
- •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
4.2.2. Зарождение атомистики
Самым известным учеником Зенона был Левкипп (500 – 440), которого принято считать родоначальником философии атомизма, т.е. концепции конечной делимости вещества. В своей поэме “Природа” он первый заговорил о принципе причинности утверждается, что каждое наблюдаемое явление имеет естественную причину и обоснование. Настоящим же апологетом атомистики стал его ученик и последователь, далеко превзошедший своего учителя, знаменитый философ-энциклопедист, ставший самой яркой фигурой среди досократиков Демокрит (460 – 360). Сын богатого купца из города Абдеры (греческая колония во Фракии) он, получив после смерти отца большое наследство (около 100 талантов), истратил его на свое образование и путешествия по странам Востока, посетив за 8 лет Египет, Персию, Индию, Вавилон. Учась у жрецов, мудрецов и халдеев, он почерпнул огромный запас знаний по разным наукам: это медицинские и химические рецепты, это факты астрономических наблюдений, это разнообразные математические результаты и т.д. Во время своих странствий он встречался с Филолаем, Анаксагором, Гиппократом, составил карту ойкумены. Вернувшись на родину, Демокрит занялся изучением и обработкой собранных материалов, активно используя их в своих сочинениях по физике, биологии, астрономии, о явлениях природы. Увлекшись написанием философских работ, Демокрит забросил прочие дела и, в конце концов, оказался в нищете. По законам города сын, впустую истративший отцовское наследство, подлежал изгнанию. Однако когда Демокрит изложил согражданам свое философское сочинение “Мироздание” они, пораженные открывшейся картиной Вселенной, собрали для него денежную сумму намного большую, чем стоимость истраченного наследства. Впоследствии он был выбран архонтом города, а после смерти в его честь были установлены медные статуи и выпущены серебряные монеты с государственным гербом и надписью: “При Демокрите”. В своей общественной деятельности Демокрит отстаивал принципы демократии.
Став известным философом, Демокрит основал в Афинах научную школу и стал разрабатывать и пропагандировать атомистическую модель Вселенной. К этой модели он пришел умозрительным путем, не используя каких-либо экспериментов. Следуя Левкиппу и введя в натурфилософию новое понятие – атом, – представляющий собой мельчайшую, частицу вещества, а также используя понятие пустоты, Демокрит с их помощью объясняет все явления материального мира и образование всех веществ, предметов и организмов. Согласно Демокриту, атомы бесконечны по числу и бесконечно разнообразны по форме, причем каждой форме отвечает определенное вещество. Сами атомы при этом беспорядочно движутся в пустоте “как пылинки в солнечном луче”, сталкиваясь друг с другом. При столкновениях одинаковых атомов они сцепляются вместе и образуют то или иное вещество в соответствии с великим принципом Античности “сходное стремится к сходному”. Именно так образовалась Земля и другие миры Вселенной, у которых центральная часть сложилась из наиболее тяжелых атомов, а вода и воздух – из легких. Предвосхищая идеи Дж. Бруно, Демокрит постулировал существование бесконечного числа других Миров в бесконечной Вселенной, обладающих, как и Земля, своими Солнцем, Луной и звездами! Он первый заявил, что Млечный путь – это скопище звезд! Что касается самой Земли, то она, по мнению Демокрита, имеет форму барабана с вогнутыми днищами, на поверхности которых и живут люди.
Живые существа также образованы из атомов (округлой формы), а боги – из атомов более мелких и прочных, причем боги смертны, хотя и могут жить намного дольше людей. Сам же человек “…дитя случая, зародившееся в воде и иле”. Будучи фактически атеистом, Демокрит считал, что вера в богов вызвана страхом перед явлениями Природы, перед неизвестностью жизни и страхом перед смертью. Также он писал: “Лишь согласно общепринятому мнению существуют цвет, сладкое, горькое. В действительности же существуют только различные атомы и пустота”. По мнению некоторых историков Демокрит не остановился на идее “атомов”, но пошёл дальше, полагая, что атомы, в свою очередь, состоят из неких предельно мельчайших частиц, названных им “амеры”. Эти частицы не имеют формы и центра, обладая при этом минимально возможным размером. Нетрудно видеть, что эта идея созвучна сегодняшней идее “кварков”, образующих, согласно современной физике, все элементарные частицы (т.е. “атомы” по Демокриту).
