
- •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
13.3.5. Общественная деятельность
После выхода в свет "Начал" Ньютон прожил еще 40 лет, однако творческой деятельностью уже не занимался. Получив широкую известность, он стал очень популярной личностью в Англии и, начиная с 1688 г. был дважды избран в члены Парламента. В 1689 г. умирает его мать, которую он любил и регулярно навещал, а в 1690 г., закончив свои парламентские обязанности, Ньютон возвращается из Лондона в Кембридж. Здесь в период 1691 – 1693 гг. он перенес психическое расстройство, возникшее после пожара в его кабинете, во время которого сгорели многие его рукописи. После выздоровления он начал задумываться над упрочением своего материального достатка и по счастливому случаю ему был предложен пост хранителя, а впоследствии и директора Лондонского Монетного двора. Здесь ему очень пригодились его познания в химии и металлурги, а также и острота математического мышления – он сумел в трудных условиях финансовой катастрофы наладить чеканку высококачественных монет. Эта катастрофа была связана с тем, что до Ньютона серебряная монета выпускалась с большим разбросом по весу, ввиду чего многие люди просто обрезали края монет ножницами, превращая их во всё более легковесные и неполноценные! Ньютон существенно улучшил качество чеканки монет и в короткое время увеличил их выпуск в 8 раз, продлив рабочий день до 20 часов, и не добавив ни одного нового станка! Столь же эффективной оказалась и его борьба с фальшивомонетчиками – за один 1697 г. он передал в суд уголовные дела, по которым было казнено несколько фальшивомонетчиков!
В этот период Ньютон становится весьма состоятельным человеком и отказывается от работы на своей кафедре. В 1699 г. он избирается членом Парижской АН, а в 1703 г. после смерти Гука занимает его место и становится президентом ЛКО. Стоит отметить, что его первым действием на этом посту было полное уничтожение всех бумаг, инструментов и портретов Гука! В 1705 г. королева Анна возводит Ньютона в ранг рыцаря, он отныне именуется "сэром Исааком" и становится участником многих вельможных собраний и встреч при дворе. Примечательно, что он стал первым ученым, получившим рыцарское звание (т.е. статус дворянина) за свои научные заслуги.
Весьма вероятно, что весной 1698 г. Ньютон виделся с русским царем Петром I. Во всяком случае, в 1714 г. решением Ньютона в члены ЛКО был принят по просьбе Петра князь А. Меншиков, ставший первым русским членом ЛКО. Стоит отметить, что в период своего официального величия Ньютон был незаслуженно осмеян знаменитым писателем-сатириком Дж. Свифтом в его "Путешествиях Гулливера", где он был выведен как кабинетный ученый, занимающийся взвешиванием солнечного света. В действительности он был весьма рациональным и деловитым человеком, о чем говорит его деятельность на Монетном дворе. Важную роль для Англии сыграла и его инициатива (1761 г.) по установлению парламентской премии за способ определения географической долготы судна в море с точностью до 0.5° . Соответствующее решение было принято в 1714 г., а для изучения и оценки предлагаемых проектов был учереден специальный "Совет по долготе" , который и присудил эту премию часовому мастеру Гаррисону в 1773 г. (см.п.12.2.2).
