Когда Тихо Браге и его единомышленники отказались от твердых сфер аристотелевских небес, возник определенный интеллектуальный вакуум. Большинству ученых не нравилась идея полного удаления вещества с небес, а некоторых из них вполне удовлетворяла введенная Кеплером магнитная космология. Попытки усовершенствования планетной теории Кеплера почти не учитывали ее физической аргументации: Кеплер относился к редкому типу ученых, умеющих сочетать эти два интеллектуальных направления. Когда на сцене появился французский философ Рене Декарт с тщательно продуманной альтернативой аристотелевской теории материи, он дал космологам то, чего хотело большинство из них – Вселенную, где движение возникает как результат прямого воздействия материи на материю. Как это ни прискорбно для Декарта, лучшие представители математических умов Европы оказались неспособны к тому, чтобы превратить его творческую космологию в теоретическую модель, способную соперничать с моделью Кеплера и при этом не противоречить явным образом появившейся чуть позже теории Ньютона. Тем не менее предпринималось бесчисленное количество попыток сделать это, а в некоторых кругах эта борьба активно продолжалась вплоть до XVIII в. С психологической точки зрения, физика Декарта была столь же удовлетворительна, как и предшествующая ей физика Аристотеля, и она располагала большим количеством сторонников, но в итоге эта психологическая роскошь оказалась ненужной.

Рене Декарт родился в Лаэ в Турене (Франция) в 1596 г. Он принадлежал к мелкому дворянскому роду, но будучи достаточно хорошо обеспеченным, получил неплохое образование в иезуитской коллегии в Ла-Флеш, где познакомился в том числе с последними научными достижениями. После окончания курса права в Университете Пуатье, где также было сильно присутствие преподавателей-иезуитов, он не пошел в священники, а записался добровольцем в армию принца Морица Оранского – потомственного штатгальтера Соединенных провинций Нидерландов. В 1618 г., во время расквартировки в городе Бреда, Декарту посчастливилось познакомиться с Исааком Бекманом, ассистентом директора школы на острове Валхерен.

Несмотря на не самую высокую должность, Бекман обладал незаурядными научными заслугами. Он проявлял живой интерес к естественным наукам и совместно с Филиппом ван Лансбергом проводил в это время астрономические наблюдения. Он познакомил Декарта с недавними проблемами в области механики, и именно отсюда берут начало некоторые из наиболее важных наработок Декарта в алгебраической геометрии (известной нам как картезианская геометрия). На самом деле, философская карьера Декарта, благодаря которой память о нем сохраняется по сей день, началась не ранее чем через десять лет, когда он много путешествовал. С 1628 по 1649 г. он жил главным образом в Нидерландах. Ученый умер в 1650 г., после получения приглашения на должность философа королевы Швеции Кристины, пав жертвой холодного климата и утрехтского врача.

Наиболее известная работа Декарта «Рассуждение о методе» была опубликована в 1637 г. под одной обложкой с тремя другими трактатами: «Метеоры», «Диоптрика» и «Геометрия». В «Диоптрике» он углубил выдвинутую Кеплером теорию линз, использовав на сей раз синусоидальный закон рефракции; трактат имел огромное значение для дальнейшего развития этого предмета, степень зависимости от которого астрономии становилась все более и более значительной. Совсем другим было влияние, оказанное им на космологию. Подобно Аристотелю он отрицал существование пустоты и настаивал на том, что механические явления должны объясняться прямым воздействием одной материи на другую.

Декарт рассматривал движение по прямой линии как состояние, в свою очередь, покой также являлся состоянием; и поскольку для изменения состояния покоя требовалась причина, то она должна была требоваться и для изменения состояния движения по прямой линии. Эта разновидность закона инерции приобрела огромное значение после того, как ее доработал Ньютон.

То же самое можно сказать о Декартовом законе сохранения количества движения (о результате сложения отдельных величин и скоростей тел в замкнутой системе). Последовательность шагов, с помощью которых он был преобразован в (как мы сказали бы) закон сохранения импульса, весьма важна, но в данный момент не это является предметом нашего рассмотрения. Заодно Декарт разработал теорию столкновения тел, но она оказалась крайне неудовлетворительной, и Гюйгенс значительно улучшил ее в 1650‐х гг.

Крайне важной для любой теории планетного движения была теория центробежных сил Гюйгенса, разработанная им в конце 1650‐х гг., но она не имела никакого отношения к идее гравитационных сил ньютоновского типа. Закон, выражающий связь ускорения вращающегося тела, направленного к центру его траектории, через скорость и радиус траектории не требует знания законов движения Ньютона, но они нужны для превращения этого простого закона в закон центробежных сил. Таким образом, строго говоря, мы не можем приписать открытие последнего закона Гюйгенсу.