Большое внимание уделял Демокрит развитию идей причинности Левкиппа, о чем свидетельствуют и названия его сочинений: “Причины небесных явлений”, “Причины, относящиеся к животным”. Красной нитью в его сочинениях проходит утверждение Левкиппа: “Ни одна вещь не возникает беспричинно, но все возникает на каком-нибудь основании и в силу необходимости”. Считал, что познание природы – самое прекрасное занятие на свете и поэтому, посвятив себя отысканию причинного объяснения естественных явлений, можно стать более счастливым, чем получив царский трон! Говорил также, что слово может быть действеннее золота. Продолжая традиции первых философов, обличал глупость и невежество: “Лучше пусть глупцы повинуются, чем повелевают”, “Ни искусство, ни мудрость не могут быть достигнуты, если им не учиться”, “Телесная красота человека есть нечто животное, если за ней не скрывается ум”, “Не деньги и не удовольствия делают человека счастливым, но правота и мудрость”. Среди сочинений Демокрита имеются и работы по математике: “О числах”, “О геометрии”, “О касании круга и шара” и т.д. Считается, что он самостоятельно открыл, хотя и не дав доказательств, формулы для объема конуса и пирамиды.
Сохранилось неожиданное свидетельство знаменитого римского философа и политического деятеля Цицерона, жившего тремя веками позднее Демокрита: ”Демокрит сам себя лишил зрения, так как считал, что думы и размышления разума при созерцании и осмысливании природы будут более оживленными, когда освободятся от развлечения зрения и препятствий глаз”.
Прожив очень долгую жизнь (около 100 лет) Демокрит оставил после себя ценнейшее идейное наследие, ставшее основой современного естествознания. Однако его собственноручных работ до нашего времени фактически не дошло, а сохранилось лишь около 70 их названий. Отдельные фрагменты этих сочинений цитируются в трудах многих античных авторов, главным образом его оппонентов, комментаторов и даже ниспровергателей. К числу оппонентов Демокрита принадлежали такие фигуры как Аристотель, решительно выступавший против философии атомизма, и пустоты а также его учитель Платон, который, по свидетельствам современников, скупал везде, где видел, сочинения Демокрита и тут же сжигал “произведения безбожника”. Тем же занимались и его ученики.
Наиболее серьезным последователем Демокрита стал известный афинский философ Эпикур (341 – 270 гг.), который отступил от детерминизма Демокрита и ввел в поведение атомов некую “волю случая”, благодаря которой они могут совершать непредсказуемые движения в случайные моменты времени. Именно отсюда, согласно Эпикуру, и возникает разнообразие и непредсказуемость поведения людей и животных. Это гениальное предвидение было в полной мере понято и оценено только через две с лишним тысячи лет, при появлении квантовой физики. Вообще идея о том, что “миром правит случай”, была весьма популярна в языческой Греции, и её влияние прослеживается не только в философских построениях, но и в литературных и драматургических произведениях.
Еще одно оригинальное утверждение Эпикура связано с “незримостью” многих явлений и телесных сущностей, о существовании которых человек может только догадываться. Так он не может видеть, как сохнет мокрое белье, однако догадывается, что из него при этом вылетают “атомы воды”. Также он не видит дующего ветра, хотя и ощущает его своей кожей. Известны следующие слова философа: “Пусть никто в молодости не откладывает занятий философией”. Считая Вселенную безграничной в пространстве и во времени и наполненной бесчисленным количеством обитаемых Миров, подобных Земле, Эпикур, тем не менее, отрицал ее шарообразность на том основании, что антиподы не могут “ходить вверх ногами”.
