Механика

 
Физическая картина мира
 
В традиционной китайской науке не было понятия физической реальности и, как следствие, не было дисциплины, направленной на ее изучение. Используемый в современном китайском языке для обозначения физики термин у ли сюэ («учение о принципах вещей») появился после знакомства китайцев с европейским естествознанием. Входящее в этот термин словосочетание у ли существовало в Китае и ранее (см. Фан И-чжи), но несло в себе такие исторически сменяемые смыслы, которые не совпадают полностью с тем, что можно было бы связать с «наукой о фундаментальных законах природы», «изучением наиболее общих свойств материального мира» и другими подобными определениями физики. Не касаясь здесь обширной темы развития понятия «принцип» (ли [1]) от доциньского умозрения до неоконфуцианских штудий, достаточно отметить, что понятие «вещь» (у [3]) обозначало в китайской традиции не только явления и неживые предметы, на которые и направлено современное физическое познание, но и живые существа. Кроме того, у китайцев не было понятия, эквивалентного европейскому понятию «природа», а часто встречающееся в синологической литературе соотнесение с таковым понятий тянь [1] («Небо»), тянь ди («Небо–Земля», «Вселенная»), дао («Путь»), цзы жань («спонтанность», «самотаковость») и проч. является не вполне корректным. Поэтому при выделении в китайской традиционной науке сферы, касающейся физической проблематики, следует учитывать всю условность такого выделения.
 
Первые ясно артикулированные физические идеи обнаруживаются в Китае в литературе, относящейся к эпохе Восточного Чжоу. Их специфика определялась рядом мировоззренческих представлений, отразившихся на всем последующем развитии традиционной физики и других наук. Научно-философская картина мира, которая сформировалась у китайцев в восточночжоуское время, имеет характеристики, во многих отношениях не совпадающие с европейским взглядом на мироздание. Эти несовпадения касаются существенных вопросов генезиса космоса и человека, их отношений, онтологического статуса, форм детерминизма и проч. Своеобразность китайской картины мира обусловила иной по сравнению с Европой путь развития научных знаний. Поэтому, прежде чем перейти к рассмотрению традиционной китайской физики, следует отметить главные отличия китайского мировоззрения от европейского.
 
Одно из них заключалось в том, что традиционная китайская картина мира была в большей степени направлена на подчеркивание целостности сущего. В ней не было разделения на идеальное и материальное, принятого в европейской культуре, начиная от Платона, а только выделялись разнонаправленные оси по принципу ян–инь (см. инь–ян) – активное–пассивное, явное–скрытое, полное–пустое и проч. В таких координатах выстраивались определения сущностных свойств мироздания, мыслившегося живым организмом, все члены которого взаимосвязаны и занимают определенное положение в иерархии целого. Это гилозоистская и организмическая модель мира, которую можно сблизить с древнегреческими взглядами на мир и противопоставить механистической модели, развивавшейся в Европе с XVII в. Механизмообразный мир, хотя внешне и может быть принят за живое существо, состоит не из органов, а из безжизненных «деталей», которые существуют сами по себе. Напротив, в китайском мире-организме каждая часть-орган является по-своему живой и неразрывно связанной со всеми остальными. При этом можно говорить об эволюционистском характере модели мира у китайцев: космос рассматривался ими не как сотворенный каким-то сверхъестественным существом, что соответствует креационистской модели, а как развивающийся естественным образом, самоорганизующийся из некоего первичного начала. Для сравнения следует отметить, что если древнегреческие модели мира были по большей части также эволюционистскими (имелась также стационарная модель), то с приходом христианства в Европе надолго утвердилась креационистская модель.
 
Человек в китайской картине мира рассматривался как равноправная с другими часть космоса, возникающая на определенной стадии космической эволюции. Эту позицию можно определить как антропокосмологизм, который порою имел слабые оттенки антропоморфизма. Ввиду отсутствия в Китае понятия бога, говорить по отношению к китайской культуре о теоцентризме просто не приходится.
 
Если европейской мысли во все века преимущественно была свойственна субстанциональная модель мира, то китайцам – процессуальная. Первая предполагает виденье за изменяющимися явлениями некой неизменной основы, вторая строится на представлении о тотальности изменчивости и непостоянства. Главнейшая категория китайской культуры – «перемены» (и [4]). Истоком ее является «Канон перемен» («И цзин»; см. «Чжоу и»), каноническая часть которой возникла в VIII–VII вв. до н.э., а комментирующая – в IV–III вв. до н.э. В одном из комментариев, в «Си цы чжуани» («Предание присоединенных изречений») (I, 4; 5), дается определение перемен – «порождение порождений» (шэн шэн) – и их главное свойство – «бестелесность» (у ти; см. ю – у, ти – юн). Перемены составляют основу всех вещей, поэтому последние могут мыслиться как некие текучие «события» А. Уайтхеда или динамические образования, подобные диссипативным структурам современной синергетики.
 
Поток перемен, образующий некую вещь, сам по себе также изменяется, и эти изменения могут доходить до некоего предела (цзи [2]), в котором данная вещь достигает полноты своего наличного бытия. Поэтому этот предел является тем, что более всего может характеризовать вещь. Помимо данного понятия в китайском умозрении постулируется «Великий предел» (тай цзи), соотносимый с динамической структурой всего космоса и, как следствие, с каждой такой его частью, которая может рассматриваться как некое относительно автономное и целостное динамическое образование. В известной фразе из «Си цы чжуани» (I, 11) дается развертка из этого понятия производного набора, с помощью которого в китайской модели мира можно было описывать структуру любой вещи или явления: «Перемены имеют Великий предел. Он рождает двоицу образов (и [8]). Двоица образов рождает четыре символа (сян [1]; см. сы сян). Четыре символа рождают восемь триграмм (гуа [2])».
 
«Двоица образов» – это полярности ян [1] и инь [1], о которых много говорится в китайских текстах, причем, с указанием на их взаимосвязанность и попеременное преобладание. Например, в одном из пассажей «Гуй-гу-цзы» («[Трактат] Мудреца из Долины бесов»), восходящем к IV в. до н.э., указывается, что когда полярность инь [1] доходит до своего предела, она уступает место ян [1], и наоборот. Дун Чжун-шу писал в «Чунь цю фань лу» («Обильные росы “Вёсен и осеней”», гл. 51 «Тянь дао бу эр» – «Недвойственность небесного Пути-дао Неба»), что силы инь [1] и ян [1] имеют взаимнопротиводействующую природу: когда одна выходит, другая входит, если одна – справа, другая – слева, если одна процветает, то другая приходит в упадок, и наоборот. Ван Чуном (27–97/107) в «Критических суждениях»/«Весах теорий» («Лунь хэн») отмечено, что когда ян [1] достигает своего предела, он отступает в пользу инь [1], а инь [1], достигшая своего предела, отступает в пользу ян [1].
 
Эти и подобные примеры указывают на наличие в китайской традиции некой выделенной области знаний – универсальной ритмологии, которой трудно найти достойную аналогию среди традиционных наук других цивилизаций. В Европе интерес к различным ритмическим процессам в области физики (колебаниям и волнам) возник только в XVII в. В китайской же науке ритмологические представления пронизывали все области естественнонаучных знаний, видимо, зародившись при разработке календаря в астрономии. Наиболее значимыми они оказались в медицине и в акустике. Здесь ритмология оказалась вполне к месту и привела китайцев к ряду научных достижений. Однако в некоторых случаях она оказывала тормозящее действие. Так, Ван Чун возражал против существовавшей в его время правильной теории затмений (ши [29]), предпочитая древнее представление, что Солнце и Луна имеют свои внутренние ритмы яркости. Ему вторил астроном Лю Чжи, написавший в 274 сочинение «Лунь тянь» («Суждения о Небесах»). Он исходил из того, что Солнце и Луна – это воплощение соответственно принципов ян [1] и инь [1], а в любом ян [1] есть доля инь [1], также как в любой инь [1] есть доля ян [1]. Поэтому светящееся по преимуществу Солнце может помрачаться, а исходно темная Луна – светить. При этом между ними есть некая незримая связь, благодаря которой, как и положено янским и иньским началам, Солнце и Луна попеременно «борются за яркость». Тем самым объясняются не только затмения Солнца и Луны, но и суточное изменение солнечного излучения и лунные фазы. Подобные рассуждения встречаются в китайской литературе вплоть до XVII в.
 
