Лекция 5. Новое время: научная революция и рождение современной (классической) науки (XVII-XIX вв.)

1. Научная революция XVII века: этапы, направления, ученые, достижения

2. Эпоха Просвещения и рождение современной науки Научная революция XVII века: этапы, направления, ученые, достижения

В XVII в. произошли перемены, начавшиеся еще в эпоху Возрождения, когда были свергнуты старые авторитеты и научные теории. Наметились сдвиги, сокрушившие старую науку, оторванную от технической практики, и создавшие предпосылки мощного подъема новой культуры. Существенно расширились знания человека о мире, Галилеем были заложены основы нового мировоззрения. В своем отношении к окружающему миру человек не мог уже опираться на веру в Бога, и был вынужден рассчитывать на свой разум. Начиналась эпоха рационализма и критического отношения к реальности, получившая название Нового времени.

Наука перестала быть привилегией духовенства, появляются научные заведения нового типа – академии. В XVII в. ученые стремились к синтезу наблюдения и математического расчета, техники и науки. Ф. Бэкон дал определение индуктивного и дедуктивного методов доказательства. Новый научный метод, применяемый в это время, основывался на рациональном обобщении результатов экспериментов, поставленных для проверки ранее выдвинутых гипотез, начинается процесс утверждения науки в качестве доминирующей формы постижения бытия. Это глубокое преобразование науки называют научной революцией.

Революция в науке ‑ это период развития науки, во время которого старые научные представления замещаются частично или полностью новыми, появляются новые теоретические предпосылки, методы, материальные средства, оценки и интерпретации, плохо или полностью несовместимые со старыми представлениями. «Научной революцией» называют отрезок времени примерно от даты публикации работы Н. Коперника «Об обращениях небесных сфер» (1543 г.) до деятельности И. Ньютона, сочинение которого «Математические начала натуральной философии» было опубликовано в 1687 г.

Содержание «научной революции» заключается в том, что ученые делают открытия в различных областях науки, то есть устанавливают неизвестные ранее закономерности, свойства и явления материального мира, вносящие изменения в уровень познания. Научная революция стала возможной благодаря динамичному развитию общества, уже достигшего технологического прогресса. Огнестрельное оружие, порох и корабли, способные пересекать океаны, позволили европейцам открыть, исследовать и нанести на карту значительную часть мира, а изобретение книгопечатания означало, что любая информация становилась доступной ученым всего континента. Начиная с XVI в., взаимосвязь между обществом, наукой и техникой становилась все более тесной, поскольку прогресс в одной из областей знания подталкивал к развитию другие.

Символами общественного прогресса в XVII в. становятся буржуазные революции. Под влиянием революционных преобразований происходят изменения в экономике, политике, социальных отношениях, сознании. Мануфактурное производство, быстрый рост мировой торговли, мореплавание, интересы военного дела определили основной вектор развития науки. Все более проявляется потребность в научных исследованиях, имеющих прикладное, практическое значение.

Буржуазная революция в Англии сделала господствующей формой производства капиталистическую мануфактуру и повлияла на промышленное и техническое развитие феодальных европейских государств. В экономическом и техническом отношениях во вт. пол. XVII в. Англия при сохранении мануфактуры не могла выйти вперед, несмотря на свой передовой социальный строй. Однако только в этой стране в то время были благоприятные условия для возникновения и развития техники, и уже сложились условия для технической и промышленной революции, после которых она стала самой передовой в техническом и промышленном отношении страной в мире.

Правящие круги, стремясь к военному и экономическому господству, оказывали покровительство ученым и поддержку научно-исследовательской деятельности. Государственная политика по отношению к науке проявляется в образовании академий наук, научных обществ. Значительную роль в европейской науке XVII в. сыграло Лондонское королевское общество. Членами общества являлись Р. Бойль, основоположник химии и физики нового времени, и И. Ньютон, автор теории движения небесных тел. Ведущей отраслью науки становится механика ‑ наука о движении тел, сыгравшая огромное значение в формировании философско-мировоззренческих взглядов XVII в.

