NMP_-_Istoria_nauki_i_tekhniki

тяжелее воздуха (машина с машущими крыльями, приводимыми в движение человеком с помощью специального механизма).

Семинар №4

Европейская наука и техника в эпоху возрождения

План семинарского занятия.

1.Хронологические рамки эпохи, отличительная черта ее культуры от культуры и традиций средневековья.

2.Познавательная ситуация и изменение познавательной ориентации в эпоху Возрождения, создание новой картины мира.

3.Мыслители, ученые, художники эпохи Возрождения. Их отношение к миру, новые подходы отражения мира в художественных произведениях.

4.Математика эпохи Ренессанса, ее направленность на решение практических задач в картографии, геодезии, астрономии, в инженерных работах, в развитии бухгалтерского учета и пр.

5.И.Гутенберг и изобретение полиграфического процесса.

6.Фундаментальные военно – технические изобретения (огнестрельные оружия – аркебузы и пушки) и новые волны завоеваний.

7.Великие географические открытия эпохи Возрождения и их вклад в расширение экологической ниши и в познании мира.

8.Развитие опытного метода в науке – причины, влияние на развитие медицины, анатомии и прочих наук. Ученые – практики и инженеры эпохи Возрождения, их вклад в развитие науки и инженерного дела.

Изучая вопрос развития научной мысли в эпоху Возрождения, студент должен знать, что эпоха Возрождения (Ренессанса) была переходной в истории западноевропейского общества и имеет временные границы, обозначенные XIV–XVI веками. Следует помнить, что особенностью этого исторического периода стала интеллектуальная революция, которая питалась достижениями науки и культуры средневековой эпохи и обращалась к античным интеллектуальным традициям Древней Греции и Рима.

На первый план в интеллектуальном (в том числе и научном) творчестве выдвигается человек, безграничные возможности его личности —

21

и в связи с этим студенту следует понимать, что антропоцентризм эпохи Возрождения в значительной мере противостоял теоцентризму средневековья, хотя и не предполагал отказа ренессансного человека от христианской религии. Возрождение формировало новый тип личности, в которой преобладало волевое, решительное начало, стремление к поиску, открытию нового, неизведанного. Такая реконструкция античной системы ценностей и норм мировосприятия была обусловлена в первую очередь глубокими социокультурными изменениями, вызревавшими в недрах средневековья. Мыслитель Возрождения - человек религиозный, но созерцательная «теология разума» сменяется деятельной «теологией воли». Человек и природа становятся актуальными реальностями, предметом пристального интереса. В тот период происходил постепенный переход от ремесла к мануфактурному производству, зарождалась система мировой торговли, происходили великие географические открытия, пробивались первые ростки капиталистической организации хозяйства. Раскрывая тему, студенту следует изложить основные научные и культурные открытия и достижения Ренессанса. В первую очередь, достижения, связанные с соединением научного мышления с художественным восприятием мира, а также переходом в живописи от плоского к трехмерному изображению, что требовало геометрического обоснования перспективы, хорошего знания анатомии, механики движения (работы Леона Батиста Альберти, Леонардо да Винчи, Андреаса Везалия, Альбрехта Дюрера). Следует отметить такой немаловажный факт, сделавший переворот в мире искусства - это открытие в области технологии изготовления масляных красок. Сандро Боттичелли, Леонардо да Винчи, Микеланджело и Рафаэль, первые освоившие технологию работы с ними, стали великими художниками. Раскройте составляющие «нового архитектурного стиля» (технологии, материалы, художественные формы, религиозно-концептуальные установки).

Давая характеристику развитию зодчества в эпоху Возрождения, следует так же остановиться на сочинениях по архитектуре и скульптуре «Десять книг о зодчестве» (1452 г.) и «О статусе» (1464 г.), написанные Леоном Баттиста Альберти (1404 – 1472 гг.) – итальянским ученым, гуманистом, одним из основателей новой европейской архитектуры, теоретиком искусства эпохи Возрождения.

Классификация наук этой эпохи была произведена в трактате Вергилия Полидора (1470 - 1555 г.) «Об изобретателях вещей».

В излагаемом материале необходимо отметить также тот факт, что большое внимание мыслителями Ренессанса уделялось математике, служившей ключом ко многим практическим и теоретическим достижениям.

