Макаров - КСЕ

оболочкой, когда она разрывается – человек видит небесные светила. В отличие от Фалеса Анаксимандр утверждал, что Земля пребывает в Мировом пространстве, ни на что не опираясь – это было самое значительное достижение научной мысли милетской школы.

Особое место в науке Древней Греции занимал Пифагор (582–500 гг. до н.э.), который внёс немалый вклад для своей эпохи, в развитие математики и астрономии. Помимо известной всем «теоремы Пифагора» на счету этого античного учёного имеется и ряд других научных достижений. К их числу относятся, например, открытие того факта, что отношение диагонали и стороны квадрата не может быть выражено целым числом или дробью. Тем самым в математику было введено понятие иррациональности. Имеются упоминания о том что Пифагор придерживался мнения о шарообразности Земли и её вращении вокруг собственной оси. Вместе с тем Пифагор был геоцентристом, т.е. считал Землю центром Вселенной.

«Самое мудрое в мире - число» - учил он. Мир состоит из пяти элементов (земля, огонь, воздух, вода и эфир). Пифагор увязал их с пятью видами правильных многогранников с тем или иным числом граней. Земля состоит из частиц кубической формы, огонь из частиц, имеющих форму четырехгранной пирамиды (тетраэдр), воздух – октаэдр, вода – из двадцатигранников (икосаэдров), а эфир – двенадцатигранников (додекаэдров).

Ученики и последователи Пифагора (пифагорейцы) рассматривали всю Вселенную, как гармонию чисел и их отношений, приписывали определенным числам особые, мистические свойства, полагая что, владея всеми вещами, числа могут определить и духовные, в частности, нравственные качества.

Контрольные вопросы

1.Перечислите основные открытия основателя Милетской школы Фалеса.

2.Что считали «первоосновой» Фалес и его ученики Анаксимен и Анаксимандр?

3.Кто считал «первоосновой» всего огонь?

4.Перечислите основные открытия Пифагора.

5.Кому из древнегреческих учёных принадлежит первая попытка создания общекосмологической картины Вселенной?

6.Что лежит в основе учения Пифагора?

4. Второй (афинский) этап развития натурфилософии. Возникновение атомистики. Учение Аристотеля.

V–IV в.в. до н.э. – возвышение Афин. Итогом взглядов представителей Милетской школы и Гераклита явилось учение Эмпедокла (483–423 гг. до н.э.), согласно которому природа признается самостоятельно существующей, вечной, а в качестве первоосновы всего ее многообразия вы-

11

двигаются четыре элемента или «корня»: земля, вода, воздух и огонь. Эти неизменные «корни» вещей, по мнению Эмпедокла, смешиваясь, друг с другом, образуют все богатство природы.

Демокрит (около 460–370 гг. до н.э.) заложил основы концепции атомизма.

Положения его атоминистического учения:

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 – (атом – с греческого – «неделимый») – последние, образно говоря, представляют собой «кирпичики мироздания».

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

5.Различаются атомы по форме и величине. Но все они настолько малы, что недоступны для восприятия органами чувств человека. Форма их может быть весьма разнообразной. Самые малые атомы имеют, например, сферическую форму. Это по выражению Демокрита «атомы души и человеческой мысли».

6.Все предметы материального мира образуются из атомов различных форм и различного порядка их сочетаний (подобно тому, как слова образуются из букв).

Представляет интерес учение Демокрита о строении Вселенной. Из атомов, считал он, образуются не только окружающие нас предметы, но и целые миры, которых во Вселенной великое множество. При этом одни миры только еще формируются, другие – находятся в расцвете, а третьи уже разрушаются. Новые тела и миры возникают от сложения атомов. Уничтожаются они от разложения на атомы.

Демокрита отличала глубокая преданность науке. Он говорил, что предпочитает найти одно причинное объяснение какому-либо непонятному явлению, нежели приобрести персидский престол.

Аристотель (384–322 гг. до н.э.) - ученик древнегреческого философа Платона, получивший образование в его академии, Аристотель создал

вАфинах свою собственную школу – Ликей.

Математика, физика, астрономия, биология – круг интересов. Является создателем формальной логики, он ее называл силлогистикой, ибо в основе ее лежали силлогизмы, т.е. умозаключения, когда из двух суждений (посылок) вытекает определенное следствие.

