Descartes 'Physik

2023 Autor: Noah Black | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-11-26 16:05

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Erstveröffentlichung am 29. Juli 2005; inhaltliche Überarbeitung Di 22.08.2017

Während René Descartes (1596–1650) als einer der Begründer der modernen Philosophie bekannt ist, wurde seine einflussreiche Rolle bei der Entwicklung der modernen Physik bis zur späteren Hälfte des 20. Jahrhunderts allgemein unterschätzt und wenig untersucht sowohl von Historikern als auch von Wissenschaftsphilosophen. Descartes lieferte nicht nur die erste ausgesprochen moderne Formulierung von Naturgesetzen und ein Erhaltungsprinzip der Bewegung, sondern konstruierte auch die populärste Theorie der Planetenbewegung des späten 17. Jahrhunderts. Wie der renommierte Wissenschaftshistoriker Clifford Truesdell festgestellt hat, ist „[Descartes 'Physik] der Beginn der Theorie im modernen Sinne“(Truesdell 1984, 6). Trotz aller zukunftsweisenden, scheinbar modernen Aspekte von Descartes 'PhysikViele der physischen Hypothesen von Descartes sind eng mit der aristotelisch geprägten Wissenschaft der Scholastik des Spätmittelalters und der Renaissance verwandt. Es ist dieses einzigartige Amalgam aus alten und neuen Konzepten der physischen Welt, das für die derzeitige Wiederbelebung des wissenschaftlichen Interesses an Descartes 'Physik verantwortlich sein kann.

1. Eine kurze Geschichte der wissenschaftlichen Arbeit von Descartes
- 1.1 Ein Hinweis zu den Primärtexten
- 1.2 Empfohlene Lektüre
2. Die Strategie der kartesischen Physik
3. Raum, Körper und Bewegung
4. Die Bewegungsgesetze und das kartesische Erhaltungsprinzip
5. Das Problem der relationalen Bewegung
6. "Kraft" in der kartesischen Physik
7. Kartesische Kosmologie und Astrophysik
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Verwandte Einträge

1. Eine kurze Geschichte der wissenschaftlichen Arbeit von Descartes

Trotz seines Ruhms als Philosoph rein metaphysischer Probleme wie der Beziehung von Seele und Körper oder der Existenz Gottes wäre es nicht falsch zu schließen, dass Descartes zuerst Wissenschaftler und dann Philosoph war. Descartes 'Interesse und seine Arbeit an der Wissenschaft erstreckten sich nicht nur über seine gesamte wissenschaftliche Karriere, sondern einige seiner wichtigsten metaphysischen Arbeiten (z. B. die Meditationen) wurden durch die wahrgenommene Notwendigkeit ausgelöst, seine Wissenschaft mit einer metaphysischen Grundlage auszustatten, die für akzeptabel wäre die aristotelisch beeinflussten Scholastiker. Man muss jedoch darauf achten, der „Naturphilosophie“früherer Jahrhunderte keine modernen Vorstellungen aufzuzwingen. Für einen Großteil des 17. Jahrhunderts war die Wissenschaft praktisch nicht von der spekulativeren Metaphysik der damaligen Zeit zu unterscheiden (und daher eignet sich das Label „Naturphilosophie“besonders gut zur Beschreibung der Wissenschaft des 17. Jahrhunderts). Tatsächlich ist ein Großteil von Descartes 'Wissenschaft nur ein Teil eines viel größeren Systems, das alle Bereiche der philosophischen Forschung umfasst, einschließlich seiner Physik und Metaphysik.

Das Erwachen von Descartes 'Interesse an Physik geht oft auf Ende 1618 zurück, als Descartes Isaac Beeckman kennenlernte, einen Amateurwissenschaftler und Mathematiker, der sich für die neue „mechanische“Philosophie einsetzte. Die Erklärung der mechanischen Philosophie zu Naturphänomenen, die Descartes schnell übernahm, lehnte die Verwendung scholastischer substantieller Formen ab (siehe Abschnitt 2). Der mechanische Ansatz bevorzugte vielmehr ein Kontakt- oder Aufprallmodell der Wechselwirkung kleiner, nicht beobachtbarer „Materiekörperchen“(die nur eine begrenzte Anzahl hauptsächlich geometrischer Eigenschaften wie Größe, Bewegung, Form usw. besitzen). Im Laufe des nächsten Jahrzehnts beschäftigte sich Descartes mit einer Vielzahl von Problemen sowohl in den Naturwissenschaften als auch in der Mathematik, wobei der Schwerpunkt auf der Theorie des Lichts, der Mechanik (einschließlich der Hydrostatik) und dem freien Fall von Erdkörpern lag. Ein Großteil von Descartes 'Werken zu dieser Zeit ist sowohl hochmathematisch als auch betrifft nur spezifische physikalische Probleme, ähnlich wie die Arbeit seines zeitgenössischen Galileo. Zu den Errungenschaften dieser Jahre gehört die Entdeckung des Brechungsgesetzes, das oft als Snell'sches Gesetz bezeichnet wird: Wenn Licht von einem Medium in ein anderes übergeht, behält der Sinus des Einfallswinkels ein konstantes Verhältnis zum Sinus des Brechungswinkels bei. Anfang der 1630er Jahre begann Descartes jedoch einen ehrgeizigeren Plan zur Konstruktion einer systematischen Erkenntnistheorie, einschließlich der Physik. Das Ergebnis war The World (1633), ein wichtiger Text, der im Wesentlichen die Blaupausen der mechanischen / geometrischen Physik sowie die Wirbeltheorie der Planetenbewegung enthält, die Descartes im Laufe seiner wissenschaftlichen Forschung weiterentwickeln und entwickeln würde Werdegang. Bevor er die Abhandlung veröffentlichte, erfuhr er jedoch von der Verurteilung von Galileo durch die Kirche (1633) wegen Förderung des Kopernikanismus, die Descartes dazu veranlasste, seine Arbeit aus der Veröffentlichung zurückzuziehen (da Descartes auch den Kopernikanismus in der Welt vorantrieb). In den 1630er Jahren präsentierte die Veröffentlichung der Geometrie, der Optik und der Meteorologie zusammen mit einer philosophischen Einführung, Discourse on the Method (1637), kartesische Hypothesen zu Themen wie dem Gesetz der Brechung, des Sehens und des Regenbogens. Neben einer kurzen Skizze seiner Metaphysik und Physik im Diskurs (Teile IV und V) musste eine umfassende Behandlung seiner Physik auf die Veröffentlichung der Prinzipien der Philosophie im Jahr 1644 warten. Diese Arbeit repräsentiert nicht nur Descartes 'am weitesten entwickelte und umfassendste Untersuchung der Physik.es liefert auch die metaphysischen Grundlagen seines physischen Systems (in Teil I). Als Verkörperung seiner reifen Ansichten bilden die Prinzipien somit die Grundlage für unsere Untersuchung der kartesischen Physik.

1.1 Ein Hinweis zu den Primärtexten

Die Übersetzungen stammen mit geringfügigen Abweichungen von Descartes 1979, 1983, 1984a, 1984b, 1991, aber die Passagen sind in Bezug auf die Adam- und Gerberei-Ausgabe der Oeuvres de Descartes (1976) gemäß der Standardkonvention identifiziert: "AT", gefolgt von Volumen und Seitenzahl. Aus den Grundsätzen zitierte Passagen werden jedoch mit „Pr“, gefolgt von Band und Artikel, und einem abschließenden „F“gekennzeichnet, das die Aufnahme von neuem Material aus der französischen Übersetzung von 1647 anzeigt.

1.2 Empfohlene Lektüre

Für aktuelle eingehende Untersuchungen der Descartes-Physik siehe Garber 1992a und Des Chene 1996. Schuster 2014 behandelt Descartes 'frühe Physik von 1618 bis 1633. Eine kurze Übersicht über die kartesische Physik findet sich in Garber 1992b. Die wissenschaftliche Karriere von Descartes mit besonderem Schwerpunkt auf seiner Physik wird in Shea 1991 vorgestellt; siehe auch Gaukroger, Schuster, Sutton 2000 für die vielen Aspekte seiner Naturphilosophie. Gaukroger 2002 untersucht die Prinzipien der Philosophie, insbesondere die Physik, während Slowik 2002 sich hauptsächlich auf den kartesischen Raum und die relationale Bewegung konzentriert. Der historische Hintergrund zu viel in Descartes 'Physik wird auch in Ariew 2011 behandelt. Zur Methodik in Descartes' Naturphilosophie siehe Smith 2009, während Hattab 2009 und Machamer und McGuire 2009 die Entwicklung verschiedener Ideen behandeln, die für seine Physik wichtig sind.

2. Die Strategie der kartesischen Physik

Wie viele seiner Zeitgenossen (z. B. Galileo und Gassendi) entwickelte Descartes seine mechanische Theorie zum großen Teil, um die weit verbreitete aristotelische scholastische Erklärung von Naturphänomenen zu widerlegen, die eine Ontologie von „wesentlichen Formen“und „Primärmaterie“verwendete. Kurz gesagt, die scholastische Naturphilosophie betrachtete einen materiellen Körper sowohl als ein inertes eigenschaftsloses Substrat (Primärmaterie) als auch als eine qualitätstragende Essenz (wesentliche Form), wobei letztere die kausalen Fähigkeiten des Körpers bereitstellt. Eine Menge Materie besitzt beispielsweise Gewicht, Farbe, Textur und alle anderen körperlichen Eigenschaften, nur weil sie mit einer bestimmten Form (einer Billardkugel, eines Stuhls usw.) verbunden ist. Descartes gibt zu, dass er zuvor eine solche Ansicht der Schwerkraft vertreten hatte,Ich stelle mir die wesentliche Form als eine Art zielgerichtete (teleologische) geistige Eigenschaft von Körpern vor: „Was besonders deutlich macht, dass meine Vorstellung von der Schwerkraft weitgehend von der Vorstellung abgeleitet wurde, die ich vom Geist hatte, ist die Tatsache, dass ich dachte, dass die Schwerkraft sie trägt Körper in Richtung Erdmittelpunkt, als ob sie etwas Wissen über den Mittelpunkt in sich hätten. Denn dies könnte sicherlich nicht ohne Wissen geschehen, und es kann jedes Wissen geben, außer in einem Geist “(AT VII 442). In einer aufschlussreichen Passage aus The World erklärt Descartes die scholastische Hypothese als unverständlichen und unangemessenen methodischen Ansatz zur Erklärung natürlicher Phänomene:„Was besonders deutlich macht, dass meine Vorstellung von der Schwerkraft weitgehend von der Vorstellung abgeleitet wurde, die ich vom Verstand hatte, ist die Tatsache, dass ich dachte, dass die Schwerkraft Körper zum Erdmittelpunkt trägt, als ob sie etwas Wissen über das Zentrum in sich selbst hätte. Denn dies könnte sicherlich nicht ohne Wissen geschehen, und es kann jedes Wissen geben, außer in einem Geist “(AT VII 442). In einer aufschlussreichen Passage aus The World erklärt Descartes die scholastische Hypothese als unverständlichen und unangemessenen methodischen Ansatz zur Erklärung natürlicher Phänomene:„Was besonders deutlich macht, dass meine Vorstellung von der Schwerkraft weitgehend von der Vorstellung abgeleitet wurde, die ich vom Verstand hatte, ist die Tatsache, dass ich dachte, dass die Schwerkraft Körper zum Erdmittelpunkt trägt, als ob sie etwas Wissen über das Zentrum in sich selbst hätte. Denn dies könnte sicherlich nicht ohne Wissen geschehen, und es kann jedes Wissen geben, außer in einem Geist “(AT VII 442). In einer aufschlussreichen Passage aus The World erklärt Descartes die scholastische Hypothese als unverständlichen und unangemessenen methodischen Ansatz zur Erklärung natürlicher Phänomene:Descartes erklärt die scholastische Hypothese sowohl für einen unverständlichen als auch für einen unzureichenden methodischen Ansatz zur Erklärung natürlicher Phänomene:Descartes erklärt die scholastische Hypothese sowohl für einen unverständlichen als auch für einen unzureichenden methodischen Ansatz zur Erklärung natürlicher Phänomene:

