Тема 2. История естествознания.

1. Преднаука Древнего Востока.

Анализ качества знаний и представлений о мире, накопленных внутри вавилонской, шумерской, китайской и индийской древних культур, говорит о том, что эти цивилизации вырабатывали конкретные знания в области математики, астрономии на базе определённого практического опыта, далее они передавались по принципу наследственного профессионализма, от старшего к младшему внутри касты жрецов. При этом знание квалифицировалось как идущее от Бога, покровителя этой касты, отсюда - стихийность этого знания, отсутствие критической позиции по отношению к нему, принятие его практически без доказательства, невозможность подвергнуть его существенным изменениям. Такое знание функционирует как набор готовых рецептов, и никто не задается вопросом: как были получены эти знания и можно ли их изменять, делая более совершенными.

Знанию древневосточных цивилизаций не были свойственны ни фундаментальность, ни теоретичность, все они имели сугубо прикладной характер. Та же астрология возникла не из чистого интереса к строению мира и движению небесных тел, а из необходимости определения времени разлива рек, составления гороскопов. Ведь небесные светила, по представлению вавилонских жрецов, являлись ликами богов, наблюдавшими за всем происходящим на Земле и существенно влияющими на все события человеческой жизни.

Несмотря на высокий уровень астрономических сведений народов Древнего востока, их взгляды на строение мира ограничивались непосредственными зрительными ощущениями. Поэтому в Вавилоне сложились взгляды, согласно которым Земля имеет вид выпуклого острова, окруженного океаном. Внутри Земли будто бы находится «царство мертвых». Небо - это твердый купол, опирающийся на земную поверхность и отделяющий «нижние воды» (океан, обтекающий земной остров) от «верхних» (дождевых) вод. К этому куполу прикреплены небесные светила, над небом будто бы живут боги. Солнце восходит утром, выходя из восточных ворот, и заходит через западные ворота, а ночью оно движется под Землёй.

Согласно представлениям древних египтян Вселенная имеет вид большой долины, вытянутой с севера на юг, в центре её находится Египет. Небо уподоблялось большой железной крыше, которая поддерживается на столбах, на ней виде светильников подвешены звёзды.

В Древнем Китае существовало представление, согласно которому Земля имеет форму плоского прямоугольника, над которым на столбах поддерживается круглое выпуклое небо. Разъяренный дракон будто бы согнул центральный столб, вследствие чего Земля наклонилась к востоку. Поэтому все реки в Китае текут на восток. Небо же наклонилось на запад, поэтому все небесные светила движутся с востока на запад.

2.2. Возникновение античной науки.

Появление собственно науки происходит в Древней Греции в 6 вв. до н.э. Именно в знаниях, накопленных греками, проявляются те характеристики, которые позволяют говорить о греческом знании о природе как о науке. Прежде всего к этим характеристикам относятся деятельность по целенаправленному получению новых знаний, наличие специальных людей и организаций для этого, а также наличие соответствующих материалов и технологий по получению этого знания. Цель греческой науки - постижение истины из чистого интереса к самой истине. Эта наука системна и рациональна. Именно в Греции возникают такие формы познавательной деятельности, как систематическое доказательство, рациональное обоснование, логическая дедукция, идеализация и другие, из которых в дальнейшем и развилась наука. Но решительный отказ от практической деятельности имел и обратную сторону - неприятие эксперимента как метода познания, что закрывало дорогу становлению экспериментального естествознания, являющемуся характерной чертой современной науки.

Развитие греческой науки выражалось, прежде всего, в развитии философии как учения о природе.

В ранней древнегреческой натурфилософии господствовала идея о некоторых исходных первоначалах, лежащих в основе мироздания. К таким первоначалам, из которых якобы создается весь окружающий мир, относили либо так называемые четыре «стихии» (воду, воздух, огонь, землю), либо какое-то мифическое первовещество. Подобное первовещество, придуманное древнегреческим натурфилософом Анаксимандром и названное им «апейрон», первоначально представляло собой неопределённую туманную массу, находившуюся в постоянном круговом вращении, из которой, в конце концов, якобы произошло все многообразие мира.

Но уже в этот период на смену подобным представлениям о мире приходит стройное по тому времени атомистическое учение о природе. Выдающимся представителем новой натурфилоофской идеологии атомизма был Демокрит. Основные принципы его атомистического учения можно свести к следующим положениям:

1. Вся Вселенная состоит из мельчайших материальных частиц - атомов и незаполненного пространства - пустоты. Наличие последней является обязательным условием для осуществления перемещения атомов в пространстве.

2. Атомы неуничтожимы, вечны, а потому и вся Вселенная, из них состоящая, существует вечно.

