Гусарова М.Н. (ред.) История науки и техники Учебное пособие (1018879), страница 5
Текст из файла (страница 5)
В развитии военной техники можно отметить появление в первой половине XVI в. мушкетов (ружья с курком, снабжённым тлеющим фитилём), изобретение пистолета. При этом (как уже отмечалось выше), повышенный спрос на новые виды оружия привёл к быстрому развитию металлургии, а значит — к увеличению добычи железной, медной и оловянной руд. Интенсивнее стала развиваться металлургия и горнодобывающая промышленность. Создавались и усовершенствовались машины, применявшие в горнорудном деле.
Таким образом, в XIV—XVI столетиях в науке и технике большинства стран Европы произошли важные изменения, подготовившие переход от Средневековья к Новому времени. Прежде всего, стал возрождаться интерес европейцев к полузабытому наследию разрушенной античной культуры. В этот период истории жили знаменитые учёные и инженеры - Леонардо да Винчи, Николай Коперник и Галилео Галилей. Быстро развивались такие науки, как математика, астрономия, механика. Продолжалось становление экспериментального метода на основе соединения науки и практики. Открытия и изобретения, сделанные в этот период, оказали огромное влияние на всю последующую историю человечества.
Эпоха Возрождения ─ особый период в европейской истории. С одной стороны, это расцвет искусства, возрождение античности, гуманизм. Но, с другой стороны, рушились прежние ценности, установки. Формировалась новая концепция человека ─ решительной и предприимчивой личности. В ходе Реформации XVI в. религиозные догмы сменились установками на успех, достаток, социальное и материальное благополучие. Вера в профессию, в которой можно многого достичь сменила веру в Бога.
То есть, рушились прежние установки, ценности, таяла вера во всемогущество церкви, вера в Бога не давала ответов на многие вопросы. И все эти духовные процессы происходили на фоне перемен социальных, общественных, политических.
Но жить без веры ─ нельзя. И возникла вера в науку!
Безусловно, развитие науки и техники в XV-XVI вв. подготовили научную революцию XVII столетия!
Глава 3. Наука и техника в XVII-XVIII вв.
§1 Научная революция в Европе XVII столетия
XVII столетие – важнейший этап в развитие научного познания. С этого века начинается процесс утверждения науки в качестве доминирующей формы постижения бытия. В умах людей утверждается представление о познаваемости мира, о возможности постичь законы, которые им управляют. Наука предстаёт в виде главной производительной силы общества.
«Научная революция» XVII века представлена именами Г. Галилея (1564-1642), И. Кеплера (1571-1630), Р. Декарта (1596-1650), И. Ньютона (1643-1727). В XVII веке были созданы первые научные сообщества нового типа: Лондонское королевское сообщество (1662) и Французская королевская академия наук (1666), функционирующие и по настоящее время.
Стремительность (по сравнению с прошлым периодом) развития научной мысли в XVII столетии, сложность и глубина исследований, были обусловлены развитием научной и технической мысли предшествующего периода, особенно эпохи Возрождения, обмирщением духовной жизни, политикой секуляризации (церковь подчинялась государству, а государству были нужны образованные люди, к тому же развитие науки в целом двигало и военную науку), утверждением рационального мировоззрения.
Значительный вклад в развитие естествознания этого и последующего периодов внесли труды Г. Галилея (1564-1642). Он установил законы инерции, свободного падения и движения тел по наклонной плоскости, сложения движений; открыл изохронность колебаний маятника; первым исследовал прочность балок, заложив основы сопротивления материалов. Велика роль Галилея в становлении и развитии экспериментального метода в науке, которым он уже владел в полной мере. В «Диалоге о двух главнейших системах мира ─ Птоломеевой и Коперниковой» (1632) Галилей опроверг Аристотелевское представление о неизменности небесного мира (возникают новые звезда, на Луне есть горы, а на Солнце пятна), выдвинул два базовых принципа механики (принцип инерции и принцип относительности), доказал гелиоцентричность устройства мира. Создание Галилеем перспективы (так первоначально называли телескоп) стало настоящей революцией в оптике. Он понял и доказал, что очковые стекла для изготовления зрительных труб не подходят, так как технология их обработки кустарна. Линзы для телескопа должны проходить более точную обработку. Его усовершенствованный инструмент увеличивал в 32 раза (прежние приборы давали увеличение всего в 3—6 раз). Телескопическая система состояла из двух линз: одна выпуклая и одна плосковогнутая (окуляр). С помощью своего телескопа Галилей открыл спутники Юпитера, горы на Луне, сложность структуры Млечного Пути.