Wenn Sie es seltsam finden, dass ich die Eigenschaften, die man Hitze, Kälte, Feuchtigkeit und Trockenheit nennt, nicht benutze … wie es die Philosophen [der Schulen] tun, sage ich Ihnen, dass diese Eigenschaften mir erklärungsbedürftig erscheinen und wenn ich mich nicht irre, können nicht nur diese vier Eigenschaften, sondern auch alle anderen und sogar alle Formen lebloser Körper erklärt werden, ohne dass in ihrer Angelegenheit etwas anderes als Bewegung, Größe, Form, und die Anordnung ihrer Teile (AT XI 25–26).

Descartes 'Plan ist es, die Klasse der metaphysisch verdächtigen Eigenschaften wie Wärme, Gewicht, Geschmack auf die empirisch quantifizierbaren Attribute Größe, Form und Bewegung zu reduzieren. Mit anderen Worten, Descartes beabsichtigt, die „geistig“beeinflusste Darstellung physikalischer Eigenschaften in der scholastischen Naturphilosophie durch eine Theorie zu ersetzen, die nur die Eigenschaften der Ausdehnung benötigt, um die manifestierte Ordnung der natürlichen Welt zu beschreiben. Infolgedessen war Descartes ein früher Vertreter der sogenannten „primären / sekundären“Eigenschaftsunterscheidung, ein Konzept, das unter den Kritikern der Scholastik sehr „in der Luft“lag.

Auch wenn Descartes 'mechanistische Naturphilosophie die Metaphysik wesentlicher Formen meidete, blieb seine zugrunde liegende Methodik oder Herangehensweise an die Wissenschaft der scholastischen Tradition sehr nahe. Zum Zeitpunkt der Zusammensetzung der Prinzipien hatte Descartes eine Methode formuliert, die wie die Scholastiker bestrebt war, Naturphänomene auf der Grundlage der angeblich einfachen und unwiderlegbaren „Fakten“und / oder Beobachtungen zu erklären, die aus rationalen Überlegungen zu Konzepten oder aus dem Alltag stammen Erfahrung über die grundlegendsten Aspekte der Realität. Diese vermeintlich grundlegenden Tatsachen bilden damit die notwendige metaphysische Grundlage für seine physikalischen Hypothesen: Mit anderen Worten, man geht von unserem „klaren und eindeutigen“Wissen über allgemeine metaphysische Elemente wie die Natur der materiellen Substanz und ihre Modi aus.bestimmte Schlussfolgerungen zu bestimmten Arten physikalischer Prozesse, beispielsweise den Naturgesetzen, abzuleiten. Diese Methode der Wissenschaftsführung widerspricht natürlich dem modernen Ansatz, da moderne Wissenschaftler nicht erst metaphysisch nach ersten Prinzipien suchen, auf denen ihre Arbeit basieren kann. Dies ist jedoch genau die Kritik, die Descartes an Galileos Physik geäußert hat (in einem Brief an Mersenne aus dem Jahr 1638): „Ohne die ersten Ursachen der Natur berücksichtigt zu haben, hat [Galileo] lediglich nach Erklärungen für einige bestimmte Effekte gesucht, und er hat dabei ohne Fundament gebaut “(AT II 380; siehe auch das Vorwort zur französischen Übersetzung der Grundsätze, AT IXB 5–11). Die Struktur der Prinzipien, Descartes 'umfassendste wissenschaftliche Arbeit, spiegelt diese Prioritäten wider:Teil I fasst die aus den Meditationen bekannten Argumente für die Existenz Gottes, die geistige Substanz und andere metaphysische Themen zusammen. In den übrigen Teilen werden die Natur der materiellen Substanz, der Physik, der Kosmologie, der Geologie und anderer Wissenschaftszweige erläutert, die angeblich auf diesen grundlegenden metaphysischen Wahrheiten beruhen. Diese Beschäftigung mit metaphysischen Grundlagen und die daraus abgeleiteten kausalen Erklärungen natürlicher Phänomene könnten auch dafür verantwortlich sein, dass in den Prinzipien von Descartes 'mathematischerer Arbeit in der Physik, wie seiner Entdeckung des Gesetzes der Lichtbrechung, keine vorhanden ist. Wie er in den Regeln für die Richtung des Geistes (1628) darlegte, geht es reinen Mathematikern nur darum, Verhältnisse und Proportionen zu finden, während Naturphilosophen die Natur verstehen wollen (AT X 393–395). Die Entwicklung der modernen Physik, die untrennbar mit der modernen Mathematik verbunden ist, steht somit in scharfem Kontrast zu der latenten Scholastik, die sich in Descartes 'metaphysischer Herangehensweise an die Physik zeigt.

3. Raum, Körper und Bewegung

Descartes 'viele Hypothesen zu Raum und Körper werden am besten gewürdigt, wenn sie als Fortsetzung einer langen Debatte innerhalb der Philosophie des Mittelalters / der Renaissance angesehen werden, die sich auf das aristotelische Diktum konzentriert, dass alles, was Dimensionalität besaß, Körper ist (siehe Grant 1981). Während einige Philosophen wie Telesio, Campanella und Bruno den Raum für immer mit Materie (dh ein Plenum) gefüllt und dennoch irgendwie unabhängig von Materie hielten, befürworteten andere, wie Patrizi und Gassendi, eine absolutistischere Vorstellung, die Räume völlig leer ließ der Materie (dh Vakuum). Descartes lehnte diese anti-aristotelischen Vorstellungen vom leeren Raum ab und setzte die definierende Eigenschaft oder „Essenz“der materiellen Substanz mit der dreidimensionalen räumlichen Ausdehnung gleich: „die Ausdehnung in Länge, Breite und Tiefe, die den von einem Körper eingenommenen Raum ausmacht,ist genau das gleiche wie das, was den Körper ausmacht “(Pr II 10). Folglich kann es keinen vom Körper getrennten Raum geben (Pr II 16), da jede räumliche Ausdehnung einfach Körper ist (und er die Möglichkeit eines nicht ausgedehnten Vakuums ablehnt). Wenn zum Beispiel Gott die Materie innerhalb eines Gefäßes entfernte (so dass nichts übrig blieb), würden die Seiten des Gefäßes sofort zusammenhängend werden (aber nicht durch Bewegung; Pr II 18). Descartes 'eigentliches Konzept des „Raums“kann als eine Art konzeptuelle Abstraktion von dieser körperlichen räumlichen Ausdehnung angesehen werden, die er auch als „innerer Ort“bezeichnet:Gott entfernte die Materie innerhalb eines Gefäßes (so dass nichts übrig blieb), dann würden die Seiten des Gefäßes sofort zusammenhängend werden (aber nicht durch Bewegung; Pr II 18). Descartes 'eigentliches Konzept des „Raums“kann als eine Art konzeptuelle Abstraktion von dieser körperlichen räumlichen Ausdehnung angesehen werden, die er auch als „innerer Ort“bezeichnet:Gott entfernte die Materie innerhalb eines Gefäßes (so dass nichts übrig blieb), dann würden die Seiten des Gefäßes sofort zusammenhängend werden (aber nicht durch Bewegung; Pr II 18). Descartes 'eigentliches Konzept des „Raums“kann als eine Art konzeptuelle Abstraktion von dieser körperlichen räumlichen Ausdehnung angesehen werden, die er auch als „innerer Ort“bezeichnet:

Wir schreiben der Ausdehnung des Raumes [eines Körpers] eine generische Einheit zu, so dass, wenn der Körper, der den Raum ausfüllt, verändert wurde, die Ausdehnung des Raumes selbst nicht als verändert oder transportiert betrachtet wird, sondern als eins und bleibt das Gleiche; solange es die gleiche Größe und Form hat und unter bestimmten äußeren Körpern die gleiche Situation beibehält, mit deren Hilfe wir diesen Raum spezifizieren. (Pr II 10F)

In Bezug auf eine willkürlich ausgewählte Gruppe von Körpern ist es daher möglich, sich auf die abstrakte (generische) räumliche Ausdehnung eines Teils des Plenums zu beziehen, den verschiedene erweiterte Körper nacheinander „besetzen“; und vermutlich kann durch diesen Abstraktionsprozess auch der innere Ort des gesamten Plenums konstruiert werden. Descartes sieht die Zeit ähnlich, was als verallgemeinerte Abstraktion von den „Dauern“bestimmter Körper angesehen wird (wobei Dauer ein Attribut der Substanz ist; Pr II 56–57; siehe Gorham 2007 für mehr Zeit in Descartes). Ebenso wie die Scholastiker lehnt Descartes jede Form von Atomismus ab, was die Ansicht ist, dass es ein kleinstes unteilbares Materieteilchen gibt. Er ist vielmehr der Ansicht, dass Gott die Macht hat, sie tatsächlich zu teilen, da jede gegebene räumlich ausgedehnte Länge im Denken teilbar ist (Pr II 20). Die materiellen Einheiten, die in Descartes 'Physik interagieren, kommen in unterschiedlichen Einheiten oder Körperchen vor (siehe Abschnitt 7), was den Titel „Korpuskular“erklärt, der oft seinem mechanischen System zugeschrieben wird, aber diese Körperchen sind nicht unteilbar.

