— искусство изготовления машин, в том числе и военных;
— искусство изготовления небесных глобусов, которые отображают движения звезд и планет;
— искусство изготовления двигающихся игрушек (отдельное выделение этого направления как нельзя лучше отражает место, которое занимали механические науки в античности);
— учение о рычагах, равновесии, суммировании сил и центрах тяжести, которое, собственно, и носило название «механика» (μηχανική).
Наиболее важное место у эллинов занимала статика (от греческого слова στατός — «неподвижный») или «искусство взвешивать», которое ставилось в один ряд с арифметикой, то есть «искусством считать»: оба эти умения были равно незаменимыми в хозяйственной и торговой деятельности. По уровню математизации из всех античных естественнонаучных дисциплин статика уступала разве что астрономии. Впрочем, задачи на равновесие греки решали совсем не так, как это делаем сегодня мы. Существовало два принципиально различных подхода, которые определялись не физической сущностью исследуемых процессов, но исключительно типом рассматриваемых конструкций.
Первый подход, его условно можно назвать кинематическим, исходил из практики использования простейших подвижных механизмов. Фактически рассматривался процесс нарушения равновесия, то есть исследовалось движение всей системы, а теоремы статики выводились исходя из аксиом динамики. При втором, геометрическом, подходе задачу стремились свести именно к схеме неподвижного уравновешенного рычага. Такие схемы применялась в первую очередь для архитектурных сооружений: балок и плит на нескольких опорах; либо же для определения равновесия чрезвычайно тяжелых и потому заведомо неподвижных тел. Именно в геометрическом разделе статики развивалось понятие центра тяжести.
Уже атомисты умели находить центры тяжести различных фигур, мысленно разбивая их на множество параллельных отрезков. Всю тяжесть каждого такого отрезка можно считать сосредоточенной его середине, но тогда центр тяжести исходной фигуры должен находиться на средней линии. Определив точку ее пересечения с другой средней линией, полученной с помощью иного разбиения фигуры на отрезки, можно получить точное положение центра тяжести.
Имея такие решения, уже чисто геометрическим путем легко показать, например, что центр тяжести у параллелограмма находится на пересечении его диагоналей, а у треугольника — в точке пересечения медиан. Поскольку механика считалась не чистой наукой, а прикладной дисциплиной, то атомистические методы и подходы считались допустимыми, если это способствовало удобству рассуждений.
Мы не знаем, какое определение давалось у атомистов для центра тяжести, но в более поздней физике стоиков (которая в основном просто брала готовые решения в других источниках) утверждалось, что центр тяжести это точка, обладающая таким свойством, что если подвесить за неё тело, то его тяжесть разделится на две равные части. Иными словами — будет достигнуто равновесие. По всей вероятности, такое определение считалось у греков общепринятым. Мы сразу же должны отметить два, характерных для зарождающейся античной науки момента. Во-первых, хоть это легко установить из простейшего опыта, но атомисты и стоики еще не заметили, что для достижения равновесия достаточно, чтобы центр тяжести находился на одной вертикальной линии с точкой подвеса. Во-вторых, и эта ошибка весьма грубая, по разные стороны от центра тяжести находятся вовсе не равные по весу части тела, но такие, которые уравновешивают друг друга.
Кинематическое направление статики восходит к «Механическим проблемам» — самому древнему дошедшему до нас античному тексту, посвященному непосредственно механике. В средние века автором этого сочинения ошибочно считали Аристотеля, но в действительности данное произведение было, вероятно, написано его последователями-перипатетиками в эллинистическом Египте. Трактат начинается с краткого введения, за которым следует тридцать пять глав-проблем (все они достаточно короткие: не более нескольких страниц, но часто и вовсе объемом в один абзац), включающих как теорию, так и описание работы ряда реальных механизмов. Характерно, что объяснения различных явлений даются исключительно в гипотетическом ключе: обычно не заявляется, что излагается абсолютная истина, но лишь мнение автора. Весьма вероятно, что вся работа представляет собой компиляцию из нескольких неизвестных нам источников (в тексте легко выделяются три разнородных части, отличающихся по стилю изложения) и принадлежит перу нескольких человек.
