5. Развитие естественнонаучного мышления

ДО НАЧАЛА 20 ВЕКА

1 Истоки науки: мифология, религия, античная натурфилософия

В период зарождения человечества восприятие им мира носило преимущественно мистическо-религиозный характер. Оно отражалось в таких формах общественного сознания как мифология и религия.

Мифология(от греч.mifos– предание, сказание иlogos– слово, понятие, учение) – один из способов понимания мира, характерный для ранних стадий общественного развития. Мифология выступает в духовной жизни первобытного общества как универсальная форма общественного сознания. Миф – это сказание, являющееся символическим выражением некоторых событий, имевших место у определенных народов в определенное время. Миф, как наиболее ранняя форма духовной культуры человечества, объединял в себе зачатки знаний, религиозных верований, политических взглядов, искусства и др. Мифам свойственно сближение явлений природы и культуры. Здесь человеческие черты переносятся на окружающий мир; природа, космос очеловечивались. Здесь нет четкого разграничения мира и человека, мысли и чувств, вещественного и идеального.

Множество мифов посвящены различным космическим темам, где делается попытка ответить на вопрос о происхождении мира, которое выступало как некоторое творение, постепенное развитие мира из бесформенного состояния (хаос) в упорядоченное (космос). Наряду с вопросом о происхождении мира ставятся вопросы о происхождении людей, их рождения, жизни и смерти. Существует множество мифов о культурных достижениях человека (добывании огня, земледелии, обычаях, обрядах и др.).

Позднее, у развитых народов, мифы связываются друг с другом, выстраиваются в единые повествования, которые выражаются в литературном изложении («Илиада» в Древней Греции, «Рамаяна» в Индии и др.).

В настоящее время мифы вошли в гуманитарную культуру многих народов мира. Они выражены в литературе, живописи, скульптуре, музыке и др.

Наряду с мифологией, как определенной формой мировоззрения, выступает религия. Религия(от лат.religio– благочестие, набожность, святыня) – форма мировоззрения и мироощущения, в которой освоение мира осуществляется через его удвоение на: 1) «земной», естественный, воспринимаемый органами чувств и 2) «небесный», сверхчувственный. Основу религии составляет вера – принятие чего-либо за истину, не нуждающееся в подтверждении со стороны чувств и разума. Внешней формой проявления веры выступает культ – система утвердившихся ритуалов, которые нередко связаны с верой в сверхчувственные свойства мертвеца (погребальный культ), почитанием богов и богинь плодородия (аграрный культ) и др.

В качестве различных форм первобытной религии выступают такие как, например, тотемизм и анимизм. Тотемизм – вера в таинственную связь человеческих групп (родов) с теми или иными видами животных или растений. Наиболее ярко тотемические верования в наше время сохранились у аборигенов Австралии, где в качестве тотема - животного или растения покровителя выступали: Кенгуру, Змея, Ворон и др. Анимизм – вера в невидимых «духов» или «души».

Мифология и религия, наряду с античной натурфилософией, которая рассматривается ниже, явились одними из главных истоков возникновения и дальнейшего развития науки.

Под натурфилософией понимается совокупность философских попыток истолковать и объяснить природу на основе общего знания о ней, выяснить связи и закономерности явлений природы.

Греческая античная натурфилософия начинает формироваться в 7-6 вв. до н.э. Расцвет ее приходится на классический этап (с половины 5 в. и существенная часть 4 в. до н. э.). Следующий третий этап (эллинистический) приходится на конец 4 – 2 в. до н. э. Наконец, выделяют четвертый (Римский) завершающий этап античной натурфилософии (1 в. до н. э. – 5-6 вв. н.э.).

Среди основных направлений античной натурфилософии следует выделить: математическую программу (Пифагор, Платон), атомизм (Левкипп, Демокрит, Эпикур), континуальную программу Аристотеля.

Математическая программа.Согласно большинству сведений, Пифагор происходил с острова Самос, расположенного вблизи ионийского побережья Малой Азии. Его жизнь приходится на период между 584 (582) – 500 г. до н. э. Конкретные обстоятельства его жизни мало известны. Известно, что он посетил Египет, где изучал медицину, математику, астрономию, метеорологию; Вавилон, где познакомился с учением пророка Заратустры; Индию.

