
- •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
12.1.2. Всходы голландской науки
Известным математиком стал и один из
учеников Стевина, впоследствии издатель
его трудов, Альбер Жирар (1595 ─ 1632).
Он родился в Лотарингии (во Франции),
однако, приняв протестантство, был
вынужден переехать в Голландию, где
окончил Лейденский университет, став
преемником С. Стевина. В своей книге
«Новые открытия в алгебре» (1629г.) Жирар
впервые высказал основную теорему
алгебры («Число корней алгебраического
уравнения равно его порядку»), доказанную
только в 1799г. (К.Гауссом), причем признал
и нуль возможным корнем. Заметим, что в
отличие от Жирара, Ньютон не считал нуль
числом, так же, как не считал числами
мнимые величины. Независимо от Бомбелли
ввёл понятие
и рассматривал мнимые корни полиномов.
Он же получил явные выражения для сумм
вида
,
где
-
корни полинома, а k –
натуральные числа. Наряду с Н. Оремом
широко использовал отрицательные
показатели степени. В «Трактате о
тригонометрии» (1626 г.) Жирар систематизировал
формулы сферической тригонометрии и
впервые выразил площадь сферического
треугольника через его углы. Также он
дал современную форму записи корней
квадратного уравнения
.
Европейскую известность приобрёл и другой нидерландский математик Ван Роумен (1561 ─ 1615), который, как уже говорилось выше, предложил европейским учёным одну из своих математических задач. Изящное решение её сразу же дал придворный математик Франции Ф. Виет, ставший после этого близким другом Роумена. Хорошо известное число «π» в XVI и XVII вв. именовалось «числом Лудольфа» по имени нидерландца Лудольфа Ван-Цейлена (1539 – 1612), сосчитавшего 30 десятичных знаков числа «π». Несколько позднее другой нидерландец Адриан Меций (1571 – 1635) выразил это число в виде весьма простого и очень точного отношения π = 355/113. Заслуживает упоминания и профессор Лейденского университета Виллеброрд Снеллиус (1581 – 1626), занимавшийся геодезией и оптикой и в связи с этим открывший известный «закон Снелла» – закон преломления световых лучей на границе различных оптических сред(1621). Помимо этого он разработал метод триангуляции местности и в 1617г. предложил весьма точный способ определения длины земного меридиана. Наконец, нельзя не назвать Герарда Меркатора (Кремера) (1512 – 1594), создателя нового принципа вычерчивания морских карт, носящего его имя (равноугольная цилиндрическая проекция Меркатора). Не менее важной заслугой Меркатора явилась первая квалифицированная географическая карта мира, вышедшая в свет в 1538 г. На ней были изображены даже такие элементы, которые вошли в географическую науку гораздо позже: Берингов пролив (за 200 лет до Беринга), Австралия (за 200 лет до Кука) и даже Антарктида! Долгое время эта карта вызывала сомнения у ученых, однако время подтвердило ее высокую адекватность. Он же ввел термин «атлас».
Большую известность в Европе получили имена двух замечательных нидерландских мастеров-оптиков А. Левенгука и И. Н. Либеркюна. Антонин ван Левенгук (1632 ─ 1723) не был профессиональным ученым, занимаясь по преимуществу торговлей галантереей. Однако, заинтересовавшись оптическими линзами, он увлекся их изготовлением, достигнув высочайшего мастерства в этом деле. Разработав специальную технологию получения малогабаритных двояковыпуклых линз путем расплавления в пламени небольших стеклянных шариков и их последующей точной шлифовки, Левенгук сумел добиться исключительно высокого качества изображения, позволяющего различать объекты размером до 1 микрона. Посредством своих линз и микроскопов мастер сделал множество открытий различных микроорганизмов (1673 г.), – инфузорий, кровяных шариков, сперматозоидов, структур живых тканей и многое другое. Когда об этих открытиях узнали любознательные члены Лондонского Королевского Общества (ЛКО), они проявили огромный интерес к работам голландского ученого самоучки и завязали с ним регулярную переписку, которая продолжалась около 50 лет! За это время Левенгук окончательно сформировался как очень серьезный и очень продуктивный ученый, и в 1680 г. он был избран действительным членом ЛКО, несмотря на незнание им латыни (что считалось обязательным атрибутом члена ЛКО). Через несколько лет Левенгук был принят и во французскую Академию наук. В одном из своих писем он писал: «Все мои старания направлены к одной только цели – сделать очевидной истину и приложить полученный мной небольшой талант к тому, чтобы отвлечь людей от старых и суеверных предрассудков», а за 6 лет до смерти резюмировал: «Следует воздержаться от рассуждений, когда говорит опыт».
