
- •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
3. Начало Античного мира
3.1. Образование древнегреческого этноса
3.1.1. Ранняя Греция
Средиземноморье было заселено в IV–III тысячелетиях до н.э. Наиболее известными догреческими цивилизациями здесь были крито-минойская, возникшая на острове Крит в III-II тысячелетиях до н.э. и микенская (II–I тысячелетия). В городе Кносс на Крите до сих пор сохранились развалины грандиозного кносского дворца царя Миноса площадью около 1600 м2. По легенде у этого царя был на службе замечательный скульптор и механик Дедал, бежавший на Крит из Афин, где он совершил серьезное преступление – столкнул в пропасть с вершины афинского Акрополя своего племянника Талоса, позавидовав его изобретательности и мастерству. Некоторые античные авторы приписывают именно ему изобретение топора, пилы, бурава и гончарного круга. Более достоверно утверждение Овидия о том, что Талос еще 12-летним мальчиком изобрел циркуль для нанесения круговых линий на поверхность керамических изделий.
На Крите Дедал получил известность и вошел в историю благодаря своим уникальным механическим конструкциям. Так, согласно легенде, он сделал для царицы деревянное чучело коровы, обшитое шкурой, с помощью которого царица вступила в кровосмесительный союз со сказочным белым быком (даром бога Посейдона царю Миносу) и родила ужасное чудовище – Минотавра – человека с бычьей головой, склонного к каннибализму. Чтобы спрятать от народа это чудовище царь Минос поручил Дедалу построить здание с множеством запутанных ходов – Лабиринт, – куда и был заточен Минотавр. Для удовлетворения каннибальских потребностей Минотавра царь Минос обложил страшной данью завоеванных им афинян – они ежегодно присылали Минотавру на съедение семь юношей и семь девушек, отобранных по жребию. И только юный герой Тесей, сын Афинского царя и дальний родственник Дедала, проникнув в Лабиринт вместе с очередной группой жертв, сумел одолеть страшного зверя, а затем, по совету Дедала, использовав знаменитую нить Ариадны, вышел оттуда. Узнав об этом, взбешенный Минос хотел заточить в Лабиринте самого Дедала вместе с его сыном Икаром. Но Дедал, предвидя это, смастерил из птичьих перьев, скрепленных воском, огромные крылья для себя и сына и, поднявшись в воздух, они покинули Крит. Однако на остров Сицилию, куда они направлялись, Дедал прилетел один, т.к. его молодой сын, увлекшись полетом и не слушая отца, поднимался все выше и выше, приближаясь к Солнцу. В результате его лучи растопили воск, скреплявший перья, Икар рухнул в морские волны и погиб. Несмотря на явно сказочный характер этой легенды (отражавшей, тем не менее, реальные воспоминания о практиковавшихся в бронзовом веке человеческих жеотвоприношениях), следует признать, что Дедал вошел в историю как первый древнегреческий механик-изобретатель, живший более чем за тысячу лет до зарождения “греческого чуда”, давшего миру блестящую плеяду ученых, строителей и механиков. Поэтому его иногда называют “Леонардо да Винчи бронзового века”. Еще один легендарный герой греческого эпоса – Прометей – считается сподвижником науки и изобретателем чисел.
Возвращаясь к кносским руинам нужно отметить, что в Кноссе еще в XVI–XV вв. до н.э. существовал 10-километровый водопровод из керамических труб и даже канализация для ряда домов, причем некоторые из них имели до 5 этажей! Судя по городским руинам там появились первые термы (горячие общественные бани) и даже общественные туалеты. Любопытно также отметить, что в основном богами Крита были женщины, держащие змей в своих руках, а в качестве спортивного снаряда служил несущийся во весь опор бык, через которого должен был перепрыгнуть спортсмен во время состязаний. Эти состязания стали прообразом будущих греческих Олимпийских игр, а стремительно несущийся бык превратился в современного гимнастического «коня». Существовала на Крите также оригинальная письменность, о чем свидетельствует множество образцов линейной (слоговой) письменности типа «А» и более поздней типа «Б», первая из которых до сих пор не расшифрована. Примером ее является знаменитый «Фестский диск», найденный в 1908 г. близ города Фест и датируемый XVIII веком до н.э. Именно эта письменность позволила организовать масштабные инженерно-строительные работы, развить судостроение, наладить товарообмен. Для счета использовалась десятичная система. Еще стоит упомянуть, что именно критянские судостроители первыми придумали киль и шпангоуты, чем резко повысили прочность судовых корпусов и их ходкость на морской волне. От них эти новшества перешли к финикийцам, а затем распространились и по всему Средиземноморью.
