
- •Механика в истории науки и общества Оглавление
- •1. Предыстория человечества
- •1.1. Основные этапы антропогенеза
- •1.1.1 Биологическая эволюция пречеловека
- •1.1.2. Социально-культурная эволюция
- •1.2. Неолитическая революция
- •1.2.1. Территориальная экспансия и переход к оседлости
- •1.2.2. Культивация и одомашнивание
- •1.3. Изобретения и открытия каменного века
- •1.3.1. Орудия и технологии палеолита
- •1.3.2. Техника и изделия мезолита
- •2. Древние цивилизации
- •2.1. От бронзового века к железному
- •2.1.1. Бронзовый век
- •2.1.2. Железный век
- •2.2. Цивилизации Месопотамии
- •2.2.1. Шумер
- •2.2.2. Ассирия
- •2.2.3. Вавилон – «пуп неба и земли»
- •2.2.4. Строительство и архитектура
- •2.3. Древний Египет
- •2.3.1. Пирамиды, обелиски, колонны
- •2.3.2. Наука и техника
- •2.3.3. Хеттское царство
- •2.4. Древний Китай
- •2.4.1. Философия
- •2.4.2. Государственность
- •2.4.3. Наука
- •2.4.4. Техника и технология
- •2.5. Цивилизации Индии, Европы и Америки
- •2.5.1. Культура Древней Индии
- •2.5.2. Культура Древней Европы
- •2.5.3. Цивилизации доколумбовой Америки
- •2.5.4. Итоги Древнего Мира
- •3. Начало Античного мира
- •3.1. Образование древнегреческого этноса
- •3.1.1. Ранняя Греция
- •3.1.2. Архаическая Греция
- •3.1.3. Афины и Спарта
- •3.2. Рождение Античной науки
- •3.2.1. Фалес – первый мудрец и ученый
- •3.2.2. Философия Фалеса
- •3.2.3. Ученики и последователи
- •3.3. Пифагор и его братство
- •3.3.1. Образование братства
- •3.3.2. Мистика чисел
- •3.3.3. Геометрия
- •3.3.4. Музыка и астрономия
- •3.3.5. Знаменитые пифагорейцы
- •Классический период (эпоха демократии)
- •4.1. Чудеса света в Древней Греции
- •4.1.1. Артемисион
- •4.1.2. Зевс Олимпийский
- •4.1.3. Колосс Родосский
- •4.1.4. Галикарнасский мавзолей
- •4.1.5. Фаросский маяк
- •4.2. Атомисты и софисты
- •4.2.1. Школа элеатов
- •4.2.2. Зарождение атомистики
- •4.2.3. Софисты – учителя мудрости
- •4.3. Великие философы Античности
- •4.3.1. Судьба Сократа
- •4.3.2. Платон и его Академия
- •4.3.3. Жизнь Аристотеля
- •4.3.4. Труды и идеи
- •4.4 Последователи великих философов
- •4.4.1. Евдокс Знаменитый
- •4.4.2. Триада и эпициклы Менехма и эпициклы Гераклида
- •4.4.3. “Начала” Евклида
- •Эпоха эллинизма
- •5.1 Александрийский Мусейон
- •5.1.1. Александрия
- •5.1.2. Библиотека
- •5.1.3. Образование и спорт
- •5.2. Выдающиеся александрийцы
- •5.2.1. Ученые Мусейона
- •5.2.2. Эратосфен – “измеривший Землю”
- •5.3 Архимед Великомудрый
- •5.3.1. Время Архимеда
- •5.3.2. Архимед – инженер
- •5.3.3. Архимед – физик и механик
- •5.3.4. Архимед – математик
- •5.3.5. “Эфод” – путь к интегрированию
- •5.4. После Архимеда
- •5.4.1. «Конические сечения» Аполлония
- •5.4.2. Эпигоны
- •5.4.3. Инженеры Александрии
- •5.4.4. Герон-механик
- •5.5. Рождение научной астрономии
- •5.5.1. Аристарх – “Коперник Античности”
- •5.5.2. Прецессия по Гиппарху
- •5.5.3. Птолемеева система Мироздания
- •6. Римская империя и ее закат
- •6.1. Зодчество и архитектура
- •6.1.1. Особенности римской истории и культуры
- •6.1.2. «Архитектура» Витрувия
- •6.1.3. Гражданское строительство
- •6.2. Военная и гражданская техника
- •6.2.1. Военные машины
- •6.2.2. Гражданские изобретения
- •6.3. Наука и образование
- •6.3.2. Алхимия
- •6.3.3. Образование
- •6.4. Последние ученые Античности