Последний пример затрагивает еще одну особенность традиционной китайской науки, а именно, наличие в ней представления о некой взаимосвязи на большом расстоянии определенных объектов – вещей-у [3] «одного рода» (тун лэй), т.е. категориально единых предметов и явлений, взаимосвязи по принципу «резонанса» – ин [1] (букв. «отклик»), или гань ин (букв. «восприятие – отклик»). В одном из комментаторских разделов «Чжоу и» «Вэнь янь чжуань» («Предание знаков и слов») эта теория выражается следующим образом: «Одинаковые (тун [1]; см. Да тун) звуки взаимно откликаются (ин [1]). Одинаковые пневмы (ци [1]) взаимно домогаются. Вода течет к мокрому, огонь тянется к сухому. Облака следуют Дракону (лун), ветер следует Тигру. Совершенномудрый (шэн [1]) творит, а тьма вещей примечает. Коренящееся в Небе родственно верху. Коренящееся на Земле родственно низу. Все сообразуется согласно своему роду (лэй [3])». В другом разделе «Чжоу и» – «Туань чжуань» («Предание суждений»), приводится фраза: «Две пневмы резонируют (гань ин) и тем самым взаимосвязываются (сян юй)».
 
В синологии такой тип мышления принято называть «коррелятивным». Ему имеются аналоги и в других культурах, но в случае Китая он, по сути, представляет собой не что иное, как развитие архаической познавательной деятельности, первоначально связанной с симпатической магией, в универсальную научную методологию, опирающуюся на систематизацию явлений мира согласно принципу подобия. В данной методологии предполагается онтологичность подобия и учитывается существование между подобными вещами коррелятивной связи – некоей формы синхронии, соответствующей акаузальному виду детерминизма.
 
Посредством «резонанса» китайцы объясняли как чисто физические феномены, так и психические или психофизические. Список некоторых из них приводится в «Люй-ши чунь цю» (IX, 5). Так, благодаря «резонансу», магнит притягивает железо: его «будто кто-то тянет», а родители и дети связаны между собой вне зависимости от расстояния по принципу «родства кости и плоти» (гу жоу чжи цинь), у них «тело единое, только разделенное на две части», поэтому «движение души одного тут же отзывается в сердце другого».
 
В последнем случае мы имеем дело с коррелятивным детерминизмом в форме, которая предполагает вневременную и внепространственную связь между вещами. Такая связь соответствует принципу дальнодействия, принимавшемуся априори классической физикой и сначала отвергнутому неклассической физикой, а затем вновь попавшему в поле ее зрения в связи с обнаружением нелокального взаимодействия объектов микромира при экспериментальной проверке «ЭПР-парадокса». В принципе дальнодействия исключается среда-посредник.
 
С другой стороны, в качестве среды-посредника «резонансных» связей китайцы часто принимали пневму-ци [1] – некую тонкую энерго-динамическую субстанцию, заполняющую пространство мира и обеспечивающую взаимодействие чего-либо за счет волноподобного распространения. Упомянутый выше Лю Чжи сравнивает такое взаимодействие со случаем, когда камень брошен в воду и волны ряби удаляются от центра одна за другой, что и есть «распространение водяной пневмы-ци [1] во взаимном повторении» за счет «взаимной восприимчивости». Таким образом, в этом объяснении заложен, по сути, принцип близкодействия, который предполагает среду-посредника и ограничение параметрами последней скорости передачи действия. Иными словами утверждается полевое представление о пневме-ци [1].
 
Это представление подкрепляется в китайском мировоззрении убеждением, что не существует никаких абсолютно автономных сущностей, а есть только сгустки космических сил. Поэтому древнекитайские мудрецы полагали, что познанию подлежат, по сути, лишь взаимодействия между временно образованными центрами этих сгущений. Для них категория «связь» (лянь [2]) была более значима, чем категории «тело» и «индивид».
 
В связи с этим китайскую картину мира можно еще считать континуалистской, что противопоставимо дискретному видению мира, которое может проявляться в представлениях об атомах, как это было у древнегреческих атомистов и в индийской школе вайшешиков, или в представлениях о дхармах (мельчайших частицах бытия) и кшанах (мельчайших квантах времени), о которых говорили отдельные буддийские школы. Ничего подобного не было в традиционном Китае и не привилось там после знакомства китайцев во II в. с индийской философией. Пневма-ци [1], составляющая субстратную основу китайского космоса, – непрерывна и однородна. По сути, с этим положением соглашались все мыслители традиционного Китая. Имелось несколько понятий, которые, казалось бы, могли претендовать на обозначение атомов, но на проверку это оказывается не так. Например, в «Ле-цзы» («[Трактат] Учителя Ле», гл. 1 «Тянь жуй» – «Небесное предзнаменование»), говорится, что все, что находится на небе и в атмосфере, – это «скопления ци [1]», а все, что находится на поверхности Земли, – это «скопления куай». Хотя словарное значение иероглифа куай – «кусок», «глыба», его следует в данном случае связать не с представлением об атомах, а просто с коагулятами пневмы-ци [1]. В «Чжуан-цзы» (гл. 18 «Чжи лэ» – «Высшее счастье»), утверждается, что «тьма вещей происходит из зародышей-цзи [1] и в них возвращается». Однако при перечислении «происходящих из них вещей», в котором иероглиф цзи [1] заменяется на синонимичный здесь омоним цзи [23], упоминаются только относящиеся к животно-растительному миру. В связи с этим понятие цзи [23] можно рассматривать как предварение современного представления о биологических клетках или о генах, но оно никак не может быть признано означающим атомарную основу всего сущего.
 
Концепция атомизма в Греции, созданная, как известно, Левкиппом (ок. 500–440 до н.э.) и Демокритом (460–371 до н.э.), была призвана решить проблему Парменида (ок. 540–480 до н.э.), а именно связать с явлениями истинное бытие, которое в парменидовской философии мыслилось неподвижным. Наблюдая изменчивость в мире, греки полагали, что за ней должно стоять нечто неизменное. Атом (букв.: «неделимый») и есть то, что не изменяется, поскольку представляет собой монолит. Изменяться могут только сочетания атомов, которые и образуют явления. Китайцы же говорили о тотальности перемен. Поскольку все изменчиво, то все и делимо до бесконечности, а возможность бесконечного деления, т.е. деления, не упирающегося в какие-то предельные мельчайшие единицы, и есть непрерывность.
 
О таком делении есть упоминания в китайской традиции. Например, в «Ле-цзы» (гл. 5 «Тан вэнь» – «Вопросы Тана»), утверждается, что «в [каждом] большем содержится (хань [2]) меньшее, и так – без конца и предела». Таким образом, Небо и Земля (т.е. Вселенная) содержат в себе «тьму вещей» (вань у, т.е. все сущее) и сами содержатся в чем-то еще, что больше их. В системе символов «Чжоу и»/«И цзина» подобное деление дополняется принципом фрактальности, т.е. масштабного самоподобия, при котором, с одной стороны, некая отдельная вещь должна состоять из частей, подобных ей как целому, причем эти части также должны состоять из более мелких, подобных целому и дальше дробимых таким же образом частей, а с другой – сама эта вещь является одной из частей мира как целого и подобна ему структурно. Разновидностью фрактального принципа является представление о сходстве микро- и макрокосмосов, существовавшее в древности во многих цивилизациях и, в частности, в Китае. Понятие фрактальности на новом теоретическом уровне осваивается европейской наукой только в последнее время и прежде всего в применении к геометрическим структурам. Китайцы же, используя символику «И цзина», делали акцент на описании структур времени, выделяя в нем различные фрактальные ритмы.
 
