NMP_-_Istoria_nauki_i_tekhniki

Раскрывая содержание второго вопроса семинарского занятия нужно проследить и описать механизм изменения познавательной модели Мира от эпохи античности, периода средневековья, до Нового времени.

Познавательной моделью античности был Мир как Космос; и мыслителей волновала скорее проблема идеальной, чем "реальной" природы. Познавательной моделью средневековья был Мир как Текст (Священное писание); и "реальная" природа также мало заботила схоластов. Познавательной моделью Нового времени стал Мир как Природа. Главным содержанием научной революции стали разработка технологии эксперимента и создания специального научного языка описания диалога с Природой.

«Старый космос» – это мир "по Аристотелю и Птолемею": он имеет шаровидную форму, вечен и неподвижен; за его пределами нет ни времени, ни пространства; в центре его – Земля; он дихотомичен: изменяющийся подлунный мир и совершенно неизменный надлунный; пустоты нет: в подлунном мире – 4 элемента (земля, вода, воздух, огонь), в надлунном – эфир; все движения в космосе – круговые, в соответствии с кинематикой Птолемея.

«Новый космос» (по Копернику) начинался с простой модели, совпадавшей с моделью Аристарха Самосского: вращение Земли происходило вокруг оси; центральное положение Солнца – внутри планетной системы; Земля – планета, вокруг которой вращается Луна. Именно эта модель соответствовала астрономическим наблюдениям лучше, чем геоцентрическая модель Птолемея и вписывалась в общую систему представлений, которую развивали в своих научных трудах Кеплер и Галилей.

В заключение нужно будет отметить, что Крупнейшим достижением научной революции стало крушение антично-средневековой картины мира и формирование новых черт мировоззрения, позволивших создать науку Нового времени.

Вторым важнейшим итогом научной революции стало соединение умозрительной натурфилософской традиции античности и средневековой науки с ремесленно-технической деятельностью, с производством. Еще одним результатом научной революции стало утверждение гипотетикодедуктивной методики познания. Основу этого метода, составляющего ядро современного естествознания, образует логический вывод утверждений из принятых гипотез и последующая их эмпирическая проверка.

При изучении третьего вопроса семинарского занятия студент должен выявить социально-экономические, а также и политические и куль-

31

турные предпосылки научной революции XVII в. К наиболее значимым из них следует отнести такие явления общеевропейского масштаба, как Возрождение (с его гуманистическим антропоцентрическим миропониманием) и Реформация (давшая стимул к складыванию новых представлений о путях индивидуального познания). А произошедшие в XVI–XVII вв. первые в Европе буржуазные революции (в Нидерландах, а затем в Англии) дали мощный толчок для развития конкретных отраслей промышленности и торговли, военного дела и мореплавания.

Нужно остановить свое внимание на том, что новое буржуазное общество породило большие изменения не только в экономике, политике и социальных отношениях, оно сильно изменило и сознание людей. Стал формироваться новый образ мира и стиль мышления, который по существу разрушил предшествующую, многими веками создававшуюся картину мироздания и привел к оформлению новой концепции мироздания с ориентацией на механистичность и количественные методы.

Студент должен осознавать, что в этот период происходило признание человеком его автономности, понимание природы, существующей только для того, чтобы служить человеку. В эту эпоху формировалось будущее рациональное видение мира и мировоззренческая традиция, в которой человек и природа противопоставлены. Нарождающемуся новому классу, буржуазии, нужна была такая наука, которая бы отвечала практическим, утилитарным целям развития промышленности, т. е. исследовала бы свойства физических тел и формы проявления сил природы.

Благодаря деятельности Г. Галилея, Р. Декарта, Ф. Бэкона и др., природа все чаще начинает рассматриваться сквозь призму технического эксперимента, и сама «становится машиной» (природа как часовой механизм

— таков принятый в классической науке образ природы). Измерение понимается как новый тип научной рациональности, формируется чисто количественное, «калькуляторское» видение: то, чего нельзя измерить, взвесить, то и не существует. Студент должен отчетливо представлять, что зародившаяся наука становится ядром западноевропейской культуры и под влиянием научной механистической картины мира формируется видение мира как механизма.

В XVII в. наука стала частью социальной системы. В продолжении рассмотрения последнего вопроса семинара, студенту нужно будет обратить внимание на тот факт, что успехи ученых привлекли внимание королей и государственных деятелей европейских стран, которые готовы были поддержать зарождающиеся тенденции в создании объединений ученых.

