Эпоха Просвещения и рождение современной науки

Название данной эпохе дала деятельность французских философов-энциклопедистов, которые занялись несением науки в массы, просвещением общества. XVIII век называют «веком разума» или веком Просвещения. Именно наука играла главную роль в деятельности французских просветителей и философов. Законы науки и рационализм составляли основу их теоретических концепций нового мира. Поворотным моментом стал выход в свет «Энциклопедии, или Толкового словаря наук, искусств и ремесел» (1751-1780 гг.), редакторами которой были Дидро и Даламбер. В числе сотрудников значились самые влиятельные представители французской науки: Вольтер, Монтескье, Мабли, Гельвеций, Гольбах.

Важнейшей чертой эпохи Просвещения стала уверенность в универсальности научного разума, в том, что не только законы природы могут быть осмыслены человеком, но и законы общественного развития. Начинается промышленная революция и рост технических изобретений, а исторический процесс перехода от феодализма к капитализму развивается с нарастающей скоростью. Складывается новая идеология, формируются основы индустриального общества. Христианская церковь утратила контроль над умами людей, и религиозное мировоззрение отходит на второй план.

Развитие научной мысли в XVIII в. связано с математизацией и расширением экспериментальной основы естествознания. Усиливается дифференциация наук, в математике и физике возникают самостоятельные направления, как самостоятельная наука возникает химия. К рассматриваемому периоду относится становление технических наук, в частности прикладной или практической механики, занимающейся изучением работы машин, механизмов и сооружений. Развитию технических знаний способствовал также выпуск технической литературы.

Естественное и гуманитарное направления в науке. Под влиянием работ И. Ньютона в естествознании в XVIII в. формируется классическая механика, теория движения жидкостей, теория движения газов (аэродинамика). Механистическую картину мира формирует атомистическая или корпускулярная теория, согласно которой природа воспринимается как некий механизм, состоящий из огромного количества обособленных материальных тел, вступающих в элементарные связи и подчиненных простым закономерностям; законы механики рассматриваются как всеобщие.

Отдельное направление технической мысли связано с созданием экспериментальных приборов, необходимых для научного исследования. Появление таких приборов стимулировало научные открытия и теории. Например, изобретение часов с маятником Х. Гюйгенсом в 1657 г. стало основой для создания автоматических вычислительных приборов.

В математике К. Гауссом велась разработка теории переменных величин и графического изображения функций. П. Лапласом был введен принцип «железного детерминизма»: равные действия в равных условиях всегда приводят к одинаковым результатам; это означало, что ученые в своих опытах и экспериментах всегда смогут повторить любое явление природы. Было положено начало превращению механики из науки геометрической в науку аналитическую. Жан Батист Даламбер разработал «принцип Даламбера», который является методом для решения задач динамики, характеризующихся состоянием неравновесности сил, приводимым условно к равновесному состоянию. С помощью своего «принципа» Даламбер решил задачу о столкновении и выполнил расчеты прецессии равноденствий и нутации земной оси (прецессия равноденствия ‑ это движение точек равноденствия вдоль экватора; нутация ‑ движение по долготе или колебание земной оси с периодом в 18 лет).

Изучение тепловых явлений, а затем и экспериментирование с тепловыми двигателями, потребовали создания специальных приборов для измерения температур. Один из первых таких приборов, «термоскоп», был создан Г. Галилеем. В XVIII в. была изобретена температурная шкала, она существует несколько видов: шкала Д. Фаренгейта, шкала Р. Реомюра и А. Цельсия. До сих пор используется шкала, изобретенная шведским астроном Андерсом Цельсием. Он предложил стоградусную шкалу с точкой «0», соответствующей кипению воды, и точкой «100», соответствующей ее замерзанию. Новым направлением исследований стало измерение теплоты, проведение опытов, подтверждающих появление теплоты при трении.

Открытие Э. Торичелли существования атмосферного давления и вакуума стало возможным с помощью изобретенного им в 1644 г. ртутного барометра. Немецкий инженер О. Геррике изобрел воздушный насос и доказал наличие атмосферного давления.