Помимо фрактальности, в современном естествознании развивается еще ряд направлений, которые достаточно далеко отстоят от мировоззренческих и методологических ориентиров классической науки, являвшейся долгое время образцом, и, в то же время, сближаются с многими из отмеченных выше характеристик китайской картины мира, признаваемых теперь более адекватными действительности. Сверх того, тенденции развития современной науки позволяют предполагать, что это сближение со временем будет еще более тесным. Получается, что китайцы в своем видении мира в целом достигли таких результатов, которые европейцам еще только предстоит достичь. Возможно, и отдельные аспекты традиционной научной методологии и даже некоторые научные теории Китая после тщательного переосмысления окажутся востребованными в будущем. Однако если посмотреть на характеристики китайской картины мира с позиций логики развития научного познания, построенной на примере эволюции европейской науки, то окажется, что некоторые из них предоставляли определенные возможности для развития тех или иных направлений физики, а другие – создавали препятствия.
 
Так, организмизм, стимулирующий преобладание синтетических форм познания над аналитическими, был неблагоприятен для научных исследований, в которых цепи причин следовало возводить к индивидуальным объектам. Коррелятивизм вообще уводил исследования в другую плоскость. Процессуализм, сам по себе имеющий множество достоинств, затруднял гносеологическое выделение отдельных тел из окружающей их среды, если сравнивать его с субстанциализмом, часто прямо ведущим, как это было у древних греков, к соматизму и к пространственным метафорам физических явлений. Все это не способствовало развитию в Китае механики и оптики. Однако наличие там полевой концепции, согласно которой взаимодействие может осуществляться не механически, а за счет незримых связей через пространство, позволило китайцам достичь существенных успехов в изучении магнетизма. Теория колебаний и волн, а также представление о резонансе оказали положительное воздействие на развитие акустики.
 
Место механики в традиционной науке
 
Механика как наука о механическом движении тел, т.е. изменении с течением времени их положения в пространстве, стала определяться в Европе только в XVII в. До этого она рассматривалась как наука о построении машин. Теоретическую форму такого рода механика обрела в трудах Архимеда, который к тому же сумел математизировать некоторые ее положения. Однако вопросы механического движения рассматривались на теоретическом уровне еще Аристотелем, причем, к машинам они имели лишь косвенное отношение. Аристотеля интересовало движение как таковое, как элемент физической картины мира.
 
Китайцы издревле интересовались искусством изобретения механизмов, но определенное теоретическое осмысление механического движения произошло у них только благодаря деятельности моистов (мо-цзя) в IV–III вв. до н.э., т.е. практически синхронно с греками. Правда, моистские штудии, в отличие от механики Архимеда, были лишены всякой математики и в дальнейшем их влияние на развитие традиционной китайской науки было ничтожным.
 
С другой стороны, к этому же времени относится оформление идей, касающихся вопросов движения в контексте представлений о мировых изменениях и превращениях, которые были выражены в двух разделах «Чжоу и»/«И цзина» – «Шо гуа чжуань» («Предание толкования триграмм») и «Си цы чжуань» («Предание присоединенных изречений»). С аристотелевской физикой эти сочинения роднит (при множестве отличий) понимание движения как разновидности изменений и превращений. Возможно, первоначально в символическом учении «Чжоу и»/«И цзина» было сказано что-то серьезное о космологии и физике. Но между ее создателями и последующими интерпретаторами образовалась непроходимая идеологическая пропасть. И хотя ицзинистские идеи нельзя назвать близкими по духу и по задачам механике в том виде, как она сложилась в наше время, все же можно предположить, что на их основе могла быть создана особого рода физика и, в частности, механика.
 
Известно, что современная механика базируется на трех понятиях – «пространство», «время» и «материальная точка». Через призму ицзинистики эти понятия могут видеться как производные от категории «перемены», развернутой по принципам организации набора восьми триграмм (ба гуа) из символического аппарата «Книги перемен». Однако по определенным причинам у китайцев не было интереса к развитию физики, а те идеи указанных сочинений, которые явно допускают физическую интерпретацию, оказались в традиционной китайской науке в положении знакомых незнакомцев.
 
Некоторую аналогию с теорией триграмм имеет учение об у син, т.е. пяти элементах, стихиях, или, точнее, перводвижениях. В «Хун фане» («Величественный образец»), входящем в «Шу цзин» ( «Канон [исторических] писаний»), указывается, каковы эти движения: «Вода смачивает и стекает; огонь горит и поднимается; дерево сгибается и выпрямляется; металл уступает и изменяется; почва принимает посев и дает урожай». Тут можно снова найти частичное сходство с представлениями Аристотеля, который считал, что при «естественном» движении вещи устремляются к «своему месту»: огонь и воздух – поднимаются, а вода и земля – опускаются. Это учение о движениях занимало важное место в китайской традиции, но никоим образом не влияло на развитие механики.
 
Единственное традиционное китайское учение, в котором есть значимые и серьезные рассуждения о механике, развивалось школой мо-цзя. Моистам были чужды абстрактные рассуждения на тему триграмм и стихий. Они стремились решать проблемы, идущие из обыденной жизни. Поэтому их физика строилась на анализе действия различных механических устройств, практически использовавшихся с древних времен. Наиболее распространенными из таких устройств были весы.
 
Весы
 
Рычажные весы, видимо, являются одним из самых древних простых измерительных механизмов. Такие весы представляют собой балансир (коромысло), укрепленный в точке опоры на подставке или подвешиваемый. При этом плечи у балансира могут быть равными или неравными. Балансир с неравными плечами называется безменом. На безмене взвешиваемый груз помещается в чашку, подвешенную к короткому плечу, или просто каким-либо образом прикрепляется к нему, а к длинному плечу прикрепляются гири, причем, крепление является подвижным.
 
Нет возможности точно указать, где появились первые рычажные весы, но ясно, что у них были равные плечи, поскольку такая конструкция является более простой. В древнем Египте подобные весы применялись по крайней мере с нач. III тыс. до н.э. Почти все дошедшие до нас репрезентации египетских весов имеют поддерживающий центральный столб. В греческом мире использовался подвешиваемый балансир, также первоначально имевший равные плечи. Подвешенный балансир с неравными плечами (безмен) появился на древнем Западе значительно позднее: его изобретение или принятие произошло в Южной Италии около 200 до н.э.
 
Самые древние китайские весы с равными плечами были обнаружены в могильнике царства Чу (IV в. до н.э.) и находятся теперь в Пекинском историческом музее. Гири для этих весов представляют собой кольца различных размеров. Многие сохранившиеся весы и гири датируются временем Ван Мана (нач. н.э.). Имеются также циньские и ханьские образцы. Циньские гири уже имеют кольца для прикрепления к крюку на весах. Как и на Западе, число гирь, которые сохранились, гораздо большее, чем число весов, на которых они использовались. Несколько равноплечевых весов изображено на фресках пещерных храмов в Дуньхуане.
 
Судя по текстам «Моистского канона» («Мо цзин») «Мо-цзы», в IV–III вв. до н.э. китайцам уже был известен и безмен. Начиная с эпохи Хань безмен более распространен в Китае, чем простые весы с равными плечами. В известных видах китайских безменов взвешивание производится за счет перемещения стандартной гири по длинному плечу. Результат считывался на имеющейся там шкале. Китайские безмены часто были оборудованы приспособлениями для перемещения точки опоры, что позволяло легко менять диапазоны взвешивания.
 