Подводя итог научным достижениям Ньютона нужно сказать, что наибольшую славу и известность принесли ему математическое обоснование закона Всемирного тяготения и окончательная формулировка основных законов механики. Другое великое достижение связано с разработкой основ математического анализа, которое было выполнено раньше, чем аналогичная разработка Г. Лейбница, но опубликовано позже публикации последнего. Наконец, важным вкладом Ньютона в физику стали его оптические исследования, связанные с разработкой и изготовлением первого телескопа - рефлектора, положившего начало развитию новой области астрономической техники, активно совершенствующейся и в настоящее время. Было у Ньютона и множество побочных научных интересов в области вычислительной математики, в изучении тепловых явлений и температурных измерений. Не затрагивая здесь алхимических и химических экспериментов Ньютона (которым он отдал немало лет своей жизни) упомянем о его теологических и хронологических работах, интерес к которым был заложен ещё в студенческие годы его первым наставником, а затем и коллегой И. Барроу. Занимаясь вопросами историко-богословской хронологии около 40 лет (с отдельными перерывами), Ньютон в последние месяцы своей жизни успел подготовить к печати свой последний труд «Хронология древних царств», вышедший в свет в 1728 г., т.е. уже после смерти автора. Однако, разработанная им укороченная хронологическая шкала оказалась ошибочной и никакого влияния на историческую науку не оказала. Аналогичная судьба постигла и другие богословские работы великого ученого («Толкования», «Апокалипсис», «О двух важных искажениях текста Священного писания» и др.). Сам он, будучи протестантом, судя по некоторым источникам отрицал божественную природу Христа, т.е. был арианцем.
Несколько слов следует сказать и о личности Ньютона, о чем имеется множество противоречивых высказываний как его современников, так и историков. Для объективного суждения о характере и личности выдающегося ученого уместно привести некоторые факты его деловой биографии.
Будучи весьма законопослушным человеком, Ньютон требовал того же от других людей, даже от короля. Об этом свидетельствует его реакция на требование короля Англии Якова II к руководству Кембриджского университета присудить магистерскую степень католическому монаху, невзирая на то, что устав университета не предоставлял такой возможности для католиков. Когда Совет университета отказался нарушить устав, за дело взялся королевский прокурор, начавший активное давление на ректора и ректорат, угрожая их привлечь к церковному суду. И в этот напряженный момент Ньютон, входивший в состав Совета, проконсультировавшись у юриста, подтвердившего правомочность действий ректората, решительно высказался за соблюдение закона, а не воли короля, продемонстрировав античный принцип: закон выше короля. В результате, Яков II, чье положение на троне и без того было довольно шатким, не стал настаивать на своем требовании, а через год после этого в результате «славной революции» (прихода к власти нового класса – буржуазии) он был вообще изгнан из Англии. Эта победа Ньютона способствовала его избранию в парламент, хотя трудился он там без особых успехов на этой ниве, – о его 2-летней парламентской деятельности говорит единственная сказанная им на одном из заседаний фраза: «Прошу служителя закрыть форточку, а то дует».
Совершенно другая черта характера ученого проявилась в его взаимоотношениях с директором Гринвичской обсерватории, королевским астрономом Джоном Флемстидом (1646 – 1720), который фактически создал эту обсерваторию, вложив немало собственных средств в ее оснащение. Будучи прекрасным наблюдателем, он получил наиболее точные данные о движении Луны, которыми и воспользовался Ньютон для проверки правильности своих расчетов силы ее притяжения Землей. Главным делом Флемстида был многолетний труд по составлению нового звездного каталога, содержащего высокоточные координаты почти 3000 звезд и представлявшего большой интерес для европейских астрономов. В 1704 г., когда принц Георг Датский выделил большие средства на издание каталога Флемстида, Ньютон (ставший уже президентом ЛКО) и Галлей возглавили комиссию по этому изданию, отстранив Флемстида от участия в этом деле, а также убрав все ссылки на его астрономические данные, приведенные в первом издании «Начал». Более того, Ньютон организовал специальную комиссию по проверке имущества и астрономических инструментов обсерватории. По словам астронома, когда он заявил, что все инструменты по существу его личная собственность, «Ньютон разъярился и называл меня всякими скверными словами, щенком и пр., какие он только мог придумать». Позднее в своем дневнике Флемстид писал: «Нрав его был мне раньше известен, и я всегда считал его коварным, самолюбивым, исключительно скудным на похвалы и нетерпимым к противоречию».
