Аристотелевская физика - Aristotelian physics

Аристотелевская физика - это форма естествознания, описанная в трудах греческого философа Аристотеля (384–322 до н.э.). В своей работе « Физика» Аристотель намеревался установить общие принципы изменения, которые управляют всеми естественными телами, как живыми, так и неодушевленными, небесными и земными, включая все движения (изменение места), количественное изменение (изменение размера или числа). , качественное изменение, и существенное изменение ( « приходить , чтобы быть » [вступления в существование , „поколение“] или „кончине“ [больше не существующей, „коррупция“]). Для Аристотеля «физика» была обширной областью, включающей предметы, которые теперь назвали бы философией разума , чувственным опытом , памятью , анатомией и биологией . Это составляет основу мысли, лежащей в основе многих его работ .

Ключевые концепции аристотелевской физики включают структурирование космоса в концентрические сферы с Землей в центре и небесными сферами вокруг нее. Земной шар был сделан из четырех элементов , а именно : земля, воздух, огонь и вода, с учетом изменения и распада. Небесные сферы были сделаны из пятого элемента, неизменного эфира . Предметы, сделанные из этих элементов, имеют естественное движение: 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 вакуум не может существовать, поскольку скорости станут бесконечными.

Аристотель описал четыре причины или объяснения изменений, наблюдаемых на Земле: материальные, формальные, действенные и конечные причины вещей. Что касается живых существ, биология Аристотеля опиралась на наблюдение естественных видов, как основных видов, так и групп, к которым они принадлежали. Он не проводил эксперименты в современном понимании, но полагался на сбор данных, процедуры наблюдения, такие как вскрытие , и выдвигал гипотезы о взаимосвязях между измеримыми величинами, такими как размер тела и продолжительность жизни.

Методы

Страница из 1837 издание древнего греческого философа Аристотеля «s Physica , книга адресации различных предметов , включая философию природы и тем теперь часть его современной тезки: физики .

природа везде причина 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 точным, количественным образом, которого теперь 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 более 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, те натурфилософы, которые разработали «новую науку» семнадцатого века, часто противопоставляли «аристотелевскую» физику своей собственной. Физика первого типа, как они утверждали, делает упор на качественном в ущерб количественной, игнорируемой математике и ее надлежащей роли в физике (особенно в анализе локального движения) и полагается на такие подозрительные объяснительные принципы, как конечные причины и « оккультные »сущности. Тем не менее в своей « Физике» Аристотель характеризует физику или «науку о природе» как относящуюся к величине ( megethê ), движению (или «процессу» или «постепенному изменению» - kinêsis ) и времени ( chronon ) ( Phys III.4 202b30–1). ). Действительно, физика в значительной степени занимается анализом движения, особенно локального движения, и других концепций, которые, по мнению Аристотеля, необходимы для этого анализа.

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

Между современной и аристотелевской физикой есть явные различия, главным из которых является использование математики , которая в значительной степени отсутствует у Аристотеля. Некоторые недавние исследования, однако, переоценили физику Аристотеля, подчеркнув как ее эмпирическую достоверность, так и ее преемственность с современной физикой.