22

Требовалось разработать ракурсы и углы заката в перспективе, выполнять расчеты в картографии, геодезии, астрономии или в инженерных работах. Двухстатейный бухгалтерский учет, изложенный Лукой Пачоли в 1494 г., и расширенное применение арабских цифр способствовали развитию мира бизнесов и финансов. Вместе с тем в математике Ренессанса была сильна и идущая от Платона мистика чисел. В связи с возрастающими потребностями практической инвентаризации и функционированию мощных сетей частных банков, к XII - XV вв. стала острой проблема статистического учета и в формировании статистического мировоззрения. В обиход вошли такие понятия как «случайность», «шанс», «риск», «страховка», «баланс», «функциональная зависимость», «средняя величина» и пр.

Несомненно, знаменательным явлением эпохи Ренессанса стало изобретение книгопечатания, а точнее полиграфического процесса (И. Гутенберг, около 1399 – 1468 гг.). Печатный процесс дал возможность множественного изготовления красочных оттисков, получаемых с помощью наборной формы, который осуществлялся теперь на типографском станке. С изобретения книгопечатания нередко начинают отсчет нового времени, новой культуры. Знаменитая 42-строчная Библия, считающаяся некоторыми исследователями первой печатной книгой, выходных сведений не имела, но косвенная дата - 1456 г. Некоторые другие первопечатные издания указывают на самую раннюю дату - октябрь 1454 г.

До конца XV в. в 260 городах Европы было основано не менее 1100 типографий, которые за 40 лет выпустили в свет около 40 тыс. изданий (из них 1800 - научных) общим тиражом в 10-12 млн. экземпляров (инкунабул). Книга стала доступной, знание получило надежный и «точный» носитель.

Рассматривая данную тему семинара, студенту следует также остановиться на таком важном моменте технического развития Нового времени – это изобретение огнестрельного оружия: аркебуз (прототипов современных винтовок и пистолет) и пушек.

Известно, что порох был открыт китайским медиком алхимиком Сунь Сымяо, живший в VII веке; он писал в одном из трактатов, что нагревание смеси из селитры, серы и древесного угля приводит к сильному взрыву. В битвах с монголами китайцы использовали пороховые бомбы, которые бросали во врага из баллист – однако это спасло их от поражения. Из Китая порох попал на Ближний Восток; здесь неизвестные арабские мастера создали первую пушку – «модфу», которую в XII веке стали делать железными, стрелявшими свинцовыми ядрышками – «орехами».

Изобретение же цельнолитой пушки было фундаментальным открытием, изменившим облик человеческого общества; рыцари и лучники

23

отступили перед новым богом войны - артиллерией. Отныне могли выжить только те государства, которые имели металлургическую промышленность, артиллерию и профессиональную армию. Цивилизация, наконец, получила в руки оружие, которое остановило волны нашествий из Великой Степи.

И так, огнестрельное оружие было создано на Востоке и первой армией, взявшей его на вооружение была армия Османской империи. При султане Мураде I (1362-1389) были созданы первые подразделения янычар – это был корпус регулярной пехоты, составленный из воинов-рабов, с детства воспитанных в казармах. При Мураде II (1421-1451) большая часть янычар была вооружена аркебузами-«тюфенгами»; был создан мощный артиллерийский корпус, «топчу оджагы» - таким образом, на свет явилась регулярная армия, вооруженная огнестрельным оружием. При преемнике Мурада, Мехмеде II, для овладения городами были созданы огромные осадные орудия – в том числе знаменитая пушка Урбана, которая в 1453 году разрушила стены Константинополя.

Создание вооруженной огнестрельным оружием регулярной армии было фундаментальным открытием турок; это открытие вызвало волну османских завоеваний. В течение двадцати лет после взятия Константинополя турки овладели Сербией, Грецией, Албанией, Боснией, подчинили Валахию и Молдавию. Затем они обернулись на Восток, окончательно покорили Малую Азию, и в 1514 году в грандиозной битве на Чалдаранской равнине разгромили объединенные силы господствовавших над Ираном кочевников. Затем были завоеваны Сирия и Египет, и султан Селим Грозный (1512-1520) провозгласил себя заместителем пророка, халифом.

Для массового производства огнестрельного оружия потребовалось создание новой технологии обработки (грануляции) пороха, развитию горной, металлургической науки и промышленности, созданию совершенно новых воинских подразделений, вооруженных аркебузами и пушками. Изменилась тактика ведения боевых действий. Такова причинно – следственная обусловленность изобретения пороха, огнестрельного оружия, развития военной науки, промышленности.

