Descartova fyzika a její kritika

Protože je Descartes přesvědčen, že může vybudovat fyziku jako matematiku, přesněji geometrii, odříká se veškeré empirie a začíná své úvahy u jednoduchých pojmů, které jsou zřejmé samy o sobě. Rozlišuje tři druhy těchto jednoduchých elementů: 1. ty, které existují pouze ve vztahu k myšlení, jako například pochybnost, nevědomost, znalost, 2. ty, které existují jako tělesa – rozprostraněnost, tvar, pohyb, a 3. ty, které se mohou vztahovat k oběma úrovním – existence, trvání, celek. Je zřejmé, že v souvislosti s fyzikou se Descartes v prvé řadě zajímá o ty elementy, které se váží k tělesnosti. Matematizací karteziánské fyziky se má na mysli to, že ze základních elementů – rozlehlosti, tvaru, pohybu, množství a trvání – lze beze zbytku odvodit všechny další způsoby bytí. 1   Tímto způsobem také Descartes dochází k setření všech reálných rozdílů mezi materiálními tělesy (nebo hmotou vůbec) a prostorem a řadí se tak v tomto ohledu do menšinového tábora těch filosofů, kteří neuznávají prázdný prostor, ale chápou jej v podstatě relačním způsobem (i když nakonec poslední zdůvodnění je stále ještě metafyzické, substance v žádném případě z tohoto obrazu světa nemizí). Vedle nemožnosti prázdného prostoru tento obraz vesmíru nepřipouští ani existenci atomů, protože nic podle přijatých pravidel nezakazuje další dělení částí rozprostraněnosti, byť by byly sebemenší. To má jako další následek nekonečnost vesmíru a jeho homogenitu.2

Má-li být relační pojetí konzistentní, musí zůstat relačním i v otázce pohybu. V případě těles vložených do prázdného prostoru je snadné určit, co se pohybuje a co nikoli. V pohybu je prostě to, co změnilo svou polohu vůči neměnnému pozadí. Ovšem v případě, kdy není možné hovořit o tom, že prostor je vyplněn, protože je vlastně konstituován tělesy, žádné neměnné pozadí neexistuje, a pohyby veškerých těles je tak možné vyjádřit pouze ve vztahu k jiným tělesům, tedy relativně. V takovémto vesmíru pak neexistuje ani absolutní klid. Tělesa v klidu jsou v klidovém stavu jen relativně vůči jiným tělesům a pro klid platí tytéž podmínky a k jejich vysvětlení není potřeba žádné vnější síly.3

Takto je nakonec možné vidět celý vesmír jako obrovský mechanismus a s pomocí matematiky jej plně popsat. K tomu stačí ztotožnit se s následujícími tvrzeními: 1. celý vesmír je rozprostraněnost, 2. každou část této rozprostraněnosti je možné popsat podle stejných pravidel, 3. všechny změny jsou kvantitativně vyjádřitelné – kvantita pohybu těles je dána jejich rychlostí a velikostí, 4. celková suma množství pohybů ve vesmíru se nemění, 5. stanovit pravidla, podle kterých se mění či zachovává množství pohybu jednotlivých částí. Descartes se tedy dostává k formulaci zákonů přírody jako druhé příčině různorodých pohybů, které u těles pozorujeme.4