32

Так, с самого начала века во многих странах появляется множество «миниакадемий», например, флорентийская Академия деи Линчеи, знаменитым членом которой был Г. Галилей. Во второй половине века возникают "большие" академии – сообщества профессиональных ученых.

В1660 г. организованный в частной лондонской научно-исследовательской лаборатории современного типа кружок, куда входили Роберт Бойль (1627 – 1691), Кристофер Рен (1632 – 1723), Джон Валлис, Вильям Нейл и другие, был преобразован в "Лондонское королевское общество для развития знаний

оприроде" (Royal Society of London for Improving Natural Knowledge).

Ньютон стал членом этого общества в 1672 г., а с 1703 г. – его президентом. С 1664 г. общество стало регулярно печатать свои труды – "Philosophical Transactions". В 1666 году по инициативе знаменитого министра Людовика XIV Жана-Батиста Кольбер и при содействии короля была создана Французская Академия наук. Это было восстановление традиций Александрийского Мусея, в Академии были созданы обсерватория, библиотека и исследовательские лаборатории, выпускался научный журнал.

В1710 году по инициативе Лейбница была создана Берлинская академия. В 1724 году, незадолго до смерти, Петр I подписал указ о создании Российской академии наук.

Наука стала социальной системой – появились свои профессиональные организации, печатные органы, целая инфраструктура (включая специальный инструментарий). В науке возникли свои нормы и правила поведения, каналы коммуникации.

Семинар №6

Механистическая картина мира и зарождение классической науки. Научные дисциплины и направления технического развития в XVIII веке.

План семинарского занятия

1.География и хронология науки мануфактурной эпохи.

2.Открытия в основных научных направлениях XVIII века.

a.Исследования энергии и тепла.

b.Развитие металлургического процесса.

c.Развитие химии.

d.Исследования в биологии.

e.Наблюдательная и математическая астрономия.

33

3.Начало «нового образования» в период становления и развития классической науки.

4.Технические достижения мануфактурной эпохи.

5.Промышленная революция.

При подготовке первого вопроса семинарского занятия нужно вспомнить, что со второй половины XVII в. и к началу XVIII века в развитии науки и техники наступает так называемый мануфактурный период. Появление мануфактур создавало возможности для повышения производительности труда и углубления разделения труда. Следствием этого стало увеличение количества выпускаемой продукции.

Раскрывая суть данного вопроса, студенту следует показать, что процессы промышленного развития могли быть стимулированы только благодаря развитию научного знания и сближением естествознания и прикладных наук. Процессы сближения были обусловлены необходимостью дальнейшим совершенствования техники. Научные открытия данного периода способствовали не только накоплению и обобщению полученных экспериментальным путем данных, но и привели к выдающимся техническим открытиям.

География периода. К началу XVIII века «интеллектуальный тонус», заданный великим Ньютоном в Великобритании, стал спадать и центр научно – технической активности перемещается вначале во Францию, а затем в Германию. С XVIII в. к центрам научной жизни присоединяется Россия и Северная Америка. С конца XVIII в начинается промышленная революция в Британии и только потом оперемещается в континентальную Европу.

Хронология периода. Общая продолжительность периода около двух веков – XVIII – XIX, которую условно можно разделить на два этапа. Первый - это период, характеризуемый как век Просвещения. На этом этапе европейцы были заняты освоением наследия Ньютона. Второй этап сопровождался процессами дисциплинарного структурирования науки и скачкообразного развития промышленного производства. Этот период назван историками Веком промышленной революции.

В первой половине XVIII века темпы развития естествознания, заданные Ньютоном, несколько спадают. Влияние его в научном мире было столь мощным, что никто не решался даже продолжить его исследования – интерес сместился к медико-биологическим проблемам (ими Ньютон не занимался) и к частным вопросам. Но авторитет науки и все, что было связано с наукой, напротив, радикально и быстро возрастало. Эти тенденции

34

были проявлением общего духа европейской культуры XVIII в. – в обществе наука стала модной.

При этом, рождались "наивные" утопические идеи: господство над природой, возможность волевого рационального переустройства общества. Господствовал лозунг "Знание – сила".

Студентам необходимо будет дать краткие сведения об известных представителях Просвещения в Британии были: Дж. Локке, Г.Э. Лессинге, И.Г. Гердере; в Германии – И. Канте, И.В. Гете, Ф. Шиллере; в США – Т. Пейне, Б. Франклине, Т. Джефферсоне; в России – Н.И. Новикове, А.Н. Радищеве.

Научные направления XVIII века.

