Древнегреческая натурфилософия в эллинистический период

После смерти Александра Македонского созданная им огромная империя распалась. В истории древней науки и культуры наступил т.н. эллинистический период, продолжавшийся до завоевания Римом Египта в I веке до н.э.

Эллинистический период сменился т.н. греко-римским, в который утвердился диктат раннехристианской религиозной идеологии, подчинившей себе науку и культуру. В средние века замечательные достижения античной науки оказались в значительной степени забытыми, а подавляющее большинство трудов древних авторов – утраченными. Тем интереснее рассмотреть эволюцию научной мысли последних представителей древнегреческой науки в эллинистический период.

В эллинистический период получила дальнейшее развитие атомистическая гипотеза. Одним из самых блестящих представителей афинской натурфилософии был Эпикур. Учение Эпикура о природе основывалось на концепции атомов Демокрита, однако, в его изложении атомная гипотеза получила дальнейшее развитие. Атомы Демокрита – это по существу чисто геометрические образы, они характеризуются лишь формой и объемом. У Эпикура атомы обладают весом, плотностью. Само представление об атомах вводится из хорошо известных фактов. Так, вода испаряется, потому что под действием солнца и ветра от неё отрываются невидимые мельчайшие частицы. Рука медной статуи у городских ворот, к которой прикасаются в поцелуе губы входящих в город, заметно тоньше другой руки, т.к. при поцелуе губы уносят частицы меди.

Атомы, по Эпикуру, находятся в беспорядочном непрерывном движении. Это представление сохранилось до наших дней и лежит в основе современной молекулярно-кинетической теории. Теория Эпикура была изложена в поэтической форме известным римским поэтом и философом Лукрецием Каром в поэме «О природе вещей»:

«... тела существуют, которых Встречи, движения, строй, положения их и фигуры Могут огонь порождать, а, меняя порядок, меняют Также природу, и нет ни с огнем у них сходства, ни с вещью,

Кроме того, никакой, способною к чувствам направить Нашим тела и касаньем своим осязанье затронуть». ...........................................................................................

«Вот посмотри: всякий раз, когда солнечный свет проникает В наши жилища, и мрак прорезает своими лучами, Множество маленьких тел в пустоте ты увидишь, которые Мечутся взад и вперёд в лучистом сиянии света...»

...........................................................................................

«Можешь из этого ты уяснить себе, как неустанно Первоначала вещей в пустоте необъятной мятутся».

Эта модель непрерывно движущихся пылинок аналогична современной картине броуновского движения: видимое движение пылинок возникает от невидимых столкновений с атомами:

«...Кроме того, потому обратить тебе надо вниманье На суматоху в телах, мелькающих в солнечном свете, Что из неё познаешь ты материи также движенья, Происходящие в ней потаенно и скрыто от взора, Ибо увидишь ты там, как много пылинок меняют Путь свой от скрытых толчков и опять отлетают обратно...» .....................................................................................

«Так, исходя от начал, движение мало-помалу Наших касается чувств, и становится видимым также Нам и в пылинках оно, что движутся в солнечном свете, Хоть не заметны толчки, от которых оно происходит».

Одним из ключевых моментов эпикурейского атомизма является учение о том, что многообразие атомов не бесконечно, но бесконечно число атомов каждого сорта:

«Первоначала вещей, как теперь ты легко убедишься, Сходные между собой по своим однородным фигурам, Неисчислимы совсем. Ибо хоть и положены грани Разнице в формах, должны похожие первоначала Или бесчисленны быть, иль материи вся совокупность Будет конечною...»

Эпикур и Лукреций считали, что одним только механическим детерминизмом невозможно объяснить всё разнообразие явлений природы вплоть до возникновения жизни. Поэтому они допускали небольшие случайные отклонения атомов в неопределенных местах, в неопределенные моменты времени («... не в положенный срок и на месте, дотоль неизвестном ...»). Так впервые в истории науки в научный анализ наряду с необходимостью вводится понятие о случайности, т.е. о вероятностном характере поведения физических объектов.

В основе учения Эпикура-Лукреция лежит материалистический принцип сохранения:

« Из ничего не творится ничто по божественной воле...»