Нет нужды подчеркивать огромную важность весов в практической деятельности человека. Весы – прецизионный инструмент, и у всех древних народов существовали свои методы соблюдения его точности. Китайцы относились к этому с особой щепетильностью. Древнее постановление эпохи Чжоу, сохраненное в «Люй-ши чунь цю» (VIII, 1), предписывало, что в день осеннего равноденствия следует «приводить в соответствие меры для измерения длины и объема, выверять гири и безмены, проверять цзюни [2] и дани [6], исправлять доу и юны [6]» (цзюнь [2] и дань [6], доу и юн [6] – меры веса и объема). Можно предположить, что это время было выбрано из-за умеренной температуры, ни слишком жаркой, ни слишком холодной. И действительно, в начале II в. Чжан Хэн в «Оде о Восточной столице» («Дун цзин фу») упоминает балансировку мер с учетом их сокращения и расширения при изменении температуры.
 
«Наклоняющиеся сосуды»
 
Знакомство китайцев с понятием центра тяжести прослеживается с глубоких времен. Примером изощренного использования эффекта изменения центра тяжести являются так называемые «наклоняющиеся сосуды» (и ци; см. ци [2]). Их особенность – в изменении положения по мере вливания в них воды. Вероятно, внутри таких сосудов, делавшихся из бронзы и с округлым дном, находились сообщающиеся между собой камеры, размещенные на разной высоте и имеющие необходимое смещение от центра. При наполнении той или иной камеры устанавливался новый центр тяжести, который заставлял сосуд менять положение.
 
Самое раннее описание одного из таких сосудов приводится в «Сюнь-цзы» («[Трактат] Учителя Сюня», III в. до н.э.; см. Сюнь-цзы). В гл. 28 «Ю цзо» говорится о посещении Конфуцием и его учениками храма князя Хуаня, правившего государством Лу. Когда Конфуций увидел необычный сосуд, он спросил о нем настоятеля храма, и тот ответил, что это ю цзо – «помогающий [сосуд, находящийся у] трона». Оказалось, что Конфуций слышал ранее о подобных сосудах и знал, что если такой сосуд пуст, то будет находиться в наклонном положении, если он наполнен наполовину, то будет стоять вертикально, а когда он наполнится до краев, то начнет наклоняться и примет горизонтальное положение. По просьбе учителя ученики стали вливать воду в один из таких сосудов, и все увидели, что он был прав. По мнению Конфуция, эти сосуды служили напоминанием князьям о пользе умеренности во всех делах.
 
Чжоуские образцы «наклоняющихся сосудов», называвшихся также ци ци, сохранялись до конца эпохи Хань, но исчезли затем при беспорядках во время Троецарствия (Сань го). Около 260 н.э. Ду Юй сделал новый набор. В то же самое время знаменитый математик Лю Хуй написал сочинение «Лу ши ци ци ту» («Изображения наклоняющихся сосудов скрибов-ши из Лу»), которое не сохранилось до наших дней. Приблизительно двумя столетиями позже другой знаменитый математик и астроном, Цзу Чун-чжи (449–500), сделал еще несколько «наклоняющихся сосудов». В китайской литературе имеются упоминания об этих сосудах, самое последнее из которых относится к 1052.
 
Моистская теория рычага
 
Едва ли можно составить целостное представление о степени развития физики моистов, поскольку информации по этой теме мало. Теоретические вопросы механики, рассматривавшиеся этой школой, представлены во фрагментах из «Мо цзина» [1], некоторые из которых деформированы или имеют лакуны.
 
Моистская теория рычага опирается на определение силы и тяжести. «Сила (ли [4]) – это то, что сдвигает (фэнь [2]) тела (син [4])» с места (со [1]). Иероглиф син [4] замещает здесь син [2], который буквально означает форму как нечто «вещественное», воспринимаемое органами чувств. Это «телесная форма», коей может быть и твердое тело, и жидкость. Отличие моистской теории силы от аристотелевской в том, что в последней выделяется два вида силы: сила-способность (дюнамис), естественным образом влекущая тело к «своему месту», и сила-насилие (био), представляющая собой воздействие одного тела на другое, что видится как проявление искусственности. Все тела Аристотель делит на легкие и тяжелые – стремящиеся соответственно вверх и вниз. Сила тяжести, таким образом, является естественной силой-способностью. У моистов «тяжесть» (чжун [6]) – это сила, которая ничем не отличается от других сил, за исключением того, что она всегда направлена вниз. Причина действия силы тяжести не объясняется, но указывается, что это такая сила, которая может быть превращена в другую. Данная мысль подкрепляется утверждением, что падение одной вещи или подъем другой – это движения, вызванные тяжестью. Речь здесь идет, видимо, о подъеме и опускании неуравновешенных тел, прикрепленных к плечам балансира.
 
Силу тяжести моисты видят связанной с «силой подвешивания/приостановки (це [1])». Последняя действует в направлении, противоположном тянущей вниз силе тяжести. Возможно, в этом тезисе моисты оказались под влиянием пренебрегаемой ими теории инь–ян, указывающей на общеприродный характер противоположностей. Но, как бы там ни было, они отчасти (не указано равенство сил) смогли опередить Исаака Ньютона с его «третьим законом», гласящим, что «действие всегда встречает равное противодействие», или «воздействия двух тел друг на друга между собой равны и направлены в противоположные стороны».
 
В моистском утверждении, что при подвешивании/приостановке сила является необходимой, но свободное падение (ин [3], букв. «отступление») происходит без применения силы, как будто видится противоречие с упоминавшимся уже выказыванием, что «тяжесть (чжун [6]) – это сила». Возможно, что тяжесть (вес) мыслилась моистами как то, что можно измерить. В таком случае они были бы близки Псевдо-Евклиду с его «Книгой о весах», сохранившейся лишь в арабском переводе, в которой дается следующее определение понятия веса: «Вес есть мера тяжести или легкости предмета, сопоставленного с другими с помощью весов».
 
В своем изучении действия сил моисты полагали, что сила подвешивания/приостановки не обязательно сосредоточена в той точке, к которой она приложена. Возможно, это также следует понимать с позиции того, что сила должна быть как-то выявлена, а поскольку речь тут идет о весах, то это выявление должно осуществляться за счет подвешивания противовеса в том или ином месте балансира. В «Мо цзине» [1] для пояснения данного утверждения приводится пример «шнура, [используемого для] сверления» (шэн чжи). Дело в том, что у китайцев была в ходу дрель со шнуром и с устройством его натягивания, подобным луку для стрельбы. Шнур определенным образом наматывался на середину стержня, к одному концу которого было присоединено сверло, а к другому – ручка. Сверло вращалось за счет того, что сверлильщик натягивал и отпускал шнур. Этот механизм демонстрирует, что, прикладывая некую силу к средине стержня, мы имеем ее «выход» на конце данного стержня. Моисты полагали, что сила, составленная (хэ [3]) из нескольких сил, может действовать против одной силы. В принципе данную мысль можно отнести к случаю с весами, когда на одну их сторону навешивается несколько грузов в противовес одиночному на другой стороне. Но можно пойти и дальше, говоря об общем принципе сложения сил. В практической инженерии традиционного Китая, несомненно, развивалось эмпирическое знание о сложении сил, но их теоретическое осмысление так и не было предпринято, если не считать указанного пассажа из «Мо цзина». Однако и в Европе теория комбинации сил была полностью разработана только в XVII в.
 
Принцип сложения сил с древних времен применялся в Китае при переносе тяжелых грузов. Использовались, например, ветвящиеся системы соединений, когда груз подвешивался к середине шеста, концы которого также подвешивались к другим шестам в их серединах. Таким образом, этот груз могли нести четыре человека. Допускались и дополнительные подобные подвешивания.
 
