История Средних веков. Том 2

Начало новой эры в изучении природы

Первые шаги в изучении человеком материального мира были сделаны еще в глубокой древности. Уже в первых классовых обществах Древнего Востока был накоплен определенный запас знаний о тех явлениях природы, с которыми сталкивались люди в своей практической деятельности. В более развитых обществах древнего мира (в особенности в Древней Греции, эллинистических странах, Древнем Риме) и в передовых в культурном отношении странах эпохи средневековья происходило дальнейшее развитие элементов научных знаний, ознаменовавшееся в отдельных случаях замечательными достижениями. Некоторые и» этих достижений уже явственно обнаружили познавательную мощь человеческого разума, во всем своем объеме и силе проявившуюся позже, на более высокой ступени развития общества. Примером таких замечательных для своего времени научных достижений могут служить геометрия Эвклида, математические исследования и статика Архимеда, астрономические работы Гиппарха и Птолемея, алгебра арабов и т. д.

Однако вплоть до середины второго тысячелетия новой эры обший уровень развития науки даже в самых развитых тогда странах был еще очень низок. Круг изучаемых явлений материального мира ограничивался тем, что было доступно непосредственному наблюдению. Знания даже об этом ограниченном круге явлений были в большинстве случаев разрозненны и поверхностны. Например, не были известны законы движения материальных тел, и даже передовые для своего времени умы не имели никакого представления о тех законах» под влиянием которых летит камень, брошенный рукой человека, или стрела, выпущенная из лука. Еще не было полностью осознано решающее значение опыта в изучении материального мира, научного же эксперимента практически вообще не существовало. Отдельные правильные наблюдения порой самым причудливым образом переплетались с произвольными умозрениями, догадками и даже грубыми суевериями.

Переворот в развитии естествознания в XVI-XVIT вв. и его причины

В XVI-XVII вв. в развитии естествознания происходит коренной перелом. В странах Западной Европы в упорной борьбе с феодальноцерковным мировоззрением и схоластикой, все еще продолжавшими господствовать несмотря на общий культурный подъем в XII-XV вв., начинают —вырабатываться новые методы изучения материального мира и делаются открытия, заложившие фундамент для последующего развития естествознания. Возникает то двджевяе научной мысли, которое, непрерывно продолжаясь и расширяясь в последующие столетия, привело к великим достижениям науки в наши дни.

Этот перелом в развитии науки был определенным образом связан с теми глубокими социальными сдвигами, которые в XVIXVII вв. происходили в передовых странах Западной Европы. Закономерности развития общества очень сложны, и нелегко проследить те нити, которые связывали переворот в науке с переменами в других сферах общественной жизни. Однако можно все же указать на важнейшие из исторических событий, способствовавших развитию естествознания в это время. Наступление, новой.. эрьив . язученйи-природы прежде всего было непосредственно связано с развитием производительных сил и материальной культуры– вообще. Развитие производства (вместе с развитием техники в целом) способствовало научному прогрессу, так ка—давало огромный запас новых фактов для на—люденйзй делало очевидной важность, а иногда уже и практическую необходимость решения некоторых теоретических вопросов.

Применение в отдельных отраслях промышленности простейших механизмов, развитие строительной техники, появление глубоких шахт, требовавших специальных приспособлений для откачивания воды и поднятия грузов, все более широкое применение артиллерии, приводившее к накоплению наблюдений о траекториях полета ядра и толкавшее мысль к изучению общих законов движения материальных тел, – вс—это расширяло круг доступных для изучения явлений из области механйки"и стимулировало разработку этого важнейшего раздела физики. Создание более сложных гидротехнических сооружений способствовало изучению гидростатистики и гидродинамики; дальние морские плавания содействовали развитию астрономии (для целей навигации); применение компаса влекло за собой исследование явлений магнетизма; успехи в металлургии, красильном деле, медицине (открытие новых лечебных средств) приводили к накоплению знаний по химии и т. д.

