
- •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
1.2.2. Культивация и одомашнивание
Постепенно аграрная революция захватила все ареалы расселения человека, образовав новую ветвь человеческой культуры – сельское хозяйство – со всеми сопутствующими ему элементами – ирригацией, селекцией, техникой и технологией обработки земли. Результатом стала культивация дикорастущих растений, т.е. их отбор и окультуривание, приведшее, в конце концов, к образованию современных сортов и видов. Так в Евразии были освоены хлопок, лен, пшеница, ячмень, горох, чечевица, виноград, в Восточной Азии и Китае – миндаль, бобы, чай, просо (которое в Китае до II тысячелетия до н.э. заменяло рис). На территории Южной Америки за 7–8 тыс. лет до н.э. началось возделывание тыквы, авокадо, фасоли, кукурузы, картофеля. Около 7 тыс. лет до н.э. на Ближнем Востоке научились варить пиво из злаков, а это уже первый алкогольный напиток.
Важным результатом аграрной революции стало введение календаря, причем практически во всех цивилизациях первые календари были лунными, т.к. легко различаемые фазы Луны удобно сопоставлялись со сроками сельхозработ. Годичный же, период, связанный с движением Солнца, не играл в них существенной роли (свой возраст в годах можно было определять по зарубкам на палке). Однако появление религиозных ритуалов и праздников потребовало согласования лунных лет с солнечными, что оказалось весьма сложным делом. Даже после зарождения христианства расчет пасхалий проводился по лунному календарю и требовал весьма сложных вычислений. Эти вычисления стали важным стимулом становления и развития астрономии, хотя происходило оно по-разному у различных народов.
Одним из ведущих достижений неолита стало освоение в VI тысячелетии до н.э. обожженной керамики, сыгравшей важнейшую роль почти во всех сферах жизни и деятельности первобытного человека и ставшей последней ступенью в истории материалов перед появлением металлов. Она стала основой гончарного дела, кирпичного производства, искусства малых скульптурных форм и т.д. Можно сказать поэтому, что первым «веком» в области искусственных материалов был не бронзовый, а «век керамики».
Следующим шагом неолитической революции стало одомашнивание диких животных и птиц. Первыми были одомашнены свиньи, козы и овцы, затем – быки и верблюды, (VII тысячелетие до н.э.), а также кошки. Одомашнивание кошки стало необходимостью для охраны от крыс и мышей запасов зерновых культур. Однако после появления гончарных сосудов для хранения зерна кошки постепенно перешли со двора в дом и стали сначала домашним, а впоследствии и священным животным (в Египте). Позднее были одомашнены птицы (куры, например, были приручены в Древней Индии в III тысячелетии до н.э., а в Европу были завезены в железном веке), ослы (Египет) и, наконец, лошадь (Ближний Восток, 1,5 тыс. лет до н.э.). По современным данным прародиной лошади был американский континент, откуда она, спасаясь от очередного оледенения, перекочевала в Азию. Новой родиной лошади стали закаспийские степи между Уралом и Средней Азией, откуда она извилистыми путями начала свое шествие по Древнему Миру. История лошади заслуживает отдельного разговора, т.к. она играла разную роль в разных цивилизациях. Позже всех произошло одомашнивание верблюда (около 0,5 тыс. лет до н. э.), на чем фактически завершился процесс доместикации диких животных, хотя число домашних животных (их всего было около 47 видов) несопоставимо мало по сравнению с общим количеством видов диких животных, обитающих на Земле (их около 140 тысяч).
Использование шерсти и кожи домашних животных, а также производство льна и хлопка стимулировали изобретение веретена, прядильной машины и ткацкого станка. Эти первые машины и механизмы (история которых начинается с VIII тысячелетия до н.э.) сыграли решающую роль в переходе к оседлости и в росте городов и торговли, резко ускорив темпы развития цивилизации. Аналогичный процесс развития претерпел и появившийся в Месопотамии, а затем и в Египте плуг (IV тысячелетие до н.э.). Тягловой силой для плуга были быки. До этого они (как и другие домашние животные) использовались преимущественно для обмолота зерна – животных гоняли по разложенным на земле снопам. Интересно, что в качестве тяглового животного лошадь в древнем мире не использовалась, и даже для перетаскивания сверхтяжелых грузов (многотонных каменных блоков при строительстве египетских пирамид) применялся человеческий труд. Причиной этого служило несовершенство тогдашней упряжи, ярмо которой было приспособлено для шеи быка. Для лошади и осла (онагра) это ярмо было крайне неудобным, т.к. при большой тяге оно душило лошадь, вынуждая ее запрокидывать голову и вставать на дыбы. Кроме того, еще не было подков, что лишало лошадь подвижности на камнях. Поэтому она использовалась в основном для езды на колесницах и небольших повозках. Специальный хомут для лошади появился в Европе только в средние века (X век н.э.) и был завезен, по-видимому, из Китая.
