Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.8.2.1 Декартівська концепція вихорів

Величезний вплив на розвиток теоретичної думки у фізиці XVII ст. справив великий французький мислитель і вчений Рене Декарт (Картезій) (1596-1650). Декарт зробив сміливу спробу пояснити всі відомі тоді явища природи рухом тіл, створивши таким чином, картину світу, де не було б нічого, крім матерії, що рухається. Картина ця охоплювала і космос, і мікрокосмос. Вона узагальнила гігантську масу емпіричних спостережень, у багатьох випадках містила правильне пояснення фізичних, хімічних і фізіологічних явищ і разом з тим увібрала чимало фантастичних побудов, безпідставних гіпотез, вигаданих перипетій, які створюють, проте, правдивий образ цілого, що веде до істини, до правильних висновків. Сучасній науці теорії Декарта здаються абсолютно фантастичними, але, незважаючи на це, фізика Декарта для сучасного дослідника є набагато ближчою за своїм загальним спрямуванням, ніж сотні справедливо забутих і напівзабутих наукових систем XIX і навіть XX ст. Великий Ньютон мав усі підстави заявити: "Якщо я бачу далі Декарта, то це тому, що я стою на плечах гіганта".

2.8.2.1 Декартівська концепція вихорів

У фізиці Декарта взаємодія тіл зводиться до зіткнень, а результати взаємодії в цілому — до викривлення траєкторій, які без взаємодії залишалися 6 прямолінійними. Будь-яке зіткнення не перетворює прямолінійний рух на криволінійний; воно лише змінює один прямолінійний напрямок на інший, також прямолінійний. Але велика кількість взаємодій завжди дає замкнуту траєкторію, утворює вихор, тому що тіло може рухатися в заповненому просторі (Декарт заперечує існування порожнечі) тільки в тому випадку, коли друге тіло, яке знаходиться перед ним, уступає йому дорогу, штовхнувши третє, і т.д., поки останнє із захоплених вихором тіл не займе місце першого тіла. У Декарта концепція вихорів пов'язана з уявленням про абсолютну пружність тіл, а всі існуючі в природі взаємодії зводяться до зіткнень.

2.8.2.2 Учення про речовину й теплоту

Щоб обгрунтувати учення про масу речовини, її агрегатні стани, теплоту, а також для космологічних побудов Декарт потребував чіткого уявлення про деякі порівняно сталі типи частинок. Він назвав їх елементами. У "Трактаті про світло" Декарт розглядає три елементи: перший — елемент вогню, другий — елемент неба, третій — елемент Землі. Перший елемент складається з частинок, які взагалі не мають постійної форми й можуть ділитися та змінювати форму настільки, наскільки це необхідно, щоб заповнити будь-які найменші проміжки між частинками інших елементів. Частинки другого елемента мають кулясту форму і тому не можуть щільно притискатися одна до однієї настільки, щоб при цьому не було проміжків. Проміжки заповнюються частинками першого елемента. Тому другий елемент ніколи не може існувати в чистому вигляді без першого елемента. Третій елемент — це елемент Землі. Частинки цього елемента великі й рухаються з порівняно невеликою швидкістю.

Ідея найтоншої субстанції, що складається з частинок невизначеної форми, була потрібна для створення картини світу в цілому, щоб у цій картині не виявилося порожнього простору. У свою чергу, ніяких якісно відмінних елементів у фізиці Декарта немає: одна речовина відрізняється від іншої лише за структурою, подібно до води й пари. У фізиці Декарта частинки — аж ніяк не постійні атоми. На погляд Декарта, частинкою можна назвати будь-як дискретну частику матерії, що перебуває в русі щодо навколишніх тіл. З ототожнення простору й матерії випливає, що не маса, а лише об'єм є мірою кількості речовини. Цим Декарт заперечує нерозривний зв'язок між речовиною і її вагою.

З теорії елементів випливають також відмінності між агрегатними станами й учення про теплоту. Для Декарта існує лише одна відмінність між агрегатними станами тіл: тіла можуть бути твердими або рідкими; гази не відрізняються від рідини. У твердих тілах частинки нерухомі, у рідинах вони перебувають у неперервному русі

Відповідно до різної швидкості руху частинок існує поступовий перехід від зовсім твердих тіл до найбільш рідких, де швидкість частинок надзвичайно велика. Звідси випливає картезіанська теорія впливу теплоти на будову речовини. Полум'я — це рідина з особливо швидким рухом частинок. Тому полум'я впливає на інші тіла, приводячи в рух частинки цих тіл і перетворюючи їх на рідину. Природа плавлення й природа спалювання аналогічні й відрізняється тільки розмірами частинок: у полум'ї найбільші частинки залишаються нерухомими, дрібні перетворюються на рідину, а інші, котрі відокремлюються від великих, виділяються у вигляді диму.