Descartes 'Prinzipien der Philosophie präsentieren auch seine ausführlichste Diskussion der Bewegungsphänomene, die definiert ist als „die Übertragung eines Materiestücks oder eines Körpers aus der Nachbarschaft jener Körper, die unmittelbar an ihn angrenzen und in Ruhe betrachtet werden, in die Nachbarschaft anderer “(Pr II 25). Descartes versucht, seine „richtige“Auffassung von Bewegung als Veränderung der „Nachbarschaft“zusammenhängender Körper von der gemeinsamen oder „vulgären“Auffassung von Bewegung zu unterscheiden, bei der es sich um eine Veränderung des inneren Ortes handelt (Pr II 10–15, 24–) 28). Die Oberfläche dieser enthaltenden Körper (die an den enthaltenen Körper grenzen) wird auch als „äußerer Ort“des enthaltenen Körpers bezeichnet. Descartes bemerkt, dass das vulgäre Konzept der Bewegung es einem Körper ermöglicht, gleichzeitig an vielen (möglicherweise widersprüchlichen) Bewegungen teilzunehmen.als ob sich ein sitzender Passagier auf einem Schiff relativ zu den Schiffsteilen in Ruhe sieht, aber nicht relativ zum Ufer in Ruhe (Pr II 24). Wenn Bewegung jedoch als Übersetzung der zusammenhängenden Nachbarschaft betrachtet wird, kann ein Körper nur an einer Bewegung teilnehmen, was den offensichtlichen Widerspruch zerstreut (da der Körper entweder in Ruhe sein muss oder in Übersetzung von seiner zusammenhängenden Nachbarschaft weg muss).

Dennoch kann Descartes 'Bewegungshypothese eine Art relativer Bewegung sanktionieren, da sein Ausdruck „in Ruhe betrachtet“impliziert, dass die Wahl, welche Körper in Ruhe oder in Bewegung sind, rein willkürlich ist. Nach der „relationalen“Theorie (oder zumindest den strengeren Versionen des Relationismus) sind Raum, Zeit und Bewegung nur Beziehungen zwischen Körpern und keine separat existierenden Entitäten oder Eigenschaften, die in irgendeiner Weise unabhängig von materiellen Körpern sind. Bewegung existiert nur als "relativer Unterschied" zwischen Körpern: Das heißt, die Körper besitzen keine individuellen, bestimmten Eigenschaften von Geschwindigkeit, Geschwindigkeit und Beschleunigung (z. B. hat Körper C die Geschwindigkeitseigenschaft "5 Meilen pro Stunde"); Vielmehr ist alles, was wirklich existiert, ein Unterschied in ihrer relativen Geschwindigkeit, Geschwindigkeit und Beschleunigung (z. Zwischen den Körpern C und B besteht ein Geschwindigkeitsunterschied von „5 Meilen pro Stunde“. Mehrere Passagen in Descartes 'Bewegungsanalyse scheinen diese starke Vielfalt von Relationismus zu unterstützen: „Wir können uns nicht vorstellen, dass der Körper AB aus der Nähe der Körper-CD transportiert wird, ohne auch zu verstehen, dass die Körper-CD aus der Nähe des Körpers AB transportiert wird”(Pr II 29). Daher „finden sich alle realen und positiven Eigenschaften, die sich in sich bewegenden Körpern befinden und aufgrund derer wir sagen, dass sie sich bewegen, auch in den an sie angrenzenden [Körpern], obwohl wir die zweite Gruppe als in Ruhe betrachten“(Pr II 30). Diese Form der Beziehungsbewegung wurde in der neueren Literatur als "Reziprozität des Transfers" bezeichnet. Wie in einem späteren Abschnitt noch erläutert wird, ist Descartes jedoch auch der Ansicht, dass Ruhe und Bewegung unterschiedliche Körperzustände sind.eine Ansicht, die mit einem strengen Bewegungsbeziehung unvereinbar ist. Daher erfüllt die kartesische Reziprozität der Übertragung nur den Relativismus (zusammen mit dem Verbot einzelner körperlicher Bewegungszustände) für sich bewegende Körper (dh wenn sich eine Übersetzung zwischen einem Körper und seiner angrenzenden Nachbarschaft manifestiert). Viele der mit der kartesischen Physik verbundenen Schwierigkeiten lassen sich auf die enorme ontologische Belastung zurückführen, die Descartes seiner Bewegungshypothese auferlegt. In einem späteren Abschnitt werden wir das Problem der Integration seines Bewegungsberichts in die kartesischen Naturgesetze untersuchen, aber an dieser Stelle ist eine kurze Erörterung der offensichtlichen Zirkularität von Descartes 'Definitionen von Bewegung und Körper erforderlich. Nachdem Descartes Bewegung als Übertragung eines Körpers aus der Umgebung von Körpern beschrieben hat, stellt er fest, dass durch „einen Körper,oder ein Teil der Materie, ich verstehe hier alles, was gleichzeitig transportiert wird “(Pr II 25). Das Problem ist natürlich, dass Descartes Bewegung als Veränderung zusammenhängender Körper definiert hat und dann Körper als das definiert, was sich bewegt (übersetzt, transportiert). Obwohl diese Zirkularität das gesamte Gebäude der kartesischen Physik bedroht, ist es möglich, dass Descartes beabsichtigte, dass sowohl Bewegung als auch Körper in seiner Theorie die gleiche ontologische Bedeutung haben, so dass weder der grundlegendere Begriff (der als Grundlage für die Konstruktion oder Definition der dient) andere Vorstellung). Ihre intrinsische Wechselbeziehung führt jedoch dazu, dass jede versuchte Definition des einen zwangsläufig den anderen einbeziehen muss. Das Problem bei dieser Rekonstruktion von Descartes 'Argumentation ist jedoch, dass Descartes Bewegung ausdrücklich als einen „Modus“der Erweiterung betrachtet;wobei ein Modus eine geringere ontologische Kategorie ist, die grob als eine Art und Weise verstanden werden kann, wie sich die Erweiterung manifestiert, oder als eine „Eigenschaft“der Erweiterung (Pr I 53; Form wird auch als Erweiterungsmodus erwähnt). Eine weitere Schwierigkeit, die in Descartes 'Theorie impliziert ist, ist die Tatsache, dass ein ruhender Körper gemäß der Definition von Körper und Ort in das umgebende Plenum zu „verschmelzen“scheint: Das heißt, wenn ein Körper „alles ist, was gleichzeitig transportiert wird Dann ist es nicht möglich, einen ruhenden Körper von der umgebenden Plenummaterie zu unterscheiden, die den äußeren Ort dieses ruhenden Körpers bildet. Darüber hinaus lehnt Descartes jede Erklärung der Festigkeit eines Körpers ab, der eine Bindung zwischen seinen Partikeln verwendet (da die Bindung selbst entweder eine Substanz oder eine Eigenschaft wäre und daher die Festigkeit der Bindung vermutlich erklärt werden müsste;Pr II 55). Ein makroskopischer Materialkörper wird im Wesentlichen nur durch den relativen Rest seiner Materialbestandteile zusammengehalten. Dies wirft die offensichtliche Schwierigkeit auf, dass die Auswirkungen solcher Körper zu ihrer Zerstreuung oder Zerstörung führen sollten (denn es gibt nichts, was sie zusammenhält). Diese Art von Komplikationen veranlasste viele spätere Naturphilosophen, die allgemein mit Descartes 'mechanischer Philosophie einverstanden waren, nach einer inneren Eigenschaft der Materie zu suchen, die als eine Art individualisierendes und konstitutives Prinzip für Körper dienen könnte; zB Leibniz 'Einsatz von „Gewalt“. Dies wirft die offensichtliche Schwierigkeit auf, dass die Auswirkungen solcher Körper zu ihrer Zerstreuung oder Zerstörung führen sollten (denn es gibt nichts, was sie zusammenhält). Diese Art von Komplikationen veranlasste viele spätere Naturphilosophen, die allgemein mit Descartes 'mechanischer Philosophie einverstanden waren, nach einer inneren Eigenschaft der Materie zu suchen, die als eine Art individualisierendes und konstitutives Prinzip für Körper dienen könnte; zB Leibniz 'Einsatz von „Gewalt“. Dies wirft die offensichtliche Schwierigkeit auf, dass die Auswirkungen solcher Körper zu ihrer Zerstreuung oder Zerstörung führen sollten (denn es gibt nichts, was sie zusammenhält). Diese Art von Komplikationen veranlasste viele spätere Naturphilosophen, die allgemein mit Descartes 'mechanischer Philosophie einverstanden waren, nach einer inneren Eigenschaft der Materie zu suchen, die als eine Art individualisierendes und konstitutives Prinzip für Körper dienen könnte; zB Leibniz 'Einsatz von „Gewalt“.

