Первыми физиками были греческие натурфилософы, которые пытались разрешить старую проблему о происхождении мира и о совершающихся в нем изменениях не прежними мифологическими баснями, а естественным путем. Доискиваясь начала всех вещей, т. е. материи или вещества, из коего произошло все видимое, и деятеля, обусловливающего все видимые изменения, они с детской доверчивостью надеялись сразу изгнать все загадочное из мироздания. Предприятие это, конечно, безнадежное, но заманчивое. Невзирая на многочисленные неудачи, даже и в наши дни смелые философы пробуют рассечь узел одним взмахом, и масса по-прежнему идет к ним с надеждою и сочувствием. Для науки древних эта высокая цель принесла положительную пользу, возбуждая живой интерес к природе, но вместе с тем и положительный вред, отклоняя внимание от правильного пути, ведущего от изучения частного к объяснению целого.
Греческий ум отличается особенной силой творчества в области гипотез. Он, можно сказать, почти исчерпал все мыслимые теории для объяснения вселенной, так что наши современные гипотезы можно признать как бы непосредственным продолжением неудавшихся попыток древних. Я, конечно, не имею в виду Иделера, открывшего у Аристотеля волновую теорию света, или Швейгера, который на мифе о диоскурах строит предположение о точном знакомстве древних с обоими видами электричества, и т. д. Мне хотелось бы здесь только указать на учение пифагорейцев о движении земли и ни атомистику Демокрита. Тем не менее, и в древности уже успели убедиться, что философия неспособна оправдать возлагаемых на нее надежд, и за этим последовала двоякая реакция. Философия отвернулась от природы и стала, с одной стороны, скептицизмом, провозгласившим устами софистов невозможность познания, с другой — идеалистической философией, относившейся с презрением к изучению природы. Платон, страстный поклонник чистой математики, не хочет слышать даже о практической астрономии, заявляя: «Истинных астрономов я признаю мудрецами, но к ним причисляю не тех, которые, подобно Гезиоду и другим сходным с ним звездочетам хотят служить науке, наблюдая восход и закат светил, а людей, исследующих восемь сфер небесных и великую гармонию вселенной — единственный предмет, достойный и приличный для человеческого ума, просвещенного богами».
Однако греческий ум, полный живого интереса к естественным явлениям, не мог долго оставаться вне общения с природою. Уже в лице Аристотеля, величайшего из учеников Платона, греки вернулись к ней с обновленными силами — правда, все еще со старой манерой объяснять мир, исходя из определенных начал, но зато с бо'льшим против прежнего стремлением руководиться данными наблюдения. Аристотель олицетворяет собой величайший триумф греческой натурфилософии, но, с другой стороны, с ним и прекращается единовластие философии в области естественных наук. Его преемники проявляют мало творчества; они довольствуются развитием и изложением существующих теорий; вся натурфилософия приходит в постепенный застой и заканчивает свое существование в виде простой истолковательницы древних мыслителей. Зато в физику проникает новая наука — математика. В школах пифагорейцев и платоников, по преимуществу, последняя достигла такого развития, что математики не только отделились от философов, но и успели захватить другие области для приложения своей науки. Невзирая на протест Платона, видевшего в прикладной математике унижение чистой науки, математикою пользуется астрономия, и вскоре после Аристотеля начинается ее приложение к физическим проблемам, обозначающее собою наступление второго периода греческой физики.
ФАЛЕС МИЛЕТСКИЙ (640—550 до н. э.) — первый греческий физик, один из семи мудрецов Греции и основатель ионийской философской школы. Уже в немолодых летах он отправился в Египет для изучения египетской мудрости и умер в 550 г. от старческой слабости, присутствуя на олимпийских играх. Его известное изречение: «Начало всех вещей — вода, из воды все происходит и все возвращается к воде», по замечанию Аристотеля, вызвано, вероятно, наблюдением, что пища и семя по своей природе влажны. Льюис в своей истории философии замечает, что изречение это согласуется с теогонией Гезиода, по которой Океан и Фетида считаются родоначальниками всех богов, имеющих отношение к природе. По мнению Дрэпера («История умственного развития Европы»), подобное учение могло, всего скорее, возникнуть в Египте, где плодородие земли находится в прямой зависимости от нильских вод.
Аристотель приписывает Фалесу знание притягательной силы магнита. Другие утверждают даже, что ему было известно притяжение янтаря при трении. Этим ограничиваются наши сведения о физических познаниях Фалеса.
Что касается его астрономических открытий, то никто не решит, конечно, сколько из них следует отнести на долю его учителей — египтян, сколько принадлежит лично ему и сколько его преемникам. До нас не дошло ни одного из сочинений Фалеса или его учеников, и все сведения о нем почерпнуты из позднейших источников. Фалесу приписывают: разделение небесного свода на пять поясов; открытие наклонения эклиптики; определение видимой величины луны, которая, по его наблюдениям, составляет 1/720 целой окружности; учение о шаровидности земли и ее неподвижном положении в центре меленной. Несомненно одно, что он предсказал солнечное затмение (585 до н. э.), для чего, по всей вероятности, он воспользовался так называемым саросом, периодом затмений в 65851/2 дней, вычисленным вавилонянами на основании долголетних наблюдений.
Льюис оспаривает пребывание Фалеса в Египте и вообще сомневается в египетском источнике его знаний, но вряд ли основательно. Философия могла, пожалуй, иметь в нем своего единственного родоначальника, но невероятно, чтобы он, без всяких предшественников в математике и астрономии, один мог приобрести все те познания, которые приписывает ему древность. Во всяком случае, против Льюиса говорит то обстоятельство, что Египет был открыт для чужеземцев в 670 г. Псаметихом и что в конце того же столетия в Греции как бы внезапно расцвели три новые науки — философия, астрономия и математика — в лице одного человека.
Преемником Фалеса по ведению ионийской школы был АНАКСИМАНДР (610—547 до н. э.), тоже милетский уроженец. Анаксимандр считал началом всех вещей первичное вещество, качественно неопределенное и бесконечное, из коего выделяются первоначальные противоположности тепла и холода, сухости и влажности. Из влажного начала произошла земля, и из него же развились постепенно, под влиянием тепла, растения и животные; последние были сначала рыбообразными и лишь с постепенным высыханием земли они приняли другие формы.