А вот как описывает Лукреций представления эпикурейцев о бесконечном пространстве:

«Нет никакого конца ни с одной стороны у Вселенной... Где бы ты ни был, везде с того места, что ты занимаешь, Все бесконечной она остается во всех направленьях».

И, наконец, приведем исключительно точное замечание Лукреция о времени:

«...И неизбежно признать, что никем ощущаться не может Время само по себе, вне движения тел и покоя...»

Вместе с тем у Эпикура и Лукреция нет представления о шарообразности Земли. Пифагорейцы первыми приняли гипотезу о сферичности Земли, но спустя два века Лукреций вновь возвращается к представлению о плоской Земле. Уже из этого примера видно, что пути к научной истине далеко не прямолинейны. Однако эти ошибки не умаляют огромного исторического значения достижений античных атомистов.

Крупнейшим математиком, механиком и инженером своего времени был Архимед. Он получил хорошее образование в Александрии, которая к тому времени стала центром науки и культуры древнего мира. Архимед известен своими исследованиями в области статики. В частности, ему принадлежит приоритет в создании теории рычага, ранее известного своими свойствами чисто эмпирически. В основе этой теории лежал ряд постулатов, например:

«Равные тяжести на равных длинах уравновешиваются, на неравных длинах же не уравновешиваются, а перевешивают тяжести на большей длине».

Архимед показал, что грузы «... уравновешиваются на длинах, обратно пропорциональных тяжестям грузов». Кроме закона рычага в книге «О равновесии плоских фигур» содержались определения центров тяжести треугольника, параллелограмма, трапеции и других геометрических фигур. В начале книги приводились постулаты о центрах тяжести:

«При совмещении конгруэнтных фигур центры тяжести совмещаются»,

«Центры тяжести подобных фигур подобно же расположены»

Само же определение центра тяжести, данное Архимедом, гласит: «Центром тяжести каждого тела является некоторая расположенная внутри него точка – такая, что если за неё мысленно подвесить тело, оно останется в покое и сохранит первоначальное положение».

Полученные Архимедом результаты об устойчивости равновесия плавающих тел получили более современную формулировку и доказательство лишь в ХIХ веке. В своих работах он доказал, что тела одинакового удельного веса с жидкостью погружаются настолько, что их поверхность совпадает с поверхностью жидкости. Более легкое тело погружается настолько, что объем жидкости, соответствующий погруженной части тела, имеет вес, равный весу всего тела. В результате Архимед приходит к положениям, являющимся формулировкой его знаменитого закона:

«Тела более легкие, чем жидкость, опущенные в эту жидкость насильственно, будут выталкиваться вверх с силой, равной тому весу, на который жидкость, имеющая равный объем с телом, будет тяжелее этого тела».

«Тела более тяжелые, чем жидкость, будучи опущенными в эту жидкость, погружаются, пока не дойдут до дна; в жидкости они становятся легче на величину веса жидкости в объеме, равном объему погруженного тела».

Одним из крупнейших натурфилософов античности в эпоху Древнего Рима по праву считается Клавдий Птолемей. Большую часть жизни он провел в Александрии, поэтому может считаться древнегреческим ученым. Птолемею принадлежат труды по математике, географии, астрономии. Основной труд Птолемея «Математическая система» определил дальнейшее развитие астрономии более чем на тысячелетие вперед. В период упадка античной науки греческий оригинал этого сочинения был утерян. Сохранился его арабский перевод, уже в XII веке переведенный на латынь. Поэтому сочинение Птолемея дошло до нас под арабским латинизированным названием «Альмагест».

В этом сочинении Птолемей обосновал и математически оформил геоцентрическую космологию Аристотеля, господствовавшую в космологии не только поздней античности, но и всего Средневековья. В «Альмагесте» нашла отражение работа, проделанная Птолемеем по созданию теории, описывающей движение Солнца, Луны и пяти известных в то время планет по небесной сфере. Согласно Птолемею, в центре Вселенной находится неподвижная Земля. Наиболее близким к Земле космическим телом является Луна, за которой следуют Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. Обосновывая данный порядок расположения планет, Птолемей исходил из предположения, что чем быстрее движется планета по небесной сфере, тем ближе к Земле она расположена.

Геоцентрическая система мира Птолемея просуществовала в космологии вплоть до опубликования труда Н. Коперника, заменившего птолемеевскую систему на гелиоцентрическую.