
- •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
10.3.3. Отношения с церковью
Участвуя в диспутах по натурфилософии, проводимых периодически во дворце Тосканского герцога, Галилей, хорошо изучивший труды Архимеда, выступил в защиту его закона гидростатики, против которого высказывались перипатетики, утверждавшие, следуя Аристотелю, что способность к плаванию определяется формой тела, а не его плотностью. Указывая на плавание плоских льдин (плотность которых он считал большей, чем у воды), Аристотель утверждал, что любое вещество в форме достаточно тонкой пластинки может плавать. Галилей резко отверг это утверждение, проведя выразительные опыты по плаванию тел различной формы и плотности, подтверждающие законы Архимеда. В частности, он предложил простой эксперимент, поразивший его современников: Галилей опускал в высокий цилиндрический сосуд с небольшим количеством воды другой, заполненный чем-либо сосуд чуть меньшего диаметра, и к удивлению зрителей, тонкий слой воды окружающий внутренний сосуд, надежно держал его на плаву. По этому поводу Галилей писал, что «…большой корабль столь же хорошо плавает в 10 бочках воды, как и в океане». Это утверждение великого ученого вызвало резкую критику и неприятие со стороны многих мореходов, капитанов и адмиралов. Когда же он своими предельно наглядными экспериментами полностью подтвердил его, то нажил себе множество врагов, оказавших впоследствии немалое влияние на его судьбу. Этот пример лишний раз демонстрирует, как нелегко быть выдающимся человеком в толпе обывателей.
Еще одно открытие Галилея было также связано с опровержением Аристотеля. Используя изобретенные им в юности специальные гидростатические весы для определения плотностей различных тел, он показал, что плотность льда, вопреки Аристотелю, меньше плотности воды. Итоги своих гидростатических исследований Галилей изложил в книге «О телах, пребывающих в воде».
Сенсационные публикации новых идей и фактов породили множество завистников и недоброжелателей, особенно среди иезуитов, и в Ватикан посыпались доносы на маститого учёного. Чувствуя нарастающее давление со стороны церковников, он решил поехать в Рим, чтобы встретится с папой Павлом V и кардиналами, добиться снятия церковной цензуры на свои публикации, а также показать им возможности своего телескопа. Дело в том, что многие оппоненты Галилея отказывались смотреть в оптическую трубу, считая это греховным делом, а некоторые, посмотрев в трубу и увидев новые светила, пытались их прогнать с небес заклинаниями.
Поездка в Рим оказалась успешной, телескоп был одобрен и разрешен к пользованию, а кардиналы согласились признать его открытия с условием, чтобы из них не делалось выводов, противоречащих Священному писанию. Там же Галилей был избран членом недавно образованной Accademia dei Lincei (Академии «Рысьеглазых»). Кстати, термин «телескоп» был предложен именно в этой Академии.
В Риме Галилей получил заказ на изготовление 12 труб для Римской синьории с условием больше никому таких труб не делать. Год 1610 для Галилея стал в полном смысле звездным годом его жизни. Из Франции он получил письмо с заказом открыть поскорее новое небесное тело и назвать в честь Его Величества Генриха IV. Однако пока письмо шло, Генрих IV был убит.
Тем не менее, в церковных кругах ширилось движение против Галилея, наблюдения которого неизменно подтверждали идеи Коперника, вызывая нарастающее недовольство и опасения у католического духовенства. Так доминиканский кардинал Каччини в одной из своих проповедей заявил «Математики должны быть изгнаны из всех католических государств»! Все гражданское общество Европы всколыхнулось и разделилось на приверженцев коперниканства и его противников. Посыпались доносы в Святую инквизицию и поклёпы на самого Галилея, который как мог пытался сгладить противоречия между наукой и религией. Чувствуя надвигающуюся опасность, он в 1615 г. снова едет в Рим и снова участвует в богословских диспутах, отстаивая свои идеи. Однако в 1616 г. инквизиция принимает декрет, категорически отвергающий систему Коперника (несмотря на открытие в этом же году Галилеем фаз Венеры, убедительно подтверждающих реальность этой системы) и издает индекс (список) запрещенных книг, куда вошла и книга Коперника. После этого декрета Галилею было предписано прекратить диспуты и выступления о своих открытиях, хотя сам папа уверял ученого в том, что ему лично ничто не угрожает.