Вместе с тем подъем материального производства вооружил ученых новыми орудиями и средствами для ведения научной работы. Совершенствование ремесленной техники подготовило изобретение в XVI-XVII вв. многих инструментов и приборов. Были созданы микроскоп и телескоп, открывшие новый мир неведомых до тех пор явлений, появились термометр, ртутный барометр, гидрометр. Громадную роль сыграло изобретение книгопечатания (середина XV в.). Замена пергамента гораздо более дешевым писчим материалом (бумагой) привела к подлинной революции в области распространения научных знаний.

В XVI-XV II вв. в передовых странах Западной Европы все больтую роль начинает играть формирующийся класс буржуазии, заинтересованный в решении практических вопросов производства и техники, в изучений природы. Развивается и широко распространяется новая культура эпохи Возрождения. Представители этой новой культуры – гуманисты вели настойчивую борьбу со средневековой схоластиков и присущими ей пороками: с воспитываемой со школьной скамьи привычкййпголаг—ться не на собственные силы и наблюдения, а на авторитет, не подвергаемый критической проверке разумом, с непониманием значения опыта, стремлением согласовать науку с теологией; гуманисты отвергали также тенденции подменять изучение явлений реальной действительности бесплодными умозрениями, рассуждениями о том, к какой категории схоластической философии эти явления должны быть отнесены. Таким образом, в то самое время, как развитие производства давало аовыи— материал для изучения процессов, происходящих в природе, и ставило новые естественно-научные проблемы, складывались благоприятные социальные условия для развития научной мысли: вырос интерес к изучению природы, и одновременное этим ученые постш—енно освобождались от сковывавших их приемов схоластического мышления.

Значительную роль в развитии науки сыграло также то, что в результате энергичной деятельности гуманистов ученые несравненно лучше познакомились с произведениями античных писателей, с трудами великих ученых античного мира (Эвклида, Архимеда, Аполлония и др.), которые ранее были известны лишь частично и оставались во многом непонятными. Характерно, что ученые часто совмещали занятия естествознанием с гуманистической деятельностью.

Развитию естествознания способствовали также великие географические открытия. Они впервые на опыте доказали, что Земля имеет шарообразную форму, привели к—ознакомлению с огромным количеством новых фактов по астрономии, ботанике, зоологии, оказали революционизирующее влияние на научную мысль вообще, так как выявили, сколь неполны, а подчас и прямо ошибочны были знания ученых-схоластов, как много старых мнений должно быть отвергнуто и заменено новыми.

Отмечая связь зарождения современного естествознания с коренными переменами в общественной жизни, Ф. Энгельс писал: «Современное естествознание, – единственное, о котором может идти речь как о науке, в противоположность гениальным догадкам греков и спорадическим, не имеющим между собой связи исследованиям арабов,-начинается с той грандиозной эпохи, когда бюргерство сломило мощь феодализма, когда на заднем плане борьбы между горожанами и феодальным дворянством показалось мятежное крестьянство, а за ним революционные предшественники современного пролетариата, уже с красным знаменем в руках и с коммунизмом на устах, – с той эпохи, которая создала в Европе крупные монархии, сломила духовную диктатуру папы, воскресила греческую древность и вместе с ней вызвала к жизни высочайшее развитие искусства в новое время, которая разбила границы старого orbis и впервые, собственно говоря, открыла Землю.

Это была величайшая из революций, какие до тех пор пережила Земля. И естествознание, развивавшееся в атмосфере этой революции, было насквозь революционным, шло рука об руку с пробуждающейся новой философией великих итальянцев, посылая своих мучеников на костры и в темницы» —

Первые признаки назревавшего в науке переворота обнаруживаются уже около середины XV в., когда появляются работы, в которых подвергались критике некоторые традиционные представления схоластической философии о природе и делались попытки более самостоятельной разработки отдельных научных вопросов (таковы труды Николая Кузанского, 1401-1464). Однако решающий перелом в развитии наук о природе происходит лишь в XVI столетии, и сказывается он прежде всего в астрономии.