В «Мо цзине» правило равновесия рычага рассматривается на примере простого балансира (хэн [2]) и безмена (цюань [1]). В первом случае моисты исходят из экспримента, в котором учитываются все возможные ситуации. Они отмечают, что сторона, где расстояние от точки подвеса больше или вес тяжелее или имеется и то и другое, будет опускаться; а сторона, где расстояние от точки подвеса короче или вес легче или и то и другое, будет подниматься. Далее, «чем больше поднятая сторона приобретает, тем больше опущенная сторона теряет». И наоборот, «чем больше поднятая сторона теряет, тем больше опущенная сторона приобретает». Равновесие же достигается, когда балансир принимает горизонтальное положение – когда «веревка пряма», т.е., видимо, находится под прямым углом к балансиру.
 
Все это напоминает эмпирические обобщения, на которых, называя их «допущениями», несколько позже моистов основывал свою теорию рычага Архимед в сочинении «О равновесии плоских тел и центрах тяжести плоских фигур». Однако Архимед идет дальше и чисто геометрически выводит закон равновесия рычага в виде двух теорем, говорящих об обратной пропорциональности величин грузов и плеч балансира, на которых они расположены.
 
При рассмотрении безмена в «Мо цзине»  учтен только один вариант разбалансировки. У безмена расстояние между точкой опоры (подвеса) коромысла и точкой, где подвешена чаша с взвешиваемым грузом, является фиксированной, а расстояние между точкой опоры и точкой, где подвешивается гиря, – подвижным. Первое, называемое бэнь («корень»), – короче (дуань [2]), а второе, называемое бяо [2] («верхушка»), – длиннее (чан [1]). Моисты справедливо отмечают, что если при уравновешенных грузе и гирях добавить к бэнь и бяо [2] одинаковый вес, то длинное плечо, на котором находятся гири, опустится. В целом обсуждения простых весов и безмена моистами показывают, что они обладали достаточно полным знанием принципов равновесия.
 
Изучение движения моистами
 
В «Мо цзине»  есть несколько пассажей, отражающих учение о движении. Понимание движения у моистов тесно связано с представлением о пространстве и времени. Каждая из этих категорий рассматривается как соединяющая в себе общее и единичное, как представляющая собой целое, состоящее из частей.
 
Пространство (юй [2]) – это «совокупность/охват (ми [3]) различных местоположений (со [1])». Отдельное местоположение не является пространством (протяженностью). Так же и пространство не является неким местоположением, общим для всех вещей, поскольку пространство бесконечно, а любое местоположение – ограничено. Эта бесконечность понимается как «расширение», когда выделяя за одним местом другое, невозможно приблизиться к концу пространства.
 
Длительность (цзю [2]) – это «совокупность/охват (ми [3]) различных времен (ши [1])», т.е. следующих друг за другом периодов времени, которые подразделяются на прошлое, настоящее и будущее. Сам по себе один период времени не является длительностью, поскольку длительность – это продолжительность существования чего-то. Длительность может иметь ограниченную величину, соответствующую сроку существования этого чего-то, а может мыслиться бесконечной, если относится к вечной Вселенной или просто рассматривается как параллель бесконечному пространству, что собственно не сильно отличается, поскольку иероглиф юй [2], обозначающий пространство, переводится еще как «небо», «небесный свод», «мир». Эта бесконечность пространства и времени предполагалась моистами без учета космологической проблематики, а между тем в китайской традиции проявленный мир имеет начало и конец, и поэтому для нее категория бесконечности неприменима к пространству и времени.
 
Моистские «кванты» времени и пространства – ши [1] и со [1] – не имеют фиксированных размеров. Эти размеры определяются ситуативно и связываются с движением. При этом они могут быть точечными. Так, о времени, в которое начинается движение, говорится, что оно «не имеет длительности (цзю [2])». Это, естественно, справедливо и для времени конца движения. Рассуждая аналогичным образом, можно предполагать, что хотя «место» (со [1]) любой оформленной вещи имеет ее размеры, при начале и конце движения этой вещи изменения места будут также безразмерными, т.е. оно будет неизменным. К этому предположению склоняет и моистское определение движения как «пошаговой» смены местоположения: движение в «Мо цзине» [1] сравнивается с продвижением пешехода, который шаг за шагом преодолевает некое пространство, занимая сначала ближнее местоположение, затем дальнее и более дальнее. Указывается, что такое «движение в пространстве требует длительности». Соответственно связываются вместе «близко (цзинь [6]) и далеко (юань [11]), составляющие пространство», и «раньше (сянь [10]) и позже (хоу [4]), составляющие длительность».
 
Таким образом, пространство, время и движение у моистов объединяются в некий континуум, в котором одно определяется через другое. Это – релятивное понимание данных категорий, не выходящее, по сути, за пределы тенденций традиционной китайской мысли. Данный релятивизм подкрепляется в «Мо цзине» [1] утверждением, что сказать о движущемся объекте приближается ли он или удаляется можно не относительно всего пространства, а только некоторого места. Это утверждение весьма созвучно даосскому мировоззрению. Так, живший в III–IV вв. даосски настроенный историк Сыма Бяо в комментарии к «Чжуан-цзы» («[Трактат] Учителя Чжуана», гл. 33) писал, что все фиксированные расстояния (например, между царствами Янь и Юэ) с позиции бесконечного условны. Можно даже полагать, что их просто нет. Кроме того, пространство не имеет никаких определенных направлений, но можно принять условно, что место, где вы находитесь сами, – это центр. Точно так же циклическое время не имеет начала и конца. Можно взять любою временную точку в качестве начала, исходя из необходимости и обстоятельств. Много столетий позже Николай Кузанский (1401–1464) высказывал схожие идеи, доказывая, что каждая точка космического пространства равноудалена от бесконечности и ее можно рассматривать как центр Вселенной, при этом наблюдатель всегда помещает себя в центр.
 
Связав время, пространство и движение, моисты продолжают рассуждать о последнем. Они полагают, что движение (дун [1]; см. дун – цзин) возможно только в случае «несвязанности» (цзун [2]), подобно тому как дверь может свободно поворачиваться на шарнире, когда не установлена задвижка. Разумеется, дверь сама по себе открываться не будет. Для этого к ней следует приложить некую силу. Моисты это прекрасно понимают и, не задерживаясь на этом вопросе, идут дальше, говоря, что остановка (чжи [19]) движения происходит из-за преграды (чжу [15], букв. «столб, опора»), а если нет преграды, то не будет остановки. Чтобы подчеркнуть данное утверждение, моисты добавляют: «Это столь же истинно, как то, что вол не лошадь».
 
Тема сходства и различия вола и лошади была предложена номиналистом Гунсунь Луном (IV–III вв.) в экзотическом утверждении, что «сочетание барана с волом не является лошадью, как и сочетание вола с бараном не является петухом». Моисты много раз обращались к этой теме, что выработало у них привычку выражать мысли, касающиеся сходства и различия чего-либо, прибегая к соответствующим формулировкам. Вот и далее, рассматривая третий из четырех возможных случаев отношения «преграды» (чжу [15]) и движения, они утверждают, что если имеется преграда, а движение не прекращается, то это «подобно тому, когда нечто является лошадью и все же не лошадью». Иначе говоря, здесь мы сталкиваемся с промежуточным состоянием, когда движение гасится «преградой», но еще не прекратилось. Пожалуй, и следующая фраза из «Мо цзина» [1] указывает на некоторую переходность состояния: «Это подобно тому, когда люди переходят через мост».
 
Формально после рассмотрения случаев «есть преграда – движение прекращается», «есть преграда – движение не прекращается» и «нет преграды – движение не прекращается» следовало бы рассмотреть случай «нет преграды – движение прекращается». Но моисты этого не делают, хотя, следуя их нестрогой логике, такой случай можно было бы связать с телом, просто находящимся в состоянии покоя. Как бы там ни было, можно полагать, что речь здесь идет о влиянии на движение силы сопротивления среды, причем, сообщаются мысли, близкие ньютоновскому первому закону (инерции), который в авторской формулировке гласит: «Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние».
 
