
- •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
8.1.1. Новации Средневековья
В истории хорошо известен тот факт, что разрушение старых социальных структур и переход к новым сопровождается, как правило, чередой малых революций, перестройкой идеологических и экономических основ, массовыми миграциями населения и рождением новых технологий. Такие процессы начались и в Европе после крушения Римской империи, когда после глубокого падения уровня жизни европейцев в V – VI вв. исчезла основная рабочая сила – рабы, а свободные граждане, и даже варвары еще не научились эффективно трудиться. Стали деградировать торговля, земледелие, ремесленничество, почти прекратилось каменное строительство, а многие здания растаскивались на кирпичи. Не прокладывались новые дороги, а старые зарастали бурьяном. Практически исчезли грамотные люди – их можно было найти только в монастырях. В этих условиях появление в Европе в VII веке у славянских племен тяжелого плуга с лемехом и переход к трехпольной системе земледелия (VIII век) положили начало новому сельскому хозяйству, производительность которого стала быстро нарастать. Фактически рост эффективности крестьянского труда начался в IX веке, когда из Китая в Европу пришла лошадиная упряжь и хомут, а от кельтских племён – технология подковывания лошадей, отчего производительность земледельческого труда возросла в 4 – 5 раз.
Эти новации вместе с потеплением климата привели к тому, что в течение двух веков (1050 – 1250 годы) в Европе произошла малая аграрная революция. Большую роль здесь сыграла высокая восприимчивость европейцев к различным новшествам, приходящим из дальних стран. Это водяная мельница, а затем и водяное колесо, как универсальный механический привод для различных нужд, это ветряная мельница и первые мануфактуры со станками и механизмами, это первые технические революции – промышленная, транспортная, камнестроительная и др. Наконец, это грандиозная социальная трансформация всей Европы, завершившаяся появлением основных европейских государств, их столиц, крупных монастырей, производственных центров и системы малых городов. Оценивая эти европейские новации, американский историк техники Л. Уайт писал: «Главным достижением Средневековья были не его соборы, не его этика или схоластика, а построение первой в истории сложной цивилизации, не основанной на использовании тяжелого труда рабов».
Важную роль в научно-техническом и технологическом прогрессе Европы сыграли крестовые походы, а также последствия мусульманского ренессанса. Резко изменившееся взаимодействие христианского и мусульманского миров способствовало проникновению в Европу как ценностей арабской культуры, так и спасенных арабами шедевров древнегреческой науки, искусства и философии. Эти ценности были с восхищением встречены европейцами позднего Средневековья, постепенно освоены ими, и в результате стали краеугольными камнями приближавшейся эпохи Возрождения.
Сбор и концентрация достижений различных цивилизаций и их практическое использование привели к закономерному результату – европейская цивилизация начала бурно прогрессировать, обгоняя прочие цивилизации, у которых она перенимала большинство новшеств, даже китайскую, игравшую ведущую роль в технике и технологии в эпоху Средневековья. Причина такого прогресса довольно прозрачна: именно в этот период и именно в Европе начались первые попытки синтеза научных и технико-технологических достижений. Это открыло возможности выхода на новый уровень как по качеству товарной продукции различных мануфактур, так и по масштабам её производства. Хотя до полномасштабной промышленной революции было еще далеко, её ростки стали образовываться именно в это время.
Шаги европейского Средневековья нашли свое отражение и на территории Древней Руси. После принятия князем Владимиром Мономахом (Владимиром Крестителем) православия как государственной религии (988 – 989 гг.) начался активный процесс строительства новых храмов и развития русской письменности. Самым значительным архитектурным памятником того времени стал Софийский собор в Киеве, заложенный в 1037 г. сыном Владимира Ярославом Мудрым (987 – 1054). При соборе была организована крупнейшая киевская библиотека, хранившая сотни русских и греческих рукописных книг. В Великом Новгороде Ярослав основал первую русскую школу на 300 человек, предназначенную для детей духовенства. С этого времени Новгород становится культурным центром Руси и в 1136 г. здесь появилось первое российское математическое сочинение, написанное новгородским книжником Кириком (1120 – 1156) и посвященное календарно-астрономическим расчетам пасхалий, постов и прочих религиозных дат. Практическим расчетам приплода скота и урожайности зерновых был посвящен ряд статей законодательного сборника «Русская Правда», составленного в Великом Новгороде по указанию Ярослава Мудрого и его сыновей. Можно считать поэтому, что Новгород Великий стал не только колыбелью Русского государства, но и очагом его математической культуры. Однако начавшееся в 1206 г. нашествие татаро-монгольских полчищ Чингизхана остановило процесс культурного подъёма Руси, отгородило её на несколько столетий от европейского сообщества и фактически уничтожило ростки зародившейся системы образования. Последнее обстоятельство сыграло страшную роль в истории страны, утратившей возможность участия в европейском Возрождении. Можно лишь констатировать, что первые российские университеты и Академии возникли на 5 столетий позднее европейских.
В странах Европы еще в эпоху крестовых походов начали формироваться принципы конкурентного взаимодействия различных производителей, основы феодального законодательства, отличного от классического римского, стали образовываться новые профессиональные группы, разнообразные цеховые структуры и их кодексы. Нарастающую роль в этих процессах играли такие факторы, как интенсивный обмен знаниями, технологиями, элементами бытовой культуры, что ускоряло общее развитие европейского общества и его институтов. Знаковым явлением стало зарождение схоластики, сыгравшей как отрицательную, так и положительную роль в системе образования, в совершенствовании умозрительных рассуждений, в становлении формальной логики. Основные жанры схоластики («схоластика» в переводе – «школярство») – комментарии, диспуты, оппонирование, подытоживание (суммация) – постепенно вошли в европейскую культуру и образование, сформировав многие традиции, существующие до настоящего времени.
Характерной особенностью средневековых городов стало их постепенное превращение в торгово-промышленные и религиозно-образовательные центры, отгороженные мощными стенами и рвами от окружающих феодальных угодий. Постепенно города и их обитатели стали сторонниками централизованной королевской власти в её борьбе с феодальной вольницей, её междоусобицей и захватническими устремлениями. Междоусобные войны в свою очередь сыграли важную роль в прогрессе вооружений, став стимулом развития металлургии, кузнечного и слесарного дел, а также способствовали возникновению новых мастеровых и инженерных профессий. Возникшее в городах товарное производство содействовало появлению и умножению двух новых классов феодального общества – ремесленников и купцов,– ставших первичными элементами будущего капиталистического общества.
Необходимо упомянуть об одном типично городском изобретении средневековых ремесленников – изобретении очков. К сожалению, автор этого выдающегося изобретения остался неизвестным, а его имя, несомненно, вошло бы в историю. Известно лишь, что оно было сделано либо Р. Бэконом, либо неким итальянским мастером-шлифовальщиком около 1285 года (именно итальянские стеклошлифовальщики славились тогда своим искусством). Причём это были очки от старческой дальнозоркости, т.к. очки для близоруких появились только в середине XV века. Скорее всего, первое открытие очков было сделано случайно, безо всякого использования оптической науки, которая к тому времени была уже хорошо развита теоретически, но совершенно не касалась практических задач. Это вопиющее расхождение теории и практики, тянущееся еще с античных времен, было преодолено лишь в XVI веке знаменитым Леонардо да Винчи в его замечательных работах по прикладной оптике. До этого времени университетские профессора читали студентам курсы теоретической оптики, полностью игнорируя висящий у них на переносице простейший оптический прибор – очки.