В VIII веке наукой занимались, главным образом, любители. Некоторые из них объединялись в научные сообщества, которые стали называться академиями и не всегда отличались высоким научным уровнем. Только к ХIX веку в научной и образовательной терминологии появилось понятие «научная дисциплина», которая тесно связана с такими терминами, как кафедра, школа, специальные периодические научные издания, профессиональные ученые и исследователи и пр.

Анализируя эту часть вопроса, студенту нужно показать, что в содержательном развитии науки выделились шесть основных программ.

Первая из них - исследования энергии и теплоты. Результатом этой инженерной и экспериментальной программы стало изобретение паровой машины, а достижением в теоретическом плане – описание термодинамических циклов С.Карно (1796 – 1832), правда уже в XIX веке. Примечательно, что целью этих исследований были не тепловые процессы, а стремление получить с их помощью вакуума. И, благодаря Э.Торричели (1608-1647), сформировалось понимание и осознание того, что атмосферное давление является колоссальным источником энергии.

Вторая развиваемая научная программа – это развитие металлургического процесса. К XVIII веку острой стала проблема для металлургического производства - это использование древесного угля. Запасы его катастрофически уменьшались и на «повестку дня» встал вопрос замены этого вида топлива на другой, к примеру, на минеральное топливо. Другой особенностью этого периода был переход от кричного процесса передела чугуна в железо к пудлингованию (перемешиванию). Проблема была решена, благодаря схеме процесса, с использованием прокатных валков, которая была запатентована Генри Картом (1740-1800) в 1784г.

Третья научная программа – это исследования электричества.

В то время электричество воспринималось как какая – то таинственная

35

жидкость, способная перетекать через особые вещи – проводники. Б. Франклин (1706-1790), и С. Грей (1666-1736) первыми сделали попытки осмысления электрических явлений с позиций теоретического подхода, а измерение электрических и магнитных взаимодействий впервые было выполнено Г. Кавендишем (1731-1810) и Ш. Кулоном (1736-1806). А Вольт (1745 – 1827) внес свой неоценимый вклад в исследования природы электричества и возможности его практического использования, создав в результате серии экспериментов батарею («столб»), позволившую получать постоянный электрический ток за счет протекания электрохимических процессов. Эти открытия стали началом нового теоретико – экспериментального направления – электрохимии.

Кроме того, полученные теоретические и экспериментальные результаты в области электричества позволили доказать единство всех электрических явлений: «животное» электричество, «металлическое» электричество. Рассматривая научные достижения в изучении природы электричества, студенту необходимо будет отметить вклад А. Вольта, А. М. Ампера, М. Фарадея в исследовании магнитных, тепловых, химических действий электрического тока. А также, отметить труды Т. Юнга, О. Френеля, которые развивали волновую теорию света.

Четвертая развиваемая научная программа в XVIII веке - это химия.

На рубеже XVII и XVIII веков учены перешли от опытов с воздухом и пустотой к исследованию новых газов. При этом, эксперименты несли рациональный и количественных характер. Студенту следует показать, что теория о невесомой "субстанции огня" – "флогистоне", известная со времен Парацельса и названная так Г. Шталем (1660-1734) была разрушена довольно случайным открытием британского священника - естествоиспытателя, философа, общественного деятеля, вошедшего в историю как выдающийся химик, открывший кислород и углекислый газ, Д. Пристли (1733-1804). А научное исследование А. Лавуазье позволило создать кислородную теорию горения, сделавшую ненужной концепцию "флогистона".

А. Лавуазье стал основоположником научной химии, химии как системы. Он выделил и описал три категории химических соединений: кислоты, основания, соли. Дал им современные названия; привел химию к количественному выражению, в которое входили только элементы; экспериментально доказал идентичность процессов окисления в живом и неживом мире.

Характеризуя достижения ученых той эпохи в области химии,

М. В. Ломоносов, который одновременно с французским физиком А. Л. Лавуазье открыл закон сохранения вещества при химических реакциях. На основании этого закона и открытии атома английским физиком Д. Дальтоном была создана аналитическая химия.

Пятая научная программа – это исследования в области биологии.