12

Наибольших успехов среди естественных наук ему удалось достичь в изучении живой природы. Он определил жизнь как способность к самообеспечению, а также к независимому росту и распаду. В своих исследованиях он упоминает несколько сот различных животных. Многие факты, изложены Аристотелем были «переоткрыты» в последующие века. (Киты – живородящие животные, он различал хрящевых и позвоночных рыб, описывал разведение куриного яйца вплоть до появления цыпленка).

Были и наивные и ложные представления о явлениях природы. Следуя учителю – Платону, он, приписывал движению некоторое «врожденное» свойство, заставляющее все на Земле стремиться к своему «естественному месту» (дым – вверх; камень – вниз).

Несомненной заслугой Аристотеля было стремление к собиранию и систематизации знаний, накопленных в древнем мире. Исходя из своих представлений об отраслях знаний, он впервые попытался дать классификацию наук. С точки зрения Аристотеля, следует различать науки:

теоретические – (познание ради него самого); практические –

(дающие руководящие идеи для поведения человека); и творческие – (для достижения чего-либо прекрасного).

Теоретические науки Аристотель разделил на три части: «первую философию», математику и физику. «Первая философия» посвящена неким высшим началам всего существующего, недоступным для органов чувств и постигаемым лишь умозрительно. В ведении математики находятся взятые в абстракции числовые и пространственные свойства тел. Физика изучает различные состояния тел в природе.

В истории науки Аристотель известен также как автор космологического учения, которое оказало огромное влияние на миропонимание многих последующих столетий. Космология (учение о Вселенной) Аристотеля – геоцентрическое воззрение: Земля, имеющая форму шара, неподвижно пребывает в центре Вселенной. Шаровидность Земли Аристотель выводит из наблюдений сделанных им во время лунных затмений. Эти наблюдения показали круглую форму земной тени, надвигающейся на диск Луны. Только шаровидное тело может отбрасывать в сторону, противоположную Солнцу, тень, которая представляется темным кругом на лунном диске.

Аристотель разделил 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 (это те же четыре «стихии»). Область Неба имеет в своей основе пятый элемент – эфир, из которого состоят небесные тела. Самые совершенные – неподвижные звезды состоят из чистого эфира и не подвергаются воздействию четырёх земных стихий. Луна и планеты тоже состоят из эфира, но подвержены воздействию одной из стихий. За оболочкой воздуха вокруг Зем-

13

ли находится самый легкий из элементов – огонь, который помещается в пространстве между Землей и Луной и соприкасается с границей эфира.

В отличие от воззрений Демокрита, космология Аристотеля включает представление о пространственной конечности мироздания. В этой конечной протяженности космоса расположены твердые кристальнопрозрачные сферы, на которых неподвижно закреплены звезды и планеты. Их видимое движение объясняется движением указанных сфер. С внешней сферой соприкасается «Перводвигатель Вселенной», являющийся источником всякого движения. Он не материален, ибо это есть Бог. (Аристотель рассматривает Бога как разум мирового масштаба, дающий энергию «перводвигателю».)

Геоцентрическая космология Аристотеля, впоследствии математически оформленная и обоснованная Птолемеем, заняла господствующее положение в космологии не только поздней античности, но и всего периода Средневековья – вплоть до ХVI века.

Контрольные вопросы

1.Кто является основателем атоминистического учения?

2.В какой из естественных наук Аристотель достиг наибольших успехов?

3.Какие факты открытые и изложенные Аристотелем были «переоткрыты» в последующие века?

4.Какие науки выделил Аристотель в своей классификации?

5.В чём суть геоцентрической космологии Аристотеля?

5. Третий (эллинистский) этап в древнегреческой натурфилософии. Развитие математики и механики.

Данный этап примерно с 330 по 30 гг. до н.э. Начинается с подчинения А. Македонским самостоятельных городов – государства Древней Греции и завершается возвышением Древнего Рима. А. Македонский и его преемники – Птолемеи серьезно относились к совершенствованию технологии техники, финансированию науки.

ВАлександрии в нач. III в. до н.э. был создан Музейон (храм муз), он был связан с афинским Ликеем, основанным еще Аристотелем, а впоследствии возглавлявшимся известным ученым Стратоном.

Крупнейшим ученым-математиком в тот период был Евклид, живший в III в. до н.э. в Александрии.

Всвоих «Началах» он привел в систему все математические достижения того времени. Состоящие из пятнадцати книг «Начала» содержали не только результаты трудов самого Евклида, но включали достижения других древнегреческих ученых. В «Началах» были заложены основы античной математики. Созданный Евклидом метод аксиом позволил ему построить здание геометрии, носящей по сей день его имя.