Развитие астрономия

Вплоть до XVI в. в Западной Европе, а также в наиболее развитых для того времени странах Востока господствовала геоцентрическая теория, созданная еще в античную эпоху. Считалось, что в центре Вселенной, имеющей форму сферы, находится наподвижная Земля, и вокруг нее в определенной последовательности обращаются Луна, Солнце, планеты, звездное небо. Основные положения этой системы были сформулированы еще во времена Аристотеля, а ее подробная математическая разработка дана позже Гиппархом (II в. до н.э.) и Птолемеем (II в. н.э.). Для объяснения движения небесных тел с точки зрения геоцентрической системы ученым приходилось прибегать к очень сложным и искусственным геометрическим построениям, но и с их помощью было трудно составить достаточно точные таблицы движения планет.

Однако для того, чтобы отказаться от геоцентрической системы, нужно было усомниться в правильности, казалось бы, бесспорных свидетельств наших чувств о движении небесных тел и неподвижности Земли. Кроме того, для этого нужно было критически отнестись к некоторым традиционным физическим воззрениям, тоже сложившимся еще в античном мире и препятствовавшим допущению мысли о движении Земли, и – что еще более важно – поставить под сомнение авторитет католической церкви. Католическая церковь признала существовавшую уже много веков геоцентрическую систему и включила ее в защищаемый ею взгляд на мироздание. Основная мысль геоцентрической системы о центральном положении Земли могла быть легко согласована с библейским преданием, с представлением о Земле как особо важном месте во всей Вселенной, где происходили описываемые в Библии события.

В XVI в. в обстановке общего научного подъема, в эпоху, когда особенно остро стала ощущаться потребность в составлении точных астрономических таблиц, создались наконец условия для критики старых астрономических воззрений и замены их новыми. Человеком, сделавшим решительный шаг в этом направлении и отвергнувшим геоцентрическую теорию, был —польский ученый НиколайК—перник. Коперник (1473-1543) родйлсгв"го1У—еТорун: БШ1-1495гг. он учился в Краковском университете, продолжал образование в Италии, где изучал самые различные науки – каноническое право, древние языки, медицину, математику, астрономию. Избранный каноником собора во Фрауэнбурге (ныне Фромборк), Коперник возвратился в 1503 г . на родину где до конца жизни выполнял административно-хозяйственные обязанности каноника и занимался врачебной практикой. Но главным занятием была для него астрономия.

Трудности, возникающие при объяснении движения небесных тел с точки зрения геоцентрической системы, очевидно, вызвали у Коперника сомнения в ее правильности. Он сделал попытку преодолеть эти трудности при помощи ранее высказанного некоторыми учеными предположения о движении самой Земли и обращении ее вместе с другими планетами вокруг неподвижного Солнца (гелиоцентрическая система) и убедился в, пршшуществах-эдод-теории. Все последующие годы своей жизни он посвятил подробной разработке своих взглядов, изложенных в его знаменитом труде «О вращениях небесных сфер» («De revolutiombus orbium coelestium»). В течение многих лет Коперник не решался его опубликовать, опасаясь открыто выступить против господствовавших воззрений: книга вышла в свет только в 1543 г ., и первый печатный ее экземпляр, по преданию, был получен автором в день его смерти.

Значение работы Коперника в истории науки огромно. Хо—я гелиоцентрическая теория зародилась еще в античном мире, однако тогда она представляла собой всего лишь догадку, лишенную должного обоснования и отвергаемую подавляющим большинством ученых. Поэтому Коперник фактически впервые подробно развил и обосновал взгляд на строение Солнечной системы, согласно которому Земля, как и все планеты, обращается вокруг Солнца и вместе с тем вращается вокруг собственной оси. Он освободил науку от многовекового заблуждения; его учение дало толчок дальнейшему развитию научной мысли.