Переписка Левенгука с членами ЛКО, а также с выдающимися учеными Лейбницем, Гуком и Гюйгенсом, была издана в 1722 г., за год до смерти автора. Основные результаты своих открытий Левенгук изложил в 4-х томном трактате «Раскрытые тайны природы», вышедшем в свет в 1695 – 1699 гг. Хотя тайну своей линзовой технологии Левенгук не раскрыл до самой смерти, его микроскопы (всего он изготовил их около 400) положили начало новой отрасли приборостроения, став образцом для многих последователей, таких как Либеркюн, Мушенбрёк (изобретатель Лейденской банки – первого электрического конденсатора, —пирометра для измерения температур плавления металлов, а также машины для испытания стержней на растяжение – сжатие ) и др. Стоит упомянуть и о том, что свои микроскопы и целый ряд демонстраций микромира Левенгук представил русскому царю Петру Первому, когда последний в составе «Великого посольства» приезжал в Голландию в 1697 – 1698 гг. Можно сказать, что в микроскопии и в микробиологии Левенгук сыграл столь же основополагающую роль, как и Галилей в оптической астрономии. Наконец, назовём имя голландского очкового мастера Липперсгея, который в начале XVII века сделал первую в Европе зрительную трубу, послужившую предпосылкой для создания Галилеем его первого телескопа. Стоит упомянуть, что другой голландский мастер – оптик Захарий Янсен в 1590 г. изобрел первый микроскоп. По его рассказам, идею этого прибора ему подали его дети, —играя с очковыми стеклами, они обнаружили, что вставив в концы трубки два стекла, можно намного «увеличить» малые объекты. Узнав об этом, Янсен изготовил первый микроскоп, который позднее был повторен Галилеем.
Важное место в культуре голландского Возрождения занимает имя выдающегося философа Бенедикта Спинозы (1632 – 1677). Выходец из крупнейшей в Европе амстердамской еврейской общины (образованной иудейскими беженцами из Испании и Португалии, где с 1492 г. началось их религиозное преследование), юный Барух (его настоящее имя) получил серьезное религиозное образование, и его школьные наставники надеялись, что их талантливый ученик – илуй – станет знаменитым «столпом синагоги» и даже «надеждой Израиля». Однако рано проявившееся критическое мышление и бескомпромиссность в истолковании библейских истин и иудейских догматов привели юношу к тяжелому конфликту с лидерами общины, которые, в конце концов, подвергли его проклятию и изгнали из общины (была даже попытка его умертвить). Став изгоем в своей среде и оставшись без средств существования (он отказался от отцовского наследства в пользу своих сестер), он сменил свое имя на латинское «Бенедикт» и уехал из города, занявшись мастеровым делом – шлифовкой линз, – которое было очень популярным в то время в Голландии.
Проштудировав философские концепции Декарта и Бруно, переписываясь с Бойлем и Гюйгенсом, молодой мыслитель начал создавать собственную религиозно-философскую систему, изложенную в «Теолого-политическом трактате» и ряде других сочинений. Отрицая монотеистические религии (как иудаизм, так и христианство), Спиноза фактически проповедовал пантеизм и «интеллектуальную любовь к Богу - Природе». Открыто выступая против еврейских и христианских ортодоксов с их верой в загробную жизнь, бессмертие души и священное происхождение Библии (которую он активно критиковал и комментировал), он в результате оказался отшельником в обстановке травли и доносов. Его трактат характеризовали как «книгу, полную рассуждений, которые могли быть почерпнуты только в аду», а его самого как «лжеучителя, рожденного на погибель религии и государства». В одном из доносов говорилось о нем: «некий Спиноза, еврей по происхождению, атеист и враг всякой религии по убеждениям, и вообще зловредная и опасная личность». Болезненное стремление к справедливости и независимости предопределили как его одинокую холостяцкую жизнь, так и неоднократные отказы от профессорской должности в университете. Мотивировал он это тем, что «государственные учебные заведения ставят перед собой задачу не столько воспитания умов, сколько дрессировки их». Будучи равнодушен к славе и почестям, он многие свои сочинения публиковал либо под своими инициалами, либо вообще без упоминания имени. Скончался великий философ в возрасте 45 лет от чахотки, усугубленной стекольной пылью (от шлифовки линз). Свою фанатическую преданность интеллектуальной свободе Спиноза выразил фразой: «Свобода есть осознанная необходимость».
