Жизнь проста. Как бритва Оккама освободила науку и стала ключом к познанию тайн Вселенной - Джонджо МакФадден
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
ОКСФОРДСКИЕ КАЛЬКУЛЯТОРЫ
Современник Уильяма Томас (Фома) Брадвардин первым воспользовался снятием Аристотелева запрета и начал изучать движение. Аристотель понимал движение как одну из форм изменения, наряду с ростом и увяданием. Он признавал, что движение возможно лишь в том случае, когда сила, действующая на тело, превосходит силу сопротивления движению, однако никогда не пытался выразить это в математической форме. Брадвардин в «Трактате о пропорциях, или О пропорциях скоростей при движении» (Tractatus de proportionibus seu de proportionalitate velocitatum in motibus), написанном около 1328 года, невзирая на запрет Аристотеля на использование метабазиса, обращается к его идее о математических соотношениях в музыкальных интервалах, чтобы доказать, что такое же соотношение существует между силой воздействия и сопротивлением и оно имеет числовое выражение, которое и определяет количество движения[139]. Это был шаг вперед, поскольку впервые к материальным объектам было применено математическое обоснование.
Брадвардин впоследствии преуспел на дипломатическом поприще и стал архиепископом Кентерберийским, однако в Оксфорде его математические начинания подхватило следующее поколение ученых Мертон-колледжа, среди которых были Джон Дамблтон (ок.1310 – ок. 1349), Уильям Хейтсбери (ок. 1313–1373) и Ричард Суайнсхед (? – ок. 1358). В период с 1330 по 1350 год их пути пересекались в Мертон-колледже, поэтому нетрудно представить этих ученых, склонившихся над рукописями при свете свечи в холодных стенах библиотеки колледжа[140]. Номиналистическая логика Оккама оказала большое влияние на Хейтсбери и Дамблтона[141]. Однако сильнее всего его влияние на развитие науки проявилось в том, что он освободил математику от оков схоластической философии.
Хейтсбери, которого позднее стали называть просто «калькулятором», в труде 1335 года «Правила решения софизмов» (Regulae solvendi sophismata) даже придумал полуматематический метаязык, которым он пользовался для объяснения многих проблем, считавшихся запретными из-за метабазисных ограничений, например вопрос о соотношении массы и сопротивления применительно к движению[142]. Он ставил вопросы, следуя принятой в схоластике традиции, например: существует ли максимальный вес, который Сократ может поднять, действуя со скоростью А в среде Б, либо минимальный, который он поднять не может[143]. Однако самое важное достижение его и других Оксфордских калькуляторов – это определение скорости в виде отношения расстояния и времени. Аристотель никогда не делал попыток выработать математическое выражение, поскольку рассматривал движение как сложное понятие, включающее изменения места, времени, местонахождения и положения, в которых он видел самостоятельные и потому несопоставимые категории. Оксфордские калькуляторы, образно говоря, размотали веревку Оккама и определили скорость, разделив расстояние, которое проходит объект, на время, которое он затрачивает. Это открытие принято приписывать Галилею[144], однако на самом деле его придумали Оксфордские калькуляторы за три века до него.
КАК БРИТВА ОККАМА ПОМОГАЛА ОТКРЫВАТЬ НОВЫЕ ЗАКОНЫ
Имея за плечами опыт математического описания скорости, Хейтсбери и его коллеги продолжили работу и открыли первый закон современной науки – теорему о средней скорости. Согласно этой теореме, расстояние, которое проходит объект, начиная движение из состояния покоя и двигаясь с равномерным ускорением, равно расстоянию, которое преодолел бы этот же объект за то же время, двигаясь со средней скоростью. Например, если ослик, находящийся в состоянии покоя, начнет двигаться, равномерно увеличивая скорость до десяти миль в час, то за час пути он пройдет то же расстояние, как если бы он не спеша трусил в течение часа с равномерной скоростью пять миль в час – в обоих случаях ослик преодолеет расстояние пять миль.
Научные и математические законы чрезвычайно важны для нашего рассказа, поскольку в их четких формулировках ясно прослеживается принцип работы бритвы Оккама. Напомню утверждение Эйнштейна, которое я приводил во введении: «Важнейшая цель науки – из наименьшего числа гипотез или аксиом логически получить дедуктивным путем максимум реальных результатов»[145],[146]. Физические законы оптики, механики, термодинамики служат наглядным примером того, как можно «получить максимум реальных результатов», опираясь на простые «гипотезы и аксиомы». Чтобы оценить их значение, представьте себе, как бы ответил Аристотель на ваш вопрос о том, какое расстояние пройдет ослик за один час, если он начнет движение из состояния покоя, равномерно ускоряясь до скорости десять миль в час. Он, вероятно, сказал бы, что все зависит от того, из чего сделан ослик, какую форму он имеет, что является перводвигателем и какова конечная причина движения, а еще к каким категориям относятся эти причины. Ослик, скорее всего, испустил бы дух прежде, чем дослушал Аристотеля до конца.
А вот если бы этот вопрос был задан Хейтсбери и его коллегам, они бы ответили, что для этого надо разделить значение конечной скорости на два, а затем умножить полученную величину на время, которое было затрачено на достижение этой скорости. Более того, если бы вы несколько изменили вопрос и спросили, какое расстояние пройдет коза, корова, комета, школяр или пущенная из лука стрела – одним словом, объекты, состоящие из разных субстанций и принадлежащие к разным категориям бытия, то вам бы ответили, что эти различия не меняют сути дела. При проведении вычислений такие детали, как материал, из которого состоит объект, становятся сущностями, которые не следует множить без необходимости.
Теорема о средней скорости чрезвычайно полезна. Однако у нее имеется один существенный недостаток. Оксфордские калькуляторы ограничились лишь тем, что описали движение, не пытаясь объяснить обусловившие его причины. Оперируя терминами современной науки, мы бы назвали теорему о средней скорости движения кинематической теорией движения. Математические описания движения, использующиеся в кинематике, продолжают оставаться актуальными. Однако они ограничиваются только настоящим и ничего не говорят о прошлом и будущем, если только прошлое и будущее не являются повторением настоящего. Чтобы наука была способна предсказывать неопределенное будущее, необходимо научиться работать с изменениями, а значит, создавать такие модели, в которых учитываются причины. Следующий шаг в изучении движения был сделан группой последователей Оккама в городе, где он, по всей видимости, останавливался на короткое время по пути в Авиньон.
ЧТО ЯВЛЯЕТСЯ ПРИЧИНОЙ ПРИЧИНЫ?
Жан Буридан родился в бедной семье в Бетюне во Франции примерно в 1295 или в 1300 году. Мальчик рос смышленым, и на него обратил внимание богатый меценат, оплативший его учебу сначала в колледже кардинала Лемуана в Париже, а затем и в Парижском университете. Приблизительно в 1320 году он получил право преподавать и вскоре быстро продвинулся в академическом мире. Его карьера складывалась настолько успешно, что среди коллег он прослыл «именитым философом» и дважды назначался на должность ректора Парижского университета. Конечно же, Уильям не