Весьма действенную методологию научных исследований, определившую возникновение и развитие новых научных направлений, дифференцировавших естествознание в XVIII в., создал выдающийся английский математик XVII-XVIII вв. И. Ньютон (1643-1727). Его «многопрофильная» научно-исследовательская деятельность привела к потрясающим результатам: обоснование законов движения материальных тел и воздействия центробежной силы на предметы, движущиеся по круговой орбите; открытие закона всемирного тяготения и объяснение мироустройства с помощью законов механики; систематизация и обобщение известных на тот момент знаний по физике в работе «Математические начала натурфилософии»(1687г.). Независимо от Г. Лейбница И. Ньютоном были разработаны дифференциальное и интегральное исчисления. Одним из интересовавших И. Ньютона направлений естествознания была оптика. Ученый пытался понять природу света, проводил опыты по дисперсии (разложению на цвета) солнечного света. Был сторонником и основоположником корпускулярной природы света, главным доводом в пользу которой он считал несовместимость прямолинейности распространения света с волновым характером (трактат «Оптика», 1704). Оптические эксперименты И. Ньютона привели его, в частности, к изобретению в 1668 г. зеркального телескопа-рефлектора, позволявшего увидеть спутники Юпитера.
Несомненный вклад в развитие научной мысли, становление классического естествознания внесли труды французского математика и исследователя природы Р. Декарта (1596-1650), который сформулировал закон отражения и преломления (отношения синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная), помощью эффекта преломления объяснил явления радуги, ирландца Роберта Бойля (1627-1691), открывшего газовый закон, английского физика Роберта Гука, проводившего исследования, которые приблизили открытие закона всемирного тяготения, а также открывшего фундаментальный закон, устанавливающий зависимость между механическими напряжениями в упругом теле и вызываемыми ими деформациями. Голландским ученым Христианом Гюйгенсом (1629-1695) была создана волновая теория света, усовершенствован телескоп и изобретены маятниковые часы.
Научное наследие оставили также Франческо Гримальди (открыл явление дифракции и ввел этот термин), Пьер Ферма (принцип Ферма), Олаф Ремер (доказал конечность скорости света). Проблемами оптики занимался известный астроном И. Кеплер. Им были разработаны основы современной геометрической оптики, но ему не удалось найти закон преломления.
В астрономии окончательно утверждается гелиоцентрическая система. Этому способствовали исследования и открытия Г. Галилея (исследование пятен на Солнце, фаз обращения Венеры, открытие спутников Юпитера и вращения Земли) и немецкого астронома Иоганна Кеплера (1571-1630), установившего законы движения планет по их орбитам (исходным материалом для описания этих законов стали наблюдения датского астронома Т. Браге, учителя и друга И. Кеплера).
В математике происходит выделение тригонометрии и аналитической геометрии, становление дифференциального и интегрального исчисления, разрабатываются теории бесконечно малых величин. Замечательным изобретением шотландского математика Д. Непера (1550-1617) стали логарифмы (1614). Математики очень быстро приспособили изобретение Непера для ускорения вычислений. Так, И. Кеплер с помощью логарифмов рассчитал орбиту Марса и открыл три закона небесной механики. В 1622 г. англиканский священник У. Отред создал первую в мире логарифмическую линейку.
Сфера гуманитарных наук развивается в контексте утверждения рационалистического мировоззрения и того, что конец XVI-XVII вв. ─ это время первых буржуазных революций в Европе в Голландии (1566-1609) и в Англии (1640-1660). Безусловно, революции повлияли на развитие политической мысли. В частности, зарождается и формируется теория «естественного права», сущность которой в том, что государственная власть и право даны не свыше, а созданы людьми в соответствии с законами человеческого разума. Требования человеческого разума исходят из природы людей и составляют основу «естественного права». Естественному праву должно соответствовать «положительное право», то есть законы, устанавливаемые государством. Теория естественного права получила развитие в трудах Бенедикта Спинозы, Томаса Гоббса и Джона Локка.
В философии господство рационализма вызвало особый интерес к вопросам гносеологии (теория познания). Сформировались два основных метода познания окружающего мира: эмпирический (Ф. Бэкон) и рационалистический (Лейбниц (1646-1716), Декарт).
Юридические науки рассматриваемого периода отмечены началом формирования концепции общественного договора и правового государства (Т. Гоббс, Дж. Локк), принципов международного права (Г. Гроций).
Таким образом, в XVII столетия произошел настоящий прорыв в развитии естествознания: новые научные открытия; усложнилась методология и методика научных исследований; неотъемлемой частью исследований стал опыт, эксперимент; начало дифференциации наук, объединение научных представлений с практическими знаниями. Происходит формирование науки как таковой, ее окончательное отделение от других форм познания окружающего мира. Очевидно, что ускоренное развитие естественных наук связанно с потребностями формирующихся буржуазных отношений в экономике.
§2 Развитие науки и техники в контексте европейского Просвещения
XVIII век ─ век Разума, век Просвещения, философствующий век.