Концепции

Представление Питера Апиана о Вселенной в 1524 году, находящееся под сильным влиянием идей Аристотеля. Земные сферы воды и земли (показанные в виде континентов и океанов) находятся в центре Вселенной, сразу же окруженные сферами воздуха, а затем и огня, откуда, как полагали, произошли метеориты и кометы . Окружающие небесные сферы от внутренней к внешней - это сферы Луны, Меркурия, Венеры, Солнца, Марса, Юпитера и Сатурна, каждая из которых обозначена символом планеты . Восьмая сфера - это небосвод из неподвижных звезд , в который входят видимые созвездия . Прецессия равноденствий вызвали разрыв между видимыми и смысловыми подразделениями зодиака, так что средневековые христианские астрономы создали девятую сферу, Crystallinum которая имеет неизменную версию зодиака. Десятая сфера - это сфера божественного первичного двигателя, предложенного Аристотелем (хотя каждая сфера имела бы неподвижный двигатель ). Выше этого христианское богословие ставило «Царство Бога».
На этой диаграмме не показано, как Аристотель объяснил сложные кривые, которые планеты образуют на небе. Чтобы сохранить принцип идеального кругового движения, он предположил, что каждая планета перемещалась несколькими вложенными сферами, полюса каждой из которых были соединены со следующей, наиболее удаленной, но с осями вращения, смещенными друг относительно друга. Хотя Аристотель оставил количество сфер открытым для эмпирического определения, он предложил добавить к многосферным моделям предыдущих астрономов, получив в результате 44 или 55 небесных сфер .

Элементы и сферы

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

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

Аристотель считал, что тяжелые вещества, такие как железо и другие металлы, состоят в основном из элемента земли, с меньшим количеством других трех земных элементов. Он считал, что в других, более легких объектах меньше земли по сравнению с тремя другими элементами в их составе.

Четыре классических элемента были изобретены не Аристотелем; они были созданы Эмпедоклом . Во время научной революции древняя теория классических элементов оказалась неверной и была заменена эмпирически проверенной концепцией химических элементов .

Небесные сферы

Согласно Аристотелю, Солнце, Луна, планеты и звезды - заключены в идеально концентрические « кристаллические сферы », которые вечно вращаются с фиксированной скоростью. Поскольку небесные сферы неспособны к каким-либо изменениям, кроме вращения, земная огненная сфера должна учитывать тепло, звездный свет и случайные метеориты . Самая нижняя, лунная сфера - единственная небесная сфера, которая на самом деле вступает в контакт с изменчивой земной материей подлунного шара , увлекая разреженный огонь и воздух под собой при вращении. Как и у Гомера, « здесь» (αἰθήρ)  - «чистый воздух» горы Олимп  - был божественным аналогом воздуха, которым дышали смертные существа (άήρ, aer ). 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, щекой к челюстью « хрустальные сферы », несущие Солнце, Луну и звезды, вечно движутся с неизменным круговым движением. Сферы встроены в сферы для учета «блуждающих звезд» (то есть планет , которые, по сравнению с Солнцем, Луной и звездами, движутся 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 какие-либо астероиды . Позже, убеждение , что все сферы являются концентрическими было оставлено в пользу Птолемей «s эпицикл модели. Аристотель подчиняется вычислениям астрономов относительно общего числа сфер, и различные отчеты дают число около пятидесяти сфер. Для каждой сферы предполагается неподвижный двигатель , включая «первичный двигатель» для сферы неподвижных звезд . Неподвижные движители не толкают сферы (и не могли бы, будучи нематериальными и безразмерными), но являются конечной причиной движения сфер, то есть они объясняют его способом, аналогичным объяснению «душа движется красотой».

Земное изменение

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 общее свойство: например, холодное и влажное ( вода ) может превращаться в горячее и влажное ( воздух ) или холодный и сухой ( земля ) и любое видимое превращение в горячее и сухое ( огонь ) на самом деле представляет собой двухэтапный процесс. Эти свойства основаны на действительной субстанции по отношению к той работе, которую она способна выполнять; нагревание или охлаждение, иссушение или увлажнение. Эти четыре элемента существуют только в отношении этой способности и в отношении некоторой потенциальной работы. Небесный элемент вечен и неизменен, поэтому только четыре земных элемента объясняют «возникновение» и « исчезновение » - или, в терминах Аристотеля De Generatione et Corruptione (Περὶ γενέσεως καὶ φθορᾶς) , «зарождение» и « коррупция ".

Естественное 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; естественное место воды - это концентрическая оболочка вокруг земли, потому что земля тяжелее; тонет в воде. Естественное место воздуха - это также концентрическая оболочка, окружающая оболочку воды; пузыри поднимаются в воде. Наконец, естественное место огня выше, чем место в воздухе, но ниже самой внутренней небесной сферы (несущей Луну).