Второй преемник Фалеса, АНАКСИМЕН МИЛЕТСКИЙ (около 550 г. до н. э.) возвращается к качественно определенному, но зато количественно бесконечному первоначальному веществу, а именно — к воздуху. Все тела произошли из воздуха, потому что от сгущения воздух превращается в воду, а вода в землю, через разрежение же из воздуха происходит огонь. Все существа вдыхают воздух, живут им и в него, в конце концов, возвращаются. При всех разногласиях, старшие натурфилософы ионийской школы имеют между собою то общее, что они признают единое первоначальное вещество, которое превращается во все другие вещества и из которого развивается все. Эта идея развития тем интереснее, что в скором времени должно возникнуть противоположное ей учение элейской школы.
Относительно астрономических заслуг двух последних философов существует та же неопределенность, как и относительно Фалеса. Некоторые приписывают им множество открытий, очевидно, заимствованных у египтян и халдеев. Таковы: изобретение гномонов (отвесных столбов на горизонтальной плоскости, тень которых служит для определения полудня) и связанное с этим изобретение солнечных часов; построение глобусов Сна которых были начертаны астрономические круги) и географических карт. Другие, наоборот, отрицают у древних ионийцев всякое здравое понятие о физической астрономии, приписывая им представление о фигуре земли в виде диска или цилиндра, который, по Фалесу, плавает на воде, по Анаксимену, — в воздухе и окружен хрустальным небосводом, на котором звезды прикреплены наподобие золотых гвоздей.
ПИФАГОР САМОССКИЙ (582—500 до н. э.) был, по-видимому, учеником Фалеса или Анаксимандра, или, по крайней мере, знал их обоих. После долгих путешествий, преимущественно по Египту 1, он основал в Кротоне, у Тарентского залива, школу и философско-политический тайный союз. В этот союз не допускался никто без продолжительного и строгого испытания. Поступающий осуждался на пятилетнее молчание, и только когда его способность самоотречения бывала достаточно доказана, он мог быть введен в святилище науки и принят в общество. Невзирая на такие суровые условия, общество быстро разрасталось и приобрело политическую власть над Кротоном и многими греческими городами, чем и возбудило зависть и вражду противных партий. Пифагорейцы и их владычество были, наконец, низвергнуты после сильных смут. По мнению одних, сам Пифагор погиб в этих столкновениях; по мнению других, он бежал в Метапонт и здесь в храме муз умер добровольной голодной смертью.
Характер тайного союза был причиной того, что сохранилось мало достоверного об учении Пифагора и его школы. Все наши сведения заимствованы из позднейших источников, ненадежны, смутны и содержат много сказочных примесей. Судя по тому, что дошло до нас, учение пифагорейцев трактовало не столько первоначальное вещество, сколько распределение вещей в природе, их число и меру. Аристотель, который всегда приводит мнения предшественников, говорит, что пифагорейцы искали и думали найти аналогию всего существующего и происходящего скорее в числах, чем в огне, земле или воде; они пришли к заключению, что элементы чисел тождественны с началами вещей. Эта основная мысль заставляла их искать всюду числовые законы и распределять все согласно последним, но в то же время она побуждала их приписывать известные свойства (каковы совершенство, несовершенство, бесконечность и конечность) самим числам. Таким-то путем пришли они к тому мистическому числовому учению, которое впоследствии в соединении с астрологией продержалось до средних веков. Пифагорейцы имеют перед физикой меньше заслуг, чем этого можно было ожидать, судя по их математическому направлению; их философия была математической, но их математика находилась под слишком сильным влиянием мистического начала.
Один только физический закон неоспоримо принадлежит школе Пифагора, хотя и здесь способ открытия его искажен баснями. Проходя милю кузницы, где несколько рабочих ковали железо, Пифагор подметил, что молоты издавали гармонические тоны, именно: октаву, квинту и кварту. Войдя в кузницу, он убедился, что различие тонов зависело от различного веса молотков, именно, что самый легкий имел 1/2, следующий 2/3 и, наконец, последний 3/4 веса наиболее тяжелого молота. По возвращении домой, Пифагор подвесил четыре шнура равной толщины и к ним привязал гири одинаковых весовых отношений с молотками кузницы. Шнуры эти при ударах давали те же музыкальные интервалы, как и молоты, и Пифагор мог, таким образом, свести гармонические интервалы к числовым отношениям. Последнее, по свидетельству древних, не подлежит сомнению, так как гармонические отношения играют у пифагорейцев выдающуюся роль; но описание, конечно, неверно. Во-первых, наковальня, как и колокол, при ударах различными молотами издает постоянно один и тот же тон, во-вторых, струны издают указанные выше тоны, когда их длины, а не натягивающие их гири, находятся в указанном выше отношении. Впрочем, у других можно найти прямые указания на то, что пифагорейцы верно определили связь между гармоническими интервалами и длинами струн и тем положили научное основание для одной части акустики, именно для учения о гармонии. Пифагора даже упрекают в том, что он признавал созвучиями только октаву, квинту и кварту, отвергнув столь приятно звучащую терцию, вследствие большей сложности ее числового отношения. Первая рукопись из среды самих пифагорейцев принадлежит Филолаю, современнику Сократа (470—399). К сожалению, от нее уцелели лишь отрывки, подлинность которых притом довольно сомнительна. Из этих отрывков можно, тем не менее, составить себе довольно ясное представление о системе мира пифагорейцев. Они первые учили (если не принимать в расчет притязаний представителей ионийской школы), что земля шарообразна, «но не на основании математического убеждении, а на основании требований геометрической гармонии; доискиваясь совершенства в творении, они и земле придали наиболее совершенную форму». В центре вселенной пифагорейцы поместили чистейшее из всех веществ — огонь, а вокруг этого центрального пламени заставили вращаться на гармонических расстояниях противоземлю, луну, солнце, Меркурия, Венеру, Марса, Юпитера, Сатурна и сферу неподвижных звезд. Так как обитаемая половина земли была постоянно отвращена от центрального огня и противоземли, то последние оставались невидимыми для людей; солнце же и луна отражали им образ центрального пламени. По примеру Аристотеля, пифагорейцев обвиняли в том, что они придумали противоземлю для пополнения мистического числа десяти мировых сфер. Пешель («История географии») обращает внимание на то, что вследствие преломления лучей сияющее солнце и затемненная луна могут, по-видимому, наблюдаться стоящими друг против друга (при так называемых горизонтальных затмениях), причем затмение луны не может быть объяснено без знания рефракции, и полагает, что пифагорейцы прибегли к центральному пламени и противоземле для объяснения затмений. Одновременно с Филолаем пифагореец Гикет из Сиракуз пропагандировал ту же систему вселенной. На счет воззрений Платона спорили много, но без надежных результатов. Один из учеников его Гераклид Понтский и пифагореец Экфант снова признали землю центром вселенной и стали объяснять вращение сферы неподвижных звезд движением земли вокруг своей оси. Гелиоцентрическая система в собственном смысле слова установлена впервые только Аристархом.