- •6.4.1. Гален – первый фармаколог
- •6.4.2. Рождение Диофантова анализа
- •6.4.3. Гипатия – мученица науки
- •Итоги Античности
- •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. 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. Становление 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 Возрождения
- •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 да Винчи – 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
- •10.2.2. Физико-математические и юридические проблемы
- •10.3. Галилей – родоначальник естествознания
- •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 колледжи
- •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
- •12.1.2. 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
- •12.3.5. Итоги Возрождения и Реформации
- •13. Английская Реформация
- •13.1. Начало Нового времени
- •13.1.1. Бэкон – «лорд-канцлер науки»
- •13.1.2. Бойль – исследователь воздуха
- •13.2.1. Становление учёного
- •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 в Солнечной системе
- •13.4.2 . Рождение звездной астрономии
- •14. Академии наук в век Просвящения
- •14.1. Огосударствление науки
- •14.1.1. Научные школы Античности и Возрождения
- •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 b'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
- •15.1.2. Механики – Вариньона и Даламбера
- •15.1.3. Лагранж –гений аналитической механики
- •15.1.4 «Французский Ньютон» – Лаплас
- •15.2 Наука и образование в Европе XIX века
- •15.2.1 Зарождение научно-инженерного образования во Франции
- •15.3.4 Cтупени и стимулы развития научного мышления
8.4. Арабское Средневековье
8.4.1. Мусульманский Ренессанс
Распад Римской империи на Западную и Восточную (Византию) всколыхнул варварские племена и страны Европы, вызвав первое европейское переселение народов. Эти процессы пробудили от многовекового застоя и многочисленные кочевые племена Аравийского полуострова, жившие в условиях первобытно-общинного строя, и стимулировали их к объединению на основе новой религиозной идеи – ислама (в переводе «покорность»). Суть ислама, согласно Корану, – это разработка мотивов христианства и иудаизма, приспособление их старых легенд и мифов к воинственному и самоизолированному арабскому национальному характеру, а также постулирование целого ряда запретов: правоверным (мусульманам) запрещается есть свинину, играть в азартные игры, пить алкогольные напитки, изображать флору и фауну, заниматься ростовщичеством и пр. Создатель новой религии Магомед (570 – 632) в молодости был поводырём верблюжьих караванов, однако в возрасте 40 лет пережил необъяснимое видение, из которого заключил, что он является единственным пророком Аллаха. Для передачи указаний и наставлений Аллаха простым мусульманам он пишет (точнее наговаривает, т.к. был неграмотным) главную книгу ислама – Коран (по арабски кур'ан –чтение в слух) – и устанавливает основные религиозные праздники и правила будничной жизни:
- единобожие («нет Бога кроме Аллаха и Магомед пророк Его»)
- ежедневная 5-кратная молитва
- ежегодный пост в месяце Рамадан
- запрет питья опьяняющих напитков
- очистительная милостыня
- запрет на изображение всего живого
- обязательное паломничество в Мекку
- держаться всем вместе на пути Аллаха
- сражаться с теми, кто не верует в Аллаха.