Вернувшись во Флоренцию, Галилей продолжает свои астрономические исследования и пишет ряд небольших работ («Пробирщик» 1623 г., «Послание к Инголи» 1624 г.), где ясно и четко излагает принцип относительности движения, (на примере плывущего корабля), критикует астрологию и пытается способствовать отмене декрета инквизиции от 1616 г. В 1621 г. в Ватикан приходит новый, более просвещенный папа Урбан VIII, с которым Галилей был хорошо знаком ранее. Поэтому он решил опубликовать уже приготовленный к печати главный труд своей жизни – «Диалоги о двух главных системах Мира – Птолемеевой и Коперниковой»,– что ему и удалось, хотя не без цензурных трудностей, в 1632 г. Книгу объемом около 500 страниц автор построил в виде дискуссии 3-х участников, каждый из которых придерживается своей философской позиции. Дискуссия длится 4 дня, из которых день 1-й посвящен подобию механических и физических явлений в земном и небесном мире, день 2-й – суточному вращению Земли, 3-й – орбитальному движению Земли вокруг Солнца и 4-й – приливам на Земле. Первоначальное название книги было «Диалоги о приливах и отливах», что говорит о том, сколь злободневной была это проблема.
К сожалению, предложенная Галилеем
теория приливов оказалась несостоятель-ной,
а правильную мысль Кеплера о влиянии
Луны на приливы Галилей отверг как
смехотворную. В одном из своих писем он
написал: «…Среди великих людей,
рассуждающих об этом удивительном
явлении природы, больше всех других
меня удивляет Кеплер, который, будучи
наделен умом свободным и острым и хорошо
знакомый с движениями, приписываемыми
Земле, допускает особую власть Луны над
водой, сокровенные свойства воды и тому
подобные ребячества». Сам Галилей
объяснял приливы наложением скоростей
орбитального и суточного движения
Земли. Галилей игнорировал также и
кеплеровы законы планетных движений,
считая их орбиты квазикруговыми, хотя
его ученик Кавальери был полностью
согласен с Кеплером. Объясняя возникновение
приливов действием центробежной силы,
Галилей даже написал для неё формулу в
виде
–
увы, неправильную (правильную
опубликовал в 1673 г.
Гюйгенс). Тем не менее, Галилей, как и
Кеплер, полагал, что планеты движутся
вокруг Солнца благодаря некой силе его
притяжения.
Общая тема всех диалогов по существу была одна – превосходство гелиоцентрической системы Мироздания Коперника-Кеплера над геоцентрической системой Птолемея, канонизированной католической церковью. Убедительность и ясность этих диалогов оказались настолько явными для любого непредвзятого читателя, что они вызвали острое опасение церковников, усмотревших серьезную угрозу своим догматам и учениям. Поэтому выход «Диалогов» в свет вызвал резко отрицательную реакцию Ордена иезуитов, вынудившую папу приостановить её распространение (хотя издатель уже успел продать около 500 экземпляров) и предъявить автору целый список абсурдных обвинений, сводящихся к заключению : "Учение Галилея опаснее для католической церкви, чем писания Кальвина и Лютера". В 1633 г. инквизиция начала против 69-летнего ученого судебный процесс, который вели 10 кардиналов. Семь из них подписали обвинительный приговор о пожизненном заключении. На другой день папа в порядке помилования заменил тюремное заключение домашним арестом, по которому подсудимый считался «узником Инквизиции» и должен был жить в уединении вблизи Флоренции. Знаменитые слова, якобы сказанные после оглашения приговора, «А все-таки она вертится», скорее всего, являются легендой, однако сохранилась такая запись слов Галилея: «Я более не упорствую в мнении Коперника после того, как мне сообщено приказание, дабы я от него отрёкся. К тому же, я здесь в ваших руках и делайте со мной всё по вашему усмотрению». Сохранился также текст отречения, где сломленный человек вынужденно отказывается от своих высказываний. Суд над Галилеем резко затормозил развитие науки в Европе, хотя его «Диалоги», несмотря на запрет, быстро распространились по континенту и стимулировали работы Гюйгенса, Ньютона, Эйлера, Даламбера и Лапласа по созданию классической небесной механики.