Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Istoria_mekhaniki_polnaya_versia_ot_01_07_2010.doc
Скачиваний:
3
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
6.51 Mб
Скачать

Б.А.Смольников

Механика в истории науки и общества Оглавление

Введение……………………………………………………………………………………

6

1. Предыстория человечества…………………………………………………………..

8

1.1. Основные этапы антропогенеза……………………………………………….........

8

1.1.1. Биологическая эволюция пречеловека………………………………………….

8

1.1.2. Социально-культурная эволюция……………………………………………….

14

1.2. Неолитическая революция…………………………………………………………..

18

1.2.1. Территориальная экспансия и переход к оседлости…………………………...

18

1.2.2. Культивация и одомашнивание…………………………………………………

21

1.3. Изобретения и открытия каменного века………………………………………….

25

1.3.1. Орудия и технологии палеолита.………………………………………………..

25

1.3.2. Техника и изделия мезолита.…………………………………………………….

28

2. Древние цивилизации…………………………………………………….…………...

31

2.1. От бронзового века к железному.…………………………………………………...

31

2.1.1. Бронзовый век.…………………………………………………………………...

31

2.1.2. Железный век.…………………………………………………………………….

33

2.2. Цивилизации Месопотамии.…………………………………………………………

35

2.2.1. Шумер.…………………………………………………………………………….

37

2.2.2. Ассирия.…………………………………………………………………………...

39

2.2.3. Вавилон – «пуп Неба и Земли»……..……...…………………………………….

41

2.2.4. Строительство и архитектура………………………………………………….

48

2.3. Древний Египет.………………………………………………………………………

53

2.3.1. Пирамиды, обелиски, колонны.…………………………………………………

53

2.3.2. Наука и техника……………………..…………………………………………….

59

2.3.3. Хеттское царство.…………………………………………………………………

64

2.4. Древний Китай.……………………………………………………………………….

67

2.4.1. Философия.………………………………………………………………………..

67

2.4.2. Государственность.……………………………………………………………….

70

2.4.3. Наука.……………………………………………………………………………...

72

2.4.4. Техника и технология.……………………………………………………………

77

2.5. Цивилизации Индии, Европы и Америки.…………………………………………..

82

2.5.1. Культура Древней Индии….……………………………………………………..

82

2.5.2. Культура Древней Европы.………………………………………………………

89

2.5.3. Цивилизации доколумбовой Америки.………………………………………….

91

2.5.4. Итоги истории Древнего Мира………………………………………………….

97

3. Начало Античного мира.………………………………………………………………

98

3.1. Образование древнегреческого этноса.……………………………………………

98

3.1.1. Ранняя Греция.……………………………………………………………………

98

3.1.2. Архаическая Греция.……………………………………………………………..

101

3.1.3. Афины и Спарта.…………………………………………………………………

102

3.2. Рождение Античной науки……...…………………………………………………

105

3.2.1. Фалес – первый мудрец и ученый……………………………………………..

106

3.2.2. Философия Фалеса.………………………………………………………………

108

3.2.3. Ученики и последователи………………………………………………………..

111

3.3. Пифагор и его братство..…………………………………………………………….

116

3.3.1. Образование братства……………………………………………………………

118

3.3.2. Мистика чисел.…………………………………………………………………...

122

3.3.3. Геометрия.………………………………………………………………………...

125

3.3.4. Музыка и астрономия.…………………………………………………………...

129

3.3.5. Знаменитые пифагорейцы.………………………………………………………

132

4. Классический период (эпоха демократии).…………………………………………

138

4.1. Чудеса света в Древней Греции.……………………………………………………

138

4.1.1. Артемисион.……………………………………………………………………..

139

4.1.2. Зевс Олимпийский.……………………………………………………………...

141

4.1.3. Колосс Родосский.………………………………………………………………

141

4.1.4. Галикарнасский мавзолей.……………………………………………………...

143

4.1.5. Фаросский маяк.…………………………………………………………………

144

4.2. Атомисты и софисты.……………………………………………………………….

145

4.2.1. Школа элеатов.…………………………………………………………………...

145

4.2.2. Зарождение атомистики.………………………………………………………...

147

4.2.3. Софисты – учителя мудрости.…………………………………………………..

151

4.3. Великие философы Античности.………………………………………………….

155

4.3.1. Судьба Сократа…………………………………………………………………...

155

4.3.2. Платон и его Академия.………………………………………………………….