Третья из древнегреческих философских школ — элейская, начинающаяся с КСЕНОФАНА (569—477) и достигшая высшего развития при Пармениде (V век до н. э.), направлена против ионийского учения о развитии; она принимает в природе единое неизменно сущее и считает всякое возникновение и множественность призраком. Для нас элейцы заслуживают внимания по своему влиянию на последующих, так называемых младших натурфилософов, принимавших, в отличие от ионийской школы, неизменяемость первоначального вещества, а в отличие от элейской — множественность элементов его.
Первым из этих младших натурфилософов считается АНАКСАГОР (500—428 до н. э.) из Клазомен в Лидии. Любовь к науке рано заставила его покинуть родину для Афин, где он весь отдался изучению философии, причем до такой степени пренебрег имущественными своими интересами, что имел полное право сказать: «Я обязан философии своим материальным разорением, но зато душевным благополучием». К числу его учеников принадлежали знаменитейшие люди Греции — Перикл, Еврипид, Сократ. Это, быть может, и вооружило против него завистников, которые обвинили его в безбожии и приговорили к смерти. Периклу стоило большого труда добиться, чтобы смертная казнь была заменена Анаксагору ссылкой. Философ прожил до самой кончины в Лампсаке, утешая себя мыслью: «Не я лишился афинян, а афиняне лишились меня». Лампсакийцы поставили в честь его памятник с громкой надписью: «Здесь покоится Анаксагор, который достиг крайнего предела истины, познав устройство вселенной».
От главного сочинения Анаксагора: «О природе» 1 до нас дошло лишь несколько отрывков. Он не признает превращения вещества при видоизменении предметов и объясняет эти видоизменения соединением и разъединением мельчайших, невидимых глазу, частиц материи. «Греки ошибочно предполагают, будто что-либо начинается или прекращается; ничто не возникает вновь и не уничтожается; все сводится к сочетанию или разъединению вещей, существовавших от века. Вернее было бы признать возникновение сочетанием, а прекращение разъединением». Мельчайших, невидимых глазу частиц (
, семенами называет их Анаксагор, 
называет их позднее Аристотель) существует бесконечное множество, и все они — непреходящие и неизменные первоначальные вещества, отличающиеся друг от друга по форме, цвету и вкусу. Всякое вещество состоит из особых однородных между собой начал — огня, золота, крови и т. д. Вначале элементы эти были беспорядочно перемешаны; вселенная возникла после того» как 
, т. е. дух, разум, распределил и соединил между собой незримо малые частицы. Место в природе темно: это — движущее начало, сила, в противоположность материи. При этом Анаксагор, однако, принимает, что простые движения могут быть выполнены материей самостоятельно; поэтому Платон и Аристотель обвиняют Анаксагора в том, что он призывает на выручку, когда другие объяснения не приводят его к цели.
Одно замечание в платиновом «Федоне», которое он влагает в уста Сократу, настолько характерно, что мы приведем его здесь: «Я слушал человека, читающего книгу, которая, по его словам, была написана Анаксагором. Когда он читал, что разум всем управляет и все созидает, я был весьма утешен этим объяснением и был рад признать разум причиною всего. Так думал я и готовился приветствовать в Анаксагоре учителя, который объяснит мне смысл явлений; научит, во-первых, плоска ли или шаровидна земля, и докажет, почему это так, указав цель, с точки зрения которой всего лучше, чтобы земля имела данную форму. Если же он скажет, что она лежит в центре, то он и докажет, что действительно это положение всего целесообразнее. В таком случае мне не придется дальше искать никакой другой причины. Однако, друг мой, мне пришлось расстаться с этою отрадною надеждой после того, как дальнейшее чтение открыло мне, что Анаксагор не делает никакого употребления из разума, не указывает истинных причин для распределения отдельных явлений в строгом порядке, а напротив того, признает воздух, эфир, воду и много других неподходящих вещей причиной всех вещей».
Весьма интересны и до сих пор не разъяснены с точки зрения их происхождения воззрения Анаксагора на строение мира. В центре вселенной, по его мнению, покоится земля; солнце и звезды — раскаленные каменные массы, которые удерживаются от падения только вращением небосвода. Солнце гораздо больше всего Пелопоннеса, да и луна настолько велика, что на ней умещаются горы и долины; свет свой она получает от солнца.
Обманчивость наших чувств была уже известна элейцам. Анаксагор приписывает цвета тел только нашему ощущению, и, чтобы выразить это как можно резче, он провозглашает парадокс: «снег черен».
ЭМПЕДОКЛ ИЗ АГРИГЕНТА (492—432 до н. э.), молодой современник Анаксагора, разделяет отчасти взгляды последнего. В книге «О природе» он говорит: «Безумцы полагают, что может возникнуть что-либо никогда не бывшее или погибнуть, исчезнуть без следа что-либо существующее. Я постараюсь открыть вам истину. В природе нет возникновения того, что может умереть; нет полного уничтожения; ничего, кроме смешения и разъединения сочетанного. Только невежды называют это рождением и смертью». В основу этих изменений Эмпедокл we кладет, однако, подобно Анаксагору, бесконечного множества первичных веществ, а лишь четыре стихии или «корня»: землю, воду, воздух, огонь. Стихии эти неизменны и не способны ни возникать одна из другой, ни переходить друг в друга. Из их-то смешения и разъединения происходит все. Движение стихий обусловливается двумя противоположными силами: любовью и враждой. «То все стремится к слиянию воедино силой любви, то единое расторгается непримиримой враждой». В этих соединяющих и разъединяющих влияниях любви и вражды некоторые были склонны видеть прообраз понятия о центростремительной и центробежной силе или, по крайней мере, соединить эту теорию с аристотелевским представлением о легкости и тяжести тел. Однако, и то и другое неосновательно. На самом деле, Эмпедокл только потому разделил надвое единую вседвижущую силу Анаксагора, что ему казалось невозможным объяснить действием одной и той же силы два совершенно противоположных движения.
