит у Декарта не непрерывно, а скачком. Тело, начиная двигаться, не проходит через все стадии движения, а мгновенно приобретает окончательную скорость. В то же время, в ряде мест Декарт говорит, что «размер препятствует скорости движения», вкладывая в термин «размер» очень неясный смысл чего-то, пропорционального количеству частиц третьего элемента в теле. Для него инерция возникает из-за того, что большое тело легче передает свое движение другим (мелким) телам эфира. Поэтому, как Декарт отмечает в письме к А. Байе в 1639 году, есть два сорта инерции, один «... зависит от количества материи и другой, ... зависит от протяженности его [тела] поверхности».
Вместо ньютоновского понимания силы как внешнего воздействия, вызывающего ускорение тела,— нечто очень размытое. Он говорит о силе тела производить действие, о «силе движения», о «силе продолжать движение». В отдельных местах он говорит о сохранении силы в столкновении, употребляя термин «сила» в качестве понятия, эквивалентного импульсу. Он пишет в письме к М. Мерсенну в 1640 году, что«... сила не определяет направление, в котором они [тела] вынуждены двигаться. ... Устремленность тел в определенном направлении зависит от положения как движимого, так и окружающих тел».