159

4.3.3. Жизнь Аристотеля..………………………………………………………………

166

4.3.4. Труды и идеи……..………………………………………………………………

171

4.4. Последователи великих философов……………………………………………

179

4.4.1. Евдокс Знаменитый…………………………………………………...................

179

4.4.2. Тривиада и эпициклы Менехма и Гераклида.……………………………….… …..…………………………………..

181

4.4.3. «Начала» Евклида.……………………………………………………………..

183

5. Эпоха Эллинизма.………………………………………………………………………

186

5.1. Александрийский Мусейон.…………………………………………………………

187

5.1.1. Александрия.……………………………………………………………………..

187

5.1.2. Библиотека.……………………………………………………………………….

189

5.1.3. Образование и спорт..…………………………………………………………...

190

5.2. Выдающиеся александрийцы.……………………………………………………….

192

5.2.1. Ученые Мусейона.………………………………………………………………

192

5.2.2. Эратосфен – «измеривший Землю»…………………………………………….

193

5.3. Архимед Великомудрый.……………………………………………………………

196

5.3.1. Время Архимеда.…………………………………………………………………

196

5.3.2. Архимед – инженер…………………………………………………………….

198

5.3.3. Архимед – физик и механик…………………………………………………...

200

5.3.4. Архимед – математик...………………………………………………………..

204

5.3.5. «Эфод» – путь к интегрированию..…………………………………………...

207

5.4. После Архимеда.……………………………………………………………………..

210

5.4.1. «Конические сечения» Аполлония…………………....………………………

210

5.4.2. Эпигоны..……………………………………………………………………….

211

5.4.3. Инженеры Александрии.………………………………………………………...

212

5.4.4. Герон-механик………..………………………………………………………...

214

5.5. Рождение научной астрономии.…………………………………………………….

217

5.5.1. Аристарх – «Коперник Античности» ………………………………………...

217

5.5.2. Прецессия по Гиппарху………………………………………………………..

218

5.5.3. Птолемеева система Мироздания………………………………………………

221

6. Римская империя и ее закат…..………………………………………………………

226

6.1. Зодчество и архитектура.…………………………………………………………...

226

6.1.1. Особенности римской истории и культуры…….……………………………

226

6.1.2. «Архитектура» Витрувия…………….……….………………………………

231

6.1.3. Гражданское строительство……………………………………………………

234

6.2. Военная и гражданская техника…………..……………………………………...

237

6.2.1. Военные машины……………………………………………………………...

237

6.2.2. Гражданские изобретения.……………………………………………………..

239

6.3. Наука и образование…………….…………………………………………………..

241

6.3.1. Астрология………………………………………………………………………

241

6.3.2. Алхимия………………………………………………………………………..

242

6.3.3. Образование……………….……………………………………………………..

244

6.4. Последние ученые Античности……………….………………………………….

246

6.4.1. Гален – первый фармаколог……….…………………………………..………

247

6.4.2. Рождение диофантова анализа…………………………….………………….

248

6.4.3. Гипатия – мученица науки……………….……………...……………………...

250

6.4.4. Итоги Античности………………………………………………………………

253

7. Образование и наука Средневековья……………………………………………….

7.1. Крушение Античного мира и становление христианства………………………

7.1.1. От Рима к Византии…………………………………………………………….

7.1.2. Формирование христианской идеологии………………………………………

7.1.3. Основные вехи Средневековья…………………………………………………

7.2. Система образования………………………………………………………………..

7.2.1. Христианская мифология……………………………………………………….

7.2.2. Христианские школы……………………………………………………………

7.2.3. Марциан Капелла………………………………………………………………..

7.2.4. Последний римлянин……………………………………………………………

7.2.5. Европейское просвещение……………………………………………………...

7.3. Положение науки в средневековой Европе………………………………………..

7.3.1. Критика античной механики……………………………………………………

7.3.2. Концепции ранних схоластов…………………………………………………

7.3.3. Первые мыслители и ученые…………………………………………………...

7.3.4. Начало европейской математики и физики……………………………………

8. Средневековые революции…………...……………………………………………….

8.1. Тенденции европейского Средневековья...................................................………..

8.1.1. Новации Средневековья…………………...……………………………………

8.1.2. Революция в военном деле………………...……………………………………

8.1.3. Корабельная революция…………………...……………………………………

8.2. Начало энергетики…………………………………………………………………..

8.2.1. Водяное колесо…………………………………………………………………..

8.2.2. Ветряные мельницы……………………………………………………………..

8.3. Города, зодчество, ремесленничество……………………………………………...