Одним из направлений исследований стали атмосферные электрические явления. Американский деятель и ученый Б. Франклин отметил сходство между электрической искрой и молнией. В 1752 г. он придумал способ предохранять здания от молнии с помощью громоотвода. В этой области трудились и российские ученые, например, М.В. Ломоносов, который первый показал присутствие электричества в атмосфере в отсутствии грозы.

Проведение опытов с электричеством требовало создания ряда приборов, например «лейденской банки» ‑ электрического конденсатора, изобретенного в 1745 г. нидерландским ученым П. Мушенбруком. Г.В. Рихман с помощью «громовой машины» смог зажечь нефть, зарядить лейденскую банку, наэлектризовать себя. Им был также изобретен электрометр, прибор, применяемый для количественных измерений электрических величин. Исследования в области теории электричества продолжались Францем Ульрихом Теодором Эпинусом, который обнаружил явление электризации проводника от одного приближения наэлектризованного тела и открыл явление электризации турмалина при нагревании. Шарль Огюстена Кулон создал основы электростатики. В ходе исследования кручения тонких металлических нитей им был построен тончайший экспериментальный прибор ‑ крутильные весы, служащие для измерения малых сил.

Открытия в области астрономии стали возможны благодаря изобретению и усовершенствованию телескопа. С помощью изобретенной телескопической системы, состоявшей из двух линз одной выпуклой и одной плосковогнутой (окуляр), Галилей открыл спутники Юпитера, горы на Луне, структуру Млечного Пути. В 1668 г. И. Ньютоном был изобретен зеркальный телескоп-рефлектор, с помощью которого можно было увидеть спутники Юпитера. Х. Гюйгенс создал зрительные трубы хорошего качества и открыл кольца Сатурна, полосы на Юпитере, туманности в созвездии Ориона.

В XVIII в. астрономическая наука обогатилась концепциями И. Канта и П. Лапласа о возникновении Земли и Солнечной системы в целом из газопылевой туманности и о влиянии фаз Луны на приливы и отливы. Кант выдвинул гипотезу об аналогичности и гомологичности солнечной и звездной систем. Выдающимися достижениями в области наблюдательной и математической астрономии стали исследования У. Гершеля, который открыл двойные звезды и орбиты их движения.

В оптике основными направлениями исследований стали разработка принципов фотометрии (проблема измерения «количества света»). Происходит утверждение двух основных гипотез о природе света: волновой и корпускулярной. Однако решающих научных аргументов в пользу какой либо теории не было. Так, Ньютон склонялся к корпускулярной идее, а Лейбниц, Ломоносов ‑ к волновой теории.

В конце XVIII в. возникла научная химия и в этом заслуга Антуана Лорана Лавуазье, основателя количественного метода исследования. Прежде считалось, что вещества состоят из четырех элементов: огня, воздуха, воды и земли. В 1789 г. Лавуазье экспериментально доказал закон сохранения вещества. Исследуя атмосферный воздух, воду и другие химические соединения Лавуазье выяснил их химическую природу. С именем Лавуазье связана научная революция в химии. Он пересмотрел вопрос о составе воздуха и ввел новую классификацию веществ, он разделил все соединения на три категории: кислоты, основания и соли. Еще одним достижением Лавуазье стало доказательство несостоятельности старой теории о движении флогистона в природе. Проведя ряд экспериментов, он сделал вывод о том, что горение и окисление являются не процессами убывания флогистона, а процессами с добавлением кислорода, который является окислителем. Основанием для таких выводов послужили процедуры точного взвешивания.

Позднее Джон Дальтон предложил атомистическую теорию строения вещества, согласно которой каждый элемент имеет свой атом. Он утверждал, что атомы различных веществ обладают различным весом, а химические соединения образуются сочетанием атомов в определенных численных соотношениях. Также Дальтон выявил закономерности в сочетании атомов разного рода и объяснил свойства газов взаимоотталкиванием из атомов.