Чувственные восприятия Эмпедокл объяснял существованием тончайших истечении из тел и существованием в органах чувств скважин, воспринимающих те или другие эманации, смотря по своей форме. От светящихся тел направляются истечения к глазу, а из глаза исходят истечения по направлению к телам. От встречи обоих истечении возникает изображение предметов. Звуки возникают вследствие проникновения истечений в трубообразный слуховой проход, запахи и вкусы — вследствие проникновения мельчайших частиц в соответственные органы.
О жизни Эмпедокла известно мало определенного. На основании позднейших источников рассказывают, будто он увлекался ролью чудотворца и пророка, любил расхаживать в одежде жреца: он появлялся в золотом поясе и дельфийской короне, окруженный многочисленной толпой слушателей. Гораций говорит: «Эмпедокл хладнокровно бросился в пылающее жерло Этны, чтобы прослыть божеством, существом бессмертным». Но легенда прибавляет, что гора извергла назад железные сандалии, показав этим, что исчезло мнимое божество.
ДЕМОКРИТ АБДЕРСКИЙ (460—370 или 360 до н. э.) и его старый друг и учитель Лейкипп обыкновенно упоминаются вместе. Лейкипп, как уверяют, еще в 500 г. создал атомистическую теорию мира, которую окончательно разработал Демокрит. Согласно этому учению, вселенная состоит из пустого пространства и бесконечного множества неделимых мельчайших частиц — атомов, отличающихся не качественно (как у Анаксагора), а лишь по своему очертанию, положению и распределению. Тела возникают и исчезают лишь путем сочетания и разъединения атомов, так как из ничего не может произойти ничего, и ничто существующее не может исчезнуть. Движение атомов обусловливается не влиянием какой-либо внешней, независимой от них, силы, а действием силы, присущей им самим от века. А именно все атомы находятся в состоянии постоянного падения в бесконечном пространстве; при этом движении крупные атомы падают быстрее мелких, наталкиваются на них и производят боковые движения, или вихри, при посредстве которых атомы сплачиваются в тела. Эти вихри лежат в основе образования вселенной. Что касается спорного вопроса о пустоте пространства, то Демокрит (по словам Аристотеля) приводит в его пользу следующие доказательства: возможность движения в пространстве; возможность разрежения и сгущения тел; рост тел, происходящий благодаря проникновению пищи в скважины тела, и, наконец, странным образом, неправильное наблюдение, будто стакан, наполненный золой, вмещает в себе воды меньше объема, незанятого золою.
В вопросе о чувственных восприятиях Демокрит разделяет взгляд Эмледокла. Только по поводу зрения он еще резче восстает против господствовавшего тогда учения о лучах, исходящих из глаза и как бы ощупывающих предмет. Демокрит говорит определенно, что зрение обусловливается падением ни поверхность глаза мелких атомов, исходящих от светящегося предмета; он полагает, что предметы дают постоянно изображения 
, применяющиеся к окружающему воздуху и проникающие в душу через поры органов чувств. Теория истечения света пользовалась этой мыслью до новейшего времени для объяснения обращения изображений при зеркальном отражении.
Демокрит употребил свое значительное состояние на продолжительные путешествии по Египту и Азии, так что он имел право говорить о себе: «Среди своих современников я объездил наибольшее число стран, исследовал отдаленнейшие явления, видел обширнейшие пространства неба и земли, слышал наибольшее число ученых, а в сочетании линии и в относящихся к тому доказательствах меня не превзошел никто, даже египетские землемеры, с которыми я в течение пяти лет имел постоянное общение на чужбине». После этих путешествий Демокрит, удалившись от всяких дел, жил до самой смерти в своем родном городе. От многочисленных сочинений его до нас дошли лишь незначительные отрывки.
От Анаксагора через Эмпедокла к Демокриту замечается постепенное развитие механистического мировоззрения. Анаксагор принимает еще качественное различие элементов и допускает, что некий божественный дух, хотя и почти механически, влияет на движение. Эмпедокл сводит указанные качества только к четырем и делит единую сверхъестественную силу на две, уже чисто механические, а Демокрит прямо отвергает всякое качественное различие атомов и всякую силу, лежащую вне их. Механистическая теория мира достигает, таким образом, в Демокрите высшей точки своего развития, но вскоре находит могущественное противодействие в телеологических взглядах Аристотеля, энергичного противника теории атомов и пустого пространства. Однако вопреки его авторитету, эпикурейцы, а также — хотя и в меньшей степени — стоики продолжали разрабатывать атомистическую теорию, получившую, наконец, в современной физике почти бесспорное господство. Это учение представлено у нас, правда, не совсем в прежней форме, но все же оно явственно сохраняет древние демокритовские черты.
МЕТОН и ЕВКТЕМОН (432 до н. э.) исправили греческий календарь. Именно, они нашли, что 19 лет равны по времени 235 обращениям луны (синодическим месяцам), и распределили, по довольно сложной системе, 6940 (3651/4•19) целых дней на 19 лет. По их календарю луна с каждым новым годом представлялась почти в той же световой фазе, и деление времени согласовалось, таким образом, с движением солнца и луны, — условие, которого греки до того напрасно добивались от своих календарей. Получаемый этим путем 19-летний период называют метоновским, и числовую последовательность лет этого цикла до сих пор обозначают в календарях золотым числом. Тем не менее, метоновский календарь заключал в себе одну существенную неточность: если даже принять год круглым числом в 3651/4 дней, то период в 3940 дней оказывается на 6 часов длиннее продолжительности солнечного обращения, а по сравнению с лунным — даже на 72/3 часов.