Характеризуя развитие военной техники и технологий, студенту необходимо показать, что практические знания в производстве огнестрельного оружия требовали теоретического обоснования. Эта «брешь» была устранена появлением научных трудов по артиллерии итальянского ученого Николы Тарталья «О новой науке» (1534 г.) и «Разные вопросы и изобретения» (1546 г.), а так же работой испанского артиллериста Диего Уффано «Трактат об артиллерии» (1613 г.). Первый из авторов в своих

24

научных трудах рассматривал вопросы баллистики – полета снаряда, действия пороха, устройство стволов орудий и пришел к выводу, что траектория полета снаряда на всем протяжении - это кривая линия, с увеличением угла бросания дальность увеличивается и достигает наибольшей величины при угле 45о. Д. Уффано в своем сочинении привел ценные сведения о материальной части артиллерии конца XVI и начала XVII в.

Рассматривая данный этап исторического развития общества, студенту необходимо остановиться и на великих географических открытиях эпохи Возрождения, которые были осуществлены, благодаря целой серии экспедиций, завершившихся кругосветным плаванием Ф. Магеллана (около 1480-1521 гг.), что символизировало полное «освоение» Земли. Самым значительным в серии открытий было открытие Америки, которое связывают с именем Х.Колумба (1451-1506), хотя и до Колумба европейцы не раз посещали Америку. Великие географические открытия значительно расширили экологическую нишу за счет поставок новых (до этого неизвестных европейцам) сельскохозяйственных культур – кукурузы, картофеля, табака, хлопка и др.

При раскрытии материала следует также акцентировать внимание на характерные для Возрождения достаточно сильные «вызовы» научному мышлению и «научной практике» со стороны «реальной практики» (на примере развития медицины). Первым ученым, обозначившим значимость практической науки, стал Френсис Бэкон (1561-1626). Он оказал решающее влияние на развитие и становление медицины как науки в целом, точно определив и установив пути ее развития, сформулировал следующие задачи:

•первая – сохранение здоровья,

•вторая – излечение болезней,

•третья – продолжение жизни («О достоинстве и усовершенствовании наук»).

При рассмотрении значимости опытного метода в науке студенту не

следует забывать о трудах Парацельса (1493-1541), который явился одним из его основоположников. В работах "Малая хирургия", "Большая хирургия" Парацельс утверждал, что теория врача есть опыт, никто не может стать врачом без науки и опыта. Именно с работ Парацельса начинается кардинальная перестройка химических знаний, достижений алхимии в приложении к медицине.

Другой «знаковой» личностью, представлявшей практическую медицину, стал Андреас Везалий. Он не только подверг резкой критике взгляды Галена на строение тела человека, которые господствовали в Европе

25

втечение 14 столетия, но и исправил более 200 ошибок его. Везалий в отличие от Галена, анатомическое строение тела человека изучал не на животных, а на трупах людей. Они правильно описал скелет человека, его мышцы, внутренние органы. Результаты своих исследований Везалий изложил в прекрасно иллюстрированных «Анатомических таблицах», в кратком учебнике анатомии «Извлечение» и основополагающем труде «О строении человеческого тела», изданного в семи книгах. Везалий не только систематизировал знания в области анатомии за все предшествующие столетия, но сделал все для становления и представления анатомии как науки

всовременном понимании.

Студенту следует дать краткую характеристику вклада в развитие практической медицины (в том числе и хирургии) таких ученых – медиков Ренессанса как Шарль Этьен (1503-1564), Мигель Сервет (1509-1553), Иероним Фабриций (1533-1619), Бартоломей Евстахий (1510-1574), Уильяма Гарвея (1578-1657), Марчелло Мальпиги (1628-1694), Иоханнес де Виго

(1450-1545), Амбруаза Паре (1510-1590).

Касаясь «промышленно-технических» достижений эпохи Возрождения, нужно будет отметить и дать краткое описание таких фундаментальных работ, как «Пиротехника» Бирингуччо (1480 -1539 гг.), «О природе ископаемых» Георга Бауэра (Агриколы). В этих трудах содержится огромный фактический материал о технике и технологиях металлургии, производстве стекла, пороха, метод приготовления азотной кислоты и т.д.

Рассматривая технологические новации периода Возрождения обратите внимание на основные направления «технологической революции» того времени - изменение системы агротехники, освоение новых энергетических устройств. Отметьте формирование новых технологий в литейном деле и внедрение в жизнь человека инфраструктуры механических устройств.