8.3.1. Городская революция…………………………………………………………...

8.3.2. Часы в Древнем и Античном мире…………………………………………….

8.3.3. Часы и механизмы Средневековья……………………………………………..

8.4. Арабское Средневековье……………………………………………………………

8.4.1. Мусульманский ренессанс……………………………………………………...

8.4.2. Роторные и рычажные машины………………………………………………..

8.4.3. Рождение алгебры………………………………………………………………

8.4.4. Тригонометрия и астрономия………………………………………………….

8.4.5. Итоги Средневековья………………………………………………….

9. Итальянское Возрождение …………………………………………………………

9.1. Вехи европейского Возраждения…………………………………………………..

9.1.1. Особенности европейского развития…………………………………….…….

9.1.2. Компас и книга – рычаги европоцентризма…………………………………...

9.1.3. Последние птолемеевцы………………………………………………………...

9.1.4. Математики Возрождения………………………………………………………

9.2. Механика и искусство…………...…………………………………………………..

9.2.1. Купол Брунеллески………………….…………………………………….…….

9.2.2. Альберти – теоретик зодчества…………………………………………………

9.2.3. Леонардо – художник и изобретатель………………………………………….

9.3. Тайны кубического уравнения….…………………………………………………..

9.3.1. Пачиоли – монах-математик……………………………………………………

9.3.2. Ферро и Тарталья………………………………………………………………..

9.3.3. Формулы Кардано……………………………………………………………….

10. Новая астрономия и начало естествознания………………………………………

10.1. Астрономический ренессанс………………………………………………………

10.1.1. Кузанец – глашатай бесконечной Вселенной ………………………………

10.1.2. Коперник – монах-революционер…………………………………………….

10.1.3. Бруно – мученик науки……..………………………………………………….

10.1.4. Браге в Ураниборге…………………………………………………………….

10.2. Кеплер – первый теоретик Возрождения…………………………………………

10.2.1. Рождение «небесной физики»...……………………………………………….

10.2.2. Физико-математические и юридические проблемы...……………………….

10.3. Галилей – родоначальник естествознания и оптической астрономии.…………

10.3.1. Начало экспериментальной механики….…………………………………….

10.3.2. Рождение телескопа………...………………………………………………….

10.3.3. Отношения с церковью……..………………………………………………….

10.3.4. Последние годы и свершения...……………………………………………….

10.3.5. Ученики и последователи….………………………………………………….

10.4. Лунные законы Кассини…...………………………………………………………

10.4.1. От астрологии к астрономии.………………………………………………….

10.4.2. Овалы Кассини……………...………………………………………………….

11. Французский ренессанс……………………………………………………………….

11.1. Начало французской науки………………………………………………………..

11.1.1. Виет – «отец алгебры»…………………………………………………………

11.1.2. Символика и теоремы…………………………………………………………

11.2. Кружок Мерсенна…………………………………………………………………

11.2.1. Французские коллежи………………………………………………………..

11.2.2. «Ученый секретарь Европы»………………………………………………….

11.3. Декарт и картезианство……………………………………………………………

11.3.1. Ранние поиски и интересы…………………………………………………….

11.3.2. Нидерландское затворничество………………………………………………

11.3.3. Научное наследие………………………………………………………………

11.4. Ферма и Роберваль – предтечи математического анализа………………………

11.4.1. Начало теории экстремумов…………………………………………………...

11.4.2. Открытие вариационного принципа………………………………………….

11.4.3. Теория чисел……………………………………………………………………

11.4.4. Роберваль – начало пути……………………………………………………….

11.4.5. Математические результаты…………………………………………………

11.5. Паскаль – между наукой и верой………………………………………………….

11.5.1. Детство вундеркинда…………………………………………………………..

11.5.2. Годы расцвета…………………………………………………………………..

11.5.3. Религиозные устремления……………………………………………………..

11.5.4. Итоги Возрождения………………………………………................................

12. Реформация в Голландии и Германии.…………………………………………….

12.1. Голландское возрождение…………………………………………………………

12.1.1. Стевин – первый голландский ученый……………………………………….

12.1.2. Всходы голландской науки……………………………………………………

12.2. Гюйгенс – гордость Голландии…………………………………………………...

12.2.1. Становление ученого…………………………………………………………..

12.2.2. Маятниковые часы……………………………………………………………..

12.2.3. Физические и технические задачи…………………………………………….

12.2.4. Признание коллег и Академий………………………………………………...

