2.4. Состояние наук о природе в эллинистическом мире. III до н.Э. - III н.Э.

Начиная с Аристотеля разделение наук, стихийно начатое еще ранее, получило свое теоретическое обоснование. Великих философских систем уже не рождал греческий дух, зато в отдельных науках и, прежде всего естественных, наблюдался значительный прогресс. Этот период связан с Александрией Египетской, с городом, где благодаря династии Птолемеев был создан центр наук - Мусейон и где ученые поддерживались государством. Знаменита Александрийская библиотека, содержавшая при Цезаре 700 тыс. свитков. С Александрией связана деятельность таких ученых как Евклид, Архимед, Аристарх, Герон, Феофраст и многих других. 3десь же был и центр истории, филологии, изобразительных искусств. Поскольку состоянию математики и физики было уже уделено достаточное внимание, причем затронута и поздняя, эллинистическая эпоха, рассмотрим сейчас развитие других наук естественного ряда. Механика. Если вы заметили, то механика, очень рано выделившаяся в отдельную область деятельности, не фигурирует в качестве самостоятельной ни в иерархии наук Платона, ни даже Аристотеля. С чем это связано? Для античного мышления характерно противопоставление естественного с одной стороны и искусственного, созданного человеком, с другой. Для античности именно здесь разделялись наука и техника. Физика рассматривает природу вещей, их сущность, их свойства, движения и рассматривает так, как они существуют сами по себе. Механика же - это искусство, позволяющее создавать инструменты для осуществления таких действий, которые не могут быть произведены самой природой. Механика для древних это вовсе не часть физики, а особое искусство построения машин, оно не может добавить ничего существенного к познанию природы, ибо представляет собой не познание того, что есть в природе, а изобретение того, чего в природе нет. Само слово «механика» означает «орудие», более того ухищрение, уловка. То есть механика есть средство перехитрить природу и получить пользу. А известно как наука в Древней Греции относилась к пользе. Так, согласно одному анекдоту, однажды к Евклиду подошел юноша и попросил, чтобы тот взял его в ученики. При этом юноша спросил Евклида, какую пользу он получит, изучив геометрию? Согласно преданию, Евклид повернулся к своему рабу и презрительно сказал: «Дай этому человеку 3 обола, пусть он получит от геометрии пользу!» Тем не менее, талант греков и известная простота механики (вспомним О. Конта) привели к большим успехам ее в эллинистический период. Даже Платон «подозревался» в изобретении водяного будильника, а что касается Архимеда, то его механический гений оставил нам множество легенд.

Архимед.

Это ученый-естественник в строгом смысле, не философ, хотя очень разносторонний ученый. Он - математик, взявшийся за труднейшие проблемы своего времени: вычисление площадей криволинейных фигур, вычисление поверхностей и объема цилиндра и шара. В его методах проявляются элементы высшей математики, в частности, интегральные методы. Причем уже древние восхищались строгостью, изяществом и простотой его доказательств. Он - оптик, но, к сожалению, его объемистый труд об отражениях «Катоптрика» не сохранился. Он - астроном, строитель первого «планетария» (астрономической сферы) и прибора для измерения видимого диаметра Солнца. Он - физик, создатель гидростатики и автор одноименного закона. Наконец, он - механик, причем одновременно и механик-теоретик (создатель статики) и механик-практик - автор многочисленных механических приспособлений, в том числе боевых машин, успешно использовавшихся при обороне Сиракуз. В гидростатике Архимед формулирует известный закон. При этом он исходит из одного предположения, задающего модель идеальной жидкости: «Предположим, что жидкость имеет такую природу, что из ее частиц, расположенных на одинаковом уровне и прилежащих друг к другу, менее сдавленные выталкиваются более сдавленными и что каждая из частиц сдавливается жидкостью, находящейся над ней по отвесу, если только жидкость не заключена в каком-нибудь сосуде и не сдавливается чем-то другим». Это единственное предположение, исходя из которого, Архимед выводит все остальное. - Поверхность всякой жидкости, установившейся неподвижно, будет иметь форму шара, центр которого совпадает с центром Земли. - Тела равнотяжелые с жидкостью, будучи опущенными в эту жидкость, погружаются так, что никакая их часть не выступает над поверхностью жидкости, и не будут двигаться вниз. - Тело более легкое, чем жидкость, будучи опущено в эту жидкость, погружается настолько, чтобы объем жидкости, соответствующий погруженной части тела имел вес, равный весу самого тела. - Тела, более легкие, чем жидкость, опущенные в эту жидкость насильственно, будут выталкиваться вверх с силой, равной тому весу, на который жидкость, имеющая равный объем с телом, будет тяжелее этого тела. - Тела более тяжелые, чем жидкость, опущенные в эту жидкость, будут погружаться пока не дойдут до самого низа и в жидкости станут легче на величину веса жидкости в объеме, равному объему погруженного тела. Все эти положения доказываются. Это великолепный образец математической физики, не имеющий равных вплоть до нового времени. С гидростатическими исследованиями, связан и метод определения удельного веса, разработанный Архимедом. Он всем памятен по известному рассказу Плутарха о короне Гиерона. В теоретической механике Архимед.- основатель статики, одного из трех разделов механики. Именно он разработал учение о равновесии твердых тел: установил понятие центра тяжести, разработал методы его нахождения, дал первую теорию рычага, вообще создал единую систему, дающую возможность решать задачи на равновесие, которая оформилась в самостоятельную научную область. В области практической механики Архимед изобрел «архимедов винт» - винт для подъема воды, который затем широко использовался в Египте для подъема воды из Нила на высоту до 4-х метров; около сорока других механических изобретений.

