Тема 2. История естествознания

2.1. Возникновение и развитие античной науки

Первой в истории человечества формой существования естествознания была натурфилософия. Натурфилософия или философия природы – это умозрительное истолкование природного мира, рассматриваемого в его целостности. Натурфилософское понимание природы содержало много вымышленного, фантастического, но до возникновения естествознания, попытки целостного охвата окружающей действительности были единственным и оправданным способом человеческого познания мира.

Родиной науки считается Древняя Греция. Наука возникает там в VI в. до н.э. В родоначальниках науки греки оказались вовсе не потому, что больше других накопили фактических знаний, а потому что они начали доказывать, логически выводить одно знание из другого. Благодаря созданной Аристотелем логики, знаниям придавался согласованный, упорядоченный, системный характер. Под наукой понимается не просто совокупность каких-то разрозненных сведений, а определенная система знаний, являющаяся результатом деятельности особой группы людей (научного общества) по получению новых знаний. В отличие от ряда древних цивилизаций ( Египта, Вавилона, Ассирии) именно в Древней Греции обнаруживаются указанные характеристики науки. Именно там возникают первые научные сообщества (милетская школа, платоновская академия, пифагорейский союз и т.д.) При этом древнегреческие мыслители были, как правило, одновременно и философами и учеными-естествоиспытателями. Их достижения в математике, механике, астрономии навечно вошли в историю науки.

Особое место в науке Древней Греции занимал Пифагор (582-500 гг. до н.э.), который внес немалый для своей эпохи вклад в развитие математики и астрономии. Помимо всем известной «теоремы Пифагора», он ввел в математику понятие иррациональности, придерживался мнения о шарообразности Земли и ее вращения вокруг своей оси. Вместе с тем Пифагор был геоцентристом, т.е. считал Землю центром Вселенной. Положив в основу мира число, он рассматривал всю Вселенную как гармонию чисел.

Выдающимся представителем натурфилософии был Демокрит (около 460-370 гг. до н.э.). Согласно его атомистической теории вся Вселенная состоит из мельчайших не-делимых материальных частиц, которые перемещаются в пустоте. Учение Демокрита об атомном строении тел, о бесконечности Вселенной и множественности ее миров, о вечности и неуничтожимости движения получило развитие в последующие столетия. Он впервые сформулировал принцип причинности, согласно которому ни одна вещь не возникает беспричинно, но все возникает на каком-либо основании и в силу необходимости.

Одним из величайших ученых и философов античности был Аристотель (384-322 гг. до н.э.). Ученик Платона, получивший образование в его академии, Аристотель создал впоследствии в Афинах свою собственную школу – лицей. В круг естественно-научных интересов Аристотеля входили математика, физика, астрономия, биология. Он является автором космологического учения, согласно которому Земля, имеющая форму шара, неподвижно пребывает в центре Вселенной. В отличие от Демокрита космология Аристотеля включала представление о пространственной конечности мира. В этой конечной протяженности космоса расположены твердые кристально-прозрачные сферы, на которых неподвижно закреплены звезды и планеты. Их видимое движение объясняется вращением указанных сфер, источником которого является Бог. Геоцентрическая космология Аристотеля, впоследствии математически оформленная и обоснованная Птолемеем, занимала господствующее положение в космологии вплоть до XVI века.

Крупнейшим ученым-математиком был Евклид, живший в Александрии в Ш веке до нашей эры. В своем труде «Начала», состоящем из 15 книг, он привел в систему все математические достижения того времени. Евклид создал первый канон построения законченной теоретической системы – геометрии, носящей и по сей день его имя. Смысл канона – в выведении из небольшого количества исходных утверждений (аксиом и постулатов) всего многообразия геометрического знания. Исходные утверждения принимаются без доказательства, потому что они очевидны. А раз все признают исходные основания, то и логически выведенные из них знания тоже воспринимается как общезначимые и общеобязательные. Это уже мир подлинного знания.

Первоклассным ученым – математиком и механиком был Архимед (287-212 гг. до н.э.). Он решил ряд задач по вычислению площадей поверхностей и объемов, определил значение «». Архимед ввел понятие центра тяжести и дал математический вывод законов рычага. Ему приписывают «крылатое» выражение: «Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю». 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 объема. Архимеду принадлежат многочисленные изобретения: «архимедов винт» (устройство для подъема воды на более высокий уровень), различные системы рычагов, блоков, полиспастов и винтов для поднятия больших тяжестей, военные метательные машины.

Одним из крупнейших ученых античности является Клавдий Птолемей (прибл. 90-168 гг. до н.э.) Он серьезно занимался математикой, увлекался географией, много времени посвятил астрономическим наблюдениям. Главный труд Птолемея, носивший название «Математическая система» определил развитие астрономии более чем на тысячелетие. В этой книге нашла отражение колоссальная работа, проделанная Птолемеем по созданию первой математической теории, описывающей движение Солнца и Луны, а также пяти известных тогда планет. Согласно его схеме мироздания, в центре Вселенной находится неподвижная Земля. Ближе к Земле находится Луна, а затем следует Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. Объясняя данный порядок планет, Птолемей исходил из предположения, что чем быстрее движется планета, тем ближе к Земле она находится. Геоцентрическая система мира Птолемея просуществовала после его смерти целых 1375 лет, вплоть до опубликования труда Н. Коперника, заменившего эту систему на гелиоцентрическую.