В Книге Дельта своей Физики (IV.5) Аристотель определяет топос (место) в терминах двух тел, одно из которых содержит другое: «место» - это место, где внутренняя поверхность первого (содержащего тело) соприкасается с телом. внешняя поверхность другого (содержащееся тело). Это определение оставалось доминирующим до начала 17 века, хотя с древних времен оно подвергалось сомнению и обсуждалось философами. Наиболее значительная ранняя критика была сделана с точки зрения геометрии арабским эрудитом 11-го века аль-Хасаном ибн аль-Хайтамом ( Альхазен ) в его « Беседах на 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 остановятся там. На противоположной крайности самые легкие элементы, воздух и особенно огонь, поднимаются вверх и удаляются 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. Согласно Аристотелю, движение включает переход от потенциальности 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 пропорциональной 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, в которой они движутся. Описывая их конечную скорость , Аристотель должен оговорить, что не будет предела для сравнения скорости атомов, падающих через вакуум (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 любое время до достижения конечной скорости в среде с относительно без сопротивления, такой как воздух, два таких объекта, как ожидается, будут иметь почти одинаковые скорости, потому что оба испытывают силу тяжести, пропорциональную их массе, и, таким образом, были ускоряется почти с той же скоростью. Это стало особенно очевидно в восемнадцатом веке, когда начали проводиться эксперименты с частичным вакуумом , но примерно двести лет назад Галилей уже продемонстрировал, что объекты разного веса достигают земли в одно и то же время.

Неестественное движение

Помимо естественной тенденции земных выдохов подниматься и предметов опускаться , неестественное или вынужденное движение из стороны в сторону является результатом турбулентного столкновения и скольжения предметов, а также трансмутации между элементами (при порождении и порче ).

Шанс

В своей « Физике» Аристотель исследует случайности (συμβεβηκός, симбебексы ), у которых нет причины, кроме случайности. «Также нет какой-либо определенной причины для несчастного случая, но есть только случай (τύχη, týche ), а именно неопределенная (ἀόριστον, aóriston ) причина» ( Metaphysics V, 1025a25).

Совершенно очевидно, что существуют принципы и причины, которые можно порождать и разрушить, помимо реальных процессов зарождения и разрушения; ибо, если это не так, все будет по необходимости: то есть, если обязательно должна быть какая-то причина, отличная от случайности, того, что порождается и разрушается. Будет это или нет? Да, если это произойдет; иначе нет ( Metaphysics VI, 1027a29).

Континуум и вакуум

Аристотель выступает против неделимых частей Демокрита (которые значительно отличаются от исторического и современного использования термина « атом »). Как место без чего-либо существующего в нем или внутри него, Аристотель возражал 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 рассуждал, что объекты, движущиеся в пустоте, будут двигаться бесконечно быстро - и поэтому любые объекты, окружающие пустоту, немедленно заполнят ее. Следовательно, 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 вне центра, выбрасываются из пустоты из-за гравитации материала снаружи.

Четыре причины

Согласно Аристотелю, есть четыре способа объяснить aitia или причины изменений. Он пишет, что «мы не узнаем о какой-либо вещи, пока не поймем ее причину, то есть ее причину».

Аристотель считал, что существует четыре вида причин.

Материал

Материальная причина вещи - это то, из чего она сделана. Для стола это могло быть дерево; для статуи это может быть бронза или мрамор.

«С одной стороны, мы говорим, что идея - это то, из чего. как существующее, нечто становится, например, 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, включив в него буквы (слогов), огонь и другие элементы (физических тел), части (целых) и даже предпосылки (выводов: Аристотель повторяет это утверждение в несколько ином виде. термины, в An. Post II.11).