В 540 г. до н. э. Пифагор перебирается в город-порт Кротон в южно-итальянской колонии Греции. Здесь он организует из сторонников местной аристократии пифагорейский союз, с целью проведения нравственно-религиозного реформирования жизни, который просуществовал до 4 в. до н. э.,. Он обосновывает целесообразность сохранения во всем вечного и неизменного порядка. Пифагор и пифагорейцы много внимания уделяют математике, особенно отношениям чисел. Отсюда появляется воззрение, что принципы математики, числа являются и принципами мира, а числовые отношения, пропорции – отражением гармонии самого мира. В мире господствует порядок и гармония. Отсюда мир получает название «Космос».

Основные положения пифагореизма можно свести к следующим:

1) мир упорядоченный «Космос»;

2) упорядоченность возникает как следствие существования некоего всепроникающего разума;

3) «… все происходящее в мире повторяется через определенные промежутки времени…» (Порфирий). Такая позиция характерна и для восточных религий.

4) т.к. за видимым миром обнаруживается вневременной порядок, то его сущностью выступают количественные отношения действительности.

Атомистическая программа.Одним из ярких представителей атомизма явился Демокрит (ок. 460-370 гг. до н. э.). Демокрит происходит из знатного семейства в Абдерах, Фракия. Он унаследовал значительное имение, что позволило ему полностью посвятить себя науке. Демокрит много путешествует. Он посещает Египет, Персию, Вавилон, области вблизи Красного моря. Широта знаний Демокрита поражает. Так Диоген Лаэртский приводит более 70 названий его работ из различных областей знания: физики, этики, математики, музыки, астрономии, риторики и др.

Атомизм явился первой физической программой, т.к. она должна объяснить все явления физического мира.

Демокрит полностью разделяет учение Левкиппа об атомах (atomos– неделимый) и пустоте. Атомы находятся в непрерывном беспорядочном движении и характеризуются величиной, формой, порядком и положением. Они являются причиной всех вещей, которые возникают и гибнут благодаря их соединению и разъединению. Атомы сами по себе неизменны; были, есть и будут постоянно теми же самыми. Здесь содержится представление о неуничтожимости и несотворимости материи. Характеристика основных положений атомизма была дана Диогеном Лаэртским так: «Начала вселенной суть атомы и пустота, все остальное лишь считается существующим. Миры бесконечны и подвержены возникновению и разрушению. Ничто не возникает из несуществующего, и ничто не разрушается в несуществующее. Атомы то же бесконечны по величине и количеству, они вихрем несутся во вселенной и этим порождают все сложное – огонь, воду, воздух, землю, ибо все они суть соединения каких-то атомов, которые не подвержены воздействиям и неизменны в силу своей твердости».

Программа Аристотеля.Аристотель родился в 384 г. до н. э. в Стагире, Македония. Отец его Никомах был придворным лекарем македонского царя Аминта второго. В 17 лет Аристотель покинул Стагиру и поселился в Афинах, где стал учеником Платона. В Академии Платона Аристотель почти в течение 20 лет развивает свои знания, но уже менее чем за 10 лет пребывания в ней занимает критическую позицию к философии академиков. В конце концов, из-за несогласия с ними в основных вопросах философии он уходит из Академии и покидает Афины. Он посещает Атарию (Малая Азия), остров Лесбос. Наконец, в 343 г. до н. э. он переселяется в македонскую Пеллу, где становится учителем Александра, сына македонского царя Филлиппа второго.

Аристотель явился создателем самой обширной научной системы античности. Она опиралась на огромный эмпирический материал из области естествознания, общественных наук. Вопросам философии природы, естествознания посвящены следующие его труды: «Физика», «О небе», «О возникновении и гибели», «Метеорология», «О возникновении животных» и др.

Приведем некоторые положения Аристотеля из области естествознания.

Согласно Аристотелю, Космос, как и Земля, которая является его центром, имеет форму шара. Он состоит из многих концентрических небесных сфер, в которых движутся отдельные звезды. Ближайшая к Земле сфера – сфера Луны, дальше идет сфера Солнца, затем сферы планет и, наконец, сфера неподвижных звезд. Все, что находится в пространстве от сферы Луны до Земли, наполнено материей. Она состоит из четырех элементов: огонь, воздух, вода, земля. Все, что находится в пространстве от сферы Луны до границ Космоса, наполнено пятым элементом – эфиром (этером). Образованные из материи небесные тела являются неизменными и находятся в постоянном кругообразном движении. Земля изменяется, но остается неподвижной.

