
- •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
9.1.2.Компас и книга рычаги европоцентризма
Сочетание этих факторов привело к тому что к XIV в. из трех основных центров средневековой цивилизации – арабского востока, китайского мира и многополюсной Европы – только Европа сохранила и даже ускорила темпы своего развития, тогда как арабская и китайская культуры его затормозили, а к XVв. прекратили вовсе. Причины такой остановки до сих пор обсуждаются в исторической литературе и скорее всего они связаны с тоталитарностью восточных режимов, стремящихся любой ценой обеспечить внутреннюю стабильность и замкнутость общества. Европейская же раздробленность и открытость оказались столь же важны для научно-технического прогресса, как в свое время и раздробленность древнегреческих полисов для подъема и становления греческой науки и демократии. Помимо социально-психологических и экономических истоков европейского Возрождения кардинальную роль в нем сыграли и технические факторы: книгопечатание, огнестрельное оружие, магнитная стрелка. Последняя оказалась мощным катализатором процессов развития, ознаменовав переход к океанскому мореплаванию и открыв пути ко всем странам и континентам Земного шара. Придя в Европу из Китая еще в XII – XIII вв. магнитный компас постепенно вошел в морской обиход и к концу XIIIв. стал третьим необходимым морским приборным устройством (после астролябии и часов).
Первыми пользователями магнитной «мореходной иглы» в Европе стали викинги, применявшие ее в своих дальних разбойных походах уже в XII – XIII вв. Однако вскоре систематическое применение компаса в навигации началось и в странах Южной Европы – Италии, Испании, Португалии, – которые активно расширяли торговые отношения со «страной чудес и сокровищ» Индией. Начиная с 1415г. португальские мореходы с помощью компаса осваивали каботажное плавание вдоль западного побережья Африки. После падения Константинополя в 1453г, когда сухопутный путь в Индию оказался заблокирован враждебным мусульманским миром (который не мог забыть крестовые походы европейцев), во весь рост встала проблема поиска морского пути в Индию. В соответствии с географическими познаниями того времени, этот путь был двояким: восточный вариант – вокруг Африки, — и западный вариант – через Атлантический океан. Второй вариант заинтересовал генуэзского капитана Христофора Колумба, который после прочтения знаменитой «Книги Марко Поло» и последующих 20-летних мытарств сумел организовать рискованную экспедицию по поиску западного пути в Индию и Китай. Это самое первое и самое плодотворное в истории океанское плавание, начавшееся 3 августа 1492г., открыло эпоху Великих Географических открытий и продемонстрировало всему миру колоссальные возможности магнитной стрелки. Далее последовали путешествия португальца Васко да Гама (осуществившего восточный вариант в 1498г.), кругосветное плаванье Фернана Магеллана (1520г.) и множество других переходов, проложивших океанские маршруты к странам Азии и Дальнего Востока.
Освоение этих маршрутов оказало революционное воздействие на европейское общество. Многократно возросший товарообмен и культурные заимствования всколыхнули Европу, активизировав темпы развития ее экономических, социальных и культурных сфер. Однако проявились и негативные последствия начавшейся глобализации, связанные с массированным завозом в Европу из Китая чумных крыс. Вызванные ими эпидемии бубонной чумы терзали европейцев на протяжении столетий, сократив численность населения многих городов на 1/3. Там не менее процессы возрождения и продолжения античной науки, возникнув в католической Италии, постепенно распространились на «смешанную» Францию и протестантские Германию, Голландию и Англию.
Огромную роль в этих процессах сыграло изобретение книгопечатания немецким мастером из Майнца Иоганном Гутенбергом (1400 – 1468). Рождение этого эпохального изобретения лишний раз подтверждает старую истину, что новые идеи не возникают спонтанно в какой-то одной голове, а буквально «витают в воздухе», которым дышат многие люди. И в самом деле, идею книгопечатания посредством подвижных литер, и даже практическое ее воплощение в начале XV в. высказывали и частично реализовывали различные мастера в Европе, не говоря уже о китайских приоритетах. Заслугой же И. Гутенберга следует считать тот факт, что он в 1441 г. применил особый сплав «гарт», пригодный для изготовления литого шрифта (вместо резного), который оказался чрезвычайно эффективным и продержался в типографском деле около 500 лет. Литеры из гарта (сплав олова, свинца и сурьмы, изобретённый алхимиками ещё в XIII веке) стали первой массовой стандартной деталью в европейской технике. Кстати, примерно в это же время в мастерских Нюрнберга появилась и высококачественная латунь, получившая широкое применение для изготовления измерительных приборов и инструментов. Используя металлические литеры для набора слов и текстов Гутенберг в 1453г. выпустил первую печатную книгу – 42-страничную Библию – в количестве 400 экземпляров, которая и сегодня удивляет и восхищает качеством своей печати. И на долгие годы выпуск религиозных книг стал главным стимулятором развития печатного дела в Европе. Первой печатной научной книгой стал латинский перевод «Начал» Евклида, подготовленный Региомонтаном и вышедший в свет в Венеции в 1482 г.
Книгопечатанье открыло новую эру в истории человечества, сравнимую с началом железного века. Стремительность распространения и роста книгопечатания намного превзошли темпы распространения всех прочих технических новшеств. Так к 1500 г. оно проникло в 12 европейских стран и общее число напечатанных в них книг достигло 40000 названий общим тиражом 12 млн экземпляров (сегодня эти книги называют инкунамбулами, причем 77% из них печатались на латыни). Из них около 3000 были книгами научного содержания: 850 были посвящены медицине, 400 – ботанике и зоологии, 300 – арифметике, алхимии и астрономии, 100 – геометрии и физике. По количеству различных изданий первое место занимала Италия (1445), второе – Германия (1003), затем шли Франция (387) и Англия (23). Среди научных книг особое место заняли книги по математике, астрономии и механике в связи с их востребованностью судостроением, мореходством и навигацией. Выделяются две книги по математике (написанные и изданные У. Вагнером в 1482г. и Я. Видманом в 1489г.), в которых излагались вопросы вычислительной арифметики и практической геометрии. Здесь же были введены в общий обиход арифметические знаки «+» и «–», которыми уже давно и широко пользовались виноторговцы: при отливе вина из бочки торговец ставил на ней горизонтальную черточку «–», когда же он добавлял в нее вино, то перечеркивал ее, получая знак «+». В разговоре о начале книгопечатания в Европе стоит упомянуть и о его экономическом аспекте: через 10 лет после выхода первых книг их стоимость снизилась в 3 раза и этот процесс удешевления продолжался и далее. Этот фактор сыграл важную роль в начавшейся «информационной революции», одним из великих достижений которой стал также и постепенный переход Европы к новой системы исчисления – индийско-арабской. И именно Италия (а в первую очередь ее торгово-банкирские дома) стала флагманом этого перехода, потянув за собой прочие европейские страны и государства.