В основанной в Афинах в 306 г. до н.э. философской школе “Сад Эпикура”, он проповедовал своим ученикам (среди которых были и женщины) созерцательный образ жизни, основанный на культе любви, духовных и телесных наслаждений и утонченных философских бесед. Важным тезисом таких бесед была забота об ограничении своих потребностей, ибо “у кого меньше потребностей, у того больше наслаждений”. Поэтому образ жизни Эпикура и его учеников был почти аскетический, кружки разбавленного вина было им вполне достаточно для застольной беседы, а чаще они пищу запивали водой. В одном из своих писем философ просил друзей: “пришлите мне горшочек сыра, чтобы можно было пороскошествовать”. В соответствии со своим принципом: “Мудрец не должен быть влюблён”, он не завёл семью, не имел детей, а в бытовой жизни придерживался правила: “Хорошо живёт тот, кто хорошо спрятался”. К сожалению, последующие поколения исказили тезисы Эпикура и его школы, и ныне “эпикурейцами” называют тех людей, которые безудержно предаются низменным и чувственным удовольствиям, отрицая духовность и утонченность. Стоит отметить, что школа “Сад Эпикура” оказалась очень популярной в Античном мире, просуществовав до V в.н.э., т.е. около 8 веков.
Пытаясь избавить своих учеников от страха перед смертью, Эпикур говорил, что боги, хотя и существуют, никак не вмешиваются в жизнь людей, а душа человека так же смертна, как и его тело и распадается вместе с ним. Отрицая тем самым учение Платона о бессмертии души, Эпикур призывал людей жить простыми сиюминутными земными радостями. О себе он говорил: “Я ликую от радости телесной, питаясь хлебом и водой, и плюю на дорогие удовольствия за их неприятные последствия”. В свой смертный час он лег в ванну с горячей водой, выпил неразбавленного вина, пожелал своим ученикам следовать его философии и тихо ушел в мир иной.
Основные сочинения Эпикура “О природе” и “Главные мысли” не дошли до нашего времени, сохранились лишь их отдельные тезисы в 3-х его письмах современникам. Наиболее полное изложение атомистического учения Демокрита – Эпикура было сделано впоследствии римским поэтом-философом Лукрецием Каром
(98 – 54 гг. до н.э.) в его гениальной поэме “О природе вещей”. Она широко цитируется в монографиях и учебниках, и послужила основой для докторской диссертации К. Маркса: “Различие между натурфилософией Демокрита и натурфилософией Эпикура”. Эта поэма из 6 книг явилась первым атеистическим натурфилософским сочинением, и оказала серьёзное воздействие на творчество многих последующих античных и послеантичных авторов – учёных, философов и поэтов. Содержание книг видно из их наименований:
Материя и пространство
Движение и форма атомов
Жизнь и сознание
Чувственность и половое влечение
Космология и социология
Метеорология и геология.
В этих книгах автор говорит, что Вселенная – это множество миров, состоящих из атомов, которые образуют предметы “подобно тому, как одинаковые буквы образуют разные слова”. Также он дал рациональное объяснение многим явлениям природы – грому и молнии, вулканам и землетрясениям, облакам и пр. Живые организмы, согласно Лукрецию, постепенно меняются со временем, причём слабые отмирают, а жизнеспособные остаются. А это уже не что иное, как идея об эволюции жизни. Многие идеи и утверждения Лукреция имели провидческий смысл: “... из ничего не рождаются вещи. Также не могут они народившись, в ничто обратиться”. Это явное предвидение законов сохранения. “Так и прочие вещи пламя дают, разогревшись движением. Становится мягким и шарик свинцовый, когда его долго катают”. Здесь просматривается идея перехода механического движения в тепло. Вопреки утверждению Аристотеля о том, что тяжёлое тело падает быстрее чем лёгкое, Лукреций говорит: “... вследствие этого вещи, которые разнятся весом, падать должны одинаково все в пустоте неподвижной”. Эти и многие аналогичные высказывания демонстрируют глубину мышления автора, который, не будучи профессиональным натурфилософом, сумел понять и принять атомистическую философию своих предшественников и дать ей яркое поэтическое воплощение. Поэтому его можно считать выдающимся популяризатором греческой науки, занявшим достойное место в её пантеоне.