В этот период европейской (западной) истории окончательно сложились ценности нового буржуазного, капиталистического, рыночного общества. Сложились ценности, идеология индустриального общества. По сути, произошла интеллектуальная, идеологическая революция, окончательно утвердившая представления о том, что не только законы природы могут быть осмыслены человеком, но и законы общественного развития.
Характерные черты рассматриваемого периода: господство рационалистического мировоззрения, начало промышленной революции и связанный с ней рост технических изобретений, формирование основ индустриальной цивилизации.
В области естествознания в XVIII в. под влиянием работ И. Ньютона формируется классическая механика, теория движения газов (аэродинамика), теория движения жидкостей. Атомистическая (корпускулярная) теория формирует механистическую картину мира, где природа воспринимается как некий механизм, состоящий из огромного количества обособленных материальных тел, вступающих в элементарные связи и подчиненных однозначным и простым закономерностям; при этом законы механики рассматриваются как всеобщие.
Одним из направлений исследований стали атмосферные электрические явления. Так, американский политик, государственный деятель и ученый Бенджамин Франклин отметил сходство между электрической искрой и молнией. В этой связи в своих письмах Лондонскому Королевскому обществу он сообщил о возможности предохранить здания от молнии устройством громоотвода. Однако, в этой области естествознания трудились и российские ученые М.В. Ломоносов и Г.В. Рихман. М.В. Ломоносов первый показал присутствие электричества в атмосфере, когда нет грозы.
Исследования в области теории электричества отмечены трудами Франца Ульриха Теодора Эпинуса (1721—1802), который обнаружил явление электризации проводника от одного только приближения наэлектризованного тела («электричества через влияние») и открыл явление электризации турмалина при нагревании («пироэлектричество») и Шарля Огюстена Кулона, создавшего основы электростатики. В частности Ш. Кулоном в ходе исследования кручения тонких металлических нитей им был построен тончайший экспериментальный прибор — крутильные весы, служащие для измерения малых сил.
Основное отличие этого периода ─ формирование тенденции математического рассмотрения электрических явлений.
В оптике основными направлениями исследований стали разработка принципов фотометрии (проблема измерения «количества света») и утверждение двух основных гипотез о природе света (волновой и корпускулярной). Происходит утверждение двух основных гипотез о природе света — волновой и корпускулярной. Однако решающих научных аргументов в пользу той или иной теории не было. Авторитетные ученые поддерживали или одну или другую идею. Так, Ньютон, склонялся к корпускулярной идее, а Лейбниц, Ломоносов, Франклин, Эйлер - к волновой теории.
К XVIII в. относится изобретение температурной шкалы (Андерс Цельсий (1701-1744), шведский астроном, предложил стоградусную шкалу с точкой «0», соответствующей кипению воды, и точкой «100», соответствующей её замерзанию). В области тепловых явлений происходит разделение понятий температура и теплота (Г. Рихман, Д. Блэк). Также новым направлением исследований стало измерение теплоты (И. К. Вильке, А. Лавуазье), проведение опытов, подтверждающих появление теплоты при трении.
В XVIII возникла научная химия и в этом огромная заслуга Антуана Лорана Лавуазье (1743-1794) ─ основателя количественного метода исследования. Лавуазье, исследуя атмосферный воздух, воду и другие химические соединения, выяснил их химическую природу.
Астрономическая наука в XVIII в. обогатилась концепциями И. Канта (1724-1804) и П. Лапласа (1749-1827) о возникновении Земли и Солнечной системы в целом из газопылевой туманности и о влиянии фаз Луны на приливы и отливы.
В математике велась дальнейшая разработка теории переменных величин и графического изображения функций (работы немецкого математика К. Гаусса (1777-1855)). Французским математиком П. Лапласом (1749 – 1827) был введен принцип «Железного детерминизма», т.е. то, что равные действия в равных условиях всегда приводят к одинаковым результатам; это означало, что ученые в своих опытах и экспериментах всегда смогут повторить любое явление природы. Леонардом Эйлером (1707-1783) было составлено систематическое изложение математического анализа; положено начало превращению механики из науки геометрической в науку аналитическую. Жан Батист Даламбер (1717-1783) разработал так называемый «принцип Даламбера», который является методом – приёмом для решения задач динамики, характеризующихся состоянием неравновесности сил, приводимым условно к равновесному состоянию. С помощью своего «принципа» Даламбер решил задачу о столкновении и выполнил расчеты прецессии равноденствий и нутации земной оси (прецессия равноденствия ─ это движение точек равноденствия вдоль экватора; нутация ─ движение по долготе или колебание земной оси с периодом в 18 лет). Жозеф Луи Лагранж (1736-1813) пытался свести механику в раздел математического анализа, избегая при изложении геометрической и механической интерпретации рассуждений.