Im Zusammenhang mit der angeblichen Zirkularität der Definitionen von Bewegung und Körper sowie dem Problem ruhender Körper steht die Schwierigkeit, Descartes 'Definition von „Substanz“mit seiner Behauptung in Einklang zu bringen, dass einzelne Körper Substanzen sind. Wenn, wie Descartes glaubt, Substanzen nicht von anderen Dingen abhängig sind, um zu existieren (Pr I 51), dann würde ein Teil der Erweiterung (der ein Körper ist, über Pr II 10, wie oben erläutert) seitdem nicht als Substanz qualifiziert es hängt von seinen angrenzenden Nachbarn ab, um seine Grenze abzugrenzen und zu definieren. Descartes erklärt jedoch oft, dass einzelne Körper Substanzen sind; zB „die zwei Hälften eines Teils der Materie, egal wie klein sie auch sein mögen, sind zwei vollständige Substanzen“(AT III 447). Eine der beliebtesten Antworten auf diese Schwierigkeit, von Spinoza (Ethik, Teil I, Prop. 15) bis zu vielen zeitgenössischen Kommentatoren (z. Keeling 1968, Lennon 1993, Sowaal 2004 und zahlreiche andere) soll erklären, dass nur das gesamte Plenum eine Substanz ist und keiner seiner Bestandteile. Das Problem bei diesem Lösungsversuch besteht jedoch darin, dass es an Textunterstützung mangelt, wie aus dem obigen Zitat Pr I 51 hervorgeht. Ebenso scheinen einige dieser Rekonstruktionen, wie die von Lennon, zentrale Aspekte der kartesischen Physik und Metaphysik zu verletzen, da er Bewegung als einen phänomenalen Beitrag des Geistes interpretiert, so dass sich das Plenum und seine Teile überhaupt nicht bewegen oder verändern. In diesem Sinne sind einige Wissenschaftler (z. B. Schaffer 2009) zu dem Schluss gekommen, dass Descartes ein Supersubstantivalist war, dh die Ansicht, dass der Raum (Raumzeit in der modernen Umgebung) die einzige vorhersehbare oder fundamentale Substanz ist. Während Descartes 'Identifizierung von körperlicher Substanz und Raum (siehe oben,Pr II 10) scheint diese Lesart zu unterstützen, der Supersubstantivalismus nimmt den Raum als primär und die Materie als sekundär oder vom Raum abgeleitet (siehe Sklar 1974, 222). Descartes hingegen nimmt Materie oder Körper als primären und Raum als abgeleiteten, abstrakten Begriff: „Dieselbe Erweiterung, die die Natur des Körpers ausmacht, bildet auch die Natur des Raumes, und… Diese beiden Dinge unterscheiden sich nur darin, dass sich die Natur der Gattung oder Art von der des Individuums unterscheidet “(Pr II 11). Während der Raum für Descartes ein Gattungs- oder Artenkonzept ist (was universell ist; Pr I 59), ist der Raum das Individuum für den Supersubstantivalisten, und die Zuordnung von Supersubstantivalismus zu Descartes verstößt gegen seinen Nominalismus (Pr II 8). Tatsächlich,Der Grund, warum Descartes versucht, körperliche und räumliche Ausdehnung in diesem Teil der Prinzipien gleichzusetzen, ist, dass er sich bemüht, jede Ansicht abzulehnen, die den Raum als eine separate, normalerweise unkörperliche, von der Materie unabhängige Einheit behandelt (z. B. die populäre imaginäre Raumtradition, Dies war ein Vorläufer der absolutistischen oder substantivistischen Auffassung: „Diese körperliche Substanz wird, wenn sie von ihrer Menge oder Ausdehnung unterschieden wird, verwirrt so verstanden, als wäre sie unkörperlich“(Pr II 9).

4. Die Bewegungsgesetze und das kartesische Erhaltungsprinzip

Zu den Errungenschaften von Descartes 'Physik zählen vor allem die drei Naturgesetze (die im Wesentlichen Gesetze der Körperbewegung sind). Newtons eigene Bewegungsgesetze würden diesem kartesischen Durchbruch nachempfunden sein, wie aus Descartes 'ersten beiden Naturgesetzen leicht hervorgeht: Das erste besagt, dass „jedes Ding, soweit es in seiner Macht steht, immer im selben Zustand bleibt; und dass folglich, wenn es einmal bewegt wird, es sich immer weiter bewegt “(Pr II 37), während das zweite besagt, dass„ jede Bewegung an sich entlang gerader Linien verläuft “(Pr II 39; diese beiden würden später aufgenommen in Newtons erstes Bewegungsgesetz). Indem erklärt wird, dass Bewegung und Ruhe primitive Zustände materieller Körper sind, ohne dass weitere Erklärungen erforderlich sind, und dass Körper ihren Zustand nur ändern, wenn sie von einer äußeren Ursache beeinflusst werden,Es ist keine Übertreibung zu behaupten, Descartes habe dazu beigetragen, den Grundstein für die moderne Theorie der Dynamik zu legen (die die Bewegung von Körpern unter Krafteinwirkung untersucht). Für die von Aristotelikern beeinflussten Scholastiker, die sich bemüht hatten, die kausalen Prinzipien zu ermitteln, die für die „gewalttätigen“Bewegungen von Erdkörpern verantwortlich sind (im Gegensatz zu ihren „natürlichen“Bewegungen in bestimmte Regionen des Plenums), schien die Erklärung für diese erzwungenen, unnatürlichen Bewegungen in irgendeiner Art von innerem körperlichen Eigentum oder äußerem Mittel zu liegen, das vorübergehend von einem Körper besessen oder auf ihn angewendet wurde - eine Erklärung, die die Tatsache erklärt, dass die Bewegung des Körpers sowohl in einem Ruhezustand entsteht als auch endet (seit, Auf der Erdoberfläche hat das terrestrische Element keine natürlichen Bewegungen. Nach der mittelalterlichen „Impulstheorie“zum BeispielDiese heftigen Bewegungen treten auf, wenn eine Qualität von einer sich bewegenden oder eingeschränkten Quelle, beispielsweise von einem gestreckten Bogen auf den wartenden Pfeil, direkt auf einen Körper übertragen wird. Diese Eigenschaft bewirkt, dass die beobachtete Körperbewegung so lange auftritt, bis sie vollständig erschöpft ist, wodurch die gewalttätige Bewegung beendet wird (und der Pfeil auf die Erde zurückfällt). In der scholastischen Sichtweise impliziert ist die Grundüberzeugung, dass ein Erdkörper einer Veränderung aus einem Ruhezustand auf der Erde kontinuierlich widersteht, da die Erschöpfung der Impulseigenschaft schließlich eine entsprechende Rückkehr des ursprünglichen bewegungslosen, erdgebundenen Zustands des Körpers bewirkt. Descartes hingegen interpretierte die Phänomene der Bewegung in einem völlig neuen Licht.denn er akzeptiert die Existenz einer Trägheitsbewegung (gleichmäßige oder nicht beschleunigende Bewegung) als einen natürlichen Körperzustand neben und gleichberechtigt mit dem Begriff der körperlichen Ruhe. Er argumentiert: „Weil uns die Erfahrung bei vielen Gelegenheiten bewiesen zu haben scheint, neigen wir immer noch dazu zu glauben, dass alle Bewegungen aufgrund ihrer eigenen Natur aufhören oder dass Körper eine Tendenz zur Ruhe haben. Dies steht jedoch sicherlich im völligen Widerspruch zu den Naturgesetzen; denn Ruhe ist das Gegenteil von Bewegung, und nichts bewegt sich aufgrund seiner eigenen Natur in Richtung seines Gegenteils oder seiner eigenen Zerstörung “(Pr II 37). Während man mehrere Naturphilosophen finden kann, deren frühere oder zeitgenössische Arbeit Descartes 'Leistung im ersten und zweiten Gesetz stark vorwegnahm, nämlichGalileo und Isaac Beeckman (siehe Arthur 2007) - die genaue Formulierung in den Prinzipien der Philosophie ist ziemlich einzigartig (insbesondere in Bezug auf das zweite Gesetz, da sowohl Galileo als auch Beeckman eine Form der kreisförmigen Trägheitsbewegung zu sanktionieren scheinen, die möglicherweise die verrät Einfluss der kreolischen Bewegung des himmlischen Elements durch den Scholastiker). Eine faszinierende Mischung aus Scholastik und neuer Physik zeigt sich auch im obigen Zitat, da Descartes in seiner Aussage, dass sich „nichts aufgrund seiner eigenen Natur in Richtung seines Gegenteils oder seiner eigenen Zerstörung bewegt“, auf die Logik entgegengesetzter Eigenschaften verweist. Das heißt, Ruhe und Bewegung sind entgegengesetzte oder entgegengesetzte Zustände, und da sich entgegengesetzte Zustände (über das scholastische Prinzip) nicht ineinander verwandeln können,Daraus folgt, dass ein ruhender Körper in Ruhe bleibt und ein bewegter Körper in Bewegung bleibt. Infolgedessen hat Descartes ein scholastisch-mittelalterliches Argument verwendet, um das möglicherweise wichtigste Konzept für die Bildung der modernen Physik zu begründen, nämlich die Trägheit. Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass Descartes 'erstes und zweites Gesetz nicht dem modernen Konzept der Trägheit entsprechen, da er (einheitliche, nicht beschleunigende) Bewegung und Ruhe fälschlicherweise als unterschiedliche Körperzustände betrachtet, während die moderne Theorie dies vorschreibt der gleiche Zustand.da er Bewegung (Ruhe, Nichtbeschleunigung) Bewegung und Ruhe fälschlicherweise als unterschiedliche Körperzustände betrachtet, während die moderne Theorie vorschreibt, dass sie der gleiche Zustand sind.da er Bewegung (Ruhe, Nichtbeschleunigung) Bewegung und Ruhe fälschlicherweise als unterschiedliche Körperzustände betrachtet, während die moderne Theorie vorschreibt, dass sie der gleiche Zustand sind.

Während sich Descartes 'erstes und zweites Gesetz mit dem Rest und der Bewegung einzelner Körper befassen, soll das dritte Bewegungsgesetz ausdrücklich die Eigenschaften offenbaren, die mehrere Körper während ihrer Kollisionen und Wechselwirkungen aufweisen. Kurz gesagt, das dritte Gesetz befasst sich mit dem Verhalten von Körpern unter normalen Bedingungen in seiner von Materie erfüllten Welt. wenn sie kollidieren: „Das dritte Gesetz: dass ein Körper, wenn er mit einem stärkeren in Kontakt kommt, nichts von seiner Bewegung verliert; aber dass es beim Kontakt mit einem Schwächeren so viel verliert, wie es auf diesen schwächeren Körper überträgt “(Pr II 40). In den folgenden Abschnitten der Grundsätze macht Descartes die in diesem dritten Gesetz erwähnte konservierte Menge explizit:

Wir müssen jedoch zu diesem Zeitpunkt sorgfältig bemerken, worin die Kraft eines jeden Körpers besteht, gegen einen anderen zu handeln oder sich der Handlung dieses anderen zu widersetzen: nämlich in der einzigen Tatsache, dass jedes Ding, soweit es in seiner Macht steht, danach strebt, in der zu bleiben gleicher Zustand gemäß dem oben genannten ersten Gesetz…. Diese Kraft muss nicht nur an der Größe des Körpers gemessen werden, in dem sie sich befindet, und an der [Fläche der] Oberfläche, die diesen Körper von denen um ihn herum trennt. sondern auch durch die Geschwindigkeit und Art seiner Bewegung und durch die unterschiedlichen Arten, wie Körper miteinander in Kontakt kommen. (Pr II 43)

Infolge seines ersten Bewegungsgesetzes besteht Descartes darauf, dass die bei Kollisionen konservierte Menge der kombinierten Summe der Produkte aus Größe und Geschwindigkeit jedes aufprallenden Körpers entspricht. Obwohl dies ein schwieriges Konzept ist, entspricht die „Größe“eines Körpers in etwa seinem Volumen, wobei auch die Oberfläche eine indirekte Rolle spielt. Diese konservierte Größe, die Descartes wahllos als „Bewegung“oder „Bewegungsmenge“bezeichnet, ist historisch bedeutsam, da sie einen der ersten Versuche darstellt, ein unveränderliches oder unveränderliches Merkmal körperlicher Interaktionen zu lokalisieren. Wenn beispielsweise ein Körper B der Größe 3 und der Geschwindigkeit 5 mit einem Körper C der Größe 2 und der Geschwindigkeit 4 kollidiert, beträgt die Gesamtbewegungsmenge des Systems 23, eine Größe, die nach der Kollision erhalten bleibt, obwohl die Körper können unterschiedliche Geschwindigkeiten besitzen.