Утверждение и развитие гелиоцентрической системы Коперника происходило в ожесточенной борьбе со старыми воззрениями. Уже Лютер, ссылаясь на Библию, отвергал учение Коперника. Примеру Лютера следовали и другие протестантские богословы. Особенно враждебную позицию по отношению к взглядам Коперника заняла католическая церковь. Когда учение Коперника стало овладевать умами, католическая церковь начала преследовать его сторонников. Первой жертвой преследований стал итальянский мыслитель Джордано Бруно (1548-1600).

Джордано Бруно, развивая положение Коперника, что Земля не является центром мира и находится в движении, создал поразительную для своего времени по смелости мысли картину мироздания. Он утверждал, что мир бесконечен и наполнен бесчисленным множеством небесных тел, состоящих из единой по своей природе материальной субстанции. Солнце является всего лишь одной из звезд. Эти звезды-солнца имеют обращающиеся вокруг них планеты, сходные с Землей. Иначе говоря, Земля – это всего лишь одно из множества небесных тел, движущихся в бесконечном и не имеющем центра пространстве.

Мысли Джордано Бруно, являющиеся гениальным предвосхищением выводов науки последующих столетий, означали отрицание признанных католической церковью взглядов на мироздание. Джордано Бруно был обвинен в ереси и подвергнут заточению, но никакие страдания и пытки не могли заставить его отречься от своих взглядов. После восьми лет заключения он был сожжен на костре в Риме.

В борьбе с католической церковью протекала деятельность и великого итальянского астронома и физика Галилеян, более полно обосновавшего гелиоцентрическую систему Коперника. Галилео Галилей родился в Пизе в 1564 г . В 1589 г . он стал профессором математики в Пизанском универсистете— в 1592 г . –в Падуанском. а в 1610 г . уже прославленным ученым возвратился во Флоренцию, где получил место «первого философа и математика» при дворе великого герцога Тосканского.

Астрономические открытия Галилея связаны с применением подзорной трубы, самостоятельно сконструированной им на основании известия о ее изобретении в Голландии. При ее помощи Галилею удалось увидеть громадное количество невидимых прежде звезд, горы на поверхности Луны, обнаружить четыре спутника Юпитера, фазы Венеры, пятна на Солнце. Результаты своих первых открытий (фазы Венеры и солнечные пятна были открыты немного позднее) Галилей опубликовал в 1610 г . в небольшой книжке «Звездный вестник», произведшей на современников огромное впечатление: открытия Галилея сравнивали с открытием Америки.

Наблюдения Галилея показали несостоятельность некоторых распространенных ранее астрономических и физических представлений, препятствовавших признанию системы Коперника. Сходство Луны с Землей (например, горы на ее поверхности) опровергало господствовавшее до тех пор мнение о коренном отличии небесных тел от Земли, мешавшее принять мысль Коперника, что Земля является планетой. Спутники Юпитера доказывали необоснованность одного из основных возражений против теории о движении Земли вокруг Солнца (возражение основывалось на том, что вокруг нее обращается другое небесное тело – Луна), ибо, как оказалось, Юпитер имел даже четыре «луны», хотя сам совершал такое же круговое движение, какое, согласно Копернику, совершала и Земля. Фазы Венеры ясно указывали на ее движение вокруг Солнца.

После этих открытий учение Коперника стало распространяться гораздо быстрее; Галилей и его многочисленные последователи умело использовали их для опровержения геоцентрической теории. Католическая церковь попыталась пресечь распространение взглядов Коперника. В 1616 г . мысль о Солнце как центре мира и о движении Земли была признана еретической, а сочинение Коперника внесено в список запрещенных книг. Однако Галилей продолжал собирать доказательства правильности системы Коперника. В 1632 г . он опубликовал книгу «Диалог о двух главнейших системах мира» (Птолемеевой и Коперниковой), где собрал и в блестящей форме изложил все существовавшие тогда доводы в пользу гелиоцентрической теории, использовав при этом открытые им законы механики. Памятуя о запрете учения Коперника, Галилей рассматривал его как одну из возможных гипотез, но содержание книги не оставляло сомнения в том, на каких позициях он в действительности стоял.

