1.2. Етапи розвитку фундаментальної науки

1.2.1. Початкова історія людства

Протягом сотень тисяч років початкової історії становлення суспільства людина боролась за біологічне виживання. При цьому формувалася повсякденна господарська діяльність, вироблялися трудові навички і виготовлялися найпростіші знаряддя праці [3,4]. Виникали також початки емпіричного знання. У найдавніший період - палеоліт (800 - 12 тис. років до н.е.) - первісна людина шляхом сколювання й оббивки виготовляла камяні знаряддя праці - рубала, мотики, шкребки. Пізніше - у мезоліті (12 - 7 тис. років до н.е.) - з'явилися лук і стріли. Починаючи з 4-го тисячоріччя до н.е. (неоліт) мідні, а потім бронзові знаряддя праці почали витісняти кам'яні. Спочатку вони з'явилися на Близькому Сході (Іран, Туреччина, Месопотамія), а в 3 - 2 тисячоріччі до н.е. (енеоліт) - у Європі, Індії, Китаї. Одночасно відбувався перехід від скотарства до землеробства, з'явився глиняний посуд, виникло ткацтво з волокон рослин (спочатку з дикоростучих, а потім з окультурених).

Для одержання бронзи людина освоїла видобуток корисних копалин і створила металургію. Бронза стала основним матеріалом знарядь праці і зброї. Виникнення в IX - VII вв. до н.е. металургії заліза, а потім способів одержання сталі привело до остаточного витиснення кам'яних, мідних і бронзових знарядь. При цьому почали розширюватися посіви, з'явилися зрошувальні спорудження, судна, транспортні засоби, сформувалися основні види ремесел.

Прагнення зрозуміти природу, причинні зв'язки явищ привели до виникнення наукових знань. Первісні наукові знання були результатом спроб створення системи уявлень про оточення, в якому існувала людина. Наука древнього світу розвивалася завдяки появі писемності в цивілізаціях Близького Сходу, Середземномор'я, Індії і Китаю. Створювались початки математики, астрономії, медицини і філософії.

1.2.2. Антична наука і техніка

Епоха античності охоплює час з VI в. до н.е. до V в. н.е. Основні події цього періоду відбувалися в Древніх Греції і Римі, а також Східному Середземномор'ї.

Для античного періоду розвитку людства характерні філософські пошуки наукового пояснення світу. Перші кроки античної науки були пов'язані з формуванням систематизованих уявлень про природу (Анаксимандр, Парменід, Емпедокл, Диоген з Аполонії й ін.). При цьому оформилися три основні наукові напрямки: вивчення живої природи (початки біології і медицини), вивчення космосу в цілому (Гесіод, Анаксимандр, Геракліт, Демокріт, Платон і ін.) і вивчення внутрішньої структури предметів навколишнього світу (атомістична гіпотеза).

Походження грецької атомістики і зараз є загадкою науки. Ідею будови матерії з атомів розробляли Анаксимен, Емпедокл, Платон і остаточно сформували Левкіп і Демокріт. Античний атомізм стверджував:

- все у світі складається з атомів і порожнечі;

- атоми знаходяться у постійному неупорядкованому русі;

- атоми - межа фізичної подільності матерії;

- в результаті взаємодії атомів речовин відбувається перетворення останніх.

Наведені умоглядні положення збереглися до XIX в. У значній мірі "науку про природу" систематизував Аристотель (384 - 322 рр. до н.е.). Подальший її розвиток пов'язаний з історією країн Східного Середземномор'я, завоюванням Римом Греції і Єгипту в I в. до н.е. Центрами античної науки стали Олександрія, Пергам і інші малоазіатські міста. Наступив елліністичний період розвитку науки, характерний прискоренням накопичення знань і формуванням математики. Олександрійська математична школа пов'язана з ім'ям Евкліда (III в. до н.е.) (відмітимо, що неевклідова геометрія виникла тільки в XIX в.). У цей час Архімедом (близько 287 - 212 рр. до н.е.) були створені початки математичного аналізу. До Олександрійської математичної школи відноситься і Ератосфен з Кирен (близько 275 - 195 рр. до н.е.), який був також астрономом, географом, істориком і філософом. Олександрійська медицина і біологія представлені лікарем Клавдієм Галеном (129 -199 рр.) - засновником анатомо - фізіологічного вивчення людського організму, Алкмеоном Кротонським - основоположником анатомії і фізіології, Анаксагором - творцем наукових уявлень про зародження живих організмів і, нарешті, найвидатнішим лікарем античності - Гіппократом (близько 460 -370 рр. до н.е.). Олександрійська наукова школа дала людству ряд географів і астрономів. Аристарх Самосський у IIIв. до н.е. створив геліоцентричну систему світу (відтворену в XVI в. Коперніком). У II в. н.е. К. Птолемей у своїй геоцентричній системі світу пояснив видимі рухи Сонця, Місяця і п'яти відомих йому планет.

Античні учені створили не тільки систематичне природничонаукове знання, але і основи технічних теорій. Були розроблені перші методики будівельних розрахунків, геодезичні прилади. У VIII - VII вв. до н.е. почали швидко розвиватися мореплавство, металургія, ткацтво, гончарне виробництво. На основі емпіричних знань розвязувалися задачі рівноваги тіл, переміщення вантажів, розподілу ваги тіл між опорами.

Для створення різноманітних технічних пристроїв було необхідно розробити систему науково - технічного знання на основі узагальнення положень механіки. Уперше це зробив Архімед. Йому належить ряд важливих винаходів: водопідйомний "архімедів гвинт", зубчастий редуктор, різні військові машини, прилад для вимірювання діаметра Сонця. До цього ж часу відносяться розробки механічних автоматів Героном Олександрійським і Ктесібієм. Останній винайшов також двоциліндровий пожежний насос і водяний годинник.

Наука і техніка в античний період не були взаємозалежні. Йшло формування теоретичних положень, накопичення емпіричного досвіду, але наукове знання ще не стало основою інженерної діяльності.