К XVIII веку биологами были открыто и исследовано огромное количество и многообразие видов, создававшее хаос в их описании. Встала острой проблема систематизации и классификации их. Классификация была вызвана не только духом коллекционирования, характерным для того времени (например, ядро Британского музея составила коллекция сера Хенсона Слоона (1660 – 1753), но и попыткой осмысления и установления взаимосвязи между различными видами живых форм в их развитии. Рассматривая эту часть семинарского занятия, следует обратить внимание на важнейших представителей программы, к которым смело можно отнести Карла Линнея (1707-1778) – автора первой единой биологической классификации; Жорж Бюффон (1707-1788) – автор "Системы природы", Жана Батиста Ламарка (1744-1829) – автора первой целостной концепции эволюции растительного и животного мира, которую он объяснил приспособлением биологических организмов к окружающей среде и их способностью передавать полученные качества по наследству (ламаркизм). Ледует вспомнить, что термин «биология» был введен в научный лексикон Ж.Б. Ламарком.

Шестая научная программа, которая реализовывалась учеными XVIII века, была наблюдательная и математическая астрономия.

Выдающимися достижениями в области наблюдательной и математической астрономии стали: открытие У.Гершелем (1738-1822) двойных звезд и их орбитального движения (1803) и решение Ж.Лагранжем (1736-1813) задачи трех тел. В конце XVIII столетия П.С. Лапласом было завершено создание небесной механики на основе закона всемирного тяготения И. Ньютона.

В концептуальном отношении после И. Ньютона обычно ставят И. Канта (1724-1804), который, отталкиваясь от работы астронома-любителя Т. Райта (1711-1786) "Оригинальная теория, Или новая гипотеза о Вселенной, основанная на законах природы и объясняющая с помощью математических принципов наиболее важные явления видимого мироздания, в частности Млечного Пути" (1750), опубликовал свою работу "Всеобщая естественная история и теория неба" (1755). Кант, в частности, выдвинул гипотезу о том, что солнечная и звездная системы не только аналогичны, но и гомологичны; кроме того, наблюдаемые спиральные туманности – суть звездные скопления. Кант первым понял основную особенность структуры

37

астрономической Вселенной: она представляет собой иерархию самогравитирующих (связанных тяготением) систем.

Студентам следует отметить, что без трудов швейцарского и российского ученого Л. Эйлера невозможно было бы представить развитие математики — им, а также Д. Бернулли, Даламбером были заложены основы гидродинамики.

Отвечая на третий вопрос семинарского занятия, студенту необходимо отметить роль образования в период становления и развития классической науки. В этот период сформировалась новая как по социальной роли и значимости, так и по содержательности образовательная система, которая в своей основе сохраняется и по сей день. Началом «нового профессионального образования» можно считать создание инженерных школ таких, как школа мостов и дорог и Школа военных инженеров в Мезьере, основанная в 1748 году, в которой с 1ё768 по 1784 годы преподавал выдающийся математик, организатор науки во Франции Гаспар Монж (17461818). Раскрывая эту часть темы семинарского занятия, следует вспомнить и о знаменитой Парижской политехнической школе (1794-1795), в которой были соединены демократические принципы образования с ориентацией на эффективную подготовку высококвалифицированных технических и военных кадров. Примечательно, что в этом образовательном заведении преподавали такие великие учены, как Ж. Лагранж (1736-1813), Г.Монж, К. Бертолле (1748-1822), несколько позже - А.Ампер, Ж.Фурье, П.Лаплас. Среди выпускников школы были: Ж.Био (1774-1862), Ж. Гей-Люссак (17781850), С.Пуассон, О.Френель, О. Коши (1789-1857), А. Навье (1785-1836),

Л.Пуансо (1777-1859), Г. Кориолис (1792-1843), С. Карно. Профессия преподавателя была настолько престижной, что ведущие ученые возглавляли не только научные и учебные, но и государственные учреждения, даже министерства. В Политехнической школе была впервые разработана лекционно-учебная литература по математике, механике и математической физике.

ВГермании подобные центры были в Кенигсберге и Геттингене. Центр в Геттингене сначала возглавил К.Ф. Гаусс (1777-1855), а затем -

Б.Риман (1826-1866).

В40-50-х годах в Британии, в Кембридже, начал формироваться аналогичный центр. Он был связан с именами Дж.Стокса (1819-1903), В. Томсона, У.Ранкина (1820-1872) и, наконец, с Дж. Максвеллом.

Отвечая на третий вопрос семинарского занятия, нужно дать характеристику технического развития европейских стран, исходя из того, что уже к началу XVIII века появились технические средства, оповестившие

38

о начале новой мануфактурной эпохи. Эти технические достижения были стимулированы, родившейся новой наукой – теоретической механикой.

Раскрывая эту часть темы семинарского занятия, студенту следует вспомнить, что высшим достижением техники XVII столетия была так называемая «машина Марли», механизм которой состоял из 14 водяных колес диаметром 12 метров. Эта машина обеспечивала работу знаменитых версальских фонтанов. Энергетическим источником машин такой конструкции была вода и заводы, использующие такую технику приходилось располагать у рек.