К XVII в. наука далеко продвинулась в своем развитии. Помимо телескопа, были изобретены такие приборы, как микроскоп, термометр, барометр и воздушный насос. Европейская наука вышла на новые рубежи. Передовые мыслители, исследовав Вселенную с помощью приборов, нарисовали совершенно новую картину мироздания и места человечества в нем.

За исключением нескольких открытий, в период позднего средневековья научная мысль уступала в развитии технологическим изобретениям. В XVI-XVII вв. происходит процесс совершенствования конструкций водяных и ветряных двигателей. Для компенсации неравномерности силы в водяных, ручных и ветряных мельницах, и вообще в механизмах, находящихся во вращательном движении, в первой пол. XVII в. стали вводить маховик. Это изобретение способствовало дальнейшему развитию механики и машиностроения. В начале XVII в. были изобретены деревянные меха, приводимые в действие водяным колесом. В 1620 г. такие меха были установлены на металлургических предприятиях в Гарце.

Подлинным техническим переворотом в черной металлургии явился переход от сыродутного способа получения железа к двухстадийному ‑ к выплавке в домнах чугуна с последующим его кричным переделом в сталь и железо. Кричный передел соответствовал мануфактурному производству железа, предполагавшему участие в производстве нескольких рабочих, между которыми существовало разделение труда. К первой половине XVII в. были усовершенствованы металлообрабатывающие инструменты. Теперь строили большие кузницы для отковки металла в штанги или листы с помощью механических рычажных молотов, приводимых в действие водяными колесами. Вал водяного колеса имел кулаки, поднимавшие молоты, которые при свободном падении совершали удар. Применение в кузнечных работах механической силы способствовало специализации инструментов. Широко стали использоваться токарные станки, в которых обрабатываемое изделие получило вращение от водяного колеса, но резец держал в руках рабочий.

Наука же изучала природу и законы Вселенной. Передовые идеи часто наталкивались на ожесточенное сопротивление. В частности, новые теории вошли в противоречие с религиозными догмами в объяснении природных явлений, подвергать сомнению которые считалось недопустимым.

Чтобы определить, что послужило причиной научной революции XVII в., и в чем она состояла, недостаточно перечислить результаты и достижения науки. Так как многие из новых идей были выдвинуты частично или целиком во времена, предшествующие научной революции, и, тем не менее, не оказали тогда решающего влияния на развитие науки. Например, представление о бесконечности Вселенной, считающееся одним из основных результатов научной революции, было выдвинуто Н. Кузанским на 100 лет раньше Коперника и не оказало в то время никакого воздействия на ученых.

Становление новой науки. Выделяются три этапа становления естественной науки нового времени: первый связан с деятельностью Галилео Галилея, второй – с именем Рене Декарта и третий – с Исааком Ньютоном.

В основе теории Галилея лежат четыре аксиомы: свободное движение по горизонтальной плоскости происходит с постоянной по величине и направлению скорости (закон инерции); свободно падающее тело движется с постоянным ускорением; тело, скользящее без трения по наклонной плоскости, движется с постоянным ускорением. Также Галилей вывел принцип относительности и формулу движения, траектории снаряда. Опыты Галилея продолжал его ученик Торричелли, открывший вакуум, атмосферное давление и создавший первый барометр.

Рене Декарт ‑ основатель философии Нового времени ‑ явился типичным представителем ятрофизики, направления в естествознании, где живая природа рассматривается с позиций физики. Основными выводами Декарта явились следующие положения: в мире отсутствует пустота, Вселенная наполнена постоянно движущейся материей, материя и пространство – это одно и то же, абсолютного движения и абсолютной системы отсчета не существует. Декарт первый стал изображать кривые в виде графиков функций и создал аналитическую геометрию. Он ввел в науку правила математического доказательства, настаивал на необходимости доказательства любого утверждения. Когда у Декарта попросили доказать, что он существует, он ответил: «Я мыслю – следовательно, я существую».