14

Эйнштейн: «Мы почитаем Древнюю Грецию как колыбель западной науки. Там была впервые создана геометрия Евклида – это чудо мысли. Тот не рожден для теоретических исследований, кто в молодости не восхищался этим творением».

Эпикур (324–270 гг. до н.э.) – разделял точку зрения Демокрита (мир состоит из атомов и пустоты) и внёс в описание атомов по Демокриту поправки: атомы не могут превышать известной величины, число их форм ограничено, атомы обладают тяжестью и т. д. Но самое главное в учении Эпикура – попытка 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 вперед по сравнению с Демокритом, у которого атом непроницаем, неподвижен и безжизненен.

Архимед (287–212 гг. до н.э.) – первый представитель математической механики, математической физики. Он решил ряд задач по вычислению площадей поверхностей и объемов, определил значение числа π; ввел понятие центра тяжести и определение его для различных тел; дал математический вывод законов рычага. Ему принадлежит 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. Если вес тела меньше поддерживающей силы, тело всплывает на поверхность, причем 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).

Архимеда отличали ясность, доступность научных объяснений изучаемых им явлений. Древнегреческий мыслитель Плутарх писал: «Если бы кто-либо попробовал сам разрешить эти задачи, он ни к чему не пришел бы, но, если бы познакомился с решением Архимеда, у него тотчас бы получилось такое впечатление, что это решение он смог бы найти и сам – столь прямым и кратким путем ведет нас к цели Архимед».

Ему принадлежат многочисленные изобретения:

-«архимедов винт»- устройство для подъёма воды на более высокий уровень;

-системы рычагов, блоков, винтов для подъёма больших тяжестей;

-метательные военные машины.

15

Контрольные вопросы

1.Как назывался труд древнегреческого математика Евклида, и что

внём излагалось?

2.Что нового в описание атома по Демакриту внёс Эпикур?

3.Кто был первым представителем математической механики и математической физики?

4.Перечислите основные изобретения Архимеда.

6. Древнеримский период античной натурфилософии.

Новых идей было выдвинуто значительно меньше, чем в Древней Греции.

Тит Лукреций Кар (Лукреций) (живший в I в. до н. э.). Философ-

ская поэма «О природе вещей», содержит интересные сведения об атомистских воззрениях Демокрита и Эпикура (поскольку из сочинений последних до нас дошли лишь немногие отрывки). Лукреций высказал мысль о вечности материи. Вещи временны, они возникают и исчезают, распадаясь на атомы – они первичные составные части. Атомы же вечны, и их количество во Вселенной всегда остается одним и тем же. Отсюда вытекает вывод о вечности материи, которую Лукреций отождествлял с атомами.

Можно назвать еще сочинения Аннея Сенеки, Паппа Александрийского, Диофанта, Манилия. Все они написаны в литературной форме, т.е. в виде диалогов, поэм, энциклопедий. Сочинения Сенеки содержат сведения по физике, метеорологии, географии. Поэма Манилия касается астрономии. А сочинения Паппа Александрийского и Диофанта посвящены главным образом математике.

Клавдий Птолемей (приблизительно 90–168 гг. н.э.) – фактически древнегреческий ученый (жил в Александрии), но деятельность его протекала в период расцвета Римской империи. Один из крупнейших ученых античности. Главный труд – «Математическая система», определил развитие астрономии более чем на тысячелетие. Сохранился только арабский перевод, который только в ХII веке был переведен на латинский язык. Поэтому книга Птолемея дошла до нас под арабским латинизированным названием «Альмагест».

В книге нашла отражение колоссальная работа Птолемея по созданию первой математической теории, описывающей движение Солнца и Луны, а также пяти известных тогда планет на видимом небосводе. В «Альмагесте» Птолемей рисует следующую схему мироздания: в центре Вселенной находится неподвижная Земля. Ближе к Земле находится Луна, а затем следуют Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн. Объясняя такой порядок планет, Птолемей исходил из предположения, что

16

чем быстрее движется планета, тем ближе к Земле она расположена. Геоцентрическая модель просуществовала очень долго – целых 1375 лет. После Коперника Птолемеявспоминаликак автора отвергнутойсистемы мира.

Контрольные вопросы

1.Кто из учёных в древности первым высказал мысль о вечности материи?

2.Как назывался главный труд Птолемея, и что нашло в нём отра-

жение?

3.Сколько лет просуществовала геоцентрическая модель Вселенной Аристотеля – Птолемея?