Следует отметить, что эстафету промышленного развития в этот отрезок исторического развития приняла на себя Швеция. На ее территории стали создаваться крупнейшие металлургические заводы, благодаря наличию больших природных запасов железной руды и древесного угля. Так, в 1610 году нидерландский мануфактурист Луи де Геера (1587-1652), которого привлекли эти возможности, развернул выпуск легких чугунных пушек. Производимая на его заводах 4-фунтовая пушка вместе с повозкой имела вес 35 пудов (574 кг), и ее можно было перевозить запряжкой из двух лошадей. С этого момента шведская армия получила на вооружение высокомобильные пушки, которые могли передвигаться по полю боя вместе с пехотой. Таким образом, в руках шведов появилось новое эффективное оружие массового уничтожения.

Студенту в излагаемом материале следует установить причинно – следственную связь между фундаментальным открытием шведов - легкой артиллерия и новой волной нашествий. Началась эпоха шведских завоеваний (1631 г. – Германия, далее – Польша, 1700 г. – разгром под Нарвой шведской армией под командованием короля Карла XII русской армии).

Угроза вторжения и захвата шведами территории России стимулировала процессы изысканий залежей железной руды на русских землях. Благодаря экстренным мерам, предпринятым Петром I, на Урале были найдены богатейшие рудные залежи. Перед началом войны царь приказал заложить большой завод в Каменске. Для работы на этом заводе были приглашены иностранные мастера. Завод строили в большой спешке; осенью 1701 года была пущена первая домна, в 1702 году завод дал 180 пушек, а в 1703 году – почти 600 пушек – вчетверо больше, чем было потеряно под Нарвой. В 1708 году Карл XII вторгся в Россию. Но для шведов стало неожиданностью, когда их войска были встречены сокрушающим огнем мощной артиллерия русской армии. В сражении под Полтавой большая часть атакующей шведской пехоты не смогла добежать до русских шеренг – она была истреблена огнем русских пушек.

39

Началась эпоха преобразований в России. Студенту следует дать краткую характеристику петровских реформ, включавших в себя создание новой промышленности, новой армии, новой государственной администрации, перенимание европейской одежды и европейских обычаев, в результате которых Россия вошла в европейский культурный круг, стала европейской страной.

Созданная Петром уральская металлургия вскоре заняла ведущие позиции в Европе, благодаря качеству уральских руд, которые превосходили шведские. Русские металлурги и артиллерийские инженеры вскоре превзошли своих учителей-иностранцев. В 1757 году под руководством графа Петра Шувалова было создано лучшее артиллерийское орудие тех времен, гаубица «единорог». В 1759 году в битве при Кунерсдорфе «единороги» расстреляли армию прусского короля Фридриха II. Единорог стал новым оружием России, появление которого породило волну русских завоеваний; в начале XIX века границы России достигли Дуная и Вислы.

Если в то время исход воин на суше определяла артиллерия, то на море – совершенство конструкций кораблей. Конец XVI века был ознаменован новым фундаментальным открытием, изменившим судьбы народов, - изобретением голландского флайта. Флайт - это был корабль нового типа, он имел удлиненный корпус, высокие мачты с совершенным парусным вооружением и был оснащен штурвалом. Флайт намного превосходил испанские каравеллы своей скоростью и маневренностью – и он подарил голландцам господство на морях. К началу XVII века голландцы изгнали с морей всех соперников и захватили в свои руки почти всю морскую торговлю. Огромные караваны судов с азиатскими товарами приходили в Амстердам – новую торговую столицу мира; отсюда товары развозились по всей Европе. С появлением флайта стали возможны массовые перевозки невиданных прежде масштабов, и голландцы превратились в народ мореходов и купцов; им принадлежали 15 тысяч кораблей, втрое больше, чем остальным европейским народам. Колоссальные прибыли от монопольной посреднической торговли подарили Голландии богатства, сделавшие ее символом буржуазного процветания. Капиталы купцов вкладывались в промышленность; тысячи мануфактур работали на сырье, привозимом из других стран, и вывозили свою продукцию на европейские рынки. Но острое соперничество за контроль над морской торговлей между Англией и Голландией, которое продолжалось всю второю половину XVII века, в конце концов, привело к поражению Голландии. Англичане одержали победу благодаря своим достижениям в кораблестроении; в 1637 году корабельный мастер Финеас Петт построил первый трехпалубный линейный

40