Аристотель различает шесть видов движения: «возникновение, гибель, увеличение, уменьшение, перемену и изменение места». «Противным» движению Аристотель считает покой. Пространство и время он связывает с движением: «Время, таким образом, есть число движения в отношении к предыдущему и последующему и, принадлежа непрерывному, само непрерывно – это ясно». Пространство есть «особая» необходимая реальность, которая проявляется в движении тел, существуя независимо от них.

Три основные научные программы античности лежат в основании науки, дальнейшее развитие которой, по сути, явилось их развитием и преобразованием.

2 Развитие взглядов на строение Вселенной

Зарождение астрономии.Астрономия, пожалуй, является самой древней наукой. Зачатки астрономических знаний уходят в далекое прошлое: древний Египет, Вавилон, Индия, Китай и др. Однако большое количество знаний оставалось практически неизвестным массам людей и являлось привилегией жрецов древнего мира. Даже фараоны Египта не были посвящены во все тайны жрецов. Только избранные допускались к их знаниям (известно, что в их числе были Пифагор и Аристарх Самосский).

Здесь мы кратко остановимся на некоторых достижениях древней астрономии.

На основании продолжительных наблюдений звездного неба древние египтяне разрабатывают одну из совершеннейших систем счета времени. Они вводят обычай делить сутки на 24 часа. Примерно за 2000 лет до н. э. устанавливают продолжительность года в 365 дней. Жрецы умели рассчитывать положение звезд на небе в интересующее их время, учитывая при этом их относительное (!) смещение. Это можно сделать только в том случае, если представить, что звезды находятся на различных расстояниях от наблюдателя на Земле, и каждая из них перемещается относительно наблюдателя со своей индивидуальной скоростью. Такие расчеты (расчеты индивидуальных скоростей) делались не позже 3 тысячелетия до н. э., до начала строения египетских пирамид. Заметим, что современная астрономия подошла к такому уровню вычисления индивидуальных скоростей звезд, только через 300 лет после изобретения телескопа Г. Галилеем. Великие египетские пирамиды в Гизе – Хеопса (Хуфу), Хеффрена (Хафра) и Микерина (Менкаура) связаны с созвездием Ориона, т.к. представляют собой точную проекцию трех звезд пояса созвездия Ориона. В древнем Китае умели с огромной точностью предсказывать солнечные затмения, упоминания о которых имеются в гадательных надписях на черепашьих щитах, сделанных в 14-11 вв. до н. э. Имеются упоминания о наблюдающихся протуберанцах и солнечных пятнах. Уже за 2000 лет до н. э. древнекитайские астрономы установили промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми фазами Луны – синодический месяц в 29,5 дня и продолжительность года в 366 дней. Имеются сведения о том, что астроном Чу Конг около 1100 г. до н. э. определил наклон эклиптики к небесному экватору в 23^о54 02. В трудах Ши Шэня (4 в. до н. э.) содержится описание 122 созвездий и каталог 809 звезд.

Астрономические знания древних цивилизаций находят свое широкое применение: установление периода разливов рек (Египет – Нил, Междуречье – Тигр и Евфрат и др.), создание календарей, использование для нужд кочевников-скотоводов, землепашцев, мореходов и др.

Геоцентризм и гелиоцентризм.Геоцентризм – мировоззрение, согласно которому Земля есть центр мира. Гелиоцентризм – мировоззрение, согласно которому в центре мира находится Солнце.

Яркими представителями геоцентризма выступили: Платон, Аристотель и Птолемей. О космологических представлениях Аристотеля мы говорили ранее при рассмотрении античной натурфилософии. Здесь мы кратко рассмотрим основные космологические представления Платона и Птолемея.

Платон Афинский родился 27 мая 427 года до н. э. в Афинах, умер там же в 347 г. Сначала Платон был поэтом, позже под влиянием Сократа стал одним из выдающихся философов своего времени. Согласно Платону, Вселенная – это единая, вечная, живая и совершенная сфера, в центре которой находится Земля. В труде «Тимей» Платона читаем: Земле [творец] определил вращаться вокруг оси, проходящей через Вселенную; он ее сделал стражем и творцом ночи и дня…». В работе «Государство» Платон описывает восемь сфер, на которых укреплены планеты и звезды. Он категорически утверждает, что движение небесных тел является круговым и равномерным.