В 1712 году печатание каталога было завершено и Флемстиду, как одному из авторов, было выдано 300 экземпляров, которые он тут же сжег, приступив к подготовке нового, улучшенного издания. Это издание под наименованием "Британская история неба" вышло в 1723 г.,уже после смерти автора. О сложном характере Ньютона свидетельствует и его приоритетный спор с Лейбницем, где он также выглядел далеко не лучшим образом, а после смерти Лейбница в 1716 г. высказал большое удовлетворение тем, что «разбил Лейбницу сердце». Даже нынешний преемник Ньютона по его Лукасовской кафедре Стивен Хокинг отмечает такие его качества как «изворотливость и желчность» и называет его «не слишком приятным человеком». Сам Ньютон из своих современников выше всего ставил Гюйгенса, называя его "универсальным Гюйгенсом". После него он ставил Декарта и Барроу, старательно избегая упоминать имена Гука и Лейбница.
В личной жизни Ньютон, как и Гук, был совершенно одиноким человеком, и лишь в конце жизни при нем жила и вела хозяйство его племянница. Внешне он выглядел коренастым человеком среднего роста с живым, но внимательным взглядом. Он никогда не носил очков, за всю жизнь потерял только один зуб и вообще отличался хорошим физическим здоровьем. Хотя он рано поседел (в 30 лет), его белоснежные волосы оставались густыми и мягкими.Оставаясь до последних дней президентом ЛКО, он пользовался непререкаемым авторитетом как в своем отечестве, так и на континенте. Благодаря его имени само ЛКО стало одним из центров мировой науки, а его труды «Начала» и «Оптика» постепенно становились «библиями» новой европейской науки.
В 1725 г. здоровье 83-летнего Ньютона заметно ухудшилось, и он оставил должность директора Монетного двора, передав ее мужу своей племянницы. Тем не менее, он изредка еще присутствовал на заседаниях ЛКО (хотя и в полудремотном состоянии). Скончался он 21.03.1727 в возрасте 84 лет от приступа мочекаменной болезни и был похоронен с великими почестями – его гроб несли 4 герцога – в Вестминстерском аббатстве. В 1755 г. на подножии его статуи в Кембридже была высечена подпись из Лукреция: «Разумом он превосходил род человеческий». Его современник Александр Поуп на смерть великого ученого написал следующее двустишие:
«Был этот мир глубокой тьмой окутан.
Да будет свет! И вот явился Ньютон».
Спустя 200 лет уже в XX веке остроумные физики-лирики продолжили:
«Но сатана недолго ждал реванша
Пришел Эйнштейн – и стало все как раньше».
Стоит привести высказывание великого французского математика Лагранжа: «Ньютон был величайшим гением из всех, когда-либо существовавших, и самым счастливым, ибо только однажды дано человеку открыть Систему Мира». О его трактате "Начала" Лаграндж сказал, что это "важнейшее произведение человеческого ума". Не менее высокие оценки были сделаны в XX веке. Так Энштейн подчеркнул, что " Ньютон оказал своими трудами глубочайшее и сильнейшее влияние на мировоззрение в целом ", а также что " До сих пор не удалось заменить единую концепцию Мира Ньютона другой, столь же всеобъемлющей единой концепцией ". Продолжая эти мысли Энштейна, советский академик С.И.Вави лов замелил : " В истории естествознания не было события более крупного, чем появление "Начал " Ньютона, и далее: "До и после Ньютона никто еще не достиг большего в естествознании".
Сам же Ньютон незадолго до смерти написал такие слова: «Не знаю, чем я могу казаться миру, но сам себе я кажусь только мальчиком, играющем на морском берегу, развлекающимся тем, что от поры до времени отыскиваю камешек более увесистый, чем обыкновенно, или красивую раковину, в то время как великий океан истины расстилается передо мной неисследованным».
Резюме: Начало пути, Тринити-колледж, встреча с И. Барроу. Оптические исследования, телескоп-рефлектор, членство в ЛКО, критика Гука. Работы по началам анализа, увлечение алхимией, ранние исследования по проблемам тяготения. Дискуссия с Гуком и работа над книгой «Начал». Ее место и роль в классической механике. Ньютон и монетное дело в Англии. Спор с Лейбницем. Последние годы и труды.