Таким образом, обобщая рассматриваемую тему семинарского занятия, студенту следует отметить, что развитие научного знания со второй половины XV до первой половине XVIII в. было связано со сближением естествознания и прикладных наук. Оно было продиктовано необходимостью дальнейшего совершенствования техники и с этой целью в науке были заложены основы совершенного рационализма. Наука и разум стали единственными источниками познания. Научные открытия данного периода способствовали не только накоплению и обобщению полученных экспериментальным путем данных, но и привели к выдающимся техническим открытиям.

26

Семинар №5

Наука Нового времени. Научно – техническая революция XVII века.

План семинарского занятия.

1.Возникновение европейской науки – классического естествознания:

a.Этапы ее становления – I этап – формирование новой научной парадигмы (И. Кеплер и Г. Галилей); II этап – формирование теоретико – методологических основ новой науки (Р.Декарт); III этап – полное завершение научной парадигмы, начало современной науки (И.Ньютон).

b.География процесса.

2.Характеристика познавательной модели мира античности «Мир как Космос», средневековья - «Миру как Текст» и Нового времени - «Мир как Природа».

3.Социальная сторона научной революции.

Отвечая на первый вопрос семинарского занятия, студенту необходимо выделить целый ряд факторов, которые обусловили переход от геоцентрической к гелиоцентрической модели мира в конце XVI – начале XVII в. и положили начало первой научной революции. Нужно будет обосновать, что этот переход был обусловлен целой серией открытий, связанных с именами таких ученых, как Н. Коперник, И. Кеплер, Г. Галилей, Р. Декарт, И. Ньютон. Становление классического естествознания произошло благодаря развитию таких наук, как математика, физика, астрономия. Итогом становления основ классической науки стала механическая картина мира.

Излагая материал, вспомните, что европейская наука возникла и сформировалась полностью в течении XVII века и развилась сразу в комплексе всех ее составляющих: теоретического знания, его логического обоснования и математического описания, экспериментальной проверки, социальной структуры с сетью научных коммуникаций и общественным применением.

Давая краткую характеристику этапам формирования классического естествознания нужно отметить, что первый этап становления новой научной парадигмы связаны с именами таких великих ученых Нового времени как Иоганн Кеплер и Галилео Галилей.

27

Заслуга И. Кеплера заключалась в том, что он впервые дал «рабочий чертеж» новой модели мира, который был представлен в его книге "Новая астрономия, основанная на причинных связях, или физика неба, выведенная из изучения движений звезд звезды Марс, основанных на наблюдениях благородного Тихо Браге" (1607 г.). В этом сочинении он изложил два из знаменитых трех законов движения планет Куплера: каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причем линия, соединяющая Солнце с планетой (радиус-вектор планеты), за равные промежутки времени описывает равные площади. В 1618 г. Кеплер обнародовал свой третий закон планетных движений: Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца соотносятся как кубы больших полуосей их орбит.

При раскрытии темы первого вопроса семинара, студент должен ясно представлять, что «фундамент» новой науки, закладку которой начал И. Кеплер, завершил - Г. Галилей (1564 – 1642 г.). При этом, следует отметить, что он впервые, экспериментально подтвердив теорию Кеплера, установил связь космологии (И. Кеплера) с наукой о движении, создав тем самым основу научной механики.

Необходимо будет также отметить заслуги Галилея в исследованиях космоса. Он, усовершенствовав телескоп, изобретенный в 1608 году голландцем Хансом Липперсхеем, открыл новую инструментальную астрономическую эру. С давних времен основным возражением против гелиоцентрической теории было то, что Луна вращается вокруг Земли – по аналогии считали, что и другие небесные тела должны вращаться вокруг Земли. Галилеем было обнаружено, что млечный путь состоит из звезд, что Юпитер окружен четырьмя спутниками, что Луна – это не планета, а спутник, подобный спутникам Юпитера, и покрыта горами и пр.

Студенту следует знать, что новая механика приобрела окончательный свой вид после выхода в 1638 году последней книги Галилея "Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению...".

Он установил, что Аристотель был не прав, утверждая, что тяжелые тела падают быстрее легких, что пушечное ядро летит по параболе и что время колебания маятника не зависит от амплитуды. Галилей открыл закон инерции, закон равноускоренного движения и установил принцип сложения (суперпозиции) движений.

Эти открытия стали началом современной механики.