12.3. Возрождение и Реформация в Германии…………………………………………

12.3.1. Магдебургские полушария…………………………………………………….

12.3.2. Лейбниц – юрист и дипломат………………………………………………….

12.3.3. Открытие математического анализа…………………………………………..

12.3.4. Завершающие шаги…………………………………………………………….

13. Английская Реформация……………….…………………………………………….

13.1. Начало Нового времени……………………………………………………………

13.1.1. Бэкон – «лорд-канцлер науки»………………………………………………...

13.1.2. Бойль – исследователь воздуха………………………………………………..

13.2. Гук – физик от Бога………………………………………………………………...

13.2.1. Становление ученого…………………………………………………………..

13.2.2. Английская наука до Ньютона………………………………………………...

13.2.3. Начало карьеры………………………………………………………………...

13.2.4. Идеи о силах тяготения……………………………………………………......

13.3. Главный теоретик Мироздания……………………………………………………

13.3.1. Молодые годы………………………………………………………………….

13.3.2. Оптика и математика…………………………………………………………..

13.3.3. Соперничество с Гуком………………………………………………………..

13.3.4. Рождение классической механики……………………………………………

13.3.5. Общественная деятельность………………………………………………… . 13.4. Наблюдательная астрономия в Англии…………………………………………….

13.4.1. Наблюдения и измерения Солнечной системы………………………………

13.4.2. Рождение звездной астрономии………………………….. ………………….

14. Академии наук в век Просвещения……………………………………………….

14.1. Огосударствление науки………………………………………………………….

14.1.1. Научные школы Античности и Европы…………………………………….

14.1.2. Парижская Академия – центр европейской науки………………………….

14.1.3. Предыстория российской науки……………………………………………..

14.1.4. Петербургская Академия и ее члены………………………………………..

14.2. Ломоносов – провозвестник российского Возрождения……………………….

14.2.1. Годы учебы и странствий…………………………………………………….

14.2.2. Начало научного и поэтического творчества………………………………...

14.2.3. Ученый европейского уровня…………………………………………………

14.2.4. Последние годы академика……………………………………………………

14.3. Династия Бернулли………………………………………………………………..

14.3.1. Якоб – первенец династии…………………………………………………….

14.3.2. Иоганн – злой гений династии……………………………………………….

14.3.3. Даниил – творец гидродинамики……………………………………………..

14.4. «Ce diable l’homme Euler» – «Этот диавол Эйлер»………………………………

14.4.1. Начало пути…………………………………………………………………….

14.4.2. Первый петербургский период……………………………………………….

14.4.3. Разработка математических моделей механики……………………………..

14.4.4. Математик от Бога……………………………………………………………..

15. Математизация и специализация механики

15.1. Французская школа механики……………………………………………………

15.1.1. Клеро – пионер небесной ……….….…..механики…………………………………………ю

15.1.2. Механика Вариньона и Даламбера………………………………………….

15.1.3. Лагранж – молодость гения…………………………………………………...

15.1.4. «Французский Ньютон» — Лаплас…………………………………………..

15.2. Наука и образование в Европе XIX века ………………………………………..

15.2.1. Зарождение научно-инженерного образования во Франции……………….

15.2.2. Политехническая школа – колыбель механико- математического образования………………………………………………………………………………….

15.2.3. Зарождение механики машин…………………………………………………

15.2.4. Основоположники теории упругости…………………………………………

15.3. Механика за пределами Франции ………………………………………………..

15.3.1. Становление механики в Англии……………………………………………..

15.3.2. Физико- механические дисциплины в Германии…………………………….

15.3.3. Механика и математика в Российской империи……………………………..

15.3.4. Итоги Нового времени ………………………………………………………...

Заключение

ВВЕДЕНИЕ

Хорошо известно утверждение, что «История – это наука о будущем». В первую очередь оно относится к истории науки, т.к. ее развитие и история обладают определенной логикой, низкой альтернативностью, в ней задействовано и сравнительно небольшое число « действительных лиц», обладающих к тому же рациональным мышлением. Это позволяет более достоверно прогнозировать ее грядущие достижения и оценивать их влияние на жизнь общества, чем делать прогнозы в социально-политическом развитии. Примеры как удачного, так и неудачного прогнозирования науки и техники будущего прослеживаются во многих научно-фантастических произведениях, в высказываниях философов и мыслителей, в предсказаниях футурологов, хотя называемые ими сроки, как правило, оказываются ошибочными. По словам Дж. Бернала «Именно кумулятивный характер науки отличает ее от других важнейших институтов человечества, таких как религия, право, философия и искусство». И далее: « Великие перевороты в познании человеком Вселенной, своего места в ней и целей своего существования, начавшиеся в Античном мире и дошедшие через эпоху Возрождения до нашего времени, были в большой степени порождены наукой». Причины этих переворотов и их последствия составляют важный элемент истории науки, определяя ее роль и место в общей социально – политической истории человечества. Оценивая эту роль, английский философ, историк и математик Бертран Рассел (1872 – 1970) писал : « Сто пятьдесят лет развитие науки оказались более плодотворны, чем пять тысяч лет донаучной культуры».