-  Р. Дж. Хэнкинсон, "Теория физики" в Blackwell Companion to Aristotle

Формальный

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

«Другая [причина] - это форма и образец: это формула (логотипы) сущности (to ti en einai) и ее роды, например соотношение октавы 2: 1» ( Phys 11.3 194b26-8 ) ... Форма - это не просто форма ... Мы спрашиваем (и это связь с сущностью, особенно в ее канонической аристотелевской формулировке), что значит быть чем-то. И это особенность музыкальных гармоник (первое замечание и удивлялись пифагорейцам), что интервалы этого типа действительно демонстрируют это соотношение в той или иной форме в инструментах, используемых для их создания (длина трубок, струн и т. д.). В некотором смысле это соотношение объясняет, что все У интервалов есть общее, почему они получаются одинаковыми.

-  Р. Дж. Хэнкинсон, «Дело» в Blackwell Companion to Aristotle

Эффективный

Действующая причина вещи - это первичный агент, благодаря которому ее материя приняла свою форму. Например, действенной причиной ребенка является родитель того же вида, а причиной стола является плотник, который знает форму стола. В своей Physics II, 194b29-32, Аристотель пишет: «Есть то, что является первичным источником изменения и его прекращения, например, рассудитель, который несет ответственность [sc. За действие], и отец ребенка, и вообще производитель произведенной вещи и сменщик вещи сменили ».

Примеры Аристотеля здесь поучительны: один случай ментальной и один физической причинности, за которыми следует совершенно общая характеристика. Но они скрывают (или, по крайней мере, не раскрывают) ключевую черту аристотелевской концепции действенной причинности, которая помогает отличить ее от большинства современных омонимов. Для Аристотеля любой процесс требует постоянно действующей действующей причины, пока он существует. Это обязательство наиболее ярко проявляется для современных глаз в обсуждении Аристотелем движения снаряда: что заставляет снаряд двигаться после того, как он покидает руку? «Импульс», «импульс», а тем более «инерция» - это не возможные ответы. Должен быть движитель, отличный (по крайней мере, в некотором смысле) от движущегося объекта , который проявляет свою движущую способность в каждый момент полета снаряда (см. Phys VIII. 10 266b29-267a11). Точно так же в каждом случае животного поколения всегда есть что-то, ответственное за непрерывность этого поколения, хотя это может происходить посредством какого-то промежуточного инструмента ( Phys II.3 194b35-195a3).

-  Р. Дж. Хэнкинсон, «Причины» в Blackwell Companion to Aristotle

Финал

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

У целей есть объяснительная функция: это обычное дело, по крайней мере, в контексте приписывания действий. Менее банальным является мнение Аристотеля о том, что окончательность и цель можно найти во всей природе, которая для него является царством тех вещей, которые содержат в себе принципы движения и покоя (т. Е. Действенные 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: « A ради B » может означать, что A существует или предпринимается для того, чтобы вызвать B ; или это может означать, что A служит для выгоды B ( An II.4 415b2–3, 20–1); но оба типа завершенности, по его мнению, играют решающую роль как в естественном, так и в совещательном контексте. Таким образом, человек может заниматься спортом ради своего здоровья: и поэтому «здоровье», а не просто надежда на его достижение, является причиной его действий (это различие нетривиально). Но веки служат для глаза (чтобы защитить его: PA II.1 3), а глаз - для животного в целом (чтобы помочь ему нормально функционировать: см. An II.7).

-  Р. Дж. Хэнкинсон, «Причины» в Blackwell Companion to Aristotle

Биология

Согласно Аристотелю, наука о живых существах исходит из сбора наблюдений о каждом естественном виде животных, систематизации их по родам и видам ( различия в истории животных ), а затем продолжается изучение причин (в разделах «Части животных» и « Генерация животных» ). Животные , его три основные биологические работы).