 Знаменита легенда о боевых машинах Архимеда, построенных им для защиты Сиракуз от римлян, которая имеет под собой несомненное историческое основание. Приведем цитату из Плутарха: «Итак римляне напали с двух сторон, и сиракузяне растерялись и притихли от страха, полагая, что им нечем сдержать столь грозную силу. Но тут Архимед пустил в ход свои машины, и в неприятеля, наступающего с суши, понеслись всевозможных размеров стрелы и огромные каменные глыбы, летевшие с невероятным шумом и чудовищной скоростью, они сокрушали все и всех на своем пути и приводили в расстройство боевые ряды, а на вражеские суда вдруг стали опускаться укрепленные на стенах, брусья и либо топили их , силою толчка, либо, схватив железными руками или клювами вроде журавлиных, вытаскивали носом вверх из воды, а потом кормою вперед, пускали ко дну, либо, наконец, приведенные в круговое движение скрытыми внутри оттяжными канатами, увлекали за собою корабль и, раскрутив его, швыряли на скалы и утесы у подножия стены, а моряки погибали мучительной смертью. Нередко взору открывалось ужасное зрелище: поднятый высоко над морем корабль раскачивался в разные стороны до тех пор, пока все до последнего человека не оказывались сброшенными за борт или разнесенными в клочья, а опустевшее судно разбивалось о стену или снова падало в воду, когда железные челюсти разжимались. .... В конце концов, видя, что римляне запуганы до крайности и что, едва заметив на стене веревку или кусок дерева, они поднимают отчаянный крик и пускаются наутек в полной уверенности, будто Архимед наводит на них какую-то машину, Марцелл отказался от дальнейших стычек и приступов, решив положиться на время» /1/.

 Архимед по своему геометрическому подходу к решению физических проблем и ценностным установкам близок, скорее, к математической программе Платона, но по своему инженерному и экспериментальному, опытному характеру идет даже дальше Аристотеля к методам и воззрениям новой физики. Тем не менее, на своей могиле он просил установить памятник с изображением шара, вписанного в цилиндр и надписать установленное им соотношение их объемов 2:3, считая это главной своей заслугой. Другим великим механиком античности был Герон Александрийский (около 120 г н.э.). Это практик-механик и практик-математик. В математике он разрабатывал методы приближенных вычислений, задачи на землемерение. Его многочисленные механические изобретения, впрочем, носили характер игрушек /2/. Например, автомат для открывания дверей в храм с одновременным возжиганием жертвенного огня. В своих автоматах Герон впервые использовал силу пара.   Герон по своей научной позиции, ценностным установкам отличен от прежнего направления греческой науки, в его работах чувствуется восточное и римское влияние.