Революцию в науке завершил Ньютон с теорией, ставшей фундаментом классического естествознания. Ньютон доказал существование тяготения как универсальной силы, соединил законы Галилея, Кеплера и философию Декарта в единую теорию. Ньютон установил, что планеты удерживаются на орбитах некой силой, которая обратно пропорциональна квадрату расстояния до Солнца; математическим путем вывел эллиптическую форму планетарных орбит и перемену их скоростей. Другим открытием Ньютона был закон всемирного тяготения, при доказательстве которого он использовал формулу центробежной силы, полученную ранее Гюйгенсом. С помощью трех законов движения – закон инерции, закон ускорения и закон равного противодействия – и закона всемирного тяготения Ньютон объяснил морские приливы и отливы, траекторию метательных снарядов, орбиты движения планет. Было найдено подтверждение идей Декарта о том, что природа является совершенным образом упорядоченным механизмом, который подчиняется математическим законам.

Росту популярности и новым открытиям в астрономии способствовало изобретение телескопа. Имя первого изобретателя телескопа не известно. В 1609 г. Галилей усовершенствовал подзорную трубу и линзы и добился 30-кратного увеличения: были открыты горы на Луне, фазы Венеры, спутники Юпитера, доказано, что Млечный Путь не туман, а скопление звезд. В 1668 г. Ньютон изготовил первый зеркальный телескоп. В 1682 г. Э. Галлей открыл первую периодическую комету, которая получила его имя.

Кроме астрономических объектов ученых интересовал и микроскопический мир. Первый простой микроскоп использовал для изучения микроорганизмов Антуан Левенгук. За свою жизнь ученый изготовил более 400 приборов. Помимо микрофлоры дождевой воды, Левенгук изучал строение клеток растений, дал первое описание красных кровяных телец и способы движения и размножения у некоторых простейших. Роберт Гук с помощью усовершенствованного микроскопа изучал структуру растений и ввел термин «клетка». Одним из основателей микроскопической анатомии был М. Мальпиги, занимавшийся анатомией животных, ботаникой, он завершил начатую английским врачом У. Гарвеем теорию о кровообращении.

Ученых интересовало исследование вакуума. Во второй половине XVII в. француз Блез Паскаль установил основной закон гидростатики: давление на поверхность жидкости, произведенное внешними силами, передается жидкостью одинаково во всех направлениях. Паскаль совершил восхождение на гору с барометром и обнаружил, что по мере подъема атмосферное давление падает. Немец Отто Гернике и англичанин Роберт Бойль почти одновременно изобрели воздушный насос. Бойль также установил, что объем, занимаемый газом, обратно пропорционален давлению (закон Бойля-Мариотта).

В математике происходит выделение тригонометрии и аналитической геометрии, становление дифференциального и интегрального исчисления, разрабатываются теории бесконечно малых величин. Шотландский математик Д. Непер изобрел логарифмы, которые помогли ускорить вычисления, с помощью логарифмов была рассчитана орбита Марса. Б. Паскаль в 1641 г. сконструировал суммирующую машину для механизации процессов сложения и вычитания. В 1667 г. Г. Лейбниц изобрел счетную машину, позволяющую вычитать, складывать, делить, умножать, извлекать квадратные корни.

Успехи в области математики, появление вычислительных машин обязаны совершенствованию часовых механизмов. Еще в конце XVI в. Галилей открыл явление изохронности колебаний физического маятника, но настоящий переворот в часовом деле совершил Х. Гюйгенс, который в 1657 г. создал первые маятниковые часы. Гюйгенс применил маятник в качестве регулятора хода, а также изобрел балансир со спиралью и анкерным спуском.