О жизни другого представителя геоцентризма Клавдия Птолемея известно очень мало. Родился он в Египте, в 127-141 гг. н. э. проводил астрономические наблюдения в Александрии, умер около 160 г.

Его основной труд «Альмагест» состоит из 13 книг, а объем составляет более 900 страниц. Изложенные в первой книге, исходные утверждения сводятся к следующему: «Небосвод имеет шарообразную форму и вращается как шар», «Земля является шаром и расположена в центре мира», «Земля является точкой по сравнению с расстоянием до неподвижных звезд», «Земля не имеет никакого движения».

Наряду с ошибочной предпосылкой о положении Земли во Вселенной (точнее, не смотря на нее) Птолемею удается правильно получать результаты предвычисления положения планет на небе. Дело в том, что любое движение относительно и видимое движение планет и звезд есть отображение истинного движения Земли. Значительное место в «Альмагесте» Птолемей отводит сферической астрономии. Здесь приводятся теоремы о плоских и сферических треугольниках, метод измерения дуг (углов) и т.п. Можно сказать, что Птолемей провел, осуществив громадную работу, синтез всех достижений астрономии и построил стройную геометрическую модель мира.

Представитель гелиоцентризма Аристарх Самосский (около 310-250 гг. до н. э.) родился на острове Самос, некоторое время жил в Александрии. Он был знаком с астрономией древнего Египта, Вавилона. Единственный труд Аристарха, дошедший до нас, «О величинах и расстояниях Солнца и Луны». Здесь им были установлены расстояния в системе Солнце-Земля-Луна. Свои вычисления Аристарх проводил путем геометрических построений.

Основы гелиоцентрической системы мира Аристархом были изложены в его работе «Предположения», которая, к сожалению, до нас не дошла. Об его идеях можно прочитать в труде Архимеда «Псаммит». Они сводятся к следующему: «…неподвижные звезды и Солнце не меняют своего места в пространстве, что Земля движется по окружности вокруг Солнца, расположенного в ее центре, и что центр сферы неподвижных звезд совпадает с центром Солнца…».

Позднее идеи гелиоцентризма нашли свое развитие в трудах Коперника, Бруно, Галилея и др.

3 Наука в эпоху Средневековья

Западная средневековая наука и философия представляют собой длительный отрезок времени (примерно с 1-5 вв. по 15 в.), когда они в большей мере основывались на христианской религии, которая возникает в 1-2 вв. в восточных провинциях Римской империи и затем распространяется на средиземное побережье. В китайской, индийской, исламской культуре, философии, науке в этот период так же прослеживаются некоторые аналогии западно-христианского средневековья.

Согласно христианскому догмату, бог сотворил мир из ничего актом своей воли, своему всемогуществу. Его всемогущество продолжает сохранять и поддерживать бытие мира. Такое мировоззрение получило название креационизма. Средневековое мышление во многом становится теоцентрично, т.е. для него реальностью, определяющей все сущее, становится не природа, а бог. Большое распространение получает схоластика («наука как служанка богословия»), расцвет которой приходится на 12-13 вв. (Альберт Великий, Фома Аквинский).

В средневековье природа уже не выступает как нечто самостоятельное, как это было в античности. Античные боги были как бы родственны природе; христианский бог стоит над природой. Природа перестает быть важнейшим предметом познания; основное внимание теперь переключается на познание бога и человеческой души. Человек выступает в качестве «образа и подобия божьего». Он становится не только «царем» природы, но выходит за рамки самой природы. Человек выступает как пришелец из другого мира («небесного царства», «духовного мира», «неба») и обратно должен в него вернуться. Человек, согласно Библии, сделан из земли и воды, растет и питается, движется, чувствует, как растения и животные, но он теперь оказывается сродни не только им, но и богу.

Бог наделил человека разумом, свободной волей, способностью различения добра и зла; это и есть сущность человека, образ божий. Связующим звеном с природой, над которой человек признан властвовать, служит его тело.

К 12 столетию н. э. ситуация в средневековой науке начала постепенно изменяться. Здесь в развитии астрологии, алхимии, ятрохимии, магии и др. можно обнаружить зачатки науки нового времени. Учение Аристотеля начинает получать широкое распространение.

Особая роль здесь принадлежит английскому философу и естествоиспытателю Роджеру Бэкону (1210-1294). Р. Бэкон выдвигает три основных возражения против схоластики:

1. Схоластам не хватает знания греческого и арабского языков для понимания философии античности. Переводы с греческого и арабского являются неточными и неверно истолковываются.