По этой причине Калипп 100 лет спустя еще раз исправил греческий календарь, посоветовав исключить один день в четвертом периоде. Полученный, таким образом, цикл в 4•19=76 лет называется калиппическим периодом.
Физические теории ПЛАТОНА (429—347 до н. э.) (изложенные в диалоге «Тимей») имеют мало значения: согласно ним, земля покоится в центре вселенной; планеты следуют друг за другом в расстояниях, соответствующих гармоническим отношениям тонов; элементы огня имеют форму тетраэдров, элементы воздуха — октаэдров, воды — икосаэдров, а элементы земли — кубов. Этим элементам соответствуют четыре области: ниже всех лежит наиболее тяжелая стихия — земля; затем следуют вода, воздух и огонь. Каждая стихия стремится занять свое место, и тела следуют движению преобладающего в них начала: камень падает на землю, огненные пары поднимаются вверх.
Современник Платона, пифагореец АРХИТ (430—365 до н. э.; уроженец Тарента), по-видимому, первый ввел определенный метод в механику. Платон ставит ему в упрек приложение математики к решению механических задач и механики — к решению геометрических построений. Ему приписывают изобретение блока, винта и автомата (летающего голубя). Более подробных сведений о его механических работах, к сожалению, до нас не дошло.
ЕВДОКС КНИДСКИЙ (408—355 до н. э.). Евдокс ученик Платона, был первым астрономом древности, искавшим научного объяснения для запутанного движения планет. Ионийцы и пифагорейцы принимали для каждой планеты особую сферу, полый шар, при посредстве которого она двигалась вокруг земли. От их внимания не могли ускользнуть разнообразные неправильности планетных путей, неравномерное их перемещение по небесному своду, то ускоренное, то замедленное, и, наконец, обратное «движение верхних планет. Но, несмотря на все это, они упорно отстаивали необходимость равномерного кругового движения для всех небесных тел, потому что только такое движение казалось им достойным неба. Платон предложил своим ученикам заняться разрешением этой проблемы, и Евдокс с поразительной изобретательностью придумал объяснение. Он предположил, что каждая планета укреплена на прозрачной шаровой оболочке, вращающейся у полюсов и заключенной в другой такой же концентрический шар, который, в свою очередь, заключен в третий, и т. д. Каждая из сфер вращается равномерно вокруг своей оси в свойственном ей направлении, а из совокупности вращательных движений всех шаровых оболочек в различных направлениях слагается собственное неравномерное движение столь причудливо укрепленной планеты. Для каждой планеты требовалось вообще 4 сферы: первая для дневного движения совместно с неподвижными звездами, вторая для изменения долготы, третья для изменения широты и четвертая для обратного движения планеты. Для солнца и луны Евдокс принимает по три шаровых оболочки, так как на них не замечалось действия четвертой. Но и при этом пришлось допустить внушительный сонм в 26 сфер для обращения планет, независимо от сферы неподвижных звезд. Невзирая на сложность этой гипотезы, она имела успех, так что даже Аристотель и вышеупомянутый Калипп не только допускали ее, но и старались ее усовершенствовать. Калипп увеличил число сфер до 33, а Аристотель до 55.
Евдокс был, очевидно, превосходным наблюдателем. Уверяют, что он долгое время жил в Египте и производил свои наблюдения в Гелиополисе. Долгое время после его смерти еще показывали в Каире башню, служившую ему обсерваторией.
АРИСТОТЕЛЬ (384—322) родился в Стагире, городе северной Греции, у Стримонского залива. В детстве он вместе с отцом (врачом Никомахом) переселился в Пеллу, ко двору македонского царя Аминта, и здесь познакомился с будущим царем Филиппом, расположение которого оказалось для него впоследствии столь полезным. Пребывание в Пелле не могло, однако, быть продолжительным. Когда Никомах умер, оставив сыну значительное состояние, ученая слава Платона увлекла 17-летнего юношу, и он отправился учиться в Афины. В Афинах Аристотель оставался 20 лет, т. е. до смерти Платона, с которым он находился в постоянном общении. Затем он пробыл некоторое время при дворе своего бывшего слушателя, атарнейского владетеля Гермия, и женился на его приемной дочери Пифии, после того как Атарней был захвачен персами, а владетель изменнически убит. Из Митилен, куда спасся Аристотель, его вскоре вызвал македонский царь Филипп, желавший поручить ему воспитание своего 14-летнего сына Александра. Если судить по словам последнего: «Я чту Аристотеля наравне со своим отцом, так как если я отцу обязан жизнью, то Аристотелю обязан всем, что дает ей цену», — то между знаменитым учителем и великим учеником должны были существовать весьма хорошие отношения. Однако последние продолжались в таком виде не более 4 лет, именно до вступления Александра на престол. Затем Аристотель оставался в Македонии еще 3 года, до первого похода Александра в Персию. Около 355 г. он вернулся в Афины и здесь, в Ликейоне, основал свою знаменитую философскую школу, которая получила название перипатетической, вероятно, по тенистым аллеям 
, где Аристотель любил читать свои лекции. Тринадцать лет излагал он здесь свое учение перед многочисленной толпой ревностных слушателей. За тем антимакедонская партия в Афинах возвела на него обвинение в оскорблении богов, и Аристотель добровольно покинул город, «желая избавить сограждан от вторичного преступления против философии». Аристотель поселился в Халкиде на о. Эвбее и здесь вскоре умер (322).
Аристотель был небольшого роста, худощав и отличался некоторой внешней изысканностью. В разговоре он был склонен к сарказму. Заслужен ли, однако, отзыв Бэкона Веруламского: «Аристотель, подобно восточному деспоту, душил своих противников», более чем сомнительно. Значительное состояние и содействие (могущественного ученика дали ему возможность собрать значительную библиотеку, которую впоследствии Птолемей Филадельф купил для александрийского музея. Впрочем, подлинные рукописи Аристотеля, однако, не попали в александрийскую библиотеку, а были позднее привезены Суллой в Рим, где Андроник Родосский примерно в 70 г. до н. э. издал в свет, по крайней мере, чисто научные сочинения Аристотеля в том виде, как они дошли до нас. Лучшее издание их было предпринято в 30-х годах нашего столетия берлинской академией наук трудами Эм. Беккера.