В период научной революции вплотную занялись химией. В XVII в. во Франции стали печатать учебники по химии, химию стали преподавать на медицинских факультетах. В Швейцарии Парацельс предложил модель трех начал – серы, ртути и соли, которая оказала влияние на развитие химии и аптекарского дела. Во второй половине XVII в. были открыты некоторые новые вещества, например, фосфор. В Англии Р. Бойль применил к анализу строения вещества атомистическую теорию, его эксперименты с воздухом способствовали появлению «пневматической химии» и созданию химической науки нового времени. Он же разработал экспериментальный метод в химии, в частности, химический анализ. Бойль развивал идею о том, что химическое взаимодействие происходит между мельчайшими частицами – корпускулами. Корпускулы, из которых состоят тела, остаются неизменными при различных превращениях этих тел. В Германии Иоганн Бехер разработал учение о трех видах земли, а Франциск Сильвиус и Отто Тахениус создали теорию кислотно-щелочных взаимодействий и применили ее в «медицинской химии».

XVII в. был характерен обращением к науке дворянства. Научная работа стала вестись коллегиально, что способствовало появлению научных организаций нового типа. В начале XVII в. в Италии возникает несколько ассоциаций ученых, которые называют себя академиями, например, флорентийская академия. В 1660 г. в Лондоне появляется «Коллегия для развития физико-математического экспериментального знания», позже преобразованная в Лондонское королевское общество. Успехи ученых привлекли внимание королей и министров. В 1666 г. министр Людовика XIV Кольбер уговорил короля спонсировать создание Французской Академии наук. В Академии были обсерватория, библиотека и исследовательские лаборатории, выпускался научный журнал. Кольбер ставил перед Академией практические задачи: был измерен градус меридиана и составлена точная карта Франции. Х.Гюйгенсом была разработана волновая теория света, где свет рассматривался как упругий импульс, распространяющийся в особой среде – эфире. Ученик Гюйгенса Д. Папен работал над созданием паровой машины.

Гуманитарные науки развиваются в контексте утверждения рационалистического мировоззрения. Буржуазные революции повлияли на развитие политической мысли. Зарождается и формируется теория «естественного права», которая развивала мысль, что государственная власть и право даны не свыше, а созданы людьми в соответствии с законами разума. Требования человеческого разума исходят из природы людей и составляют основу «естественного права». Естественному праву должно соответствовать «положительное право», т. е. законы государства. Теория естественного права получила развитие в трудах Б. Спинозы, Т. Гоббса и Дж. Локка. Юридические науки отмечены началом формирования концепции общественного договора и правового государства (Т. Гоббс, Дж. Локк), принципов международного права (Г. Гроций).

В философии господство рационализма вызвало интерес к вопросам гносеологии (теория познания). Сформировались два основных метода познания: эмпирический (Ф. Бэкон) и рационалистический (Лейбниц, Декарт).

В конце XVII в. в европейской культуре возникла идеология Просвещения, проповедовавшая приоритет науки, разума в жизни личности, общества и государства, идею воспитания совершенного человека. Наибольшее развитие идеи Просвещения получили во Франции.

Итого:

Одним из итогов научной революции XVII в. стало соединение производства и ремесленно-технической деятельности с традициями античной и средневековой науки. Основой метода познания становится логический вывод из гипотез и его проверка с помощью опыта. Это был период потрясений и переосмыслений, возвышения новых научных знаний. Наука выходит на качественно новый уровень в связи с появлением научных организаций, становится светской и доступной.

Крупнейшим достижением научной революции стало крушение антично-средневековой картины мира. Изменение картины мира повлекло за собой перемены в науке, были сформированы новые черты мировоззрения, появилась новая естественнонаучная идеология. Согласно этой идеологии в науке культивировались следующие идеи: природа самодостаточна и управляема с помощью естественных законов; мир представляется в качестве машины, состоящей из разных по важности элементов; все явления в мире объяснимы естественными причинами, основанными на законах механики; Вселенная безгранична, однородна и управляется едиными законами. Новые идеи и новое мировоззрение послужили становлению новой науки, свободной от церковной идеологии и направленной на служение человеку.

Наука приобрела огромный авторитет в обществе, открытия и изобретения стали активно внедряться в хозяйственную жизнь. Человек стал понимать, что научные знания обладают опережающим потенциалом, что это основа будущего научно-технического прогресса. На глазах современников происходило превращение науки в производительную силу. В ней начинают видеть основу преобразования и господства над миром.