2. Схоласты практически не знают математику. Сам Р. Бэкон считал математику основой всех наук.

3. Бэкон выступает против схоластического метода в науке, где все решается на авторитетах. Он считает, что наука должна непосредственно исходить из опыта, экспериментов, наблюдений.

Опыт,экспериментиматематика, согласно Бэкону, являются краеугольными камнями всего здания науки. Он исследует законы отражения и преломления света, занимается изготовлением оптических приборов (создание выпуклых стекол, очков).

Его можно считать одним из родоначальников эмпиризма(от греч.-опыт) – направления в теории познания, которое основывается на чувственном опыте.

Иным образом шло развитие науки в Византии. В отличие от Западной Европы, Византия, которая не была подвержена завоеваниям варваров, сохранила основные философские традиции античности.

Рассматривая отличия византийской средневековой культуры от западноевропейской, наряду с устойчивым сохранением античных традиций, следует отметить: более высокий уровень материального производства, широкую поддержку со стороны государства научного и художественного творчества, финансирование государством изучения арабской медицины, памятников восточной литературы, арабской и персидской математики.

Математика и естественные науки в Византии в отличие от Западной Европы получили широкое развитие и ушли дальше античности. Так Иоганн Филопон, еще до Галилея, открыл тот факт, что ускорение свободного падения тел не зависит от их тяжести. Анфимий, известный как строитель храма святой Софии, разработал основы оптики кривых зеркал и использовал их в качестве концентратов солнечной энергии. В Византии был создан огневой телеграф.

Развивается медицина. В Константинополе открываются больницы со специальными отделениями (хирургическое, женское), медицинские училища при них. Создаются руководства по агрономии, коневодству. Развитие получают зоология, ботаника. Византийцы обладали большими практическими знаниями, идущими из Египта, в области химии, необходимыми для производства красителей, цветной поливы, стекла.

Таким образом, хотя средневековая философия и наука в основном развивались в рамках теологии, схоластики, уже здесь мы видим проявление основных черт и направлений их дальнейшего развития, что и было сделано в эпоху Возрождения.

4. Наука в эпоху Возрождения. И. Ньютон.

В эпоху Возрождения (с начала 14 в.) на передний план выдвигается исследование природы, опыт, экспериментальный метод. Видное место завоевывает математика, принцип математизации науки, как одна из основных прогрессивных тенденций в развитии науки. Новые тенденции в науке получают свое отражение в творчестве Леонардо да Винчи (1452-1519), Николая Коперника (1473-1543), Иоганна Кеплера (1571-1630), Галилео Галилея (1546-1642) и др.

Вселенная Н. Коперника и Дж. Бруно.Большое влияние на развитие естествознания оказала новая астрономическая система Н. Коперника, которую затем расширил и углубил Дж. Бруно (1548-1600).

Согласно учению Н. Коперника, Земля, во-первых, вращается вокруг своей оси, чем объясняется смена дня и ночи, а также движение звездного неба. Во-вторых, Земля вращается вокруг Солнца, помещенного Коперником в центр мира. Коперник считает, что Вселенная неизмерима и безгранична, «подобна бесконечности». Основные взгляды Н. Коперника содержатся в его фундаментальном труде «О вращении небесных сфер» (1543), который по своей структуре напоминает «Альмагест» Платона. Первые главы труда Н. Коперника носят названия: «О том, что Земля тоже сферична», «О том, что движение небесных тел вечное, равномерное и круговое, или составлено из круговых движений», «О том, свойственно ли Земле круговое движение и о месте Земли» и т.д.

Во второй книге (14 глав) обсуждаются различные вопросы сферической астрономии: явления, связанные с суточным вращением небесной сферы, преобразования различных систем небесных координат светил, явления равноденствия и солнцестояний, восхода и захода Солнца, звезд. В третьей книге рассмотрено видимое годичное перемещение Солнца на небесной сфере, в четвертой изложена теория движения Луны, в пятой и шестой Коперник изложил теорию движения планет вокруг Солнца.

Коперник вводит понятие «собственного годичного движения» планет, т.е. смещения планет относительно далеких звезд в системе координат, связанной с центром Солнца. Полный период обращения планеты вокруг Солнца он называет сидерическимпериодомТ, для Земли Т = 365,26 суток. Одним из выдающихся достижений Коперника было то, что он впервые с большой точностью установил расстояния планет (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн) от Солнца. В качестве единицы измерения он использоваластрономическуюединицу–расстояние от Земли до Солнца.