První zákon říká, že každá věc setrvává ve stavu, v kterém je, dokud na ni nic nepůsobí.5 Zrovnoprávnění klidu a pohybu podle principu inercie je zřejmé; žádné těleso se nemůže samo od sebe zastavit nebo se dát do pohybu, je to možné jen působením jiného tělesa. Fakticky pozorované zpomalování těles pak Descartes vysvětluje tím, že tato se nepohybují v prázdném prostoru, ale například musí překonávat odpor vzduchu, který jejich pohyb zpomaluje.6 Podle druhého zákona každé těleso, které se pohybuje, má snahu pokračovat ve svém pohybu po přímce.7 Pohyb po kružnici, který byl pro Aristotela dokonalým pohybem, a pohyby po křivkách, které ve skutečnosti můžeme mnohdy pozorovat, jsou pro Descarta složené z jednotlivých pohybů po krátkých přímých úsecích, a celkové zakřivení dráhy pak způsobují vnější vlivy. Descartes tedy rozlišuje skutečně pozorované pohyby a tendenci těles pohybovat se po přímce. Tato skutečnost je primárně způsobena tím, že bůh uchovává pohyb v tělese co nejjednodušším způsobem a právě v takové podobě, která je vlastní právě aktuálnímu okamžiku. Descartes to ukazuje na příkladu kamene v roztočeném praku, který opisuje kružnici kolem ruky a nutí kámen sdílet s ním tento pohyb, ale v okamžiku, kdy jej uvolní, pohybuje se kámen po přímce. Třetí zákon popisuje střet dvou těles: Jestliže se pohybující těleso setká s jiným, které je silnější, neztrácí nic ze svého pohybu, a jestliže se setká s tělesem slabším, s kterým tak může pohybovat, ztrácí ze svého pohybu právě tolik, kolik předá tělesu slabšímu.8 První dva Descartem formulované zákony se mohou stát jedním ze způsobů vyjádření inercie tak, jak se s ním setkáváme v prvním z Newtonových zákonů, ovšem na chybnost třetího Descartova zákona poukazují již Huygens a Leibniz. Samozřejmě nejde o to, že tento zákon mluví pouze o tělesech dokonale tuhých, k tomu se Descartes sám dostává v následující části textu9, ale zanedbává skutečnost, že i ke změně směru, která je vyprovokována střetem dvou těles a která se projeví u obou (v tom nejjednodušším případě), je potřeba energie.

Důsledkem omylu třetího zákona, a pravděpodobně závažnějším než jen faktický omyl, je to, že se takto vlastně odhaluje Descartova nedůslednost v otázce matematizace fyziky, kterou klade hned na druhé místo za Boha. Ostatně i všechny důkazy, které Descartes k jednotlivým zákonům podává, spočívají na empirických pozorováních a případ třetího zákona pak jasně ukazuje, že to, co Descartes nazývá kvantifikací, je shrnuto v předpokladech, že 1. první příčina všeho, o které se nepochybuje, je Bůh, 2. svět je řízen na základě malého počtu velmi jednoduchých elementů a pravidel operací s nimi 3. a vlastní podstata matematizace pak spočívá v odvozování popisu empirických pozorování z jednoduchých elementů na základě uvedených pravidel. Tento empirický moment pak ještě více sbližuje Descartovu fyziku – vedle jejího obsahu, kde je příbuznost nesporná – s klasickou mechanikou.

Ostatně v další části svého výkladu se Descartes otevřeně hlásí k částečně empirickému charakteru své hypotézy, když vyjadřuje přesvědčení, že dříve odhalené principy jsou natolik jasné, že je nyní možné „zkusit, zda z nich bude možné odvodit všechny fenomény, tedy účinky v přírodě, které jsme schopni pozorovat našimi smysly.“10 Samozřejmě to má daleko k tomu, abychom mohli říci, že se pokouší o „empirickou verifikaci“ svých zákonů, ale je jisté, že, alespoň metodologicky, empirická data nestojí až na konci těchto úvah, ale naopak Descartes z nich vychází, tj. právě tato data chce popsat s pomocí svých zákonů, a nakonec mu i velmi často obecně dostupná pozorování slouží jako poslední důkaz správnosti jeho závěrů. Ovšem sám k tomu říká, že „má v plánu vysvětlovat účinky pomocí příčin, a ne příčiny pomocí účinků, ale hlavně ukázat, jak si můžeme z nekonečného množství účinků, které mohou být odvozeny z těch samých příčin, vybrat ty, které se musíme snažit odvodit.“11 Jak mnoho se sám Descartes drží či nedrží tohoto záměru, může dokumentovat jeden z jeho předpokladů týkající se charakteru látky, z které jsou nebesa a hvězdy: „… předpokládejme, že látka nebe je kapalná, stejně jako ta, z které je utvořeno Slunce a ostatní hvězdy. Je to názor, který nyní přijímá většina astronomů, protože vidí, že je téměř nemožné bez tohoto předpokladu vysvětlit pozorované jevy.“12