Последний призыв, содержащийся в 9-й суре Корана, сыграл фундаментальную роль в невероятно быстром распространении новой религии на Аравийском полуострове и за его пределами и в сплочении ранее разрозненных арабских племён под лозунгом «Аллах акбар!» (Аллах велик!). К тому же ислам не только воодушевлял правоверных на смертный бой, укрепляя веру в победу, но и гарантировал душам погибших за веру вечное блаженство в райском саду, в объятиях прекраснейших гурий.
Во исполнение 9-й суры сам Магомед начал проповедовать священную войну ислама – джихад – против других религий (в том числе христианства и иудаизма, от которых ислам и зародился). Началом исламского календаря считается 622 г., а уже в 624 г. Магомед с отрядом своих сторонников напал на ближайшую еврейскую общину, где обезглавил 600 мужчин, а женщин и детей отдал в рабство, оставив одну красавицу для своего гарема (в котором уже было 8 жён). Остальным же мусульманам было разрешено иметь не более 4-х жён.
Образовавшийся на основе ислама пассионарный Арабский халифат начал активно проповедовать и распространять новую религию, завоевывая и присоединяя окрестные племена и страны. Хотя в новой религии было много общего с идеями христианства и иудаизма, однако были и существенные отличия. Одно из важнейших состояло в позитивном отношении ислама к античной культуре и науке, которые мусульманские богословы не только не третировали и не уничтожали в завоеванных халифатом странах, но всячески распространяли и даже продолжали. Благодаря многочисленным переводам трудов греческих ученых и философов на арабский язык, эти труды дошли в конце концов и до Европы. Ознакомление арабов с «греческой ученостью» и ее постепенное освоение способствовало более раннему, чем в христианском мире, созданию системы образования.
Арабская письменность была создана в VII веке на основе арамейского письма, после чего началось формирование начальных учебных заведений «китабов», где учились дети (мальчики) ремесленников, торговцев и крестьян. Учились они 6 дней в неделю (кроме пятницы), постигая на первом уровне грамоту посредством чтения и заучивания текстов Корана. Недостаточно прилежные ученики, достигшие 10-летнего возраста, подвергались физическим наказаниям, однако число ударов плетью ограничивалось тремя. Помимо Корана изучались письмо, счет, история, а также правила хорошего поведения. Теоретические дисциплины дополнялись физическими и воинскими упражнениями (плавание, верховая езда, стрельба из лука и т.п.).
На втором уровне занятия проводились в мечетях, где преподаватель(му’алин –учитель общины) сидел на ковре, прислонившись спиной к стене, а ученики располагались вокруг. На этом уровне изучались логика, математика, астрономия, медицина, философия, а также каллиграфия и грамматика. В 1055 г. в Багдаде возникла первая специализированная духовная школа «медресе», после чего началось их быстрое распространение по всему исламскому миру. Эти учебные заведения имели свой устав и существовали за счет богатых спонсоров. Их студенты обеспечивались жильем, пропитанием и даже небольшой стипендией. Помимо богословских дисциплин в них изучались светские, а также произведения многих эллинских, индийских и иранских авторов. Ведущей парадигмой мусульманского образования оставались наставления пророка Магомеда : «Стремление к знаниям и науке– долг каждого мусульманина и мусульманки», далее –«Поиск новых знаний должен происходить от колыбели до могилы», причем ради этой цели можно « отправляться хоть в Китай, если понадобиться». Неудивительно поэтому, что тех пленников_иноземцев, которые обучили чтению 10 детей –мусульман освобождали из плена.
