
- •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
1.1.2. Социально-культурная эволюция
Как уже говорилось, первый исход пречеловека из Африки имел место 1,8 млн. л.н., когда появились его первые следы в Причерноморье и в Юго-восточной Азии (Индонезия). Второй исход привел к заселению евроазиатских регионов неандертальцами. Окончательное же заселение материков и континентов Земли произошло не ранее чем 60–40 тыс. л.н. Достоверные следы такого расселения относятся ко времени 25–20 тыс. л.н., т.е. ко времени пика последнего ледникового периода, когда южная граница европейского ледникового щита почти вплотную подошла к северному побережью Средиземноморья. Наступившее резкое похолодание климата вызвало понижение уровня Мирового океана на 100–150м и открыло сухопутные пути между континентами (так глубина Берингова пролива всего 30–40 м). Следствием этого расселения стало образование основных человеческих рас, культур, а впоследствии и религий. В целом же последние 100 тыс. лет оледенение материков достигало своих пиковых размеров 4 раза: 65 тыс. л.н., 53 тыс. л.н., 35 тыс. л.н. и 18 тыс. л.н. Отсюда видно, что нынешний межледниковый период явно затянулся и. возможно, именно это стало причиной наблюдаемого бурного научно-технического и экономического прогресса всего человечества.
Однако не везде вновь образовавшиеся популяции продолжили свое развитие. Так, племена, пришедшие в Австралию (около 65000 л.н.) и попавшие там в условия комфортной и безопасной жизни (отсутствие хищников и других врагов при изобилии пищи и территории), начали деградировать, и на сегодняшний день австралийские аборигены являются самой отсталой ветвью человеческой популяции. Они не овладели техникой сверления отверстий в камне, не научились делать глиняную посуду и у них не родилось такое грозное оружие как лук со стрелами. Самым же важным признаком их отставания от прочих цивилизаций оказалось то, что они не сумели создать систему земледелия и перейти к оседлой жизни. Тот факт, что бумеранг существовал фактически во всех континентальных цивилизациях, означает его зарождение еще до расселения первобытного человека по материкам, т.е. что он значительно старше лука. Достоинством австралийского бумеранга является его способность возвращаться к месту бросания.
Большую роль в эволюции животного мира Земли в ходе антропогенеза и расообразования играло чередование ледниковых периодов и периодов потепления климата Земли. Наиболее известной гипотезой этих чередований является астрономическая гипотеза, разработанная в 20–30-е годы XX века сербским ученым Милутиным Миланковичем (1879-1958).
Согласно ей температурный режим земной поверхности определяется прецессией земной орбиты, нутациями земной оси и малыми вариациями эксцентриситета орбиты. Периоды этих изменений составляют соответственно 26, 41 и 93 тыс. лет. Несмотря на малость амплитуд этих колебаний, их воздействие на среднюю температуру Земли и ее климат усиливается за счет положительных обратных связей (увеличение альбедо, т.е. коэффициента отражения при росте ледникового покрытия земной поверхности), приводящих к тепловой неустойчивости и периодическим климатическим катастрофам. Другой возможной причиной таких катастроф могут быть долгопериодические колебания постоянной солнечного излучения, связанные с ходом внутрисолнечных процессов, а также автоколебательные процессы в системе океан–атмосфера. Не исключено также и совместное действие этих причин.
Последние ледниковые периоды, продолжавшиеся в интервалах 80–45 и 25–12 тыс. л.н., активно стимулировали развитие человеческой цивилизации и человеческого интеллекта, способствуя зарождению различных изобретений и усовершенствований. Развивая известное высказывание Ф. Энгельса можно сказать, что именно ледниковый период создал кроманьонца. Так в последний ледниковый период (25–12 тыс. л.н.) появляются праща и бумеранг (древнейший из найденных бумерангов имеет возраст 21000 лет, изготовлен из дерева и имеет длину около 0,7 м), а затем (15–12 тыс. л.н.) – лук со стрелами и смычковая дрель для сверления отверстий и добывания огня. По-видимому, к этому же периоду относится и окультуривание первого растения – банана, – а также одомашнивание волка, ставшего собакой, незаменимой на охоте и охране жилища. Кстати, последнее применение лука со стрелами имело место в Отечественной войне 1812–1814г.г., когда против войск Наполеона в составе русской армии выступали башкирские отряды, вооруженные преимущественно луками и стрелами.