Přistupuje tedy k tomu, aby na základě své fyziky a s její pomocí vysvětlil i to, jakým způsobem byl vesmír utvářen právě z mechanického hlediska. Zde se však v Descartovi střetávají dva protichůdné pocity: na jedné straně má ambice použít svou fyziku k tomu, aby s její pomocí vysvětlil vznik celého vesmíru, na straně druhé je tu již hotový popis vzniku „nebe a Země“ v Genezi a Descartes nemá nejmenší chuť mu konkurovat. Řešení vidí v prohlášení, že ani v nejmenším nepochybuje o božském aktu stvoření a o tom, že Bůh stvořil svět již v tak dokonalém stavu, s jakým se setkáváme, ale že pouze nabízí domýšlení svých principů v jistých hypotézách, které nejsou pravdivé. 13 Nicméně to nemá nijak bránit tomu, aby to, co z nich lze odvodit, bylo pravdivé.

Nejdříve se Descartes snaží vyrovnat s ještě stále aktuálním střetem geocentrického a heliocentrického systému. Maje před očima „případ Galilei“, vyjadřuje se Descartes velmi opatrně a i tak nakonec odmítá spis publikovat14. Píše, že systémy, které představují Koperník a Tycho, jsou jen hypotézy a jediný jejich rozdíl spočívá v tom, že ta Koperníkova některé jevy vysvětluje jednodušeji, což ovšem nemusí mít žádný vztah ke skutečnosti a pravdě. Sám potom tvrdí, že nabízí hypotézu, která je jednodušší a má lepší zdůvodnění než Tychonova a současně nevnucuje Zemi žádné pohyby jako Koperníkova. V nabízeném vysvětlení plně využívá svého pojetí prostoru, který je tvořen tělesy a ve kterém jsou všechny pohyby poměřovány pouze vzhledem k jiným tělesům. Tvrdí tak, že jestliže máme určit místo a polohu tělesa, je třeba se vztahovat pouze k těm dalším tělesům, které se vyskytují v bezprostřední blízkosti, a ne ty, které jsou velmi vzdálené. Nejen že výroky, že „Země se pohybuje vůči vzdáleným hvězdám, které jsou nepohyblivé“ a „pohybují se hvězdy, zatímco Země je v klidu“ jsou zcela ekvivalentní (vzhledem k relativnosti pohybu), ale s ohledem na to, že náš duch není schopen obsáhnout vesmír až k nekonečným hranicím a že Bůh mohl stvořit vedle hvězd i taková tělesa, vůči kterým by se Země jevila jako v klidu, je mnohem užitečnější říci, že Země je v klidu. Přesto však Descartes používá výrazy vyjadřující pohyb Země, ale to jen proto, že se tím v souladu s běžným jazykem, který je nepřesný, postihuje ta skutečnost, že nehybná Země je unášena prostředím vesmíru, jehož část tvoří. Mluvit o pohybu Země je stejně nepřesné jako tvrdit, že se pohybuje ten, kdo v klidu spí v kajutě lodi, která jej veze z Calais do Doveru.15

Jakmile se takto Descartes ideologicky zaštítí, představuje teorii, podle které se všechny planety otáčí kolem Slunce a fyzikálně to vysvětluje na základě turbulencí srovnatelných s víry ve vodním toku. Střed víru tak představuje centrum, okolo kterého se otáčí hlavní masa těles a stejně jako na řece může být více vírů, tak i v soustavě planet každá z nich může být dílčí turbulencí. Vysvětluje tak téměř kruhové pohyby a kulatost nebeských těles, která taková zpočátku jistě být nemohla, protože nemůže existovat prázdný prostor. Je to svým způsobem hierarchický model, protože mezi kulatými částmi vesmíru se mohou nacházet další, mnohem menší, které jsou schopny se dále dělit. Pokud jde o kvalitativní složení, rozeznává Descartes tři hlavní elementy pozorovatelného vesmíru podle jejich vztahu ke světlu: prvním je látka, z které jsou vytvořena tělesa jako je Slunce a hvězdy, Descartes ji nazývá „etre lumineux“ (jsoucno svítící), druhým elementem je látka, která se nachází mezi hvězdami a umožňuje světlu průchod, to je „etre transparent“ (jsoucno průhledné), a ze třetího elementu jsou stvořeny planety, tím je „etre opaque“ (jsoucno neprůhledné).16 A protože není žádné prázdno, tvoří vesmír ještě tři další elementy. První je nejjemnější, poddajný pohybům všech těles, přizpůsobivý jejich tvarům, to je oheň, druhý je o něco méně subtilnější, má již váhu i tvar, to je vzduch, a třetím elementem je země.