Четыре причины возникновения животных можно резюмировать следующим образом. Мать и отец представляют соответственно материальные и действенные причины. Мать обеспечивает материю, из которой формируется эмбрион, в то время как отец предоставляет агент, который информирует этот материал и запускает его развитие. Формальная причина - это определение субстанциального существа животного ( GA I.1 715a4: ho logos tês ousias ). Конечная причина - взрослая форма, цель, ради которой происходит развитие.

-  Девин М. Генри, «Поколение животных» в Blackwell Companion to Aristotle

Организм и механизм

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

[Там] определенная очевидная концептуальная экономика о представлении , что в природных процессах , естественно , составлявшие вещи просто стремятся реализовать в полной действительности потенциалы , содержащейся в них ( на самом деле, это то , что является для них естественных); с другой стороны, как не замедлили указать противники аристотелизма начиная с семнадцатого века, эта экономия достигается за счет серьезного эмпирического содержания. Механизм, по крайней мере, в том виде, в каком его практиковали современники и предшественники Аристотеля, мог быть объяснительно неадекватным, но, по крайней мере, это была попытка общего объяснения, данного в редуктивных терминах, законоподобных связей между вещами. Простое представление того, над чем более поздние редукционисты посмеивались как над «оккультными качествами», не объясняет - это просто, в манере известной сатирической шутки Мольера, служит для переопределения эффекта. Официальные разговоры, по крайней мере, так говорят, бессмысленны.

Однако все не так безрадостно. Во-первых, нет смысла пытаться заниматься редукционистской наукой, если у вас нет необходимых эмпирических и концептуальных средств, чтобы добиться успеха: наука не должна быть просто необоснованной спекулятивной метафизикой. Но более того, есть смысл описывать мир в таких телеологически нагруженных терминах: он дает смысл вещам так, как этого не делают атомистические спекуляции. Кроме того, 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 именно так они и делают: весь смысл его классификационной биологии, наиболее ярко выраженной в ПА , состоит в том, чтобы показать, какие виды функций сочетаются с чем, что предполагает, какие и которые подчиняются которым. И в этом смысле формальная или функциональная биология подвержена редукционизму. Он говорит нам, что мы начинаем с основных видов животных, которые мы все до теоретически (хотя и не безоговорочно) признаем (ср. PA I.4), но затем мы переходим к тому, чтобы показать, как их части соотносятся друг с другом: почему это заключается, например, в том, что только у кровных существ есть легкие, и насколько определенные структуры у одного вида аналогичны или гомологичны таковым у другого (например, чешуя у рыб, перья у птиц, волосы у млекопитающих). И ответы, по мнению Аристотеля, следует искать в экономии функций и в том, как все они вносят вклад в общее благополучие (конечную причину в этом смысле) животного.

-  Р. Дж. Хэнкинсон, «Связь между причинами» в Blackwell Companion to Aristotle
См. Также Органическую форму .

Психология

Согласно Аристотелю, восприятие и мышление схожи, хотя и не совсем одинаковы в том смысле, что восприятие связано только с внешними объектами, которые действуют на наши органы чувств в любой момент времени, тогда как мы можем думать обо всем, что выберем. Мысль касается универсальных форм , поскольку они были успешно поняты, основываясь на нашей памяти о непосредственном столкновении с экземплярами этих форм.

Теория познания Аристотеля покоится на двух центральных столпах: его учении о восприятии и его учении о мышлении. Вместе они составляют значительную часть его психологических работ, и его обсуждение других психических состояний критически зависит от них. Более того, эти два вида деятельности понимаются аналогичным образом, по крайней мере, в отношении их самых основных форм. Каждое действие запускается его объектом, то есть каждое действие связано с тем, что его вызывает. Это простое причинно-следственное объяснение объясняет надежность познания: восприятие и мышление, по сути, являются преобразователями, доставляющими информацию о мире в наши когнитивные системы, потому что, по крайней мере в их самых основных формах, они безошибочно описывают причины, которые их вызывают. ( Ан III.4 429a13–18). Другие, более сложные психические состояния далеко не безошибочны. Но они по-прежнему привязаны к миру, поскольку основываются на недвусмысленном и прямом контакте восприятия и мысли, которыми они наслаждаются со своими объектами.