Мощное развитие получила система образования в Испании после ее завоевания арабами в VIII в. Здесь в IX – X вв. образовался своеобразный культурный форпост арабского мира, благодаря которому средневековая Европа впрямую соприкоснулась с мудростью Востока и с античными ценностями. Так уже в X в. в Кордове (Испания) насчитывалось около 80 учебных заведений различного уровня, в которых наряду с арабами и мусульманами учились и преподавали христиане и иудеи. Одним из самых известных учеников здесь был христианский монах Герберт (будущий папа Сильвестр II), который благодаря полученным знаниям и языкам (он выучил арабский язык и иврит)стал одним из крупнейших реформаторов и подвижников европейской культуры. Помимо многочисленных медресе в арабском мире появились первые университеты: в 755 г. в Кордове, в 795 г. – в Багдаде, в 972 г. – в Каире. При этом роль духовенства и объем духовных дисциплин в них были заметно ниже, чем в будущих христианских колледжах и университетах (возникших 3 – 4 века спустя). В XIII в. в Толедо начала функционировать первая в Европе обсерватория, где совместно трудились мусульмане, христиане и иудеи.
Перечисленные факторы – новая религия, освоение античной культуры и становление системы образования – активно способствовали развитию мусульманского мира, породив «мусульманский ренессанс», охватывающий IX –XI вв. В конце VIII в. в Багдаде была открыта первая в мире аптека, а в X в. он стал астрономическим центром Востока. В этот же период в Багдаде халифом аль-Маммуном был построен «Дом мудрости» с библиотекой из 10400 старинных и античных рукописей, а также астрономическая обсерватория. Аналогичные библиотеки с открытым доступом для желающих постепенно появились в каждой мечети, а образ ученого (алима) с книгой в руках стал канонизированной фигурой новой мусульманской культуры. В период мусульманского ренессанса жили такие знаменитые ученые, как энциклопедист Авиценна, математик аль Фарабн и Ал-Хорезми, алхимик Гебер. Тогда и появились известные выражения: «Кто начинает путь ради науки, тому Бог облегчает дорогу в Рай», «Мудрость мира – заблудшая овца, потерянная верующими; возвратим ее миру хотя бы из рук неверных» (под которыми подразумевались античные греки). Руководителем «Дома мудрости» стал знаменитый алхимик Гебер (Джабир ибн Хайян), который был приближённым лицом любознательного багдадского халифа Гаруна ар-Рашида и занимался воспитанием его сына – халифа аль-Маммуна. Именно Гебер первый в Средиземноморье начал многовековые поиски волшебной субстанции – аль-иксира (эликсира), – способной превращать медь в золото и излечивать человека от всех болезней. На этом пути он открыл получение спирта, уксусной и азотной кислот, а также целый спектр ядовитых соединений мышьяка. А искусство изготовления ядов очень ценилось в средневековом мире, что и объясняет огромную известность и популярность Гебера в среде алхимиков, халифов, царедворцев и других заинтересованных потребителей ядовитого зелья.
Ярким восточным мыслителем, математиком, музыкантом и врагом был аль – Фараби (870–950). Важнейшими научными дисциплинами он считал астрономию и математику, которым он посвятил 2 своих трактата – «Трактат о звездах» (изложение классификации случайных событий) и « Книгу приложений» (формы и теоремы тригонометрии, введение тангенса и котангенса и др.). Имя его присвоено Казахскому университету, а его портрет помещен на банкнотах и монетах Казахстана.
Долгую известность и славу приобрёл великий узбекский врач и энциклопедист Авиценна (Ибн Сина) (980 – 1037). Он родился близ Бухары, но за свою жизнь изъездил Среднюю Азию и Иран, написал более 400 научных работ, став знаменитым философом, поэтом и целителем. Проживая преимущественно в Иране, он был придворным врачом, а позднее визирем - первым министром султана Мансура. Его основной труд «Канон врачебной науки» стал самым популярным руководством и справочником по средневековой медицине, обобщающим опыт восточной и западной науки. Он около 30 раз переводился на латынь и служил учебным пособием в европейских университетах вплоть до XVII в., т.к. в нём были очень хорошо описаны лекарственные свойства многих трав. Некоторые историки медицины считают, что именно Авиценна первый выдвинул идею о том, что инфекционные заболевания возникают под действием неких невидимых возбудителей. Не менее ценный вклад был сделан Авиценной в средневековую механику и философию, которые он сопоставлял с механикой и философией Аристотеля. Комментарии трудов великого грека занимали важное место в наследии Авиценны.