В 1584 году выходит одна из первых книг Дж. Бруно «Пир на пепле». Здесь изложены взгляды о безграничности Вселенной и неисчерпаемости миров, которые позднее он развил в книгах «О причине, начале и едином» (1584), «О бесконечности, вселенной и мирах» (1584), «О неизмеримом и неисчислимом» (1591). Здесь изложено учение о материальном единстве мира, бесконечного в пространстве и времени. В работе «О неизмеримом и бесчисленном» он писал: «Вселенная едина, бесконечна, неподвижна… Она никоим образом не может быть охвачена и поэтому неисчислима и беспредельна, а тем самым бесконечна и безгранична и, следовательно, неподвижна. Она не движется в пространстве, ибо ничего не имеет вне себя, куда бы могла переместиться, ввиду того, что она является всем. Она не рождается, ибо нет другого бытия, которого она могла бы желать и ожидать, так как она обладает всем бытием. Она не уничтожается, ибо нет другой вещи, в которую она могла бы превратиться, так как она является всякой вещью. Она не может не уменьшиться или увеличиться, так как она бесконечна. Как ничего нельзя к ней прибавить, так ничего нельзя от нее отнять, потому что бесконечное не имеет частей, с чем–либо соизмеримых».

«В нем (небе) – бесчисленные звезды, созвездия, шары, солнца и земли, чувственно воспринимаемые; разумом мы заключаем о бесконечном количестве других».

«Мы видим Солнца, которые более велики или даже бывают величайшими телами, но не видим земель, которые, будучи гораздо меньшими телами, невидимы для нас».

Иоганн Кеплер. Законы движения планет.В 1604 и 1611 годах выходят в свет две книги немецкого астронома И. Кеплера: «Дополнения к Вителию, в которых излагается оптическая часть астрономии» и «Диаптрика, или доказательство того, как становится видимым изображение с помощью недавно изобретенной зрительной трубы». Здесь И. Кеплер доказал, что интенсивность света обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника света, указал на существование солнечной короны, открыл явление полного внутреннего отражения.

В 1609 году вышла в свет «Новая астрономия, причинно обоснованная, или физика неба, изложенная в исследованиях движения планеты Марс по наблюдениям благороднейшего мужа Тихо Браге». В ней Кеплер приводит вывод первых двух законов движения планет. Современная их формулировка следующая:

1. Все планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых (общем для всех планет) находится Солнце.

2. Площади, описываемые радиусами – векторами планет, пропорциональны времени.

В 1619 году из печати выходит книга «Гармонии мира пять книг», где приводится третий закон:

3. Квадраты сидерических периодов обращения планет вокруг Солнца относятся между собой, как кубы их средних расстояний от него.

В 1618, 1620 и 1621 годах тремя частями выходит книга «Очерки коперниковской астрономии», первый учебник по астрономии. Здесь центральное место в планетной системе занимает Солнце, планеты обращаются вокруг него по эллиптическим орбитам, «наш мир с Солнцем является одним из неисчислимых миров», Млечный путь представляет собой кольцо звезд, вблизи плоскости которого расположено Солнце с планетами. В «Очерках» Кеплер подробно излагает теорию солнечных и лунных затмений. Явления приливов он объясняет притяжением Луны.

Галилео Галилейродился в городе Пизе 15 февраля 1564 г. в семье музыканта и математика Винченцо Галилея. Послушник в монашеском ордене, студент медик Пизанского университета знакомится с трудами Аристотеля, Евклида, Архимеда, бросает медицину и посвящает свою жизнь исследованиям в области математики, механики, астрономии, философии.

Одной из первых проблем, заинтересовавших Галилея, было свободное падение тел. Он утверждает: «все тела, сброшенные с определенной высоты, падают с одинаковой скоростью и одновременно достигают поверхности Земли». Галилей дает строгую формулировку таких понятий как скорость, ускорение, инерция, высказывает идею об относительности движения.

Он изобретает и изготавливает телескоп, способный обеспечить 32-кратное увеличение и изучает с его помощью звездное небо. Свои наблюдения Галилей описал в сочинении «Звездный вестник» (1611). Он обнаружил на поверхности Луны горы и кратеры, четыре спутника Юпитера, убедился, что Млечный путь – совокупность звезд, открыл фазы Венеры, солнечные пятна и вращение Солнца.