-  Виктор Кастон, «Фантазия и мысль» в Blackwell Companion To Aristotle

Средневековый комментарий

Аристотелевская теория движения подверглась критике и модификации 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 прочь от того, что заставило его двигаться, наклон, который обеспечивает его непрерывное движение. Эта впечатляющая добродетель будет временной и самозатратной, что означает, что любое движение будет иметь тенденцию к форме естественного движения Аристотеля.

В «Книге исцеления» (1027 г.) персидский энциклопедист 11 века Авиценна развил теорию Филопонеев, превратив ее в первую последовательную альтернативу теории Аристотеля. Наклоны в теории движения Авиценнана были не самопоглощающими, а постоянными силами, эффекты которых рассеивались только в результате внешних факторов, таких как сопротивление воздуха, что делало его «первым, кто задумал такой постоянный тип впечатляющей добродетели для неприродного движения. ". Такое самодвижение ( майл ) «почти противоположно аристотелевской концепции насильственного движения метательного типа и скорее напоминает принцип инерции , то есть первый закон движения Ньютона ».

Старший брат Бану Муса , Джафар Мухаммад ибн Муса ибн Шакир (800-873), написал « Астральное движение» и «Сила притяжения» . Персидский физик Ибн аль-Хайтам (965-1039) обсуждал теорию притяжения между телами. Кажется , что он был осведомлен о величине от ускорения из - за силы тяжести , и он обнаружил , что небесные тела «были ответственны перед законами физики ». Во время своих дебатов с Авиценной аль-Бируни также подверг критике аристотелевскую теорию гравитации, во-первых, за отрицание существования легкомыслия или гравитации в небесных сферах ; и, во- вторых, для его понятие кругового движения будучи врожденным свойство из небесных тел .

Хибат Аллах Абу'л-Баракат аль-Багдаади (1080–1165) написал аль-Мутабар , критический анализ аристотелевской физики, в котором он опроверг идею Аристотеля о том, что постоянная сила производит равномерное движение, поскольку он понял, что приложенная сила непрерывно вызывает ускорение. , фундаментальный закон классической механики и раннее предвестие 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 предшественницей концепций инерции и импульса в классической механике. Буридан и Альберт Саксонские 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, развил гипотезу, аналогичную представлению 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; это засвидетельствовано опытом ( таджриба ). И этот перпендикуляр находится вдали от точки касания Сфера Земли и плоскость воспринимаемого ( шипящего ) 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 г.

Царствование аристотелевской физики, самой ранней известной умозрительной теории физики, длилось почти два тысячелетия. После работ многих пионеров, таких как Коперник , Тихо Браге , Галилей , Декарт и Ньютон , стало общепризнанным, что аристотелевская физика не является ни правильной, ни жизнеспособной. Несмотря на это, он сохранился как учебное занятие до семнадцатого века, пока университеты не внесли поправки в свои учебные программы.

В Европе теория Аристотеля была впервые убедительно дискредитирована исследованиями Галилея. Используя телескоп , Галилей заметил, что Луна не была полностью гладкой, но имела кратеры и горы, что противоречило аристотелевской идее о нетленно совершенной гладкой Луне. Галилей также критиковал это понятие теоретически; Совершенно гладкая Луна будет отражать свет неравномерно, как сияющий бильярдный шар , так что края лунного диска будут иметь яркость, отличную от точки, в которой касательная плоскость отражает солнечный свет прямо в глаз. Шершавая луна одинаково отражается во всех направлениях, приводя к диску примерно одинаковой яркости, что и наблюдается. Галилей также заметил, что у Юпитера есть луны, то есть объекты, вращающиеся вокруг тела, отличного от Земли, и отметил фазы Венеры, которые продемонстрировали, что Венера (и, как следствие, Меркурий) путешествовала вокруг Солнца, а не Земли.