Pomocí dvojího vířivého pohybu (kolem vlastního centra a kolem centra společného větší skupině těles) a látkového složení tak Descartes nabízí hypotézu vzniku Sluneční soustavy, ve které stačí v následujícím kroku nahradit vířivé pohyby gravitací, abychom se dostali k vcelku moderní představě, jakou nabízí později například Kant ve své nebulární hypotéze.

Na kritiku Descartovy fyziky ovšem není třeba čekat tak dlouho. I ti filosofové 17. století, kteří se hlásí k Démokritovi a Lukrétiovi si většinou dávají pozor, aby se nedostali až ke zjevnému ateismu a zpochybnění božího díla tak, jak je to možné odvodit z Descartovy fyziky, přestože to nebylo jejím autorem zamýšleno. Vytvářejí tedy také obraz vesmíru, který je chápán čistě mechanicky, je připodobňován ke stroji, ale zdůrazňují, že jako každý stroj i ten vesmírný má svého konstruktéra a není tedy počat z chaosu a jeho současný stav není výsledkem náhodných kombinací atomů.17 Objevuje se tak metafora Božského Hodináře, který nejenže sestrojil obrovský stroj, ale podle některých si ponechal i možnost dále do něj zasahovat. Opravňuje se tak také studium přírody, protože tím se přibližujeme poznání božího díla stejně jako četbou svatých textů. Radikálněji vystupuje například Thomas Hobbes, který aplikuje mechanismus i na psychické jevy, jež jsou pro něj jen o něco složitějšími instinkty, jako u zvířat, u kterých nebylo sporu, že jsou to nic nepociťující stroje. Spinoza zase odmítá chápat rozprostraněnost samostatně, přiřazuje ji bohu jako jeho atribut a v důsledku tak boha vtahuje do přírody a smazává rozdíl mezi materiálním světem a nemateriálním božstvím.

Pro Leibnize je Descartova fyzika nepřijatelná z poněkud jiných důvodů. Především nesouhlasí s Descartovým předpokladem, že hmota postupně nabývá všech možných stavů jakých je schopna až k současné podobě světa. Namítá k tomu, že kdyby tomu skutečně tak bylo, znamenalo by to upřít bohu veškerou jeho moudrost a učinit z něj jenom vykonavatele toho, co je vykonatelné, kdy bůh pouze prochází tím, co je nezbytně nutné, jednu kombinaci po druhé, a bůh je tak redukován na pouhou nutnost.18 Dále se ve své kritice obrací proti základním Descartovým předpokladům, ve kterých je hmota ztotožněna s rozprostraněností, s inertním charakterem hmoty, karteziánským způsobem rozdělení světa na res extensa a res cogitans, či nedůslednému odmítnutí atomismu.19 Ukazuje, že pojem rozprostraněnosti není jednoduchým pojmem, jak Descartes předpokládá, protože „je jisté, že ani pohyb nebo působení, ani setrvačnost nebo odpor se neodvozují z rozprostraněnosti; a že přírodní zákony, které pozorujeme v pohybu a srážkách těles v nejmenším nevyplývají ze samotného pojmu rozprostraněnosti… Rozprostraněnost není tedy primitivním pojmem, může být ještě dále rozložena.“20 Souhlasí s Descartovým odmítnutím prázdnoty, ale ukazuje, že jeho argumenty nejsou dostatečné pro vyvrácení názoru zastánců prázdného absolutního prostoru. Vychází z toho, že přesvědčení o existenci prázdného prostoru je založeno na popření prostoru a místa jako kvantitativních charakteristik těles a předpokladu, že prostor sám je určitou kvantitou rovnou tomu, co zaujímá samo těleso v prostoru. Podle Leibnize měl tak Descartes spíše ukázat, že prostor a místo se nijak neodlišují od podstaty tělesa, že to, co nám sděluje naše běžná zkušenost, totiž že tělesa zaujímají prostor, který jiné těleso uvolní, je neudržitelné, když bude prostor neoddělitelný od podstaty tělesa. Náhodná může být pozice a vzájemné uspořádání a kontakty, nikoli však místo samé. Podrobně se také věnuje kritice Descartova předpokladu o zachování množství pohybu ve vesmíru21 a ukazuje, že to není množství pohybu (výsledek hmotnosti a rychlosti tělesa), ale síla ekvivalentní hmotnosti a čtverci rychlosti, později nazvaná kinetická energie. Nejde tak jen o technické zpřesnění, ale první naznačení hranic mezi statikou a dynamikou.22 Leibniz se tak snaží důsledněji oddělit mechanistické pojetí vesmíru od božího záměru a metafyziky.