7.Естествознание эпохи Средневековья.

Наблюдался закат греко-римской культуры и резкое усиление влияния церкви.

Философия тесно сближается с теологией (богословием), фактически становится ее «служанкой». Возникает непреодолимое противоречие между наукой (наблюдения, опыт, обобщение результатов) и схоластическим богословием (религиозные догмы).

Европейская христианская наука переживала длительный упадок (до ХII–ХIII вв.), на Востоке наоборот – прогресс науки. Со второй половины VIII в. научное лидерство явно переместилось из Европы на Ближний Восток. В IХ в., наряду с трудом Птолемея («Альмагест»), на арабский язык были переведены «Начала» Евклида и сочинения Аристотеля. Таким образом, древнегреческая научная мысль получила известность в мусульманском мире, способствуя развитию математики и астрономии. В этот период известны имена таких арабских ученых, как Мухаммед аль-Баттани (850– 929 гг.), астроном составивший новые астрономические таблицы, Ибн – Юнас (950–1009 гг.), достигший заметных успехов в тригонометрии и сделавший немало ценных наблюдений лунных и солнечных затмений, Ибн аль-Хайсам (965–1020 гг.), получивший известность своими работами в области оптики, Ибн-Рушд (1126–1198 гг.), виднейший философ и естествоиспытатель, считавший Аристотеля своим учителем.

Средневековой арабской науке принадлежат и наибольшие успехи в химии. Опираясь на материалы александрийских алхимиков I века некоторых персидских школ, арабские химики достигли значительного прогресса в своей области. В их работах алхимия постепенно превращалась в химию. А уже отсюда (благодаря главным образом испанским маврам) в позднем средневековье возникла европейская химия.

Большую роль в подъеме западной христианской науки сыграли университеты (Парижский, Болонский, Оксфордский, Кембриджский и др.), которые стали образовываться с ХII века. Обучение стало носить более систематический характер.

17

ХIII век характерен для европейской науки началом эксперимента и дальнейшей разработкой статики Архимеда. Группа ученых Парижского университета во главе с Иорданом Неморарием (вторая половина ХIII в.) развивает античное учение о равновесии простых механических устройств, решив задачу, с которой античная механика справиться не могла

–задачу о равновесии тела на наклонной плоскости.

ВХIV в. в полемике с античными учениями рождались новые идеи, начинают использоваться математические методы, т. е. идет прогресс подготовки будущего точного естествознания. Лидерство переходит к группе ученых Оксфордского университета, среди которых наиболее значительная фигура – Томас Брадвардин (1290–1349 гг.). Ему принадлежит трактат «О пропорциях» (1328 г.), который в истории науки оценивается, как первая попытка написать «Математические начала натуральной философии» (через 360 лет спустя так назовет свой труд Исаак Ньютон).

Всредневековье интерес к науке все же не угасал. Вместе с тем научные знания этой эпохи ограничивались лишь познанием отдельных явлений и легко укладывались в умозрительные натурфилософские схемы мироздания, выдвинуты в период античности (главным образом в учениях Аристотеля). Естествознание находилось в стадии «преднауки».

Контрольные вопросы

1.В чём противоречие между наукой и теологией?

2.С чем связан упадок европейской науки с VIII по XII века?

3.В какой науке добились наибольших успехов арабские учёные?

4.Что способствовало подъёму западной христианской науки?

5.Чем характерен для европейской науки XIII век? XIVвек?

8. Научные революции в истории общества. Сущность и механизм естественнонаучной революции.

Развитие естествознания не является монотонным процессом количественного накопления знаний об окружающем природным миром. И если процесс простого приращивания знаний (а иногда и вымыслов) был присущ для натурфилософии античности, для «преднауки» средневековья, то с XVI века характер научного процесса существенно меняется. В развитии науки появляются переломные этапы, кризисы, выход на качественно новый уровень знаний, радикально меняющий прежнее видение мира.

Эти переломные этапы в научном познании получили наименование научных революций. В любой научной революции можно выделить более и менее длительный исторический период, втечение которогоонапроисходит.

Периоды революций в науке, отмечал известный физик Луи де Бройль, «всегда характеризуют решающие этапы в прогрессивном развитии наших знаний».

18

Эти решающее этапы в развитие фундаментальных наук можно разделить по результатом и степени влияния на развитие науке в целом на глобальные научные революции и на «микрореволюции» в отдельных науках. Последние означает создание новых теорий в том или иной области науки, которые меняют представления об определенном, сравнительно узком круге явлений, но не оказывают решающего влияния на существующую научную картину мира, требуют коренного изменения способа научного мышления.