3. Атомы представляют собой мельчайшие, неизменные, непроницаемые и абсолютно неделимые частицы - «кирпичики мироздания».

4. Атомы находятся в постоянном движении, изменяют своё положение в пространстве.

5. Различаются атомы по форме и величине. Они настолько малы, что недоступны для восприятия органами чувств человека.

6. Все предметы материального мира образуются из атомов различных форм и различного порядка их сочетаний.

Идеи атомистики получили своё развитие в учении Эпикура, который осуществил попытку найти какие-то внутренние источники жизни атомов. Он высказал мысль, что изменение направления их движения может быть обусловлено причинами, содержащимися внутри самих атомов. Это был шаг вперёд по сравнению с Демокритом, в учении которого атом непроницаем, не имеет внутри себя никакого движения, никакой жизни.

Пифагор, а позже Платон, основал математическую модель мира, которая предполагала, что мир - это упорядоченный космос. Упорядоченность Космоса является следствием существования некоего всепроникающего разума, наделившего природу назначением и целью. В силу родства мирового и человеческого разумов последнему доступен «великий замысел», для этого необходимо развивать соответствующие способности (разум, интуицию, опыт, память и др.). Умозрительное восприятие мира обнаруживает за видимым миром некий вневременной порядок, сущность которого выражается в количественных отношениях действительности.

Одним из величайших учёных и философов античности, чья деятельность совпала с афинским периодом развития древнегреческой натурфилософии, был Аристотель (384-322 гг. до н.э.).

В истории науки Аристотель известен, прежде всего, как автор космологического учения, которое оказало огромное влияние на миропонимание многих последующих столетий. Космология Аристотеля - геоцентрическое воззрение: Земля, имеющая форму шара (за счёт круглой тени на лунном диске во время затмения) неподвижно пребывает в центре Вселенной.

Аристотель делил мир на две области, качественно отличающиеся друг от друга: область Земли и область Неба. Область Земли имеет в своей основе четыре элемента: землю, воду, воздух и огонь. Область неба имеет в своей основе пятый элемент - эфир, из которого состоят небесные тела. Самые совершенные из них - неподвижные звёзды. Они состоят из чистого эфира и настолько удалены от Земли, что недоступны никакому воздействию четырёх земных элементов.

Космология Аристотеля включала представление о пространственной конечности мироздания. В этой конечной протяженности космоса расположены твердые кристально-прозрачные сферы, на которых неподвижно закреплены звёзды и планеты. Их видимое движение объясняется вращением указанных сфер. С крайней сферой соприкасается «Перводвигатель Вселенной», являющийся источником всякого движения. Он нематериален, ибо это есть Бог (разум мирового масштаба).

В своём знаменитом трактате «Органон» Аристотель разработал основы доказательного метода, развил идеи формальной логики, поставив тем самым науку на прочный фундамент логически обоснованного мышления с использованием понятийно-категориального аппарата. Именно Аристотель систематизировал накопленные к этому времени научные знания. Идеи дедукции (силлогизма) составляли реальную основу античного научного знания, в основе которого лежал т.н. натурфилософский способ, при котором для объяснения явлений природы придумывались априорные, не связанные с опытом и наблюдениями, чисто умозрительные схемы.

Весьма плодотворным для древнегреческой науки оказался последний её период - примерно с 330 по 30 гг. до н.э., - завершившийся с возвышением Древнего Рима. Одним из крупнейших учёных-математиков этого периода был Евклид, живший в 3 в. до н.э. в Александрии. В своём труде «Начала» он привёл в систему все математические достижения того времени. Созданный Евклидом метод аксиом позволил ему построить здание геометрии, носящей по сей день его имя.

Указанный период в древнегреческой науке характеризовался также и немалыми достижениями в области механики. Первоклассным учёным - математиком и механиком - был Архимед. Он решил ряд задач по вычислению площадей поверхностей и объёмов, определил значение числа «пи» (отношение длины окружности к своему диаметру). Архимед ввел понятие центра тяжести и разработал методы его определения для различных тел, дал математический вывод законов рычага. Архимед положил начало гидростатике, которая нашла широкое применение при проверке изделий из драгоценных металлов и определении грузоподъемности кораблей.

Широчайшую известность получил закон Архимеда, касающийся плавучести тел. Согласно этому закону, на всякое тело, погруженное в жидкость, действует поддерживающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости, направленная вверх и приложенная к центру тяжести вытесненного объёма. Если вес тела меньше поддерживающей силы, тело всплывает на поверхность, причём степень погруженности плавающего на поверхности тела определяется соотношением удельных весов этого тела и жидкости. Если вес тела больше поддерживающей силы, то оно тонет. В случае же, когда вес тела равен поддерживающей силе. Это тело плавает внутри жидкости (как рыба или подводная лодка).