Darüber hinaus sieht Descartes die Erhaltung der Bewegungsmenge als eines der Grundprinzipien des gesamten Kosmos an. Als Gott das Universum erschuf, wurde eine bestimmte endliche Bewegungsmenge (Bewegungsmenge) auf seine materiellen Bewohner übertragen. eine Menge, die Gott in jedem folgenden Moment kontinuierlich bewahrt. (Weitere Informationen zum schwierigen Thema der kontinuierlichen Wiederherstellung oder Erhaltung der materiellen Welt durch Gott finden Sie beispielsweise in Gorham 2004, Hattab 2007 und Schmaltz 2008).

Es ist offensichtlich, dass Gott, als er die Welt zum ersten Mal erschuf, nicht nur ihre Teile auf verschiedene Weise bewegte, sondern gleichzeitig einige der Teile veranlasste, andere zu schieben und ihre Bewegung auf diese anderen zu übertragen. Indem er nun die Welt durch dieselbe Handlung und mit denselben Gesetzen erhält, mit denen er sie geschaffen hat, bewahrt er die Bewegung. nicht immer in denselben Teilen der Materie enthalten, sondern abhängig von der Art und Weise, wie sie in Kontakt kommen, von einigen Teilen auf andere übertragen. (Pr II 62)

In den Prinzipien erkennt das Descartes-Erhaltungsgesetz nur den Bewegungsgrad eines Körpers, der mit der skalaren Größe „Geschwindigkeit“korreliert, und nicht den vektoriellen Begriff „Geschwindigkeit“(Geschwindigkeit in einer bestimmten Richtung). Diese Unterscheidung zwischen Geschwindigkeit und Geschwindigkeit taucht in Descartes 'sieben Aufprallregeln auf, in denen die Ergebnisse von Körperkollisionen detailliert dargelegt werden (obwohl diese Regeln nur die Kollisionen zwischen zwei Körpern beschreiben, die sich entlang derselben geraden Linie bewegen). Descartes 'Verwendung des Geschwindigkeitsbegriffs zeigt sich in allen Regeln. Beispielsweise:

Viertens, wenn der Körper C vollständig in Ruhe wäre… und wenn C etwas größer als B wäre; Letzterer könnte niemals die Kraft haben, C zu bewegen, egal wie groß die Geschwindigkeit ist, mit der sich B C nähern könnte. Vielmehr würde B von C in die entgegengesetzte Richtung zurückgetrieben: weil… ein ruhender Körper mehr Widerstand gegen hohe Geschwindigkeit als gegen niedrige Geschwindigkeit leistet; und dies nimmt proportional zu den Unterschieden in den Geschwindigkeiten zu. Folglich würde C immer mehr Kraft zum Widerstehen haben als B, um zu fahren,…. (Pr II 49F)

Erstaunlicherweise behauptet Descartes, dass ein kleinerer Körper, unabhängig von seiner Geschwindigkeit, niemals einen größeren stationären Körper bewegen kann. Die vierte Kollisionsregel widerspricht offensichtlich der allgemeinen Erfahrung, zeigt jedoch deutlich die Skalarität der Geschwindigkeit sowie die Hauptbedeutung der Bewegungsmenge in der kartesischen Dynamik. In dieser Regel steht Descartes vor dem Problem, die Gesamtbewegungsmenge in Situationen zu erhalten, die sich durch die vollständige Ruhe des größeren Körpers und damit den Nullwert der Bewegungsmenge auszeichnen. Descartes bewahrt die gemeinsame Bewegungsmenge, indem das stationäre Objekt C mit einer Widerstandskraft ausgestattet wird, die ausreicht, um den sich bewegenden Körper B abzulenken. Diese Lösung hält die Bewegungsmenge in Fällen aufrecht, in denen C in Ruhe ist. Das heißt, da B lediglich seine Trägheitsbewegungsrichtung ändert,und nicht seine Größe oder Geschwindigkeit (und C ist während der gesamten Wechselwirkung gleich Null), die Gesamtbewegungsmenge des Systems bleibt erhalten. Für Descartes ändert die Umkehrung der Bewegungsrichtung von B nicht die Gesamtbewegungsmenge, eine Schlussfolgerung, die in scharfem Gegensatz zu der späteren Hypothese steht, die normalerweise mit Newton und Leibniz assoziiert wird und die eine Richtungsänderung als Negation der Bewegung betrachtet Anfangsgeschwindigkeit (dh Geschwindigkeit). Indem Descartes 'Gesetz nicht voraussieht, wie wichtig es ist, Richtung und Geschwindigkeit miteinander zu verbinden, bleibt es dem modernen Gesetz zur Erhaltung der Dynamik nur knapp.normalerweise verbunden mit Newton und Leibniz, die eine Richtungsänderung als Negation der Anfangsgeschwindigkeit (dh Geschwindigkeit) betrachten. Indem Descartes 'Gesetz nicht voraussieht, wie wichtig es ist, Richtung und Geschwindigkeit miteinander zu verbinden, bleibt es dem modernen Gesetz zur Erhaltung der Dynamik nur knapp.normalerweise verbunden mit Newton und Leibniz, die eine Richtungsänderung als Negation der Anfangsgeschwindigkeit (dh Geschwindigkeit) betrachten. Indem Descartes 'Gesetz nicht voraussieht, wie wichtig es ist, Richtung und Geschwindigkeit miteinander zu verbinden, bleibt es dem modernen Gesetz zur Erhaltung der Dynamik nur knapp.

In diesem Zusammenhang sollte der komplexe Begriff der „Bestimmung“diskutiert werden, da er ungefähr der zusammengesetzten Richtung der Bewegungsmenge eines Körpers entspricht. In einigen Passagen bezieht sich Descartes anscheinend auf die Richtung der Bewegung eines Körpers als seine Bestimmung: „Es gibt einen Unterschied zwischen der an sich betrachteten Bewegung und ihrer Bestimmung in einer bestimmten Richtung; Dieser Unterschied ermöglicht es, die Bestimmung zu ändern, während die Bewegungsmenge intakt bleibt “(Pr II 41). Eine einzelne Bewegung hat jedoch nicht nur eine Bestimmung, wie aus seiner Kritik an Hobbes 'Interpretation von Bestimmungen hervorgeht: „Was er [Hobbes] weiter sagt, nämlich dass eine‚ Bewegung nur eine Bestimmung hat', ist genau so Mein Sprichwort, dass ein erweitertes Ding nur eine einzige Form hat. Dies verhindert jedoch nicht, dass die Form in mehrere Komponenten unterteilt wird, wie dies bei der Bestimmung der Bewegung möglich ist “(21. April 1641; AT III 356). Auf die gleiche Weise, wie eine bestimmte Form in verschiedene Komponentenfiguren unterteilt werden kann, kann eine bestimmte Bestimmung in verschiedene Richtungen der Bestandteile zerlegt werden. In seiner 1637 veröffentlichten Optik scheint Descartes 'Ableitung seines Brechungsgesetzes diese Interpretation von Bestimmungen zu unterstützen. Wenn eine Kugel in einem Winkel von 45 Grad von links nach rechts nach unten geschleudert wird und dann ein dünnes Leinenblatt durchstößt, bewegt sie sich nach dem Durchstechen des Blattes weiter nach rechts, jetzt jedoch in einem Winkel, der nahezu parallel zum Horizont verläuft. Descartes begründet, dass diese Richtungsänderung (vom 45-Grad-Winkel zu einem kleineren Winkel) das Nettoergebnis einer Verringerung der Abwärtsbestimmung des Balls durch Kollision mit dem Blatt ist, „während diejenige [Bestimmung], zu der der Ball neigte Das Recht muss immer das gleiche bleiben wie es war, da das Blatt der Bestimmung in dieser Richtung überhaupt keinen Widerspruch bietet “(siehe Abbildung 1).

Abbildung 1. Diagramm aus der Optik.

Die Bestimmungshypothese von Descartes enthält auch ein bestimmtes quantitatives Element, wie aus einer weiteren kontroversen Hypothese hervorgeht, die häufig als „Prinzip der geringsten Modalität“bezeichnet wird. In einem Brief an Clerselier (17. Februar 1645) erklärt Descartes:

Wenn zwei Körper kollidieren und inkompatible Modi enthalten [entweder unterschiedliche Geschwindigkeitszustände oder unterschiedliche Bewegungsbestimmungen], müssen diese Modi geändert werden, um sie kompatibel zu machen. Diese Änderung ist jedoch immer die geringste, die auftreten kann. Mit anderen Worten, wenn diese Modi kompatibel werden können, wenn eine bestimmte Menge von ihnen geändert wird, ändert sich keine größere Menge (AT IV 185).

Dieses Prinzip kann anhand unseres vorherigen Beispiels mit der vierten Kollisionsregel veranschaulicht werden. Wenn sowohl B als auch C nach dem Aufprall mit der gleichen Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung abfahren würden, müsste der kleinere Körper B mindestens die Hälfte seiner Bewegungsmenge auf den größeren stationären Körper C übertragen. Descartes begründet jedoch, dass es für B in dieser Situation einfacher ist, lediglich die Richtung umzukehren, als seine Bewegung zu übertragen:

Wenn C der größere [Körper] ist, kann B ihn nicht vor sich selbst schieben, es sei denn, er überträgt mehr als die Hälfte seiner Geschwindigkeit auf C, zusammen mit mehr als der Hälfte seiner Entschlossenheit, sich von links nach rechts zu bewegen, sofern diese Bestimmung vorliegt verbunden mit seiner Geschwindigkeit. Stattdessen prallt es zurück, ohne Körper C zu bewegen, und ändert nur seine gesamte Bestimmung, was eine kleinere Änderung ist als die, die sich aus mehr als der Hälfte dieser Bestimmung zusammen mit mehr als der Hälfte seiner Geschwindigkeit ergeben würde (AT IV 186).

