В трудах историков науки детально прослежена предыстория учения об импетусе. В сочинении «Физический мир поздней античности» С. Самбурского [148] разобрана критика аристотелевского объяснения движения брошенного тела у комментатора VI в. Иоанна Филопона, который, как мы увидим ниже, предложил собственное объяснение, опираясь на идею запечатленной способности, очень сходную с гипотезой Буридана об импетусе. Анализ аналогичных идей у арабских мыслителей дан в статьях С. Пинеса [143; 144; 134, 442—468], эти вопросы рассмотрены и в книге М. М. Рожанской «Механика на средневековом Востоке» [53]. В фундаментальном исследовании М. Кладжета «Наука механики в средние века» [82] прослежена вся история средневековой идеи запечатленной способности от Филопона до Буридана и даже до Галилея.

Однако повествуя о том, как формировалось понятие импетуса, никто из историков науки, насколько нам известно, не задался вопросом, который напрашивается сам собой. Если, как утверждает А. Койре, аристотелевская физика опровергается таким обыденным, ежедневно повторяющимся фактом, как бросание тел[72], то почему, несмотря на то что критики, начиная с Иоанна Филопона, отмечали это и предлагали пути для удовлетворительного решения, аристотелевская физика тем не менее находила себе сторонников и защитников, среди которых такие проницательные мыслители, как Фома Аквинский, и такие приверженцы опытного знания, как Роджер Бэкон? Этот вопрос, на наш взгляд, заслуживает специального рассмотрения, но чтобы на него ответить, необходимо более детально ознакомиться с историей формирования «импетус-гипотезы».

Впервые понятие-аналог импетуса было выдвинуто греческим астрономом Гиппархом (II в. до н. э.). Рассматривая движение тяжелого тела, брошенного вертикально вверх, он объяснял его следующим образом. От бросающего телу передается запас «бросающей силы», которая противодействует тяжести (стремлению тела к естественному месту). Пока «бросающая сила» превосходит тяжесть, тело движется замедленно вверх, останавливается, когда они равны, и начинает двигаться ускоренно вниз, — тяжесть больше бросающей силы, — достигая максимальной скорости у своего естественного места, когда весь запас противодействующей силы уже истрачен. Наличие подобного рода силы, способной противодействовать естественному движению, Гиппарх предполагал во всех телах, находящихся не в своем естественном месте, хотя в них эта сила выступала в качестве потенциальной.

В VI в. христианский комментатор Аристотеля Иоанн Филопон предложил объяснять движение брошенного тела, точнее, возможность продолжения этого движения, когда тело отделяется от двигателя, посредством некоей запечатленной в движимом теле «бестелесной движущей способности». Но вплоть до Буридана господствующим в физике средневековья продолжало оставаться аристотелевское решение проблемы. Рассмотрим его более подробно.

Двигатель, приводя в движение тело, приводит в движение и соседний с ним воздух. В воздухе же, в силу того что он есть сплошная среда, движение распространяется подобно волне на воде: ближайший к двигателю воздух приводит в движение соседний и т. д. Когда движущееся тело утрачивает контакт с двигателем, его движение поддерживается этим движущимся, как бы слой за слоем, воздухом, который и является в этом случае двигателем. Принятие воздуха в качестве промежуточного двигателя, подталкивающего тело, необходимо Аристотелю потому, что насильственное движение (а именно таким всегда является метательное движение) требует непосредственного контакта двигателя и движимого, насильственное движение невозможно без такого прямого контакта. Но функционировать такого рода промежуточный двигатель может, очевидно, только в условиях сплошного, непрерывного космоса. Об этой исходной предпосылке аристотелевского учения о движении—представлении о сплошном космосе — нельзя забывать и в том случае, когда анализируется вторая модель движения брошенного тела, обсуждаемая в «Физике», которая основана на механизме антиперистасиса (обратного, или взаимного, кругового давления, в переводе па русский язык)[73].