Наконец, заслуживает упоминания и имя самого известного врача и целителя европейского Возрождения Теофраста Парацельса (1493 – 1541 гг. Настоящее имя Филипп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм). Выходец из швабской медицинской семьи, он с детских лет увлеченно читал и изучал книги по хирургии, алхимии, минералогии и др., и в возрасте 16 лет поступил на медицинское отделение Феррарского университета. Досконально изучив преподаваемые там методы мышления и лекарства, он вскоре на практике убедился в их чрезвычайно низкой эффективности. Тогда он решился на отчаянный шаг – с мечом (для защиты от разбойников) и дорожной сумой он отправился пешком по странам Европы, собирая крупицы медицинских знаний и рецептов у практикующих врачей, профессоров и народных знахарей. После многолетних странствий он возвращается в Базель, где открывает свой медицинский кабинет и вскоре добивается феноменальных успехов в излечении многих тяжелых болезней. При этом мотивировано отказывается от опыта античной медицины и публично сжигает книги Авиценны, Галена и Гиппократа, ехидно называя их авторов «мокротниками».
В своей лаборатории он разрабатывает множество препаратов, содержащих металлы (медь, серебро, железо, сурьму, и пр.) и постулирует знаменитое утверждение: «Настоящая цель химии заключается не в изготовлении золота, а в приготовлении лекарств», не меньшую известность приобрело и другое его утверждение: «Все есть яд, и все есть лекарство – различие лишь в дозировке». Себе он выбрал псевдоним «Парацельс», т.е. «превзошедший Цельса» (древнеримского автора знаменитой медицинской энциклопедии), которым и стал подписывать свои новаторские сочинения «Большая хирургия», «Парагранум», «Парамирум». Разумеется, за свои новые методы и идеи (обезболивание хирургических операций, способы обеззараживания ран и пр.) он подвергался неоднократным нападкам своих коллег и завистников. Тем не менее, он вошел в историю медицины как уникальный целитель, изобретатель и медицинский алхимик, и был похоронен в Зальцбурге (где скончался) со всеми необходимыми почестями.
Приведенный перечень имен показывает бурный рост научно-технических достижений сравнительно небольшой страны на рубеже XVI – XVII веков, когда Европа сотрясалась от междоусобных войн и конфликтов, связанных с установлением и размежеванием основных европейских государств и конфессий. Не избежали этой участи и Нидерланды, которые после завершения борьбы за независимость от испанской короны (1609 г.) разделились на две части ─ южная, преимущественно феодально-католическая часть (ставшая нынешней Бельгией) осталась под властью Испании, тогда как буржуазно - протестантская северная часть превратилась в хорошо развитую и вполне самостоятельную Голландию. Наступившее после этого перемирие обозначило начало «золотого века» голландской культуры, давшего мощный импульс развитию науки, техники, искусства, торговли, мореплавания и т.д. Результатом стало образование в Голландии XVII века созвездия выдающихся учёных и философов, появление высококачественного книгопечатания, первоклассного животноводства, рыболовства и судостроения. Однако совершенно уникальным явлением для маленькой страны стал феноменальный расцвет живописного искусства, связанный с именами Рембрандта, Хальса, Вермеера, Ван Гойена, Рейсдаля и многих других. Ими были созданы шедевры, прославившие голландскую живописную школу на многие столетия. Интересно, что среди них целый ряд работ посвящен изображению учёных: это в первую очередь картины молодого Рембрандта «Портрет ученого», «Пишущий ученый», «Ученый», а также аналогичные произведения Хальса, Доу и Конинка. Такое внимание к науке и её адептам стало характерным явлением голландского Возрождения, и оно отражало общий поворот общественного сознания от религиозно-мистических тем и образов к потребностям реальной жизни, её новым проявлениям, её новым деятелям. Примером такого внимания стали дружеские и деловые отношения Рембрандта с известным политическим деятелем и писателем Голландии Константином Гюйгенсом, который занимался также музыкой и поэзией. Вместе с тем он был и отцом крупнейшего голландского ученого Христиана Гюйгенса, ставшего гордостью не только голландской, но и всей европейской науки.
Резюме: Нидерланды и Голландия в период «золотого века», подъём искусств, наук и экономики. С. Стевин – начало голландской науки, его достижения в гидростатике и статике твердых тел. Математические результаты Стевина и его соотечественников – Жирара, Роумена, Лудольфа, Снеллиуса. Роль Левенгука и Липперсгея в развитии оптики. Спиноза и его философская система. Парацельс-медицинский алхимик.