В XVII–XVI вв. до н.э. Крит испытал серию тяжелых землетрясений, самое разрушительное из которых, окончательно уничтожившее дворцы, случилось около 1450 г. Последовавшее за этим сильнейшее извержение вулкана на соседнем острове Тера (в 130 км от Крита, ныне это остров Санторини) изменило климат Крита, и его жители, испугавшись гнева богов, стали покидать остров. В результате в XV–XIV веке до н.э. центр средиземноморской культуры переместился в город Микены, на полуострове Пелопоннес. Это был богатый и воинственный город, славившийся своими ремесленниками и мастерами по изготовлению бронзового оружия. В городе было много дворцов-крепостей, сложенных из многотонных каменных плит, покрытых росписями. Внутри сохранились следы водопроводных труб и больших терракотовых ванн, демонстрирующих роскошь “эпохи дворцов” бронзового века в Средиземноморье. Стены Микен, построенные при царе Агамемноне, имели толщину 5–8 м. Именно он, согласно Гомеру, двинулся на штурм легендарной Трои, которую удалось взять лишь через 10 лет (в 1225 году) благодаря известной хитрости с Троянским конем, придуманной хитроумным Одиссеем.
Микенская культура, развивавшаяся с племенных отношений раннеэлладского периода (IV–III тысячелетие до н.э.) вплоть до образования первых греческих царств в XIX–XVII вв., послужила основой общегреческого этноса, языка, религии, искусства. Благодаря хорошей сохранности могильных захоронений, производившихся в течение многих тысячелетий, археологи сумели проследить процесс постепенного расслоения раннеэлладского общества от самых ранних групповых общеродовых могил без особых украшений и ценностей до богатейших царских гробниц с многочисленными произведениями ювелирного искусства и со скелетами любимых животных. Одна из таких гробниц, датированная 1250 г. до н.э., имела купол высотой 13,2 м, сложенный из 33 плотно подогнанных плит, а вход в нее был перекрыт огромным каменным брусом весом 120 т.
Достигнув вершин культуры бронзового века, позднеэлладское общество постепенно утрачивает свою пассионарность и, начиная с середины XII в. до н.э., клонится к упадку, не находя сил для противостояния натиску окружающих куда менее развитых племен и народностей. Наконец, в XII–XI веках под натиском дорийских и ионийских племен Микены пали и начался процесс ассимиляции победителей и побежденных, положивший начало классическому греческому этносу. По мнению историков, победа дорийцев в XII в. до н.э. явилась демонстрацией преимуществ железного оружия над бронзовым, и она ознаменовала наступление железного века в Средиземноморье. В этот период (XII–IX вв. до н.э.), называемый “греческим Средневековьем”, сложился греческий этнос, возникли основные поселения, образовался единый язык, божества, культура.
Проникновение железных орудий труда в земледелие резко повысило его продуктивность, стимулировало рост городов и появление ремесленников и торговцев. Другим следствием железного века стал рост числа рабов, используемых как в сельских работах, так и в ремесленных производствах. Постепенно стала ощущаться нехватка земельных площадей и началась т.н. “великая греческая колонизация” (VIII–VI вв. до н.э.), которая привела к заселению пустынных побережий Средиземного и Черного морей и к образованию множества новых городов – полисов – и новых колоний (общим числом около 250). Впоследствии Платон говорил, что “…греки живут вокруг моря как лягушки вокруг болота”. Так начался самый яркий период развития не только древнегреческой, но и всей мировой цивилизации, причем именно Греция играла ведущую роль в этом периоде.
Историю древнегреческой культуры принято делить на четыре эпохи:
1 – раннюю или гомеровскую (XIX–VIII вв. до н.э.)
2 – архаическую (VIII–VI вв. до н.э.)
3 – классическую (V–IV вв. до н.э.)
4 – эллинистическую (IV–I вв. до н.э.)
Каждая из них имела специфические социальные и интеллектуальные достижения, о которых и пойдет речь ниже (исключая первую из этих эпох, т.к. она не была связана с зарождением науки).