Хотя первые следы материальной культуры эректуса имеют возраст около 1млн. лет, элементы культуры духовной проявились только у кроманьонца, т.е. в самом конце эпохи антропогенеза, когда он начал расселяться по всей поверхности Земного шара. Самыми ранними образцами этой культуры считаются наскальные рисунки в Сахаре, сделанные 30–35 тыс. л.н., многие из которых демонстрируют таланты и мастерство первобытных художников. Из этих рисунков можно заключить, что их авторы умели пересчитывать разные объекты в пределах 3–5 штук (в этих же пределах считают своих щенков и нынешние собаки). К концу ледникового периода человек уже освоил счет и простейшие действия с числами в пределах 2–3 десятков. Однако счет еще носил сугубо предметный характер: 3 собаки и 3 оленя назывались разными словами. В качестве счетного инструмента служили 2 руки, а затем к ним добавились и две ноги. Так зародились первые системы счисления – двоичная и четверичная, – рудимент которых – счет парами – дожил до наших дней. Позднее инструментом счета стали пальцы рук, а затем и ног, что привело к зарождению 20-ричной системы счисления, существующей и ныне у некоторых изолированных племен. Переход же к 10-ричной системе был обусловлен возникшей привычкой носить обувь. Необходимость записи чисел на различных носителях (палочках, древесной коре, сырой глине, папирусе) постепенно отделила число от обозначаемого им предмета и положила начало формированию букв, слов, а затем и письменности. Важным числовым рубежом стал счет на камушках, откуда и возник нынешний термин «калькуляция» (от латинского «calculus» – камешек).
В завершение разговора о биологической эволюции человека отметим крайне важную роль географических и климатических факторов в процессе расообразования и формирования физических и физиологических различий у обитателей разных континентов. Так черный цвет кожи у негров Африки защищает ее от раковых патологий, густые курчавые волосы оберегают голову от перегрева, широкие плоские носы способствуют дыханию в жарком влажном воздухе, высокая плотность потовых желез на коже обеспечивает охлаждение тела в жарком климате. Для монголоидов характерна узкая глазная щель, защищающая глаза от пылевых и песчаных бурь, а также жировой слой на поверхности лица, оберегающий его от сухого и горячего ветра. Жители Европы отличаются выступающим носом, полости которого согревают вдыхаемый холодный воздух.
Наряду с физическими различиями у разных рас и народов по-разному формировались и их интеллектуальные особенности, о чем говорят проведенные в 80-х годах ХХв. измерения объема мозга. Наибольший средний объем оказался у монголоидов (1416см3), затем следовали европейцы и белые американцы (1370см3). У африканских негров этот объем составил 1270см3. Исследование коэффициента интеллектуальности (IQ) продемонстрировало такие же различия. Так если у европейцев и белых американцев этот показатель равен по определению 100 баллам, то у афроамериканцев он составил 85 баллов, у африканских народов – 70–80 баллов, зато у монголоидов оказался равен 110 баллам. Самый низкий уровень IQ оказался у бушменов Африки и аборигенов Австралии (60–70 баллов). Наивысшее же значение IQ было зарегистрировано у нобелевских лауреатов (150–170 баллов). В современном западном мире люди, имеющие IQ меньше 70,(заселивших Азию 60 – 70 тыс.л.н.) или объем мозга меньше 900 см3 считаются умственно отсталыми. Что касается россиян, то у них он колеблется в пределах 90–95, причем меньших значений он достигает зачастую у лиц, принадлежащих к социальной элите (у начальников и руководителей различных рангов!). Можно еще отметить свойственное всем народам различие объема мозга и коэффициента IQ у мужчин и женщин: у первых объем мозга оказывается больше примерно на 100 см3, а IQ больше на 5 баллов. Интересно добавить к этим данным и следующую цифру: среди нобелевских лауреатов женщины составляют менее 4,5%. Стоит еще отметить тот факт, что, согласно недавним исследованиям новозеландского ученого Дж. Флинна, во всех странах мира среднее значение IQ постепенно растет со скоростью 1 балл за 10 лет. Объясняется это, по-видимому, нарастанием информационных потоков во всех странах и во всех сферах жизни.
Резюме: Прямохождение, архантроп, эректус, хабилис, речевое общение, цветовое зрение. Увеличение объема мозга и продолжительности жизни. Простейшие каменные орудия, праворукость, асимметрия мозговых полушарий, изменение телесной конституции самок и их роли в родовой общине. Освоение огня, строительство жилищ, роль климатических катастроф, экспансия по континентам. Расообразование и расовые различия, неандертальцы и кроманьонцы. Деревянная рукоятка, лодка с веслом, праща, бумеранг, лук со стрелами, смычковая дрель. Одомашнивание собаки, культивация банана, первые наскальные рисунки, первые захоронения. Счет и системы счисления.