Рассмотрим сперва физические теории Аристотеля, а затем уже перечислим вкратце его сочинения.
Природа есть совокупность физических тел, состоящих из вещества и находящихся в состоянии непрерывного движения или изменения. Всякое движение предполагает пространство и время. Пространство сплошь заполнено материей; следовательно, не существует ни пустого пространства, ни мельчайших неделимых частиц материи или атомов. В пустом пространстве, как в простом отрицании материи, невозможно ни определение, ни различие места; движение же предполагает различие места, значит, в пустом пространстве движение немыслимо.
Если мы будем искать начала чувственных, т. е. осязаемых вещей, то мы найдем не более четырех противоположностей, доступных ощущению и не выводимых из каких-либо других начал: тепло и холод, сухость и влажность. Они представляют собою первоначальные качества материи. Так как противоположности не могут быть соединены, то из попарного сочетания их получаются четыре основных вещества, именно: жаркий и сухой огонь, жаркий и влажный воздух 2; холодная и влажная вода, холодная и сухая земля. Четыре вещества эти содержатся во всех телах либо в действительности, либо потенциально и могут быть выделены из всех тел. С другой стороны, они сами неспособны разлагаться на другие вещества, отсюда их и называют стихиями или началами.
Начала по природе своей легки или тяжелы. Земля абсолютно тяжелая, огонь абсолютно легкая стихия, воздух и вода относительно легки или тяжелы, смотря по их сочетанию с другими началами. Всем земным телам, рядом со свойственными им стихиями, присуща легкость или тяжесть. Все тела стремятся вниз к земле или вверх к небу и двигаются в этом направлении до тех пор, пока сопротивление другого тела не остановит их движения. Движения снизу вверх и сверху вниз поэтому естественны для тел и продолжаются до насильственного прекращения. Все же другие движения являются вынужденными или насильственными, порожденными толчком или давлением, и подобно теплоте прекращаются сами собой, когда исчезает поддерживающая причина. Естественные прямолинейные движения тяжелых и легких тел неравномерны, конечны и потому несовершенны. Совершенным же может быть названо только круговое движение, продолжающееся равномерно и однообразно во веки веков. Для осуществления этого совершеннейшего движения в природе находится еще пятое начало, которому круговое движение так же свойственно, как прямолинейное — земным телам. Это — эфир из которого состоит небо, — quinta essentia. Сфера неподвижных звезд, которая по природе своей движется равномерно вечные времена, состоит из чистого эфира. Планеты уже смешаны с земными составными частями, потому-то их движениям недостает строгой правильности.
Земля, состоящая из более тяжелого начали, не может двигаться, а должна покоиться в центре вселенной. Она шарообразна. Выпуклость земной поверхности очевидна уже из того, что при путешествиях к северу или югу звезды поднимаются или опускаются над горизонтом; шаровидность земли доказана еще тем, что земная тень при лунных затмениях всегда кругла. Кроме того, земля должна иметь вид шара в силу естественных причин, так как все тела равномерно стремятся к ее центру, как к средоточию вселенной. Окружность земли равна, по Аристотелю, 400 000 стадиям, или около 9970 географическим милям (т. е. почти вдвое больше действительной). Как он пришел к этой цифре — неизвестно.
Относительно свободно падающих тел Аристотель знает, что они падают с постепенно возрастающей скоростью, но закон ускорения ему, разумеется, неизвестен. Точно так же неизвестно ему, что все тела падают с одинаковой скоростью в безвоздушном пространстве. Он предполагает поэтому, что скорости различных тел при падении соответствуют их тяжести: тело, которое вдвое тяжелее другого, падает и вдвое скорее. Такое определение довольно странно, потому что Аристотель знал о сопротивлении воздуха и легко мог объяснить замедленное падение некоторых тел этим сопротивлением. Но, с другой стороны, ему совершенно неизвестна косность (инерция) вещества при естественных движениях, и потому он не может придти к мысли, что сопротивление может уравновешивать тяжесть большей массы и поддерживать равномерность скорости при свободном падении. С большими затруднениями Аристотель встречается при объяснении насильственных движений тел. Его удивляет, например, почему движение брошенного тела продолжается после того, как оно отделилось от бросившей его руки. В конце концов, он приходит к заключению, что брошенное тело оставляет после себя пустое пространство, в которое и устремляется воздух, сообщая телу новый толчок. Объяснение это, независимо от общей его неудовлетворительности, идет дальше своей цели и в механических проблемах снова приводит к вопросу: что' же заставляет брошенное тело наконец остановиться?
Из простых машин Аристотель правильно объясняет действие рычага: «Большим плечом рычага можно приподнять больший груз, потому что большее плечо производит большее движение»; или «Сила, приложенная на большем расстоянии от точки опоры, легче двигает груз, так как она описывает больший круг». В этих положениях дано не только доказательство закона рычага, но и намечен закон сохранения силы. Что Аристотель имел, хотя, конечно, отдаленное, предчувствие об этом законе, видно из другого места, где он утверждает, что тела, у которых произведения весов на скорости равны, обнаруживают равное действие. К сожалению, отрадное впечатление, произведенное верным определением действия рычага, испорчено пространным исследованием, в котором философ, не довольствуясь доказательствами, что рычаг должен действовать именно так, как он утверждает, старается объяснить то, что ему кажется загадочным в этом действии, столь же загадочными свойствами круга.
Закон рычага — лучшая часть аристотелевской механики. Почти все остальное испорчено несчастной гипотезой абсолютно тяжелых и абсолютно легких начал, причем механика жидких тел пострадала еще больше механики твердых тел. Из этой гипотезы следует, что вода не может быть тяжелой по отношению к земле, а воздух — к воде, и что, следовательно, вода не может производить давления на землю, а воздух — на воду. Вот почему Аристотель для объяснения явлений присасывания должен изобрести отвращение природы от пустого пространства, horror vacui, несмотря на то, что ему известна тяжесть воздуха и что он даже пробовал взвешивать последний.