Из результатов наблюдений следуют мировоззренческие выводы, в которых Галилей обобщает учение Коперника и формулирует концепцию безграничной Вселенной, заполненной множеством звезд с вращающимися вокруг них планетами. Число звезд намного превышает то их количество, которое можно увидеть невооруженным глазом. Тем самым он подтверждает мысль Бруно о том, что просторы Вселенной бесконечны и неисчерпаемы. Один из основополагающих его выводов гласит о том, что гелиоцентрическая система мира, предложенная Коперником, является единственно верной.

Исаак Ньютон. Завершение первого этапа развития науки.Выдающийся английский ученый, основоположник классической теоретической физики И. Ньютон родился 4 января 1643 г. (через сто лет после смерти Коперника и через год после смерти Галилея) в Вульсторне вблизи Грантама в семье фермера.

Величайшим достижением Ньютона явилось открытие закона Всемирного тяготения. Сам Ньютон в 1714 г. писал об этом так: «…Исходя из правила Кеплера о том, что периоды планет находятся в полуторном отношении к расстояниям от центров их орбит (3-й закон Кеплера), я вычислил, что силы, которые удерживают планеты на их орбитах, должны быть обратно пропорциональны квадратам расстояний от их центров, вокруг которых они вращаются. А далее я сравнил силу, требуемую для удержания Луны на ее орбите, с силой тяжести на поверхности Земли и нашел, что они замечательно совпадают…».

И. Ньютоном было открыто явление дисперсии света, т.е.разложение белого света в спектрпри пропускании узкого пучка солнечного света через призму. Свои достижения в оптике он доложил в 1672 году в сообщении «Новая теория света и цветов» и в 1704 году в своем труде «Оптика».

Следующее важнейшее достижение Ньютона, это создание им метода дифференциального и интегрального исчисления в 1665 – 1667 гг. К сожалению публикации по данной тематике им были сильно оттянуты. Параллельно с Ньютоном дифференциальное и интегральное исчисление было введено Готфридом Вильгельмом Лейбницем (1646-1716), который в 1684 году напечатал в журнале «Труды ученых» систематическое изложение начал дифференциального и интегрального исчисления. Первый же труд Ньютона по анализу вышел в свет лишь в 1704 году, а главные труды «Анализ с помощью уравнений с бесконечным числом членов» и «Метод флюксий» увидели свет лишь в 1711 и 1736 году, соответственно. Последний уже после смерти автора.

Главный труд Ньютона «Математические начала натуральной философии». Рукопись его была представлена на заседании Королевского общества в 1686 году. Здесь Ньютон дает определение массы, центростремительной силы, излагает представления о пространстве и времени, формулирует три основных закона движения тел. В первых двух книгах (их всего три) рассмотрены вопросы о нахождении центростремительных сил, определение орбит небесных тел, влияние среды на их движение. При этом Ньютон в своих доказательствах не использует дифференциального и интегрального исчислений, а строит их на основе геометрических приемов.

Третья книга «Начал» носит название «О системе мира». Здесь Ньютон формулирует свой знаменитый закон Всемирного тяготения, который сводится к: 1) тяготение существует на всех планетах (Ньютон рассматривал движение Луны и спутников Юпитера и Сатурна); 2) тяготение, направленное к любой планете, обратно пропорционально квадратам расстояний мест к ее центру; 3) все планеты тяготеют одна к другой; 4) все тела тяготеют к каждой планете и вес тела на каждой планете при одинаковых расстояниях от ее центра пропорционален массам этих планет.

с 1703 г. Ньютон состоял президентом Королевского общества. Умер он 31 марта 1727 г. в возрасте 85 лет и похоронен в Вестминстерском аббатстве – национальном пантеоне Англии.

На могиле Ньютона помещена следующая запись: «Здесь покоится сэр И. Ньютон, который почти божественной силой своего ума впервые объяснил при помощи своего математического метода движения и формы планет, пути комет, приливы и отливы океана. Он первый исследовал разнообразие световых лучей и особенности цветов, следующих отсюда, которых до него никто даже не подозревал. Старательный, проникновенный и правдивый толкователь природы, древностей и святого писания, он прославил в своем учении великого всемогущего творца. Простоту, которую требует евангелие, он доказал своей жизнью. Пусть смертные радуются, что среди них жило такое украшение человеческого рода».