Другой не менее важной задачей истории науки является сравнительная оценка роли различных факторов в зарождении и росте разнообразных ветвей научного древа, установление их взаимосвязей и влияний на процесс развития общества, его самосознания и демократизации. Важнейшую роль среди этих факторов с древнейших времен и до настоящего времени играет идеологическое соперничество двух сфер человеческой культуры – науки и религии. Это соперничество, проходившее на протяжении веков с переменным успехом, предопределило множество процессов и коллизий в развитии ведущих цивилизаций и несомненно будет продолжаться и далее. Поэтому в предлагаемом курсе большое место отводится не только описанию и анализу научно-технических достижений и революций, но и эволюции религиозного сознания, его влиянию на научное мышление, на образование и на менталитет общества.

Пытаясь наряду с религией понять и объяснить окружающий человека мир, наука носит более утилитарный характер, хотя в своей начальной стадии (в эпоху Античности) еще старательно отворачивается от практики (исключая, разумеется, медицину), пытаясь сохранить свою «чистоту» и «божественность». Тем не менее, потребности жизни, связанные с новой техникой, технологией, торговлей и производством, военным искусством и мореплаванием, неуклонно подталкивали науку к решению практических задач. Это, в конце концов, и породило первую научно-техническую революцию XVIII–XIX вв. и подготовило «фазовый переход» к постиндустриальному обществу в ХХ в.

Учитывая определяющую роль механики в начавшемся техническом прогрессе, а также его обратное влияние на развитие механики, автор определенное место отводит истории техники, давно уже выступающей в качестве как заказчика многих научных разработок, так и их эффективного потребителя. Помимо обсуждения религиозно-философских аспектов становления естествознания в целом и механики в частности, большое внимание в курсе автор уделяет теснейшим связям механики с математикой, физикой и астрономией, породившим множество смежных дисциплин биомеханику, строительную механику, теорию автоматического управления и др. Так именно из недр механики возник уникальный новый виртуальный мир – мир математических моделей – со своими закономерностями, методами, целями и перспективами. Поэтому большое место в курсе отведено историческим аспектам зарождения этих моделей и их прародительницы —математики, связь которой с механикой настолько глубока и неразрывна, что их трудно изучать и обсуждать раздельно.

Еще один немаловажный аспект истории науки — это жизнь и творчество наиболее выдающихся ученых и мыслителей различных эпох и цивилизыций. Здесь большое значение приобретают их юношеские интересы и увлечения при выборе профессии, их стиль общения друг с другом, их научная и человеческая этика. Эти стороны жизни ученых и мыслителей также представляют интерес для современных ученых и специалистов и они также отражены в предлагаемой книге.

Сложившийся к настоящему времени мир науки глубоко вошел в общественное сознание, став одним из ведущих направлений общественного развития и государственного строительства. Поэтому изучение истории науки приобретает все большее значение для любого образованного человека независимо от его конкретной профессии. Цель настоящего учебного пособия состоит в том, чтобы предоставить такую возможность как выпускникам ВУЗов и ВТУЗов, так и уже сложившимся специалистам различных профилей. рародительницыч, ч000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000Наконец, нельзя не отметить важности методологических аспектов истории науки и техники, позволяющих читателю проследить не только сам процесс научно-технической эволюции, но и увидеть глубинные истоки и стимулы такой эволюции, оценив их роль в современной и будущей жизни общества. Нельзя также забывать и о тех уроках, которые преподносит современная история науки и о которых в свое время предупреждал немецкий философ Фридрих Энгельс (1820–1895): « Не будем слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет в первую очередь те последствия, на которые мы рассчитываем, но во вторую и третью очередь совсем другие, непременные последствия, которые часто уничтожают результаты первых».

Имея в виду учебную направленность настоящего издания, автор снабдил его перечнем возможных реферативных тем по различным аспектам истории математики и механики.