Акустические и оптические явления рассматриваются Аристотелем при описании органов чувств. Рядом с множеством темных и неверных данных, рядом с пустым набором слов здесь встречается много точных наблюдений, много глубоких и верных мыслей, так что заслуги Аристотеля в этих областях следует поставить гораздо выше, чем в области механики. Звук происходит не вследствие того, что звучащее тело своим давлением сообщает воздуху известную форму, как думают некоторые, а оттого, что оно определенным образом приводит воздух в движение. Воздух при этом сжимается и растягивается и ударами звучащего тела проталкивается все далее и далее, отчего звук и распространяется во всех направлениях. «Не всякое тело дает при толчке звук; полые же тела звучат потому, что вслед за первым толчком они производят ряд других вследствие отскакивания, так как частицы, приведенные в движение, оторваться не могут. — Ни воздух, ни вода (когда звук распространяется через последнюю) не являются причиной звука; для образования последнего необходим удар твердых тел друг о друга и о воздух. — Воздух сам по себе беззвучен вследствие подвижности своих частиц, но если это передвижение встречает препятствие, то движение воздуха становится звуком. Воздух замкнут в полостях уха в состоянии неподвижности для того, чтобы можно было резко ощущать тончайшие различия движений». «Эхо возникает, когда воздух встречает на пути своего движения стену и отбрасывается назад подобно мячу».
При исследовании зрения Аристотель, подобно Демокриту, восстает против теории зрительных лучей, исходящих из глаза: «Если бы видение зависело от света, исходящего из глаза, как из фонаря, то почему бы нам не видеть в темноте? Предполагать, что свет гаснет, когда по выходе из глаза попадает в темноту, — бессмыслица». Прежние философы, присваивавшие каждому органу чувств особое начало, присвоили глазу огонь. Разделяя это воззрение вообще, Аристотель полагает, что по отношению к глазу следовало бы огонь заменить водой. «Орган зрения состоит из воды; орган, воспринимающий звуки,— из воздуха; орган обоняния — из огня; орган, служащий для осязания, — из земли, вкус есть род осязания. Глаз состоит из воды, но зрение зависит не от жидкого его состояния, а от прозрачности. Это свойство вода разделяет с воздухом, но она воспринимает и сохраняет образы лучше воздуха; вот почему зрачок и глаз состоят из воды. Душа находится не на поверхности глаза, но внутри; поэтому необходимо, чтобы внутренняя часть глаза была прозрачна и доступна свету». Прозрачное (среда между светящимся телом и глазом) имеет, по Аристотелю, большое значение, и он обращает особое внимание на то, что мы не можем видеть предмета, приложенного непосредственно к глазу. «Если в прозрачном находится нечто огненное, то получается свет; в противном случае получается тьма. Как в природе свет сменяется тьмой, так и в телах образуется белое и черное. Будучи поставлены рядом, они могут различаться в такой слабой степени, что тело не будет казаться ни белым, ни черным; а так как оно должно иметь какой-нибудь цвет, то получается другой смешанный, вместо белого и черного». Цвета, по Аристотелю, не представляют, следовательно, чего-нибудь абсолютно видимого, но они только присущи видимым предметам и происходят вследствие того, что свет наблюдается сквозь темное, а свет и тьма смешиваются между собою. Так, солнечный свет, видимый сквозь туман, кажется красным, а радуга происходит оттого, что солнце, отражаясь в более темных обликах, дает все цвета.
Теплоту Аристотель рассматривает как основное качество, присущее, прежде всего, огню как стихии, но, вместе с ним и всем телам. Так как огонь по своей природе постоянно стремится кверху, то этим объясняется испарение воды, плавание тел и т. д. Насколько вредно, однако, отражается отсутствие точных измерений в физике, как мало разумного можно высказать относительно физических явлений, когда различные причины не изучены с точки зрения своего действия путем наблюдения, показывает следующее место, относящееся к действию теплоты. «Кипящая вода согревает сильнее пламени, но пламя сжигает горючее и плавит плавимое, вода же нет. Далее, кипящая вода жарче слабого огня, но теплая вода охлаждает скорее и сильнее слабого огня, так как огонь не теряет жара, вода же постепенно охлаждается. Кроме того, кипящая вода наощупь горячее, но холодеет и отвердевает скорее масла. Кровь на ощупь теплее воды и масла, но быстрее их отвердевает. Камни, железо и т. п. нагреваются медленнее воды, но, будучи нагреты, они жгут сильнее. Сверх того, одни из так называемых теплых тел содержат постороннюю теплоту, другие же обладают собственной. Существует, однако, большая разница между тем и другим видами тепла. Одно тело имеет теплоту случайно, не по своей природе, совершенно так, как в случае, если бы больной лихорадкой был музыкантом и кто-нибудь сказал, что музыкант теплее человека, обладающего здоровой теплотой. Между телами, из которых одно обладает собственной теплотой, а другое нагрето случайно, первое охлаждается медленнее, второе же теплее на ощупь. С другой стороны, тело обладающее собственной теплотой, жжет сильнее; например, огонь обжигает сильнее кипящей воды, хотя кипящая вода наощупь горячее, обладая случайной теплотой. Ясно, таким образам, что далеко не просто решить, в котором из двух тел больше тепла, так как на один лад оказывается теплее одно тело, на другой — другое».
Из физических сочинений Аристотеля известны следующие 1) «Физика», 2) «О небе», 3) «О метеорологии», 4) «О рождении и разрушении», 5) «Механические проблемы». Из мелких естественнонаучных статей, так называемых «Parva naturalia», для физики интересны рассуждения об органах чувств. Вышеприведенные цитаты о слухе и зрении заимствованы преимущественно отсюда, хотя в монографии о душе несколько глав тоже относятся к органам чувств.
«Физика» делится на восемь книг. В первой помещены исторический обзор учения о началах вещей до Аристотеля и взгляд самого Аристотеля на этот вопрос. Вторая содержит определение природы, учение о четырех причинах вещей, causa formalis (сущность), causa materialis (вещество), causa efficiens (движение) и causa finalis (цель). В третьей книге находится определение движения («Движение есть осуществление существующего в возможности. Оно есть действие движимого, относящееся к его подвижности»), а также исследование пространства и времени. В четвертой книге изложена теория брошенных тел. Следующие книги посвящены преимущественно различным видам движения. Движение заключает в себе пять начал: движущее, движимое, направление движения, исходную точку и цель. В соответствии с последней движение получает специальное обозначение: так, разрушение тела есть движение к небытию. Все движения представляют собою изменения количества, качества или места. Изменение места в пространстве является тягой, толчком, вращением или поступательным движением. Затем следует учение об естественных и насильственных, прямолинейных и круговых движениях.