Согласно легенде, Галилей бросал шары разной плотности из Пизанской башни и обнаружил, что более легкие и тяжелые падают почти с одинаковой скоростью. Его эксперименты на самом деле проводились с использованием шаров, катящихся по наклонной плоскости, 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 с объектами, падающими 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 экспериментов с наклонными плоскостями он пришел к выводу, что если пренебречь трением , все тела падают с одинаковой скоростью (что также неверно, поскольку не только трение, но и плотность среды относительно плотности тел должны быть незначительными. Аристотель правильно заметил, что средняя плотность является фактором, но сосредоточился на массе тела, а не на плотности. Галилей пренебрегал средней плотностью, что привело его к правильному выводу о вакууме).

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

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

с условием, что . Галилей продемонстрировал, что эта система останется неизменной . Если возмущение каким-то образом приводит систему в движение, объект будет набирать скорость экспоненциально во времени, а не квадратично.

Стоя на поверхности Луны в 1971 году, Дэвид Скотт повторил эксперимент Галилея, выронив перо и молоток из каждой руки одновременно. 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 в соответствии с обратным квадратом расстояния между ними, был закон всемирного тяготения Ньютона . Это, в свою очередь, было заменено Общей теорией относительности из - за Альберт Эйнштейн .

Современные оценки физики Аристотеля

Современные ученые расходятся во мнениях относительно того, была ли физика Аристотеля достаточно основана на эмпирических наблюдениях, чтобы ее можно было квалифицировать как наука, или же они были выведены в основном из философских спекуляций и, таким образом, не соответствуют научному методу .

Карло Ровелли утверждал, что физика Аристотеля является точным и неинтуитивным представлением определенной области (движение в жидкостях) и, таким образом, столь же научна, как законы движения Ньютона , которые также точны в некоторых областях, но не работают в других (т. Е. специальная и общая теория относительности ).

Как указано в Corpus Aristotelicum

Ключ
[*] Подлинность оспаривается.
Зачеркнутый Вообще согласился быть фальшивым.

Число Беккера
Работа Латинское название
Физика (натурфилософия)
184a Физика Physica
268a На небесах Де Каэло
314a О порождении и коррупции De Generatione et Corruptione
338a Метеорология Meteorologica
391a Во Вселенной Де Мундо
402a О душе Де Анима
 
Parva Naturalia   ("Маленькие физические трактаты")
436a Смысл и сенсибилия De Sensu et Sensibilibus
449b По памяти De Memoria et Reminiscentia
453b Во сне De Somno et Vigilia
458a О мечтах De Insomniis
462b О гадании во сне De Divinatione per Somnum
464b О продолжительности и краткости
жизни
De Longitudine et Brevitate Vitae
467b О молодости, старости, жизни
и смерти и дыхании
De Juventute et Senectute, De
Vita et Morte, De Respiratione
 
481a На дыхании De Spiritu
 
486a История животных Historia Animalium
639a Части животных De Partibus Animalium
698a Движение животных Де Моту Анималиум
704a Прогресс животных De Incessu Animalium
715a Генерация животных De Generatione Animalium
 
791a О цветах De Coloribus
800a О вещах, которые слышал De audibilibus
805a Физиогномоника Физиогномоника
815a На растениях Де Плантис
830a О чудесных вещах, которые слышали De mirabilibus auscultationibus
847a Механика Mechanica
859a Проблемы * Проблемные данные *
968a На неделимых линиях De Lineis Insecabilibus
973a Ситуации и названия
ветров
Ventorum Situs
974a О Мелиссе, Ксенофане
и Горгии
Де Мелиссо, Ксенофан, Грузия


Смотрите также

Заметки

a ^ 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 пригодному для дыхания воздуху .

Рекомендации

Источники

дальнейшее чтение

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