Главным достижением в биологии стало создание единой биологической классификации, автором которой стал К.Линней. Первую целостную концепцию эволюции предложил Ж-Б. Ламарк, он же ввел термин «биология». Реальное применение результатов научных исследований продемонстрировал врач Э.Дженнер, который впервые применил вакцинацию для предупреждения оспы. Он смог опытным путем добиться выработки у человека иммунитета против натуральной оспы.

Складывается как самостоятельная область науки и геология, изучающая строение, минеральный состав и историю Земли. Крупнейшие сдвиги в этой области произошли в эпоху Просвещения, когда М. В. Ломоносов положил начало эволюционному направлению и сравнительно-историческому методу в геологии. Правда, церковь пыталась отстаивать библейский миф о сотворении Земли, но начало идеи о геологическом времени было положено.

В XVIII в. в сфере гуманитарных наук утверждаются идеи Просвещения. Французские философы-просветители Вольтер, Монтескье, Дидро, Руссо считали, что достаточно установить разумные, рациональные законы и развитие общества сразу изменится в лучшую сторону. Известными просветителями Британии были Дж. Локк, И. Гедер, Г. Лессинг, в Германии – И. Гете, И. Кант, Ф. Шиллер. Идеология Просвещения страдала умозрительностью рассуждений, стремлением подогнать реальную действительность под готовые теоретические схемы. Тем не менее, философы-просветители сыграли огромную роль в рационализации и модернизации законодательства; ликвидации феодальных пережитков; создании новой системы образования без сословных ограничений. Было положено начало построению светского государства, основанного на веротерпимости. Кроме того, философия Просвещения с ее упором на логику и теоретические рассуждения способствовала ускорению развития науки.

Большую роль в становлении и развитии науки сыграло образование. Началом нового образования стало создание инженерных школ, во Франции была открыта Школа мостов и дорог и Школа военных инженеров. Научно-техническое образование давала Парижская политехническая школа, где. В была впервые разработана лекционно-учебная литература по механике, математике и физике.

Развитие юридической науки связано с продолжением формирования концепции правового государства. Следует отметить вклад таких ученых и политических деятелей как Ч. Беккариа (разработка принципа верховенства закона), Вольтера, Ш. Монтескье (принцип разделения властей) и др.

Экономическая мысль этого периода отмечена созданием основ экономической теории в трудах физиократов (Ф. Кенэ, Р. Тюрго) и родоначальников классической политэкономии (А.Смит, Д. Рикардо).

Научные открытия и производство. Механизации труда охватила все виды производства, в том числе и текстильное. Соответственно технические науки, представляющие собой различные разделы механики, активно продолжали развиваться под влиянием запросов техники. Так, например, баллистика удовлетворяла запросы артиллерии, а сопротивление материалов появилось в результате развития машиностроения и строительного дела, гидравлика разрешала проблемы, возникающие в процессе развития строительного дела. При этом выявились два пути формирования технических наук. Один путь вел к последующему отделению той или иной прикладной дисциплины, примером чего может служить внешняя баллистика. Другой путь приводил к постепенному формированию соответствующей теоретической области механики, например, науки о сопротивлении материалов и теории упругости.

Начало Промышленного переворота в XVIII в., начавшегося в Англии, можно рассматривать в прямой зависимости от развития научных знаний, воплощенных на практике. Первыми ростками промышленного переворота стали новшества в текстильном производстве, в которой сначала появился механический «самолетный» челнок, изобретенный Д. Кэем в 1733 г. Это значительно ускорило процесс и позволило ткать широкое полотно. Еще более значительным вкладом в текстильную промышленность стало изобретение в 1765 г. механической прялки «Дженни» Джеймсом Харгривсом. Механик К. Вуд усовершенствовал прядильную машину, а Р. Аркрайт создал ватермашину с водяным приводом, что позволило получить более прочную нить. В итоге, в 1786 г. появился ткацкий станок с полной механизацией всех ручных операций.

С изобретения универсального теплового двигателя, т.е. паровой машины, начинается второй этап промышленной революции. Потребность в более мощных источниках энергии привела к созданию нового вида машин, а уже к концу XVIII в. водяные двигатели сменил паровой двигатель. Он обладал универсальным назначением и позволял не только откачивать воду из шахт, но и приводил в движение станки.