Folglich stellt die Umkehrung der Bewegungsrichtung von B, eine Änderung eines Modus (Bestimmung), eine geringere Modaländerung dar als eine Bewegungsübertragung zwischen zwei Körpern, die zwei Modi (Geschwindigkeit und Bestimmung) verändert. In dieser Passage ist zu beachten, dass B, wenn es eine Bewegung auf C übertragen würde, sowohl die Hälfte der Geschwindigkeit von B als auch die Hälfte seiner Bestimmung ändern würde, obwohl die Richtung der Bewegungsmenge von B erhalten bleibt. Infolgedessen hängt die Bestimmung eines Körpers anscheinend mit seiner Geschwindigkeit zusammen.

5. Das Problem der relationalen Bewegung

Wie in den vorhergehenden Abschnitten erläutert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie Descartes 'Bewegungsgesetze einen strengen Beziehungismus verletzen. Einer der problematischsten Fälle betrifft die relationale Kompatibilität der vierten und fünften Kollisionsregeln. Während die vierte Regel zu dem Schluss kommt, dass ein großes Objekt während des Aufpralls auf einen kleineren sich bewegenden Körper in Ruhe bleibt, so dass der kleinere Körper auf seinem ursprünglichen Weg zurückgelenkt wird, kommt die fünfte Regel zu dem Schluss, dass ein großer Körper ein kleineres stationäres Objekt bewegt zu [dem kleineren Körper] so viel von seiner Bewegung, wie es den beiden erlauben würde, sich anschließend mit der gleichen Geschwindigkeit zu bewegen “(Pr II 50). Aus relationaler Sicht stellen die Regeln vier und fünf jedoch dieselbe Art von Kollision dar,da beide die Interaktion eines kleinen und eines großen Körpers mit der gleichen relativen Bewegung (oder Geschwindigkeitsdifferenz) zwischen ihnen beinhalten. Man könnte versucht sein, sich auf den kartesischen Grundsatz zu berufen, dass Bewegung und Ruhe unterschiedliche innere Zustände von Körpern sind, oder auf die Reziprozität der Transferthese, um diese Schwierigkeit zu umgehen (siehe Abschnitt 3): dh es gibt einen ontologischen Unterschied zwischen einem Körper, der wird oder wird nicht in Bezug auf seine zusammenhängende Nachbarschaft übersetzt, und dies reicht aus, um den Fall von Regel vier von Regel fünf zu unterscheiden (da der große Körper in vier wirklich ruht und in fünf wirklich in Bewegung ist). Das heißt, es gibt einen ontologischen Unterschied zwischen einem Körper, der eine Übersetzung in Bezug auf seine zusammenhängende Nachbarschaft durchläuft oder nicht, und dies reicht aus, um den Fall von Regel vier von Regel fünf zu unterscheiden (da der große Körper wirklich in Ruhe ist in vier und wirklich in Bewegung in fünf). Das heißt, es gibt einen ontologischen Unterschied zwischen einem Körper, der eine Übersetzung in Bezug auf seine zusammenhängende Nachbarschaft durchläuft oder nicht, und dies reicht aus, um den Fall von Regel vier von Regel fünf zu unterscheiden (da der große Körper wirklich in Ruhe ist in vier und wirklich in Bewegung in fünf).

Das Problem mit dieser Argumentation ist jedoch, dass sie nur funktioniert, wenn man voraussetzt, dass sich die beiden Körper nähern, und dies ist kein Merkmal des Systems, das allein durch Bezugnahme auf die zusammenhängende Nachbarschaft jedes Einzelnen erfasst werden kann Körper. Selbst wenn es eine Reziprozität der Übertragung zwischen einem Körper und seiner Nachbarschaft gibt, ist es immer noch nicht möglich zu bestimmen, unter welche Kollisionsregel der Aufprall fällt oder ob die Körper überhaupt kollidieren, es sei denn, es wird auf einen Referenzrahmen verwiesen, der berechnet werden kann die Bewegung beider Körper relativ zueinander. Nehmen wir zum Beispiel an, dass ein bestimmter räumlicher Abstand zwei Körper trennt und dass einer der Körper eine Translation relativ zu seinen Nachbarkörpern durchläuft und der andere nicht. In diesem Szenario ist es nicht möglich festzustellen, ob;(i) der übersetzende Körper nähert sich dem nicht übersetzenden Körper oder (ii) das räumliche Intervall zwischen ihnen bleibt fest und der übersetzende Körper erfährt einfach eine Änderung der Nachbarschaft (dh die Nachbarschaft bewegt sich relativ zu einem stationären Körper). Kurz gesagt, Descartes 'Reziprozität der Übertragungsthese unterbestimmt das Ergebnis seiner Körperkollisionen sowie die Fähigkeit, die kartesischen Kollisionsregeln anzuwenden und Vorhersagen daraus zu treffen. Der Kontext der Kollisionsregeln stützt auch die Ansicht, dass die Bewegungen der aufprallenden Körper aus einem externen Referenzrahmen und nicht aus der lokalen Übersetzung ihrer zusammenhängenden Nachbarschaften bestimmt werden. Bei der Erläuterung der vierten Regel zum Beispiel:Descartes stellt fest, dass B C niemals bewegen könnte, "egal wie schnell B sich C nähern könnte" (Pr II 49) - und nur eine externe Perspektive, die nicht mit der körperlichen Reziprozität des Transfers verbunden ist, könnte bestimmen, dass sich B "nähert". C. Solche Aufnahmen machen es sehr schwierig, Descartes 'Physik mit einer strengen relationalen Theorie von Raum und Bewegung in Einklang zu bringen, obwohl sie möglicherweise mit schwächeren Formen des Relationismus vereinbar ist, die verschiedene externe Referenzrahmen, Strukturen oder andere Methoden zur Bestimmung der einzelnen Zustände von berücksichtigen können körperliche Bewegung. Diese schwächeren relationalistischen Strategien (oder sogar nicht relationalen, absolutistischen Interpretationen) der Descartes-Physik haben jedoch einen hohen Preis, da die Reziprozität der Transferthese aufgegeben werden muss. Aus diesen Gründen,Es ist wahrscheinlicher, dass Descartes 'Reziprozität der Transfer-These jeder Interpretation entgegenwirken soll, die Bewegung als durch ein körperliches Eigentum verursacht betrachtet, wie es einige Scholastiker (wie Buridan) behauptet hatten, anstatt die relationale Bewegung zu verteidigen (siehe Maier 1982 zu diesen früheren Ansichten der Bewegung). Das heißt, wenn es in dem sich bewegenden Körper nichts gibt, was sich von seiner Nachbarschaft zusammenhängender Körper unterscheidet (siehe Pr II 30), dann ist die Bewegung eines Körpers nicht darauf zurückzuführen, dass er eine besondere Eigenschaft besitzt, die seiner Nachbarschaft fehlt.dann ist die Bewegung eines Körpers nicht darauf zurückzuführen, dass er eine besondere Eigenschaft besitzt, die seiner Nachbarschaft fehlt.dann ist die Bewegung eines Körpers nicht darauf zurückzuführen, dass er eine besondere Eigenschaft besitzt, die seiner Nachbarschaft fehlt.

6. "Kraft" in der kartesischen Physik

Trotz des mechanistischen, nicht-teleologischen Charakters von Descartes 'Analyse von Bewegung und körperlichen Interaktionen gibt es in der kartesischen Physik viele scheinbar metaphysische und qualitative Merkmale, die nicht gut zu seiner Art von Reduktionismus passen (dh, materielle Körper sind einfach Ausdehnung und deren Modi). In der Tat ist es offensichtlich, dass Descartes bei der Rückkehr zu den kartesischen Naturgesetzen (Abschnitt 4) der Wirkung körperlicher „Kräfte“oder „Tendenzen“eine grundlegende Rolle zugeteilt hat: zum Beispiel die Tendenz von Körpern, geraden Linien zu folgen, Der Bewegungswiderstand eines großen ruhenden Körpers (gegenüber einem kleineren sich bewegenden Körper) usw. In der Welt stellt er fest: „Die Tugend oder Kraft eines Körpers, sich selbst zu bewegen, kann ganz oder teilweise auf einen anderen Körper übergehen und somit nicht mehr sei im ersten; aber es kann nicht mehr auf der Welt existieren “(AT XI 15). Als frühe Bemerkung zu seinem Erhaltungsprinzip scheint sich diese Erklärung eine Kraft vorzustellen, die einer Eigenschaft oder „Kraft“ähnelt, die einzelne materielle Objekte besitzen, ähnlich den qualitativen, metaphysischen Eigenschaften der Scholastiker (wie in der „Impuls“-Theorie). Aus diesen Gründen ist die Natur körperlicher Kräfte oder Tendenzen eine philosophische Frage, die für das Studium der Descartes-Physik von großem Interesse ist.

Um die spezifische Rolle der kartesischen Kraft besser zu erfassen, wäre es nützlich, seine Theorie der Zentrifugaleffekte, die eng mit dem zweiten Naturgesetz verbunden ist, genau zu untersuchen. Neben der geradlinigen Bewegung erwähnt Descartes 'zweites Gesetz auch die „zentrumsflüchtenden“(zentrifugalen) Tendenzen kreisförmig bewegter materieller Körper: „Jede Bewegung erfolgt für sich genommen entlang gerader Linien; und folglich neigen Körper, die sich in einem Kreis bewegen, immer dazu, sich vom Mittelpunkt des Kreises zu entfernen, den sie beschreiben “(Pr II 39). Auf den ersten Blick scheint das zweite Gesetz der modernen wissenschaftlichen Dissektion der Zentrifugalkraft zu entsprechen: insbesondere den Zentrifugaleffekten, die ein Körper erfährt, der sich auf einer Kreisbahn bewegt, wie z. B. ein Stein in einer Schlinge.sind eine normale Folge der Tendenz des Körpers, den Kreis entlang eines geraden tangentialen Pfades zu verlassen. Wie in seinem zweiten Gesetz angegeben, behauptet Descartes jedoch (zu Unrecht), dass der Körper dazu neigt, einer geraden Linie vom Zentrum seiner Kreisbahn weg zu folgen. Das heißt, die vom rotierenden Stein ausgeübte Kraft, die sich in dem nach außen gerichteten „Ziehen“an der behindernden Schlinge manifestiert, ist das Ergebnis eines Strebens nach einer geraden Trägheitsbewegung, die radial vom Mittelpunkt des Kreises nach außen gerichtet ist, und nicht nach einem Streben nach Gerade Bewegung entlang der Tangente des Kreises. Descartes erkennt jedoch die Bedeutung der Tangentialbewegung für die Erklärung solcher "zentrumsflüchtigen" Tendenzen an, verbannt dieses Phänomen jedoch in den untergeordneten Status eines zusammengesetzten Effekts. Nach seiner AbrechnungDie Tendenz, einem tangentialen Pfad zu folgen, den ein kreisender Körper aufweist, wie z. B. der Flug des Steins beim Lösen aus der Schlinge, kann aus zwei weiteren grundlegenden oder primären Neigungen konstruiert werden: Erstens der Tendenz des Objekts, seinen kreisförmigen Pfad fortzusetzen;; und zweitens die Tendenz des Objekts, sich entlang der radialen Linie vom Zentrum weg zu bewegen. Descartes ist daher bereit zuzugeben, dass „es gleichzeitig Bestrebungen nach verschiedenen Bewegungen im selben Körper geben kann“(Pr III 57), ein Urteil, das die Akzeptanz einer Art „kompositorischer“Theorie analoger Tendenzen vorauszusetzen scheint zu seiner Zerlegung von Bestimmungen. Da er jedoch glaubt, dass „die Schlinge… das Streben [des Körpers entlang der Kreisbahn] nicht behindert“(Pr III 57),Er trägt schließlich die alleinige Verantwortung für die Erzeugung der Zentrifugalkrafteffekte auf die radial gerichtete Komponente des „Strebens“. Er sagt: „Wenn wir nicht alle Kräfte der Bewegung eines Körpers berücksichtigen, sondern nur einen Teil davon beachten, dessen Wirkung durch die Schlinge behindert wird;…; wir werden sagen, dass der Stein, wenn um Punkt A strebt nur danach, sich in Richtung D zu bewegen, oder dass er nur versucht, sich von der Mitte E entlang der geraden Linie EAD zurückzuziehen “(Pr III 57; siehe Abbildung 2).oder dass es nur versucht, sich von der Mitte E entlang der geraden Linie EAD zurückzuziehen “(Pr III 57; siehe Abbildung 2).oder dass es nur versucht, sich von der Mitte E entlang der geraden Linie EAD zurückzuziehen “(Pr III 57; siehe Abbildung 2).