Сочинение «О небе» содержит в первой книге изложение понятия о материм и рассуждение о тяжести и легкости. Во второй книге изложен взгляд Аристотеля на небо и звезды. Небосвод имеет вид шара, звезды тоже шарообразны, потому что каждый предмет состоит из того, в чем находится. Так как звезды двигаются кругообразно, то они и должны состоять из кругов. Тепло и свет, испускаемые небесными телами, происходят от трения их об воздух во время их движения в пространстве; ведь движение приводит в раскаленное состояние не только дерево, но камни и железо. Каждое из небесных тел вращается вместе с принадлежащей ему сферой так, что раскаляется не самое тело, а воздух, и притом всего сильнее в том месте, где находится солнце. В третьей книге Аристотель излагает учение о началах тел. В четвертой он возвращается снова к тяжести и легкости.
В сочинении «О рождении и разрушении» мы находим в первой книге теорию трех родов возникновения, а во второй снова теорию четырех начал и основных качеств.
Две последние книги содержат почти исключительно всевозможные рассуждения и определения терминов, книга же «О метеорологии» стоит на более твердой почве. В трех первых книгах изложены метеорологические факты с более или менее удовлетворительным их объяснением. Четвертая книга содержит химические рассуждения о началах и основных качествах. Аристотель причисляет к атмосферным явлениям падающие звезды, кометы, Млечный путь (последний он считает взвешенным в воздухе испарением земли); далее, облака, туман, дождь и снег. Он знает, что роса падает только в ясные и тихие ночи, что ветер меняет свое направление, большей частью, по солнцу, и что пары морской воды пресны. Морскую воду он, впрочем, считает соленой только на поверхности. Землетрясение он пытается объяснить напряжением сжатого в земле воздуха.
«Механические проблемы» — это сборник вопросов и попыток разрешить их. Аристотель, по-видимому, составил их для собственного руководства без намерения обнародовать. Возможно также, что они частью принадлежат ему, а частью его преемникам.
В своих естественнонаучных сочинениях Аристотель разрешил проблему древней философии о строении вселенной с искусством, достойным величайшего удивления. Он превзошел всех своих предшественников строгой выдержанностью своих пояснительных начал, логической последовательностью в развитии своей системы и, в особенности, обилием разнообразных сведений о природе. Как же, однако, могло случиться, что, несмотря на все это, его система привела к совершенно ложным результатам? Над решением этого вопроса издавна задумывались самые выдающиеся люди, но не могли придти к согласному выводу. Уэвель, в своей «Истории индуктивных наук», восстает против общепринятого мнения, что причину ошибок Аристотеля и греческой физической науки вообще составляет недостаток фактических данных. «Для развития всякой естественной науки», говорит он, «необходимы факты и идеи. Ошибка греческих философов заключалась в том, что, хотя они и обладали в избытке фактами и идеями, они не сумели уточнить последних и согласовать их с первыми. И Аристотель при своих исследованиях в области механики тоже не сумел согласовать фактов с соответствующими понятиями, например, искать причины движения в силе вместо отношений пространства и т. п.». Льюис справедливо замечает, что Уэвель не указал причины ошибки Аристотеля, а только перефразировал факт ее существования; но, с другой стороны, он возражает против мнения об обилии наблюдений у греков. «Они наблюдали бесспорно, но не так, как следует; они производили даже опыты, но не пользовались в достаточной мере опытом», замечает Льюис. У Аристотеля он констатирует отсутствие проверочного опыта, как для фактических данных, так и для теоретических построений и в этом он видит причину ошибочности всех его исследований в области физики.
Правда, Аристотель избег бы колоссальных промахов, если бы во всех случаях проверял свои выводы опытом; но сомнительно, чтобы он достиг удовлетворительных результатов в физике, если бы ограничился подобным применением опыта. Современная физика пользуется опытом далеко не для одной проверки готовых выводов. Она пользуется им и для решения вопросов, относительно которых не установилось еще определенных понятий, и для приобретения данных, долженствующих служить основанием для разработки новых идей, и, наконец, на основе последних ставит точные измерения в надлежащих благоприятных условиях. В таком широком применении опыта состоит метод новейшей физики, и отсутствием этого-то экспериментального метода, объясняется несостоятельность физических взглядов Аристотеля. Тому, кто, не удовлетворившись приведенным объяснением, предложит вопрос, почему гениальный ум Аристотеля не мог найти верного пути, можно только ответить: Аристотель не был физиком в собственном смысле этого слова, но по преимуществу философом. Величайшие его заслуги принадлежат области философии, и в качестве философа он пытается объяснить природу, как целое, с общей точки зрения. Аристотель, в противоположность своим предшественникам, стоит на реальной почве, никогда не отворачивается от фактов, напротив, он наблюдает неутомимо, чтобы не упустить из виду чего-либо существующего. Тем не менее, он остается философом, который не может ограничиться продвижением вперед отдельными, осторожными безошибочными шагами, а соответственно своей задаче стремится к общим положениям для объяснения целого. Перед нами открывается коренная причина промахов всей древней физики: она была философией природы, пытавшейся одним широким взмахом обнять все мироздание, а не скромной экспериментальной наукой, которая довольствуется объяснением простейших физических явлении.
В праве ли мы, однако, ставить Аристотелю в вину, что он был тем, чем он мог и хотел быть, т. е. философом? Невозможность достичь цели отвлеченными умозрениями не была еще в то время доказана, так как не существовало достаточного опыта для обоснования сомнения в этом направлении. Позднее, однако, неудача, постигшая величайшего философа, и его метод в области физики всего более способствовали тому, что путь чистого умозрения был совершенно оставлен, и наука перешла на утомительный, но надежный путь опытного исследования. Силой аристотелевского авторитета физика в средние века воскресла вновь в виде чистой натурфилософии, но очевидная ошибочность и бесплодность этого аристотелизма, в свою очередь, способствовала обращению передовых умов к наблюдению и опыту.