Первым, кто подробно рассмотрел понятие импетуса, был францисканский монах Франческо ди Маркиа, это было сделано в его комментариях к «Сентенциям» Петра Ломбардского ъ 20-х годах XIV в. Существенно новым в его представлении было то, что движущая сила (он называл ее vis derelicta) передавалась не среде, а самому телу непосредственно. Десятилетие спустя Жан Буридан придал представлениям об импетусе характер настоящей теории, а затем она получила распространение в трудах Орема, Альберта Саксонского (1316—1390) и Марсилия Ингена. (Альберт Саксонский — основатель Венского университета (1356), Марсилий Инген — первый ректор Гейдельбергского университета; в изложении теории импетуса они строго следовали буридановым представлениям).
Буридан с самого начала задается вопросом: «Что такое импетус?» (quae res est ille impetus?)—и после длительного анализа приходит к следующим выводам, которые, впрочем, не дают прямого ответа на поставленный вопрос:
«Первый вывод заключается в том, что импетус не есть само местное движение, в котором участвует снаряд, потому что импетус движет снаряд, а движитель производит движение. Следовательно, импетус производит это движение, а одна и та же вещь не может производить себя.
Второй вывод состоит в том, что импетус не есть чисто последовательная вещь (res successiva), потому что такой вещью является движение, и определение движения как последовательной вещи весьма подходяще, о чем говорится повсюду. А только что утверждалось, что означенный импетус не есть само местное движение. Кроме того, так как чисто последовательная вещь непрерывно разрушается (уничтожается) и возникает (создается), она непрерывно требует производителя. Но невозможно приписать роль такого производителя импетусу, который всегда продолжал бы существовать с ним одновременно.
Третий вывод гласит, что означенный импетус является вещью, перманентной по своей природе (res naturae permanentis), отличной от местного движения, в котором участвует снаряд. Это очевидно из двух вышеприведенных выводов, а также из последующих утверждений. Возможно, что импетус является качеством, присутствующим естественно (т. е. физически) и предназначенным для движения тела, в которое он внедрен, так же, как говорится, что качество, внедренное в железо магнитом, движет железо к магниту. А также возможно, что раз это качество — импетус — внедрено в движущееся тело вместе с самим движением движителем, то вместе с движением оно ослабляется (разрушается) или задерживается (замедляется) посредством сопротивления или посредством противоположной склонности» {4, с. 536-537}.
Это определение импетуса нуждается в пояснении. В первом предложении Буридан говорит, что, поскольку ничто не может быть своей собственной причиной, импетус, являющийся причиной местного движения, не может быть ему идентичен. Второе предложение использует средневековое представление о движении как о последовательном процессе (т. е. процессе, происходящем в последовательные стадии), или потоке. Ранее Буридан показал, что согласно его теории местное движение есть не только последовательный процесс, но и в действительности «последовательная вещь» (res successiva). Его второе положение равносильно утверждению, что импетус не есть поток, содержащий в себе движущийся объект как акциденцию.
Что касается третьего положения, то большинство историков его интерпретирует как придание понятию импетуса качества неизменности, постоянства (от permaneo — сохраняться, длиться, продолжаться). Однако существует и другая интерпретация этого утверждения, принадлежащая С. Дрейку {5, с. 28—46}. Дрейк говорит, что слово «перманентный» можно трактовать не только как противоположность слову «временный» от глагола permaneo, поскольку «это слово в XIII и XIV столетиях имело также и совершенно другой смысл и обозначало в данном случае „присутствующий внезапно" и „существующий раз и навсегда" (от permano — проникать, протекать). В этом смысле термин „перманентный" противоположен не слову „временный", а слову „последовательный", которым обозначаются вещи — например, движение,— которые не могут существовать в одно лишь мгновение. Скорость или интенсивность движения, с другой стороны, может присутствовать внезапно. Смысл этого может стать нам ясен, если мы посмотрим, что мы вкладываем в слова типа „шестьдесят миль в час". Часовая прогулка не может быть осуществлена сразу, но каким-то образом все шестьдесят миль относятся к тому мгновению, о котором мы говорим. Средневековые авторы не использовали такие выражения (они говорили скорее о „градусах скорости"), но это не значит, что они не проводили четкого разделения между сущностями, длящимися во времени, и сущностями, представленными в данное мгновение» {5, с. 30}.
Вопрос о том, что мы должны понимать под перманентностью импетуса, является существенным, так как он является одним из главных пунктов разногласий в теории импетуса. Большинство ученых XIV в. во главе с Оремом считали, что импетус не является перманентным, а противоположную точку зрения Буридана разделяли немногие (в их число входил тем не менее Альберт Саксонский).