Abbildung 2. Diagramm zu Pr III 57.

Descartes 'Verwendung der Begriffe "Tendenz" und "Streben" in seinem Beispiel für eine rotierende Schlinge sollte nicht mit seinem früheren Konzept einer Bewegungsbestimmung gleichgesetzt werden. Eine Bestimmung beschränkt sich auf die tatsächliche Bewegung eines Körpers, während die Tendenz eines Körpers zur Bewegung nur in einem einzigen Moment auftritt. Er sagt: „Natürlich wird keine Bewegung in einem Augenblick ausgeführt; Es ist jedoch offensichtlich, dass jeder sich bewegende Körper zu einem bestimmten Zeitpunkt im Verlauf seiner Bewegung dazu neigt, diese Bewegung in eine Richtung in einer geraden Linie fortzusetzen… “(Pr II 39). In einer anderen Passage in den Prinzipien identifiziert Descartes diese Bestrebungen als „erste Vorbereitung auf Bewegung“(Pr III 63). Während Bestimmungen eine Zeitspanne von mehreren Zeitpunkten erfordern, manifestieren sich Bewegungstendenzen nur zu einzelnen Zeitpunkten. Dies ist eine entscheidende Unterscheidung,denn es unterteilt die kartesische Dynamik in zwei ontologische Lager: Kräfte, die zu bestimmten Zeitpunkten existieren, und Bewegungen, die nur über mehrere zeitliche Momente hinweg bestehen können. In vielen Teilen der Prinzipien schlägt Descartes außerdem vor, dass die Bewegungsmenge das Maß für diese Körpertendenzen ist, und daher spielt die Bewegungsmenge eine doppelte Rolle als Maß für die nicht augenblickliche Körperbewegung sowie für die augenblicklichen Körpertendenzen (siehe Pr III 121).und somit spielt die Bewegungsmenge eine doppelte Rolle als Maß für die nicht augenblickliche körperliche Bewegung sowie für die augenblicklichen körperlichen Tendenzen (siehe Pr III 121).und somit spielt die Bewegungsmenge eine doppelte Rolle als Maß für die nicht augenblickliche körperliche Bewegung sowie für die augenblicklichen körperlichen Tendenzen (siehe Pr III 121).

In Anbetracht seiner Ablehnung der scholastischen qualitativen Tradition in der Physik wirft Descartes 'Darstellung von Zentrifugaleffekten als Folge einer „Tendenz“oder eines „Strebens“nach sich bewegenden Körpern eine Reihe faszinierender ontologischer Fragen auf (und kann sogar einen rastlosen Einfluss seiner früheren aufdecken Schulbildung). Das heißt, selbst als seine Vorliebe für ein geometrisches Weltbild zunahm, das sich in der Identifizierung der Ausdehnung als primäre Qualität der Materie manifestierte, behandelte Descartes die Trägheitsbewegung und die damit verbundenen Krafteffekte weiterhin so, als wären sie wesentliche Merkmale von Körpern. Descartes 'eigene Bemerkungen zum ontologischen Status der Trägheitskraft offenbaren darüber hinaus ein gewisses Maß an Zweideutigkeit und Unentschlossenheit. In einem Brief von 1638 (sechs Jahre vor den Grundsätzen) schließt er:

Ich erkenne keine Trägheit oder natürliche Trägheit in Körpern…; und ich denke, dass ein Mann durch einfaches Gehen die gesamte Masse der Erde so leicht bewegen lässt, da er sein Gewicht jetzt auf eine Stelle legt, jetzt auf eine andere. Trotzdem stimme ich zu … dass sich die größten Körper (wie die größten Schiffe), wenn sie von einer bestimmten Kraft (wie einem Wind) gedrückt werden, immer langsamer bewegen als andere. (AT II 467)

In dieser Passage scheint Descartes die Existenz von Trägheitskraft zu leugnen, wenn er als eine Form scholastischer Qualität verstanden wird, die materielle Körper besitzen können; Vielmehr sind Körper „gleichgültig gegenüber Bewegungen“, sodass selbst das geringste Gewicht die gesamte Erde bewegen sollte. Andererseits ist er bereit, die allgemein beobachtete Tatsache anzuerkennen, dass größere Objekte viel schwerer in Bewegung zu setzen sind als kleinere Objekte. Obwohl Descartes das Vorhandensein von "Widerstandskräften" (oder "natürlicher Trägheit") als problematisch empfindet, wie dies bei ähnlichen Eigenschaften wie dem Gewicht der Fall ist, verweist er die Trägheit nicht vollständig auf den phänomenologischen Status der sogenannten sekundären Eigenschaften von Materie (wie Farbe, Geschmack usw., die nur im Geist existieren). Der Hauptgrund für diese Einbeziehung von Trägheitskrafteffekten in den wissenschaftlichen Diskurs ist wahrscheinlich auf Descartes 'Klassifizierung der Bewegung als intrinsisches Merkmal oder „Ausdehnungsmodus“zurückzuführen (siehe Abschnitt 3). In den abschließenden Abschnitten der Grundsätze heißt es: „Ich habe jetzt gezeigt, dass sich in den [materiellen] Objekten nichts anderes befindet als… bestimmte Dispositionen von Größe, Figur und Bewegung…“(Pr IV 200). Da Trägheitskräfte eine Folge oder ein Nebenprodukt der Bewegung sind, als Produkt der Größe mal der Geschwindigkeit von Körpern, hatte Descartes offenbar keine Einwände dagegen, diese Phänomene in die Diskussion der Modi der materiellen Substanz einzubeziehen.„Ich habe jetzt gezeigt, dass es in den [materiellen] Objekten nichts anderes gibt als… bestimmte Dispositionen von Größe, Figur und Bewegung…“(Pr IV 200). Da Trägheitskräfte eine Folge oder ein Nebenprodukt der Bewegung sind, als Produkt der Größe mal der Geschwindigkeit von Körpern, hatte Descartes offenbar keine Einwände dagegen, diese Phänomene in die Diskussion der Modi der materiellen Substanz einzubeziehen.„Ich habe jetzt gezeigt, dass es in den [materiellen] Objekten nichts anderes gibt als… bestimmte Dispositionen von Größe, Figur und Bewegung…“(Pr IV 200). Da Trägheitskräfte eine Folge oder ein Nebenprodukt der Bewegung sind, als Produkt der Größe mal der Geschwindigkeit von Körpern, hatte Descartes offenbar keine Einwände dagegen, diese Phänomene in die Diskussion der Modi der materiellen Substanz einzubeziehen.

Selbst wenn Descartes Kraft als eine intrinsische Tatsache materieller Wechselwirkungen beschreibt, bleibt die genaue Art der Beziehung zwischen Kraft und Materie eher unklar. Ist Gewalt insbesondere eine Eigenschaft, die tatsächlich in Körpern enthalten oder vorhanden ist? Oder ist es eine Art abgeleiteter phänomenaler Effekt der Wirkung von Geschwindigkeit und Größe und somit nicht in der Ausdehnung vorhanden? Nach der früheren Interpretation (wie von Alan Gabbey 1980 und Martial Gueroult 1980 favorisiert) existieren Kräfte in Körpern in mindestens einem wichtigen Sinne als „reale“Eigenschaften oder Modi, deren Anwesenheit die kartesischen Naturgesetze hervorruft. Während viele von Descartes 'Erklärungen diese Interpretation zu befürworten scheinen (z. B. „[ein Körper] in Ruhe hat Kraft, in Ruhe zu bleiben“, Pr II 43),Daniel Garber macht geltend, dass solche Ansichten Descartes 'Forderung zuwiderlaufen, dass die Erweiterung allein das Wesen der Materie ausmacht. Garber schlägt vor, dass wir die kartesische Kraft als eine Art Kurzbeschreibung der von Gott in der Welt aufrechterhaltenen dynamischen Regelmäßigkeiten betrachten und nicht als eine Form von Qualität innerhalb des Körpers: „Die Kräfte, die in die Diskussion [der kartesischen Kollisionsgesetze] einfließen. kann einfach als eine Art und Weise angesehen werden, darüber zu sprechen, wie Gott handelt, was zu einem gesetzmäßigen Verhalten von Körpern führt; Kraft zum Fortfahren und Kraft zum Widerstand sind Möglichkeiten, darüber zu sprechen, wie… Gott das Fortbestehen des Zustands eines Körpers mit dem eines anderen ausbalanciert “(Garber 1992a, 298; siehe auch Hatfield 1979, Des Chene 1996 und Manchak 2009). für weitere Ansätze). In verschiedenen Passagen, die mit dem Erhaltungsprinzip verbunden sind,Garbers Interpretation gewinnt anscheinend an Glaubwürdigkeit. Zum Beispiel: „Indem er nun die Welt durch dieselbe Handlung und mit denselben Gesetzen erhält, mit denen Er [Gott] sie geschaffen hat, bewahrt Er Bewegung; nicht immer in denselben Teilen der Materie enthalten, sondern von einigen Teilen auf andere übertragen, je nachdem, wie sie in Kontakt kommen “(Pr II 42). Im Nachhinein muss jedoch anerkannt werden, dass Descartes 'Klassifizierung der materiellen Substanz mit Ausdehnung, wie in seiner Forderung veranschaulicht, dass in Körpern nichts außer „bestimmten Dispositionen von Größe, Figur und Bewegung“existiert, so offen und zweideutig ist wie um beide oben untersuchten Interpretationen leicht zu berücksichtigen. Alles, was sicher geschlossen werden kann, ist, dass Descartes die Kräfte, die mit körperlichen Trägheitszuständen verbunden sind, als grundlegend, möglicherweise primitiv ansah. Tatsachen über die Existenz materieller Körper - ein umfassendes Urteil, das, indem es sich weigert, Partei zu ergreifen, aus diesem schwierigen ontologischen Streit herauskommt.