Среди аристотелевских объяснений движения брошенного тела механизм антиперистасиса вызвал самые резкие возражения. Иоанн Филопон по этому поводу писал: «Предположим, что… воздух, толкаемый вперед стрелою, оказывается в тылу стрелы и, таким образом толкает ее сзади. Если принять это, то трудно было бы сказать (поскольку, видимо, нет никакой встречной силы), что же заставляет воздух, когда он вытолкнут вперед, двигаться назад, т. е. по сторонам стрелы, и, достигши тыльной стороны стрелы, еще раз обернуться и толкать стрелу вперед… Такой взгляд совершенно не заслуживает доверия и граничит с фантастическим» [82, 508]. Если снять присутствующую в объяснениях Аристотеля апелляцию к непрерывности среды и принять (как это предполагается в цитированном отрывке), что части воздуха — такие же отдельные тела, способные автономно двигаться вперед, назад и т. д., как и, скажем, брошенный камень, то возникает вопрос: если рука может передать движущую силу воздуху, то почему она не может сообщить ее камню? В этом случае камень и воздух равноправны, и естественно допустить, что и камню может быть передана и сохраняться в нем, как и в воздухе, некая движущая сила. Это допущение, собственно говоря, и делает Филопон.

Контакт бросаемого камня с рукой потому и необходим, что именно рука должна передать камню что-то такое, отчего он движется, и что не может быть ему передано через посредничество воздуха. Если бы воздух приводил стрелу в движение, то, по рассуждению Филопона, можно было бы свести контакт к минимуму: «поместить стрелу на палке, как бы на тонкой линии» [82, 509], и затем привести в движение воздух позади нее, тогда должна двигаться и стрела. «Но фактически, — пишет Филопон, — даже если вы поместите стрелу или камень на линии или точке, совершенно не имеющих толщины, и если приведете в движение весь воздух со всей возможной силой, брошенное тело не продвинется даже на расстояние одного локтя» [там же]. Значит, рука передает некую движущую способность камню. Для этой передачи и нужен контакт. Таким образом, двигатель, который движет камень в продолжение всего времени движения, остается в нем самом. И Филопон решительно заключает: «Необходимо принять, что некая бестелесная движущая сила сообщается бросающим брошенному телу, и что воздух, пришедший в движение, либо не вносит вовсе никакого вклада, либо очень малый в движение брошенного тела» [82, 509—510].

Однако Филопон воюет, по сути дела, не с аристотелевским объяснением: последнее исходит из постулата непрерывности космоса, и механизм его совсем иной, чем это представляется Филопону. В сплошной среде всякий толчок — проявление известного стремления или силы — порождает, точнее, должен был бы породить, уплотнение среды, с одной стороны, и пустой промежуток — с другой, что недопустимо. Для предотвращения этого и включается механизм обратного кругового давления, устремляющий окружающее вещество из мест, где оно более сжато, в места, где более разрежено, а в конечном счете в место, только что оставленное в результате толчка и в котором могла бы возникнуть пустота. Стремительное движение воздуха в освобождающееся место и порождает то усилие, которое необходимо, чтобы подталкивать стрелу.

Таким образом, объяснение через антиперистасис, содержащееся в «Физике» Аристотеля, не выглядит столь уж нелепым, как это представлялось Филопону; оно вполне согласуется с фундаментальным постулатом о сплошности космоса, лежащим в основе теоретического рассмотрения движения, и вытекающим из него запретом пустоты[74]. Возражения Филопона демонстрируют прежде всего тот факт, что интуиция сплошного космоса в процессе развития аристотелианской физики все более отходит на задний план, уступая место другому моменту его системы: представлению о мире, состоящем из отдельных вещей. Филопон рассматривает части непрерывной, по Аристотелю, среды как отдельные тела-вещи; он готов даже отказаться от запрета пустоты, связанного с требованием непрерывности космоса и его движения. Вследствие этого существенные акценты картины мира, созданной в рамках аристотелианской физики, оказались смещенными. Аристотелевская теория метательного движения уже не соответствовала новому видению мира. Это и побудило Филопона выдвинуть свою гипотезу.