Literatura:
R. Descartes: Les principes de la philosophie.
Paolo Rossi : La naissance de la science moderne en Europe, Paris 1999.
Jacqueline Russ : Histoire de la philosophie. 2. L’invention du monde moderne.


Poznámky:

1 « J’avoue franchement ici que je ne connais point d’autre matiere des choses corporelle que celle qui peut etre divisée, figurée et mue en toutes sortes de façons, c’est-a- dire celle que les géometres nomment la quantité, et qu’ils prennent pour l’objet de leurs démonstrations ; et que je ne considere, en cette matiere, que ses division ; ses figures et ses mouvements … Et parce qu’on peut rendre raison ; en cette sorte, de tous les phénomenes de la nature, comme on pourra juger par ce qui suit, je ne pense pas qu’on doive recevoir d’autres principes en la physique » R. Descartes: Les principes de la philosophie (II, 64).

2 Principes II 16-21

3 « Qu’il ne’est pas requis plus d’action pour le mouvement que pour le repos … Que le mouvement et le repos ne sont rien que des diverses façons dans le corps ou se trouvent. » Principes II, 26, 27.

4 První příčinou je pro Descarta božské působení, které nám ovšem ve skutečnosti uniká. Vše , co můžeme pozorovat, jsou výsledné efekty tohoto působení v prostoru. Jedná se tedy o zákony, podle kterých se pohyb ve vesmíru rozšiřuje a stává se pohybem jednotlivých těles. Volně podle Principes II, 37.

5 Principes II, 37.

6 Principes II, 38.

7 Principes II, 38.

8 Principes II, 40.

9 Principes II, 53.

10 Principes, III, 1.

11 Principes, III, 4.

12 Principes, III, 24.

13 Principes III, 45.

14 R. 1620 bylo dekretem kardinálské kongregace povoleno používat heliocentrismus, ovšem jenom jako hypotézu, která pohodlněji umožňuje pracovat s astronomickými daty. Descartes tedy mohl rozvíjet svou představu vesmíru založenou na pohybu planet okolo Slunce. Ale roku 1632 Galileův spis Massimi sistemi obnovil polemiku, vzbudil hněv Svaté stolice a po procesu s Galileim od 22. 6. 1633 bylo zakázáno mluvit o pohybu Země i hypoteticky. Práce nakonec vychází až po Descartově smrti, r. 1664 pod názvem Le Monde de M. Descartes, ou le Traité de la lumiere. Podle: Jean-Pierre Verdet: Une histoire de l’astronomie, Seuil 1990, p. 290.

15 Podle Principes, III, 29. Tato pasáž je ve srovnání s latinským originálem ve francouzském textu doplněna, ale Descartem autorizována.

16 Podle Principes III, 52.

17 Paolo Rossi : La naissance de la science moderne en Europe, Paris 1999, p. 217.

18 Paolo Rossi : La naissance de la science moderne en Europe, Paris 1999, p. 222.

19 G. W. Leibniz: Remarques sur Descartes. In: Opuscules philosophiques choisis, Paris 1962, p. 33-40.

20 G. W. Leibniz: Remarques sur Descartes. In: Opuscules philosophiques choisis, Paris 1962, p. 33.

21 G. W. Leibniz: Remarques sur Descartes. In: Opuscules philosophiques choisis, Paris 1962, p. 43-46.

22 Paolo Rossi: La naissance de la science moderne en Europe, Paris 1999, p. 224.


File translated from TEX by TTH, version 2.00.
On 20 Jun 2000, 22:10.




Published by the Department of Philosophy, Faculty of Arts, Masaryk University, Brno, Czech Republic.
ISSN: 1212-9097