7. Kartesische Kosmologie und Astrophysik

Descartes 'Wirbeltheorie der Planetenbewegung erwies sich zumindest bis etwa zur Mitte des 18. Jahrhunderts zunächst als einer der einflussreichsten Aspekte der kartesischen Physik. Ein Wirbel ist für Descartes ein großes kreisendes Band von Materialpartikeln. Im Wesentlichen versucht Descartes 'Wirbeltheorie, himmlische Phänomene, insbesondere die Umlaufbahnen der Planeten oder die Bewegungen von Kometen, zu erklären, indem sie (normalerweise in Ruhe) in diesen großen kreisenden Bändern angeordnet werden. Das gesamte kartesische Plenum besteht folglich aus einem Netzwerk oder einer Reihe separater, ineinandergreifender Wirbel. In unserem Sonnensystem zum Beispiel hat sich die Materie innerhalb des Wirbels zu einer Reihe von Schichtbändern geformt, die jeweils einen Planeten beherbergen und die Sonne mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten umkreisen. Die winzigen Materialpartikel, die die Wirbelbänder bilden, bestehen entweder aus den atomgroßen,Kügelchen (Sekundärmaterie) oder die „unbegrenzt“kleinen Trümmer (Primärmaterie), die vom Aufprall und Bruch der größeren Elemente übrig geblieben sind; Tertiärsubstanz umfasst dagegen das große makroskopische Materialelement (Pr III 48–54). Diese dreiteilige Aufteilung der Materie ist zusammen mit den drei Naturgesetzen für alle kosmologischen Phänomene in Descartes 'System verantwortlich, einschließlich der Schwerkraft. Wie in Pr III 140 beschrieben, kommt ein Planet oder Komet in einem Wirbelband zur Ruhe, wenn seine radial gerichtete, nach außen gerichtete Tendenz, aus dem Rotationszentrum zu fliehen (dh die Zentrifugalkraft; siehe Abschnitt 6), durch eine gleiche Tendenz in der ausgeglichen wird winzige Elemente, aus denen der Wirbelring besteht. Wenn der Planet entweder eine größere oder eine geringere Zentrifugaltendenz aufweist als die kleinen Elemente in einem bestimmten Wirbel, wird dies jeweils der Fall sein.entweder zum nächsthöheren Wirbel aufsteigen (und möglicherweise das Gleichgewicht mit den Partikeln in diesem Band erreichen) oder zum nächstniedrigeren Wirbel hinuntergedrückt werden - und dieses letztere Szenario liefert letztendlich Descartes 'Erklärung des Phänomens der Schwerkraft oder der „Schwere“. Descartes ist insbesondere der Ansicht, dass die winzigen Teilchen, die die Erde umgeben, auf dieselbe Weise für die Erdgravitation verantwortlich sind (Pr IV 21–27). In Bezug auf die Erzeugung des Wirbelsystems begründet Descartes, dass die konservierte Bewegungsmenge, die dem Plenum verliehen wird, schließlich zur gegenwärtigen Wirbelkonfiguration führte (Pr III 46). Gott teilte das Plenum zuerst in gleich große Teile auf und platzierte diese Körper dann in verschiedenen Kreisbewegungen, die letztendlich die drei Elemente Materie und die Wirbelsysteme bildeten (siehe Abbildung 3).

Abbildung 3. Plenumwirbel in den Prinzipien, Pr III 53.

Neben der ontologischen Ökonomie, nur Trägheitsbewegung und die damit verbundenen Krafteffekte zu erfordern, könnte Descartes 'Wahl kreisförmig bewegender Partikelbänder auch durch die Sorge um das „Plenum-Crowding“motiviert sein, da es keinen besseren Begriff gibt. In den Prinzipien argumentiert er: „Es wurde gezeigt… dass alle Orte voller Körper sind…. Daraus folgt, dass sich kein Körper bewegen kann, außer in einem vollständigen Kreis von Materie oder einem Ring von Körpern, die sich alle gleichzeitig bewegen “(Pr II 33). Für Descartes ist daher eine Kreisbewegung erforderlich, da für ein sich bewegendes Objekt keine leeren Räume vorhanden sind. Obwohl die Welt als „auf unbestimmte Zeit“groß beschrieben wird (Pr I 26–27, wobei nur Gott die positivere Beschreibung erhält, unendlich),Die nicht kreisförmige Bewegung eines einzelnen Körpers könnte das kartesische Erhaltungsprinzip verletzen, indem sie zu einer unbestimmten Materialverschiebung führt. Abgesehen davon ist es enorm schwierig, Descartes 'Kollisionsregeln mit seiner Behauptung in Einklang zu bringen, dass alle Körperbewegungen auf Kreisbahnen stattfinden; Da sich die Körper, aus denen die Kreisbahn besteht, alle gleichzeitig bewegen, scheint sich aus der Definition von „Körper“(siehe Abschnitt 3) zu ergeben, dass es nur einen sich bewegenden Körper gibt (und nicht viele).

Um auf die Wirbeltheorie zurückzukommen, widmet Descartes einen beträchtlichen Teil der Prinzipien der Erklärung verschiedener himmlischer Phänomene, während er zahlreiche Unterhypothesen übernimmt und anpasst, die sein gesamtes mechanisches System auf bestimmte himmlische Ereignisse anwenden. Eine der bekanntesten dieser Erklärungen ist die kartesische Theorie des Wirbelkollapses, die auch eine Hypothese über die Entstehung von Kometen liefert (Pr III 115–120). Kurz gesagt, Descartes geht davon aus, dass eine beträchtliche Menge an Materie des ersten Elements ständig zwischen benachbarten Wirbeln fließt: Wenn die Materie aus dem Äquator eines Wirbels austritt, gelangt sie in die Pole ihres Nachbarn. Unter normalen Bedingungen fließt Primärmaterie von den Polen eines Wirbels in sein Zentrum, dh die Sonne, die selbst aus Primärmaterie besteht. Aufgrund der Zentrifugalkraft,Diese Teilchen drücken sich gegen die umgebenden Sekundärkügelchen aus, wenn sie sich dem Äquator nähern (Pr III 120–121). Der Druck, den die primären und sekundären Elemente (auf den Sehnerv einer Person) ausüben, dient auch als Lichtursache (Pr III 55–64, IV 195). Da die benachbarten Wirbel auch die gleiche Tendenz zur Größenquellung aufweisen, verhindert ein Gleichgewicht der Expansionskräfte das Eindringen benachbarter Wirbel. Gelegentlich kann sich jedoch eine Ansammlung größerer Elemente auf der Sonnenoberfläche, die als Sonnenflecken identifiziert werden, verschwören, um den einströmenden Fluss von Materie des ersten Elements von den Polen zu verhindern. Wenn die Sonnenflecken letztendlich die gesamte Oberfläche der Sonne bedecken, wird die verbleibende Primärmaterie des Wirbels am Äquator ausgestoßen.und somit hat es keine Quelle von äußerem Druck mehr, um das Eindringen benachbarter Wirbel zu verhindern. Sobald der Wirbel von seinen expandierenden Nachbarn verschlungen wird, kann die verkrustete Sonne entweder ein Planet in einem neuen Wirbel werden oder als Komet enden, der durch viele Wirbel geht.

Insgesamt bot die Wirbeltheorie dem Naturphilosophen ein höchst intuitives Modell himmlischer Phänomene, das mit der mechanischen Philosophie vereinbar war. Die Theorie wurde Newtons Theorie der universellen Gravitation als überlegen angesehen, da sie keine mysteriöse, okkulte Qualität (Schwerkraft) als Ursache für die Planetenbahnen oder den freien Fall terrestrischer Objekte voraussetzte. Die Wirbeltheorie lieferte ebenfalls eine eingebaute Erklärung für die gemeinsame Richtung aller Planetenbahnen. Darüber hinaus erlaubte die Wirbeltheorie Descartes, eine Form des Kopernikanismus (dh eine sonnenzentrierte Welt) zu unterstützen, ohne der Zensur der Kirche zuwider zu laufen. Da die angebliche Bewegung der Erde eine der wichtigsten Einwände der Kirche gegen Galileos Wissenschaft war,Descartes hoffte, diesen Einwand zu vermeiden, indem er die Erde in einem Wirbelband zur Ruhe brachte, das die Sonne umkreiste, so dass die Erde keinen Ortswechsel relativ zur enthaltenden Oberfläche der benachbarten Materialpartikel in ihrem Wirbelband erfährt (Pr III 24) –31 und Abschnitt 3). Durch dieses geniale Manöver könnte Descartes dann behaupten, dass sich die Erde nicht bewegt - über seine Definition von Ort und Bewegung - und dennoch die kopernikanische Hypothese beibehalten, dass die Erde die Sonne umkreist. „Die Erde ist eigentlich weder bewegt noch einer der Planeten; obwohl sie vom Himmel mitgenommen werden “(Pr III 28). Auf lange Sicht scheiterte Descartes 'Wirbeltheorie jedoch aus zwei fundamentalen Gründen: ErstensWeder Descartes noch seine Anhänger haben jemals eine systematische mathematische Behandlung der Wirbeltheorie entwickelt, die der Genauigkeit und dem prädiktiven Umfang der (sich ständig verbessernden) Newtonschen Theorie entsprechen könnte. und zweitens entsprachen viele Versuche kartesischer Naturphilosophen, Descartes 'verschiedene Ideen zur Dynamik sich kreisförmig bewegender Teilchen zu testen (z. B. durch Verwendung großer Spinnfässer, die mit kleinen Teilchen gefüllt sind), nicht den in den Prinzipien vorgebrachten Vorhersagen (siehe Aiton 1972).

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