Известно, что до Ньютона идеи, в той или иной степени соответствующие его первому закону, высказывались разными учеными. Среди них, например, – Галилей, Декарт, Гюйгенс. Но раньше всех, как показано выше, эти идеи сформулировали моисты, хотя, конечно, они были далеки от понимания всей глубины проблемы.
 
Специфика моистской формулировки в том, что в отличие от Ньютона, мыслившего пространство и время (длительность) абсолютными, моисты полагали их относительными, когда речь шла о движении. Движущееся тело как бы самим движением длит время и формирует вокруг себя пространство. На это, как логически следует из учения моистов, не требуется затрат энергии, и движение будет бесконечным. Но если есть противодействующая сила, связанная с «преградой», то движение будет тормозиться. Получается, что пространство само по себе является пустым, т.е. не имеет того, что могло бы сдерживать движение.
 
О пустом пространстве до поздних моистов говорили Левкипп и Демокрит. Основные положения атомистического учения предполагают, что тело (или один атом), движущееся с определенной скоростью в определенном направлении, будет продолжать свое движение бесконечно или до момента столкновения с другим телом. Однако свидетельств, что атомисты делали такое утверждение, не существует. Когда Эпикур ввел в атомизм принцип спонтанности, позволяющий атомам совершать произвольные движения, отклоняющие их от прямолинейной траектории, он вполне сознавал, что это противоречит первоначальному атомизму.
 
По мнению Аристотеля, пустого пространства быть не может, поскольку без сопротивления скорость любого тела должна бы быть бесконечно большой, а его движение должно бы быть бесконечным, что для Стагирита считалось недопустимым. Все элементы его физики противоречили этому. Например, Аристотель считал, что движение возможно только тогда, когда на тело действует движущая сила. В результате он был вынужден придумать теорию движения, согласно которой брошенное тело подталкивается далее средой, пришедшей в движение от броска. Только через девять столетий, а именно в VI в., европейцы начали избавляться от этого заблуждения благодаря деятельности Иоанна Филопона, предложившего теорию «импетуса», т.е. некоего «напора», силы, остающейся с летящим телом. Моисты были свободны от аристотелевского заблуждения, но их удивительное прозрение не нашло себе место в китайской традиционной культуре, которая после распада моистской школы не предложила ни одной идеи из области динамики.
 
Прочность материалов
 
Некоторые «физические» проблемы, отраженные в «Мо цзине», не были вызваны собственными естественнонаучными интересами моистов, а пришли к ним от сторонников «школы имен» (мин-цзя). Последним было свойственно, как говорится в «Чжуан-цзы» (гл. 33), «внушать людям причудливые идеи и принуждать их менять свои мнения». Одна из таких «причудливых идей» содержится в утверждении «Волос выдерживает [вес] в тысячу цзиней [2]». Неизвестно объяснение данного утверждения самими номиналистами. Однако в «Ле-цзы» «[Трактат] Учителя Ле» (гл. 4 «Чжун-ни» – «Конфуций») приводится его толкование царевичем Моу, являвшимся «самым талантливым из сыновей вэйского государя» и считавшим себя последователем номиналиста Гунсунь Луна. По мнению Моу, волос выдерживает такой вес из-за «высшей однородности (цзюнь [2])».
 
Составители «Ле-цзы» сочли необходимым еще раз обратиться к этой теме. В гл. 5 «Тан вэнь» («Вопросы Тана») сказано, что «однородность (цзюнь [3]) – высший принцип (ли [1]) Поднебесной», ведь «соединение (лянь [4]) [всех] оформленных вещей (син у) происходит из-за нее». Далее проводятся следующие рассуждения: «Если на волосе повесить легкий груз, то волос порвется. Это потому, что волосы не однородны (цзюнь [3])». Схожая фраза приводится в «Мо цзине» [1], и нельзя точно сказать, какая из них написана первой. Но последующие строки являются схожими по смыслу только отчасти. Моисты считают, что «в противном случае [волос] не порвался бы», а составители «Ле-цзы» указывают, что «при однородности то, что стараются разорвать, не разорвется, и пусть [многие] люди не соглашаются с этим, но есть и такие, которые согласятся». Если в «Мо цзине» [1] неоднородность волос рассматривается просто как данность, то в «Ле-цзы» в этом усматривается их несовершенство. Это не случайно. В «Ле-цзы» однородность определятся как «высший принцип», поскольку даосской мысли было свойственно мыслить в категориях континуального видения мира. Моистам же было свойственно квантовать действительность. Рассуждая о «квантах» времени и пространства, они могли себе представить, что вещество сформировано из некоторых жестких элементов, которые связываются между собой силами, могущими быть сильными или слабыми. Разрыв происходит там, где элементы связываются слабыми силами.
 
Примером такого подхода может быть еще один пассаж из «Мо цзина», где предлагается сравнить прочность бруска из дерева и веревки ручного сучения. Условия заданы не очень строго. Если поместить горизонтально брусок и параллельно ему натянуть веревку, а затем подвесить на них одинаковые грузы, то брус не прогнется, поскольку «его сердцевина (цзи [2]) способна выдержать (шэн [4]) некий груз», а веревка провиснет, поскольку «ее сердцевина не способна выдержать тот же груз». Разумеется, в грубосработанной веревке легко усмотреть большую неоднородность по сравнению с древесиной.
 
Плавучесть
 
Некоторые свойства жидкостей были известны китайцам с очень древних времен. В эпоху Сражающихся царств эти знания отразились в литературе. Так, в «Сунь-цзы бин фа» («Искусство войны учителя Суня»; см. «Сунь-цзы»), написанном в V–IV вв. до н.э., указывается, что свойство воды «заключается в том, чтобы избегать высоты и стремиться вниз» и «вода не имеет постоянной формы». В гл. 5 и 15 «Чжуан-цзы» (нач. III в. до н.э.) сказано: «Образовывать горизонтальную (пин [1]) [поверхность] – таково свойство воды в покое. Она может послужить в этом образцом (фа [1]), когда внешне защищена (бао [2]) и внутренне не возбуждена (дан [3])»; «Природа (син [1]) воды такова, что, если ее не мутить, [она] останется чистой (цин [1]), если ее не взбалтывать, [ее поверхность] останется горизонтальной (пин [1])». В «Мо цзине» приводится фраза, которую можно интерпретировать как одно из первых в истории науки обсуждений закономерностей плавучести. В ней указывается, что при плавании тела устанавливается равновесие между погруженной частью и целым телом, и если большое тело погружено незначительно, то это может быть уподоблено рыночному обмену товарами, когда «один [из них] обменивается на пять [других]».
 
Это утверждение сделано с пониманием, что существует некоторый вид отношений между целым плавающим телом и его погруженной частью. Но до формулировки закона Архимеда моистам было далеко, поскольку, во-первых, равновесие должно быть рассчитано в весе, а не в объеме, а во-вторых, вес тела должен быть сопоставлен с весом жидкости, вытесненной погруженной частью тела.
 
На практике китайцы успешно применяли принципы, исходящие из закона Архимеда. Например, еще в эпоху Чжоу ремесленники определяли балансировку стрел и тележных колес, помещая их на воду. Если погружение тестируемых изделий было неравномерным, то у них следовало подтесать более тяжелые места.
 