Развивая философскую идею «импетуса» в своей «Книге знаний» он говорил о некой «движущей силе», которую движущееся тело сохраняет в себе, если движется в пустоте. Там же автор подробно описывает пять простых машин и их использование для подъема и перемещения различных грузов. Хорошей иллюстрацией круга интересов Авиценны, а вместе с тем и достижений арабской науки XI в. служит простой перечень его основных сочинений:
О пользе и вечности науки
О здоровье и лекарствах
Законы физики
Об астрономических наблюдениях
Математические теоремы
Об арабском языке и его особенностях
Об исцелении души, о воскрешении тела
Указание параллельных линий на шаре
Сокращение Евклида
О конечном и бесконечном
О физике и метафизике
Энциклопедия человеческого знания (в 20 томах)
В своих астрономических наблюдениях Авичета совершенствовал инструментарий и даже наблюдал перемещение Венеры по диску Солнца, заключив из этого, что Венера ближе к Земле, чем Солнце. На склоне своих лет он написал: « Пусть река моей жизни будет скорее коротка и широка, петели длина и узка». Умер он в Хамадане, а похоронили в Исфагане.
Отзвуки мусульманского ренессанса докатились до Европы через завоеванную арабами Испанию, и именно Испания благодаря этому стала центром реабилитации и распространения античной культуры в христианском мире. Толедо и Кордова, Барселона и Гренада стали привлекать европейскую молодежь, т.к. там в колледжах читались лекции для представителей всех трех религий: христианской, мусульманской и иудейской, причем арабский язык стал мостом, связывающим культуры этих религий. Оценивая роль этого моста и труд множества переводчиков, американский историк Ч.Х. Хаскинс писал: «Когда Западная Европа получила эти знания, наступил поворотный момент в истории европейской мысли».
Помимо интереса к античной науке мусульманский мир с энтузиазмом воспринял античную технику и практику создания солнечных и водяных часов. В отличие от европейцев арабы начали изготовлять солнечные часы типа «пеликан» с двумя циферблатами, из которых один служил для отсчета времени по Солнцу, а второй – для нахождения направления на Мекку (на нее должен ориентироваться молящийся мусульманин). Такие часы по существу выполняли роль солнечного компаса. Постепенно солнечные часы стали устанавливаться на всех мечетях и храмах, а также вошли в бытовую жизнь мусульман. В наибольшей степени искусство арабских мастеров проявилось при изготовлении разнообразных модификаций водяных часов. Так большую известность приобрели водяные часы, которые в 807 г. халиф Гарун-аль-Рашид прислал в качестве подарка императору Карлу Великому. Они находились в позолоченном корпусе и помимо циферблата имели механизм боя, создаваемого падением металлических шаров в медный таз. В полдень из 12 дверец «выезжали» 12 рыцарей в полном оснащении. К сожалению, сами часы не сохранились, остались только их изображения и описания.
Со временем конструкции арабских клепсидр становились все более сложными и многофункциональными. Большую славу приобрели изделия арабских мастеров и изобретателей XII – XIII вв. Ридвана и Газари, которые были выполнены в виде монументальных высокохудожественных сооружений (до 4 м высотой) и оснащены множеством автоматически движущихся фигур. Помимо индикации дневного и ночного времени эти часы показывали праздничные дни календаря, текущее положение Солнца в зодиакальном круге. Существовали, а также часы, у которых в определенное время разыгрывался целый кукольный спектакль (часы «Менганах», изготовленные в 1358 г.) Так продолжая и развивая идеи Герона Александрийского и его «Театра автоматов», арабские умельцы заложили основы точной механики и подготовили почву для появления механических часов в эпоху Возрождения.