В 1629–1633 гг. Декарт разработал систему мира, основанную на теории небесных вихрей – циркулярных течениях тонкой материи. Он объяснял земную гравитацию как результат воздействия этих вихрей. Трактат, написанный им на эту тему, «Le Monde, ou traité de la lumière» («Мир или трактат о свете»), был уже готов к печати, когда, узнав об осуждении Галилея, он решил не публиковать его, и это произведение впервые вышло в свет в 1664 г., уже после его смерти. В результате долгих размышлений он понял, что Вселенная вихрей – это такая Вселенная, где каждое природное тело может покоиться относительно ближайшего материального окружения, но двигаться относительно удаленных тел. Это, как ему казалось, решает проблему примирения коперниканцев с теми, кто считал Землю неподвижной. Он мог сказать, что, в некотором смысле, правы и те и другие. Вдохновленный этим прозрением, он огласил свою теорию вихрей в трактате «Principia philosophiae» («Начала философии»), вышедшем в 1644 г. Вскоре эта книга была переведена на французский язык и стала весьма влиятельной.

В его космологии использовалась идея, согласно которой существует три разных типа элементов: свет, прозрачность и непрозрачность. Первый элемент является самым тонким и состоит из очень быстро движущихся частиц, из него состоят Солнце и звезды. Земля и планеты состоят из грубого третьего элемента, а второй элемент, заполняющий пространство между этими различными типами тел, представляет собой сферические частицы, находящиеся в быстром движении. Предполагалось, что небесная материя может проникать в поры земной материи. Рациональное объяснение вихревого движения в трех измерениях представляло собой не такую уж простую задачу. Каждый вихрь обладал экватором и полюсами, и совсем нелегко было объяснить, как согласовать движение различных вихрей. Например, он развил теорию движения материи от экватора одного вихря к полюсу другого, с учетом столкновений, изменяющих форму частиц. Эти формы, как предполагалось, задуманы таким образом, чтобы облегчать прохождение частиц сквозь разрывы, образуемые другими частицами. Магнетизм рассматривался как подтверждение существования вихрей, и такой же магнетизм был привнесен в космическую модель, равно как и в модель объяснения солнечных пятен – элементов третьего типа, плавающих какое-то время на поверхности Солнца, пока продолжается вихревой процесс. (Иллюстрация крайне сложного, можно даже сказать, чрезмерно затянутого космологического теоретизирования Декарта с применением вихревого закона, приведена на ил. 166.) Кометам тоже нашлось свое место, равно как и спутникам, обращающимся вокруг планет, включая Луну, а также суточному движению Земли. Это была теория, в которой предполагалось решить все физические проблемы. Притяжение к центру Земли рассматривалось по аналогии со стремлением плавающих тел двигаться в направлении центра водоворота. Все это отличалось удивительной изобретательностью, но носило почти исключительно качественный характер, а местами противоречило друг другу. Остается неизвестным, знал ли вообще Декарт о существовании законов планетного движения Кеплера? Если да, то, похоже, он не предпринял никаких попыток для того, чтобы объяснить их.

Картезианские идеи были радушно приняты вместе с другими разделами его философии сначала в нидерландских университетах, а затем в неофициальных диспутах, проведенных учеными и преподавателями парижских школ. В начале XVII в. атомизм греческого типа часто воспринимался как духовно опасное учение, и многие ученые умы считали его признаком атеистических воззрений. Декарт хотел избежать того, чтобы его ассоциировали с атомистами, но в конечном счете такая аналогия все же была проведена. Это получилось довольно просто, поскольку Пьер Гассенди (являвшийся на самом деле оппонентом Декарта), что называется, подсластил пилюлю, связав причины движения атомов с внутренне присущими им душами или умами. Тем не менее при поддержке таких его приверженцев, как Генрих Регий из Утрехта, а также Жак Роо, Пьер Сильвен Режи и Никола Мальбранш в Париже, популярность картезианства росла как снежный ком. Они добавили новые явления к числу тех, что были рассмотрены Декартом, но их описания продолжали оставаться качественными и, подобно Декарту, ни один из них не пытался дать хоть сколько-нибудь толковое объяснение законам Кеплера, которые, на деле, начали упоминаться картезианцами только в XVIII в., да и то вскользь. Складывалось такое впечатление, что астрономы и натурфилософы обитали в двух разных вселенных.

Гюйгенс являл собой редкий случай раннего картезианца, оказавшегося способным к использованию количественных доводов. Примечательно однако, что к тому времени и он, и другие (например, Готфрид Вильгельм Лейбниц) уже начали добиваться определенного успеха в объяснении гравитации, действующей в Солнечной системе, исходя из картезианских представлений; они неявно задействовали некоторые законы, разработанные Ньютоном, и поэтому работали в рамках совершенно иной интеллектуальной системы. К сожалению, они были всего лишь исключением из общего правила. Большинство из тех, кто писал в картезианской традиции, как представляется, находились в плену убежденности, будто космологические затруднения можно разрешить, имея ясное и точное представление об изменениях, возникающих, когда одна материя оказывает давление на другую.