Новая механика Г. Галилея была основана на следующих аксиомах:

28

•Свободное движение по горизонтальной плоскости происходит с постоянной по величине и направлению скоростью (сегодня – закон инерции, или первый закон Ньютона).

•Свободно падающее тело движется с постоянным ускорением.

•Тело, скользящее без трения по наклонной плоскости, движется с постоянным ускорением.

Но она давала только идеализированное описание движения тел вблизи поверхности Земли. Она пренебрегала такие немаловажные факторы,

характеризуется зарождением и развитием теоретико – методологических основ новой науки. Этот процесс происходил одновременно с мощным опытно - практическим движением в естествознании, но был слабо связан с ним. Несмотря на это, два взаимодополняющие друг друга процесса привели к научной революции и формированию новой познавательной модели Мира.

Давая характеристику, данной части вопроса семинара, следует выделить таких философов – концептуалистов как англичанин Френсис Бэкон (1561 – 1626 г.) и француз Рене Декарт (1596 – 1650).

Бэкону принадлежит провозглашение главенства метода индукции. Им в труде «Новый Органон» (1620 г.) дано определение индуктивного и дедуктивного методов доказательства.

Декарту суждено было стать основателем философии Нового времени. В отличие от Бэкона, Декарт искал обоснование знания не столько в сфере его практической реализации, сколько в сфере самого знания. Поэтому в центре методологических размышлений Декарта были мысль и сам Человек. Три положения механики Декарта важны для понимания последующей философии естествознания: в мире отсутствует пустота, Вселенная наполнена материей (и вся она в непрерывном движении), материя и пространство суть одно. Не существует абсолютной системы отсчета, а, следовательно, и абсолютного движения. Р. Декарт явился типичным представителем ятрофизики – направления в естествознании, рассматривавшего живую природу с позиций физики. Он стал первым использовать в своих научных работах математические доказательства и настаивал на необходимости доказательства любого утверждения. Новым подходом в представлении информации стало изображение Декартом кривых в виде графиков функций. Он создал аналитическую геометрию, ввел понятие «количество движения» и установил закон сохранения количества движения в отсутствие внешних сил.

29

Третий этап создания классической науки Нового времени характеризуется нанесением окончательных «штрихов» в формировании новой картины Мира. К концу XVII в. "Новый космос", новая картина мира, что и было познавательной сутью науки, была полностью создана. Ее архитектором и прорабом стал Исаак Ньютон (1643 – 1727).

В излагаемом материале нужно сделать особый «акцент» на существенных достижениях научного переворота этого времени - установление важнейших законов механики, создание на их основе динамически обоснованной гелиоцентрической картины мира, создание принципиально нового математического аппарата механики и физики — дифференциального и интегрального исчисления.

Студент должен ясно представлять себе, что законы механики Галилея вместе с его астрономическими открытиями подводили физическую базу под теорию Кеплера. А завершить кеплеровскую революцию выпало Ньютону, доказавшему существование тяготения как универсальной силы – силы, которая одновременно «заставляла» камни падать на Землю и была причиной замкнутых орбит, по которым планеты вращались вокруг Солнца.

Следует отметить, что заслугой Ньютона было в то, что он соединил механистическую философию Декарта, законы Кеплера о движении планет и законы Галилея о земном движении, сведя их в единую всеобъемлющую теорию. Величайшим открытием Ньютона был его «второй закон механики», утверждавший, что «изменение количества движения пропорционально приложенной силе». «Изменение количества движения» – это масса, умноженная на производную скорости, таким образом, второй закон давал начало дифференциальному исчислению. Другим великим открытием Ньютона был закон всемирного тяготения, при доказательстве этого Ньютон использовал формулу центробежной силы, полученную ранее Гюйгенсом.

Необходимо отметить то, что развитию современной науки дал мощный толчок научные изыскания таких ученых как Коперник, И.Кеплер, Т.Браге (теоретичеакие исследования в области астронимии), Торричелли (открытие вакуума, атмосферного давления, первый барометр), Б.Паскаль (изменение атмосферного давления по высоте), (изобретение воздушного насоса, газовые законы Бойля – Мариотта), Х.Гюйгенс (исследования маятника и первые маятниковые часы), Ф.Бекон (определение индуктивного и дедуктивного метода доказательств), Р.Декарт ( новые правила математических доказательств в науке), Г.Лейбниц, И.Бернулли (закон сохранения кинетической энергии, создание и развитие дифференциального исчисления) и др.

30