§ 2. Космология на основе геометрической оптики и атомистики. Роберт Гроссетет, Роджер Бэкон

К XIII в. образованные люди Европы (как правило, духовного сана или монахи) уже достаточно хорошо ознакомились с греческим научным наследием и наблюдениями арабов, чтобы увидеть как противоречия в системе Птолемея, так и логические неувязки между математической теорией Птолемея и физикой Аристотеля. Это послужило толчком к творческому обсуждению и уточнению понятий физики (собственно, механики).

Внимательное изучение оригинальных сочинений мыслителей средневековья, особенно позднего его периода, существенно изменили представление о «темных веках» в Европе. Начиная с XIII в. новые важные элементы будущей астрономической картины мира, равно как и новый подход к изучению явлений, т. е. новую методологию науки, готовила геометрическая оптика, вернее, тогда еще некое сочетание геометрии и оптики. Существенный вклад в этот процесс внесла и возродившаяся к XIV в. математическая атомистика Демокрита.

Большую роль в этой подготовке сыграл английский натурфилософ и физик епископ Линкольнский Р. Гроссетет (1175—1253). Явление светового луча и образ световой сферы раньше всего были осознаны как проявления некой особой силы, отличной от обычного механического воздействия. Свет казался распространяющимся мгновенно и во все стороны. Он мгновенно как бы заполнял собой некую световую сферу, и она могла бесконечно расширяться («умножаться», как тогда говорили). Но с ростом расстояния от источника доходивший от него свет становился все слабее. Объяснение этому было найдено на основе аналогии процесса распространения света с механическими процессами. Возник образ пучка световых лучей-нитей, концы которых и «проявлялись» световыми точками на сфере. Поверхностная плотность точек уменьшалась с ростом радиуса и площади сферы, что и объясняло ослабление светового эффекта обратно пропорционально квадрату расстояния от источника. (Такую зависимость четко доказал лишь Кеплер, но стимулом для него послужила приведенная аналогия.)

Описанные представления из геометрической оптики Гроссетет перенес на процесс... формирования материального мира — еще до образования наблюдаемой конкретной Вселенной — из звезд, планет, Солнца и Земли. Он представил процесс геометрического построения фигур (прямой линии — в результате движения точки, плоскости — при движении линии, объемной фигуры — при движении плоскости) как реальный космогонический процесс (в этом можно видеть возрождение пифагорейской идеи о возникновении Вселенной из «Огненной Единицы»). По мысли Гроссетета, в результате движения световой точки мгновенно возникала, таким образом, световая сфера, которая ввиду мгновенности распространения света могла быть сколь угодно велика. Это, по Гроссетету, и было началом создания материальной Вселенной, которая, таким образом, оказывалась наиболее плотной в центральной части (где и помещалась Земля) и наиболее разреженной на периферии (небо и небесные тела). Он считал, что свет в результате своего распространения создает Вселенную все же конечного объема (видимо, учитывая ослабление света с расстоянием). Дальнейший космогонический процесс — образование небесных тел, по представлениям Гроссетета, был обусловлен различием разреженности и уплотненности разных мест в пространстве [58, с. 292].

Ученик Гроссетета выдающийся английский мыслитель Р. Бэкон (1214—1294) развил эти геометрико-оптико-космологические идеи и сделал обобщающий вывод, что, подобно распространению света, все действия в природе «совершаются сообразно умножению образов и сил... и законы такого рода умножений... являются общими для действия... как в небесном, так и в земном». Поэтому Бэкон считал возможным все познавать с помощью геометрической оптики. Позднее, как мы увидим, Кеплер перенес эти представления о силе и распространении света на силу тяжести и магнетизма. Исследовавший эту проблему известный советский историк науки В.П. Зубов писал: «Так световая сфера получает более глубокое значение «силовой сферы» или «поля действия сил» вообще» [58, с. 291—292].

В картине световой сферы как суммы световых («силовых») нитей возрождались атомистические представления о силе, разлагаемой на элементарные составляющие. Последнее подготавливало почву для начала математического, количественного исследования взаимодействий, сил, процессов.

Р. Бэкон одним из первых выступил и против слепого преклонения перед авторитетом Аристотеля. (Это уже стало настолько явным тормозом в развитии знаний, что, по словам Бэкона, он готов был сжечь его сочинения!) Бэкон указывал на необходимость экспериментального и математического исследования в науке вообще. (Парадоксальным было то, что в свое время и Аристотель как физик критиковал чистое умозрение и стремился обосновывать выводы наблюдением и опытом! Но об этом забыли.)