В одной интерпретации перманентность импетуса мыслилась как присущая ему по природе неизменность. В этом случае замедление движения объяснялось результатом сопротивления движению, сводящего в конце концов на нет движущую силу импетуса. Отсутствие перманентности означало, в свою очередь, что импетус по природе своей убывает по мере движения.
Вторая точка зрения кажется нам более обоснованной прежде всего потому, что уже Франческо ди Маркиа говорил об импетусе (вернее, движущей силе, переданной движителем снаряду,— термин «импетус» был введен Буриданом) как о некоей промежуточной форме (forma quasi media) между чисто последовательной формой (forma simpliciter successiva), которой является движение, и чисто перманентным качеством (forma simpliciter permanens) {1, с. 86}. Здесь налицо то самое противопоставление «последовательности» и «перманентности», на которое ссылается Дрейк.
С другой стороны, понятие перманентности как неизменности по своей природе входит в противоречие с тем, как об импетусе говорит сам Буридан, подчеркивая, что импетус «разрушается или замедляется посредством сопротивления или посредством противоположной склонности». Поскольку средневековые схоласты, как и Аристотель, мыслили движение происходящим исключительно в сопротивляющейся среде, невозможно понять, как они могли решиться на такую идеализацию земных движений и устранить сопротивление из теоретического рассмотрения. Вне такой идеализации понятие перманентности как неизменности по своей природе вообще теряет всякий смысл. Буридан, однако, рассматривает импетус и для небесных движений, утверждая, что в этом случае «импетус существовал бы бесконечно долго, если бы он не уменьшался и не разрушался противодействующим сопротивлением или склонностью к противоположно направленному движению». Показательно, что здесь Буридан не употребляет слово permanens, а использует слова in infinitum duratet для обозначения неизменности импетуса. Следовательно, «перманентный» в трудах средневековых схоластов, скорее всего, означало не слово «неизменный», а использовалось для обозначения качества, противоположного тому, которое выражается словом «последовательный».
Буридан ясно понимал различие между естественными круговыми движениями на небе и насильственным движением брошенного рукой камня на земле, и то, что он употребляет для их объяснения одно и то же понятие импетуса, говорит о его желании объяснить все движения во Вселенной с помощью механических законов. В этом его великая заслуга. Средневековая наука не могла избежать введения «интеллигенции», или «ангелов», для объяснения небесных движений, ибо только таким образом оказывалось возможным говорить о движении в среде без сопротивления, которое без вмешательства «интеллигенции» не могло быть таковым (т. е. движением, длящимся во времени), а должно было бы представлять собой мутацию.
Попытка Буридана объединить с помощью импетуса объяснение земных и небесных движений была затем продолжена Оремом. Нововведение Орема состояло в том, что он наделил небесную сферу особым видом сопротивления, которое действует таким образом, что скорость объекта сохраняется неизменной, «ибо сопротивление, которое действует на небесах, выражается не в склонности к покою или какому-либо другому движению, а лишь в том, что (первоначальное) движение не убыстряется» {1, с. 97}.
Это предложение Орема явилось следствием рассмотрения проблемы, поставленной Буриданом в его анализе небесных движений. Мы могли бы сформулировать эту проблему так: в какой степени объяснение Буридана является аналогом закона инерции? Буридан говорит, что в отсутствие сопротивления для небесных движений импетус сохранялся бы бесконечно долго. Значит ли это, что небесные тела должны в таком случае двигаться бесконечно долго? Эту проблему и анализирует Орем. С точки зрения схоластической философии такой импетус мог вызвать только движение с бесконечной скоростью, а не длящееся бесконечно движение. Поэтому Орем хочет спасти буриданово механическое объяснение (а с точки зрения схоластики оно невозможно в среде без сопротивления без введения в рассмотрение «интеллигенции») и делает это, вводя сопротивления особого рода.
Роль сопротивления в позднесредневековой физике очень важна. Ее важность определяется не только самой концепцией движения, но и тем, как понималось сопротивление в ту эпоху. Согласно общепринятой точке зрения любое насильственное движение на земле испытывало два вида сопротивления: внешнее сопротивление среды и внутреннее сопротивление, складывающееся, в свою очередь, из двух компонент — тенденции к противоположно направленному движению, т. е. тяжести, и тенденции к покою, т. е. инерциального сопротивления. Если от внешнего сопротивления среды (возникающего в результате трения) теоретически и можно было бы освободиться, как и от влияния тяжести (например, на горизонтальной плоскости), то от инерциального сопротивления в принципе освободиться нельзя.