Глобальная научная революция приводит к формированию совершенного нового видения мира, вызывает появление принципиально новых представлений о его структуре и функционировании, а также влечет за собой новые способы, методы его познания. Глобальная научная революция может происходить первоначально в одной из фундаментальных наук, превращая её в лидера науки.

9.Первая естественнонаучная революция.

Первая научная революция стала результатом систематизации накопленных знаний.

Опыт древних греков стал одной из предпосылок первой естественнонаучной революции. Из опыта путешествий греки знали, что в южных районах Полярная звезда на небе располагается ниже, чем в северных. Полярная звезда на Северном полюсе находится прямо над головой наблюдателя. Человеку же на экваторе кажется, что она располагается на линии горизонта.

Зная разницу в кажущемся расположении Полярной звезды в Египте и Греции, Аристотель сумел вычислить длину экватора.

Аристотель обобщил астрономические наблюдения своих предшественников и догадался, что лунные затмения происходят тогда, когда Земля оказывается между Луной и Солнцем. Земля всегда отбрасывает на Луну круглую тень, а это может быть лишь в том случае, если Земля имеет форму шара.

Основываясь на наблюдениях, проведенных предшественниками, Аристотель предположил, что Земля неподвижна, а Солнце, Луна, планеты и звезды обращаются вокруг нее по круговым орбитам. Математическое описание сделал Птолемей, он превратил идею Аристотеля в космическую модель геоцентрической системы мира. Земля в центре, окруженная восемью сферами, несущими на себе Луну, Солнце и планеты. Что лежит за последней сферой не объяснялось.

Главный итог первой естественнонаучной революции (преобра-

зовавшей астрономию, космологию и физику) – создание последовательного учения о геоцентрической системе мира, начатое еще в VI веке до н.э. Анаксимандром и Аристотелем. Эту научную революцию естественно назвать Аристотелевой.

19

10. Вторая естественнонаучная революция. Гелиоцентрическая система мира. Учение о множественности миров.

Период конца ХV–XVI в.в. – переход от средневековья к Новому времени – эпоха Возрождения (возрождение культурных ценностей античности, отсюда и название). Расцвет искусства, утверждение идей гуманизма. Вместе с тем эпоха Возрождения отличалась существенным прогрессом науки и радикальным изменением миропонимания, которое явилось следствием появления гелиоцентрического учения великого польского астронома Николая Коперника (1473–1543 гг.).

В своем труде «Об обращении небесных сфер» Коперник утверждал, что Земля не является центром мироздания и что «Солнце, как бы восседая на Царском престоле, управляет вращающимся около него семейством светил». Это был конец аристотелево – птоломеевской геоцентрической системы мира. На основании большого числа астрономических наблюдений и расчетов Коперник создал новую гелиоцентрическую систему мира, что явилось революцией.

Земля – одна из планет, движущихся вокруг Солнца по круговым орбитам, одновременно вращается вокруг собственной оси, чем и объясняется смена дня и ночи, видимое нами движение звездного неба. Но гелиоцентрическая система мира не сводилась только к перестановке предполагаемого центра Вселенной. Коперник высказал очень важную мысль о движении как естественном свойстве небесных и земных объектов, подчинением некоторым закономерностям единой механики. Тем самым было разрушено представление Аристотеля о неподвижном «перводвигателе», якобы приводящем в движение Вселенную.

Коперник показал ограниченность чувственного познания, неспособного отличить то, что нам представляется, оттого, что в действительности имеет место (визуально нам кажется что Солнце «ходит» вокруг Земли). Таким образом он продемонстрировал слабость принципа объяснения окружающего мира на основе непосредственной видимости и доказал необходимость для науки критического разума.

Учение Коперника подрывало опиравшуюся на идеи Аристотеля религиозную картину мира, которая исходила из признания центрального положения Земли, что давало основание объявлять находящегося на ней человека центром и высшей целью мироздания.

Католическая церковь не могла согласиться с этими выводами. Защитники учения Коперника были объявлены еретиками и подвергнуты гонениям. Сам Коперник избежал этого ввиду своей смерти, которая случилась в этом же году, в котором был опубликован его главный труд «Об обращении небесных сфер»(1543 г.). В1616 году этот труд был занесен в панский «Индекс запрещенных книг, откуда был, вычеркнут лишь в 1835 году.

20