С И. Ньютоном заканчивается первый этап развития науки – этап ее становления, и начинается следующий классический этап развития науки.

5. Основные направления и концепции развития науки в период ее классического этапа

Классический этап развития науки охватывает период с 17 в. по 20-е годы 20 в., когда появилась естественнонаучная картина мира на основе квантово-релятивистских представлений, на основе идей эволюции и др.

Классический этап развития естествознания можно условно разбить на два периода: 1) до начала 19 в., 2) 19 в. – начало 20 столетия.

В период первого этапа рассмотрение природы основывалось на предположении о ее неизменности, статичности, неразвивающегося как единое целое. Широкое развитие получают идеи детерминизма–концепции, признающей объективную закономерность и причинную обусловленность всех явлений природы и общества. Идея детерминизма наиболее четко была выражена французским астрономом, математиком, физиком Пьером Симоном Лапласом (1749-1827): «если бы было известно положение всех частей и элементов мира и силы, действующие на них, если бы нашелся ум, объединивший эти данные в одной формуле, не осталось бы ничего не понятного в природе, было бы открыто не только прошлое, но и будущее». «Ум, которому были бы известны для какого-либо данного момента все силы, одушевляющие природу, если бы вдобавок он оказался бы достаточно обширным, чтобы подчинить все данные анализу, обнял бы в одной формуле движения величайших тел Вселенной наравне с движениями легчайших атомов; не осталось бы ничего, что было бы для него недостоверно, и будущее, так же как и прошедшее предстало бы перед его взором».

Наряду с принципом детерминизма широкое распространение получают идеи дальнодействия и абсолютности пространства и времени. Под дальнодействием понимается представление, согласно которому действие тел друг на друга передается мгновенно через пустоту на любое расстояние без каких-либо посредствующих звеньев. Абсолютность пространства и времени понимается как независимость их друг от друга и от движения материальных тел. Идея абсолютности пространства и времени, высказанная И. Ньютоном, просуществовала практически до начала 20 века, когда А. Эйнштейном (1879-1955) была создана теория относительности.

В области биологии важнейшее значение приобретают методы анализа, систематизации и классификации эмпирического материаланакопленного натуралистами. Большое значение здесь для дальнейшего анализа и исследования происхождения и эволюции живых систем имели: система классификации Карла Линнея (1707-1778), классификация животных Жоржа Бюффона (1707-1788). Без подобных исследований было бы невозможно перейти к: 1) изучению живых структур на клеточном и молекулярном уровне; 2) обобщению и систематизации знаний об отдельных видах и родах растений и животных, осуществить классификацию не на искусственном уровне, а на основе происхождения и развития живых организмов; 3) сформировать целостный взгляд на многообразный, но в то же время единый мир живых существ. Такие первые попытки были предприняты французским естествоиспытателем Жан Батистом Ламарком (1744-1829) и французским зоологом Этьеном Жоффруа Сент-Ипером (1772-1844).

Параллельно идет накопление большого эмпирического материала в области химии. Здесь следует отметить идеи английского химика и физика Роберта Бойля (1627-1691) о некоторых неизменных носителях (позднее их назвали элементами) свойств простых тел и химических соединений, открытие французским химиком Антуаном Лавуазье (1743-1794) закона сохранения массы.

Поворотным пунктом в истории естествознания к современному этапу развития можно считать 19 век. Хотя здесь в основном развитие происходило в рамках классической науки 18 века, уровень знания поднимается до таких высот, которые подготовили почву для новейшей революции в науке в первые три десятилетия 20 столетия.

Прежде всего, следует отметить три величайших открытия второй трети 19 века:

1) создание клеточной теории Якобом Маттиасом Шлейденом(1804-1881);

2) открытие Юлиусом Робертом Майером и Джемсом Прескоттом Джоулем(1818-1889)закона сохранения и превращения энергии;

3) создание Чарлзом Робертом Дарвином(1809-1882)эволюционного учения.

В этот период были заложены основы теории химического строения органических соединений, химической термодинамики, электромагнитной теории, периодической системы элементов, научной физиологии и др.

Наряду с величайшими открытиями широкое распространение получает сеть институтов, академий, быстрое развитие получают прикладные науки, наука входит в тесный контакт с техникой.

Теперь одной из центральных проблем становится синтез знания, поиск путей единства наук, дробление крупных разделов науки на более мелкие, образование новых самостоятельных дисциплин.