Самые первые паровые машины появились еще в XVII в., их назначение предусматривало подъем воды. Такой машиной была установка английского инженера Томаса Севери. Котел в машине Севери был отделен от двигателя, объединенного с насосом, поршня и цилиндра в машине не было. Отделение котла от двигателя повышало эффективность установки и было важным шагом на пути создания паровой машины.

Позже появилась работоспособная паро-атмосферная машина английского инженера Т. Ньюкомена (1712 г.). Ее конструкция дорабатывалась, совершенствовалась, так как она была громоздкой и потребляла огромное количество топлива. Сначала паровой котел был отделен от цилиндра и соединен с ним трубкой, а Г. Бейтон в 1718 г. усовершенствовал машину: автоматизировал процессы попеременного пуска пара и воды, и снабдил котел предохранительным клапаном.

Пальма первенства создания первого двигателя универсального назначения ‑ двухцилиндровой паровой машины ‑ принадлежит русскому изобретателю-теплотехнику Ивану Ползунову в 1763 г. Это был настоящий научный подход: Ползунов был знаком не только с описанием машин Севери и Ньюкмена, но и с трудами М. В. Ломоносова по теплотехнике. Ползунов четко сформулировал задачу создания именно универсального теплового двигателя, и смог его создать. Шотландский техник Дж. Уатт создал паровой двигатель в 1765 г., который положил начало промышленной революции.

Революцией в производстве стало совершенствование сверлильных и токарных станков, изобретение суппорта и отделение привода от станка, внедрение привода от водяного колеса, появление горизонтально-расточных станков и станков для глубокого сверления. В 1794 г. Генри Модсли изобрел «крестовый суппорт», представляющий две каретки, имеющие возможность независимого перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях с помощью винта. Модсли впервые объединил станки в одну поточную линию.

Ряд отраслей промышленности развивался исключительно на основе достижений научной мысли, например, химическая промышленность. Производство химические препаратов, в которых нуждались различные виды производства, обеспечивало потребности в серной кислоте, соде, хлоре и т.д. Эти вещества использовались для изготовления стекла, взрывчатых веществ, красок, отбеливателей, фармацевтических препаратов и ряда других изделий.

Развитие промышленности требовало новых знаний в сфере механики, математики, геометрии, физике, химии и т.д. От успешности промышленного производства теперь зависели успехи в совершенствовании огнестрельного оружия, развитии транспорта, торговли и всей экономики в целом.

Итого:

Взлет и расцвет научного познания был подготовлен предыдущими эпохами, когда передовые идеи постепенно накапливались и сохранялись. Можно сказать, что современная наука и техника представляют собой результат творческих усилий как Запада, так и Востока. Среди других причин, вызвавших перестройку европейского общества была десакрализации многих сфер жизнедеятельности. Вместо христианской религиозной идеологии главенство занимает светская, со своими ценностями и приоритетами. В качестве одной из фундаментальных ценностей новой Европы является идея прогресса и возможности рационального освоения мира. Наука освобождается от богословия и теологических установок. Вместо библейских объяснений природы мира приходит новая техника исследований, когда метод научного подхода к явлениям природы был принят во всей его полноте.

Наука постепенно приобретает статус производительной силы, а также социальной, регулирующей управление многообразными социальными процессами. Систематическое применение научных знаний в производстве приводит к техническим, а затем и научно-техническим революциям, что меняет отношение человека к природе и системе производства.

Таким образом, в Европе в XVIII в. происходит бурное развитие естественных и гуманитарных наук, чему во многом способствовало ускоренное капиталистическое развитие наиболее развитых стран в экономической сфере и господство идеологии Просвещения с ее рационализмом в духовной сфере. В связи с падением влияния церкви препятствий для развития науки больше не было. Быстрое совершенствование и развитие техники и технологии создавали предпосылки для промышленной революции, начало которой связано с изобретением в Англии в 60-егг. XVIII в. парового двигателя Дж. Уатта.