В Европе земледелие и скотоводство возникли также после окончания последнего ледникового периода, т.е. около 9–10 тысяч л.н., когда возросший уровень океана отделил Британские острова от материка. Еще позже оседлый образ жизни возник в Индии и Китае, где лишь в VI тысячелетии до н.э. были одомашнены собаки и свиньи, с V тысячелетия появилось просо и, наконец, со II тысячелетия до н.э. – рис.
Последним и самым важным достижением доисторического периода явилось изобретение письменности, произошедшее независимо и почти одновременно в середине IV тысячелетия до н.э. в Египте и Двуречье (в государстве шумеров). Шумерская и египетская письменность пошли по различным путям, именуемым пиктографическим (рисуночным) и иероглифическим письмом. Техника письма также была различной. В Двуречье использовалась клинопись – нанесение острой палочкой (стилетом) рисунка на поверхность сырой глины (размеры клинописных табличек лежали в пределах от 5 до 45 см), а в Египте – кисточкой с краской на лист папируса. К X веку до н.э. египтяне изобрели, а их соседи финикийцы усовершенствовали буквенно-звуковой алфавит, состоящий из 22 согласных букв, послуживший источником подавляющего большинства (свыше 4/5) остальных алфавитов мира. Некоторые историки полагают, что изобретение букв египтянами было вызвано необходимостью записи имен фараонов. Греки усовершенствовали этот алфавит, включив в него помимо согласных и гласные буквы. Отсюда впоследствии возникло большинство европейских алфавитов, как латинских, так и славянских.
Интересно отметить различия в системе письма у различных народов. Так шумеры писали клинописью на глиняных табличках слева направо. Египтяне использовали для письма иероглифы, причем писали справа налево, выписывая только согласные. От них эта система была воспринята финикийцами, а затем арабами и евреями. Греки, введя в обиход гласные, стали писать стилем «бустрофедон», когда четные строки пишутся слева направо, а нечетные – наоборот. В переводе «бустрофедон» означает «как бык пашет». В китайской и японской письменности иероглифы, обозначающие целые слова или буквосочетания, писались в столбик, сверху вниз.
Распространение письменности в Древнем Мире происходило значительно медленнее, чем шествие неолитической революции. Так, в Малой Азии и Индии она появилась около 2000 лет до н.э., в Китае – около 1500 г. до н.э., в Греции – около 1000 лет до н.э., в Риме – около 500 лет до н.э., а в центре Европы – только в последние десятилетия до н.э. и первые десятилетия н.э.
Изобретение письменности было следствием оседлого образа жизни, и оно открыло новую эру в историческом развитии человечества – эру информационных технологий. Весь дальнейший прогресс человеческой цивилизации, а также зарождение и становление науки и культуры стали следствием этого изобретения. Именно с него начался неуклонный и экспоненциально нарастающий процесс создания и накопления новой информации, аналога которому не было ни в какой другой популяции животного мира Земли. Этот процесс окончательно отделил человечество от животного мира и положил начало новой эпохе его развития – информационной глобализации, – когда важность и ценность письменной информации начала достигать, а зачастую и превышать многие материальные ценности бытовой жизни человека и общества.
Завершая разговор о неолитической революции стоит привести деление всей эпохи антропогенеза на 3 этапа, сделанное шотландским юристом А. Фергюссоном (1724–1816): дикость (охота и рыболовство), варварство (скотоводство и доместикация), цивилизация (земледелие и оседлость). Из них два последних непосредственно связаны с неолитической революцией, продолжительность которой составила 2–3 тысячи лет.
Резюме: Аграрная революция и переход к оседлости, первые сельскохозяйственные орудия, одомашнивание животных, птиц и растений. Возникновение семьи и переход от матриархата к патриархату, появление религиозных ритуалов и жертвоприношений, лунный календарь. Первые города и торговые центры, начало архитектуры. Изобретение прядильной машины, ткацкого станка и плуга. Век керамики и зарождение письменности.