Иногда знание принципов плавучести использовалась в древнем Китае весьма изобретательно. Примером тому является относящаяся к нач. III в. забавная история о взвешивании слона. Как-то военачальник Цао Цао, ставший в 207 диктатором на севере Китая, захотел взвесить слона. Он опросил всех своих придворных и должностных лиц, но никто не мог найти решение этой задачи. У Цао Цао был сын, Цао Чун, с детских лет проявлявший недюжинную сообразительность и наблюдательность. По его предложению, взвешивание было осуществлено посредством нескольких операций. Сначала слон был введен на большую лодку, на которой был отмечен водный уровень. Затем слона свели на берег, а лодку стали нагружать камнями до тех пор, пока она не погрузилась до отмеченного уровня. После этого камни были взвешены по одному, а получившиеся весовые данные были суммированы. Таким образом, был найден вес слона.
 
Другой случай подобной изобретательности относится к 1064–1067, когда в Пуцзине, расположенном на р. Хуанхэ, внезапным наводнением был разрушен понтонный мост, крепившийся железной цепью к восьми огромным многотонным железным волам, которые лежали на берегах. Наводнение было таким сильным, что волы были стянуты в реку. Для их поднятия был использован метод, предложенный монахом Хуай-бином. По его указанию рабочие заполнили землей две большие лодки, которые затем привязали к волам, лежащим на дне реки. Затем земля была удалена с лодок, и те всплыли выше начального уровня, оторвав от дна волов, вместе с которыми и были доставлены к берегу.
 
Возможно, что техники эпохи Хань были уже знакомы с принципом, воплощенным в известной истории определения Архимедом количества золота и серебра в короне Гиерона, тирана Сиракуз. Этот вывод можно сделать на том основании, что ими использовались два вида взвешивания: чжунь – «взвешивание в воде», и обычное взвешивание цюань [1] – «взвешивание в воздухе». Известно, что взвешивая металлический сплав известного объема сначала в воздухе, а затем в воде, легко определить его состав. Неизвестно, были ли ханьцы знакомы с понятием удельного веса, но в эпоху Мин таблицы удельных весов различных материалов были в широком употреблении.
 
Что касается плотности растворов, то этот вопрос подымался в Китае начиная с эпохи Хань в связи с оценкой солености («крепости») морской воды, из которой добывалась соль. В качестве тестирующего объекта китайцы использовали чаще всего семена лотоса. В ходу были также куриные яйца, косточки персика и проч. Если степень солености морской воды достаточно высока, то они будут плавать на поверхности, будучи только частично погруженными, а если низка – то погрузятся целиком. Для уточнения теста применялся «статистический» метод. Так, в конце XI в. Яо Куань в «Си ци цун ю» («Западная коллекция собранных замечаний»), указывал, что для теста надо отобрать 10 наиболее тяжелых семян лотоса. Если на поверхности воды удерживается 3 или 4 таких семени, то она считается достаточно соленой, если больше – то очень соленой, а если меньше – то слабосоленой. По мнению Яо Куаня, в последнем случае не стоит даже и пытаться выпаривать из нее соль, поскольку результат будет ничтожным. Подобные описания тестирования морской воды приводятся также в других книгах, правда с иными числами. Сам же тест практикуется в Китае и в наши дни.
 
Действие атмосферного давления
 
В китайской литературе встречаются описания опытов, связанных, по сути, с воздействием на водяной столб атмосферного давления. Правда, если дело доходило до объяснений этих опытов, то к последнему понятию китайцы не прибегали, что и не удивительно, ведь и в Европе об атмосферном давлении впервые заговорили только в XVII в.
 
Так, в VIII в. в аннотации к «Су вэнь» («Вопросы о простом»), первой части «Хуан-ди нэй цзина» («Канон Желтого императора о внутреннем»), Ван Бин описал следующий опыт. Надо опустить трубку в воду, а когда она заполнится, закрыть верхнее отверстие пальцем и вынуть трубку из воды. При этом вода не будет вытекать из трубки, поскольку «трубка слишком тонка, чтобы воздух мог легко войти через нижнее отверстие и затем подняться по трубке вверх».
 
Можно видеть, что объяснение Ван Бина касается лишь побочного эффекта, хотя, действительно, если трубка будет толще, то вода может в ней и не удержаться. Это явление было очень хорошо известно китайцам и до Ван Бина, поскольку с ранних времен в ходу у них были пипетки (чжу-цзы) для забора вина, представляющие собой трубки с расширением у верхнего отверстия, которое следовало закрывать пальцем, когда трубка наполнялась. Толщина трубки влияет и на работу сифона, т.е. изогнутой или имеющей коленца трубки, концы которой опущены в две емкости и по которой жидкость переливается из емкости с более высоким уровнем, находящемся ниже средней части трубки, в емкость с более низким уровнем. Подобное устройство под названием кэ у («жаждущий ворон»), использовавшееся для ирригации, впервые появилось в Китае к концу эпохи Восточной Хань. Оно позволяло осуществлять подачу воды из ручья на поля через холм или другое препятствие. Позже, около 450, такой сифон применялся в сбалансированной клепсидре, изобретенной даосом Ли Ланем, жившим при династии Северной Вэй (386–534).
 
В главе «Цзю яо» («Девять лекарств») из «Гуань Инь-цзы» («[Трактат] Учителя Иня с заставы»), написанной, вероятно, в VIII в., имеется описание опыта с «бутылкой с двумя горлышками», которые находятся на разной высоте. Если эту бутылку наполнить водой и перевернуть, то вода будет вытекать из горлышка, оказавшегося в этом положении ниже. Если верхнее горлышко закрыть, то отток воды прекратится. Автор замечает: «Это и понятно, ведь если одно не повышается, то другое не снижается». Можно подумать, что он просто имеет в виду то, что для вытекания воды требуется, чтобы в бутылку поступал воздух. Однако это не так, поскольку далее указывается, что «колодец может быть глубиной в восемь тысяч чи [1], но если вы тянете [вниз за конец колодезного журавля], то вода поднимется». За этой аналогией, видимо, стоит традиционное преставление о взаимодействии и смене взаимодополняющих сил инь [1] и ян [1], которое здесь оказывается не очень уместным, поскольку на самом деле вытекание воды из нижнего горлышка бутылки при закрытом верхнем предотвращается атмосферным давлением.
 
Чэнь Сянь-вэй, комментируя в XIII в. этот отрывок из «Гуань Инь-цзы», также оказывается не на высоте. Он говорит, что «воздух (ци [1]) должен подняться, прежде чем вода опустится, поскольку без давления (по [2]) вещи не будут двигаться».
 
Более изощренные эксперименты с жидкостью, а именно, применяя чаши и пластины, производил Ли Гао [1], принц царства Цао, живший в VIII в. Как сказано в альманахе «Тан юй линь» («Лес речей [эпохи] Тан», нач. XII в.), как-то, когда он был губернатором Цзинчжоу, его посетили два солдата, принеся с собой две варварские чаши. Ли Гао [1] очень обрадовался, обнаружив, что кромки у них очень ровные. Поскольку гости не поняли причину его восторга, он решил показать им, что из этого может следовать. Ли Гао [1] влил в одну из чаш масло, покрыл ее гладкой пластиной, а затем перевернул чашу вместе с пластиной, придерживая последнюю рукой. Когда он убрал руку, пластина осталась прикрепленной к чаше. Безусловно, причиной этому являлось атмосферное давление, но никакого объяснения не последовало.
 
Эксперимент несколько другого рода был описан сунским ученым Юй Янем в книге «Си шан фу тань» («Банальный разговор на циновке»). Он указывает, что этот эксперимент показал ему в молодости некий даосский священник. Последний зажег кусок бумаги внутри пустой бутылки, а затем окунул бутылку горлышком в воду. Вода немедленно стала всасываться в бутылку. Юй Янь дал этому очень туманное объяснение, касающееся «роли, которую играют огонь и воздух». Не строя гипотез о предугадывании китайцами теории кислородного горения, можно отметить, что, действительно, в таких условиях огонь «забирает» кислород из воздуха, но вода не поднялась бы в бутылку, если бы на нее не действовало атмосферное давление.
 
Поверхностное натяжение
 
Чжан Ши-нань в «Ю хуань цзи вэнь» («Заметки об услышанном в официальных поездках», 1233) упомянул метод испытания качества тунгового масла, в котором учитывается эффект поверхностного натяжения жидкости. Кольцо, сделанное из тонкого бамбука, окунают в масло, а затем вытаскивают. Если на кольце образуется тонкая масляная пленка, то масло является чистым. Подделанное масло не образует никакой масляной пленки.
 
Возможно, это испытание намного старше, чем его запись. Суть его в том, что образование внутри кольца тонкого слоя масла зависит главным образом от его поверхностного натяжения, которое, в свою очередь, вызвано неравенством молекулярных сил сцепления около поверхности. Если масло не вполне чистое, то примеси уменьшат поверхностное натяжение.
 
Вода имеет довольно слабое поверхностное натяжение. Но если на ее поверхность аккуратно положить швейную иглу, то сил поверхностного натяжения будет достаточно, чтобы игла не погружалась. Этот феномен был известен в Китае. У китайских девушек был обычай, идущий из глубины веков, совершать гадание под названием дю чжэнь (букв. «метание игл»). Это гадание происходило, как правило, в седьмой день седьмой луны согласно лунному календарю и осуществлялось с помощью иглы, положенной на поверхность воды. Лю Тун и др. авторы «Ди цзин цзин у лу» («Записи об обстановке и вещах в императорской столице», ок. 1638) данный феномен объясняли тем, что на воде образуется «невидимая мембрана», которая не дает игле погрузиться. Когда венгерский физик и математик Янош Сегнер в 1751 ввел концепцию поверхностного натяжения жидкостей, он тоже уподоблял его растянутой эластичной мембране, добавляя при этом, что она образуется за счет неких незаметных мельчайших сил.
 
«Чудесный тазик»
 
Древнейшие сохранившиеся образцы этого тазика датируется эпохой Тан или, самое позднее, Сун, однако само его изобретение, вероятно, относится к эпохе Сражающихся царств. Хотя он может быть изготовлен из гончарной глины, его чаще делают из бронзы. Тазик диаметром около 40–45 см выполнен в форме обычного плоскодонного тазика для мытья. На внутренней стороне дна он имеет рельеф в виде четырех рыб, из открытых ртов которых выходят борозды, вздымающиеся по сторонами тазика и немного выступающие за кромку. Поэтому его кратко называют юй пэнь («рыбный тазик»). Полные названия – пэнь шуй тун пэнь («бронзовый тазик, брызгающий водой») и пэнь шуй юй си («рыбная лохань, брызгающая водой») – отражают удивительное свойство данного предмета. Когда две его ручки медленно и ритмично трут ладонями, тазик, наполненный водой, начинает вибрировать подобно колоколу после удара. При этом фонтаны брызг, как будто из ртов рыб, взмывают около сторон тазика на высоту, доходящую иногда до 1 м, а водная поверхность покрывается очень сложным волновым рисунком, через который мерцающие изображения рыб видятся как бы пришедшими в движение.
 
Очевидно, что тазик построен с некоторым знанием принципов преобразования колебаний металла в волны в жидкости, которые интерферируют по некоторой сложной закономерности. Однако конкретный механизм этого преобразования до сих пор не изучен.
 
Литература:
Еремеев В.Е. Картина мира традиционной китайской науки // «История науки и техники». 2006. № 5. С. 22–31; Мао Цзо-бэнь. Вомэнь цзусянь ды чуанцзао фамин (Творческие изобретения наших предков). Шанхай, 1957; Чжунго гудай кэ цзи чэнцзю (Достижения науки и техники древнего Китая). Пекин, 1978; Ancient China’s Technology and Science: Compiled by the Institute of the History of Natural Science, Chinese Academy of Science. Beijing, 1983; Needham J. Science and civilization in China. Cambridge, 1962. Vol. 4, P. 1; Ronan C.A. The Shorter Science and Civilisation in China: An Abr. of Joseph Needham’s Orig. Text. Cambridge, 1981. Vol. 2; Temple R. The Genius of China: 3000 Years of Science, Discovery and Invention. N. Y., 1986.
 
Автор: Еремеев В.Е.
 
Источники:
Чжунго кэсюэ цзишу дянь-цзи тун-хуй. Ули цзюань (Общий свод классической литературы по китайской науке и технике. Том по физике). Чжэнчжоу, 1995.
 
Литература:
Ван Чжэнь-до. Кэ цзи као-гу лунь цун (Собрание работ по исследованию древней науки и техники). Пекин, 1989; Гуань Цзэн-цзянь. Чжунго гудай ули сысян таньсо (Разыскания относительно древнекитайской физики). Чанша, 1991; Дай Нянь-цзу, Лю Шу-юн. Чжунго улисюэ ши. Гудай цзюань (История китайской физики. Том, [посвященный] древности [от зарождения до начала ХХ в.]). Наньнин, 2006; Ли Шэнь. Чжунго гудай чжэсюэ хэ цзыжань кэсюэ (Древнекитайские философия и естественные науки). Пекин, 1989; Сюй Си-янь. Мо-сюэ яньцзю (Исследование моистсткого учения). Пекин, 2001, с. 151–212; Ту шо Чжунго гудай кэ цзи чэнцзю (Иллюстрированное изложение достижений науки и техники древнего Китая) / Сост. Сун Чжэн-хай, Сунь Гуань-лун. Ханчжоу, 2000, с. 104–181; Фан Сяо-бо. Мо цзин чжун ды шусюэ хэ улисюэ (Математика и физика в «Моистском каноне»). Пекин, 1983; Цянь Бао-цун. «Мо-цзин» ли-сюэ цзинь ши (Современное толкование учения о силе из «Моистского канона») // Цянь Бао-цун кэсюэ ши луньвэнь сюань цзи (Избранные статьи Цянь Бао-цуна по истории науки). Пекин, 1983, с. 482–494; Цянь Линь-чжао. Гудай Чжунго улисюэ ды чэнцзю (Достижения древнекитайской физики) // Ули тунбао (Физический вестник). Пекин, 1951. Т. 1, № 3; Чжан Бин-лунь, Ху Хун-кай. Чжунго гудай «у ли» и цы ды юлай юй яньбянь (Происхождение и эволюция древнекитайского термина «у ли» [«принципы вещей/физика»]) // Цзыжань кэсюэ ши яньцзю (Исследования по истории естественных наук). 1998, № 1; Чжунго дао-цзяо кэсюэ цзишу ши. Хань Вэй лян Цзинь (История даосской науки и техники в Китае. [Эпохи] Хань, Вэй, две Цзинь) / Сост. Цзян Шэн, Тан Вэй-ся. Пекин, 2002, с. 705–791; Чжунго кэсюэ сысян ши (История китайской научной мысли) / Сост. Юань Юнь-кай, Чжоу Хань-гуан и др. Т. 1. Хэфэй, 1998; Чжунго кэ цзи ши луньвэнь цзи (Собрание статей по истории китайской науки и технике). Тайбэй, 1995; Forke A. The World-Conception of the Chinese: Their Astronomical, Cosmological and Physico-Philosophical Speculations. L., 1925; Graham A.C. Later Mohist Logic, Ethics and Science. Hong Kong, L., 1978; Qian Wen-yuan. The Great Inertia: Scientific Stagnation in Traditional China. L., Sydney, Dover (N. Hampshire), 1985, р. 39–89.
 
Сост. библ.:  Кобзев А.И.
 
Ст. опубл.: Духовная культура Китая: энциклопедия: в 5 т. / гл. ред. М.Л. Титаренко; Ин-т Дальнего Востока. — М. : Вост. лит., 2006–. Т. 5. Наука, техническая и военная мысль, здравоохранение и образование / ред. М.Л. Титаренко и др. — 2009. — 1055 с. С. 154-168.