Книга нанесла решающий удар геоцентрической теории. Однако чем убедительнее были аргументы, приводимые Галилеем, тем большую ненависть вызывал он у сторонников старых воззрений. В 1633 г . Галилей предстал перед судом инквизиции в Риме. Несмотря на отречение, вырванное у него угрозой сурового наказания, он был признан виновным в том, что поддерживал доктрины, ложные и противные Священному писанию, и осужден на тюремное заключение, замененное позднее ссылкой. До самой смерти в 1642 г . Галилей оставался под надзором инквизиции и был лишен права печатать свои труды. Но он продолжал научную работу; в 1638 г . ему удалось напечатать в Голландии книгу «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению», в которой были подведены итоги его многолетних исследований по механике.

Другим ученым, сыгравшим крупную роль в развитии гелиоцентрической теории, был немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571– 1630). Кеплер учился в Тюбингенском университете, затем жил в Граце, Праге (где получил должность придворного математика при дворе Рудольфа II), Линце. Кеплер переезжал с места на место из-за религиозных преследований (он был протестантом) и материальной нужды. В 1615 г . мать Кеплера была обвинена в колдовстве, и ему с большим трудом удалось добиться прекращения ее дела. Умер Кеплер в Регенсбурге, куда прибыл в тщетной надежде получить жалованье, не выплаченное ему из императорской казны. Несмотря на обрушившиеся на него несчастья, Кеплер с удивительным упорством продолжал занятия астрономией, главной целью которых было выяснение законов обращения планет вокруг Солнца. Интересно отметить, что, хотя Кеплер неоднократно высказывал скептическое отношение к астрологии, он все же не освободился от ее влияния, делал на основе наблюдений над положением небесных тел предсказания и составлял гороскопы (известны гороскопы, составленные им для Валленштейна).

Заслуга Кеплера перед наукой состоит в том, что он выяснил истинные формы планетных орбит и установил факт неравномерности движения планет. Заложив фундамент гелиоцентрической системы, Коперник продолжал придерживаться некоторых господствовавших в его время неправильных представлений. В частности, он считал, следуя за Аристотелем, что в сфере небесных явлений существует наиболее «совершенное» круговое и равномерное движение. Поэтому он ошибочно полагал, что движение планет также слагается из круговых движений. Для согласования этого взгляда с данными астрономических наблюдений он принужден был отчасти сохранить искусственные геометрические построения системы Птолемея.

Кеплер некоторое время был помощником датского астронома Тихо Браге (1546-1601), проведшего в Праге последние годы жизни. Тихо Браге славился искусством производить точные астрономические наблюдения. Оставленные им данные о движении планет отличались необычной для того времени полнотой и точностью. Изучая наблюдения Тихо Браге над движением Марса, Кеплер после многих лет упорной работы пришел к выводу, что планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых находится Солнце (первый закон Кеплера), и что скорость движения планет увеличивается с приближением к Солнцу (второй закон, согласно которому радиусы-векторы, связывающие планету с Солнцем, в равные промежутки времени описывают равные площади).

Кеплер опубликовал свои открытия в 1609 г . под названием «Новая астрономия, или Небесная физика, изложенная в исследованиях о движении звезды Марс». В работе «Гармония Мира» (1619) он сформулировал третий закон, устанавливающий связь между периодами обращения планет и их расстояниями от Солнца. Открытые Кеплером законы позволили составить значительно более точные таблицы движения планет. Эти таблицы были изданы Кеплером в 1627 г . и названы с честь императора Рудольфа «Рудольфовы таблицы».

После работ Галилея и Кеплера научное превосходство гелиоцентрической системы стало настолько очевидным, что со второй половины XVII в. астрономы, стоявшие на уровне научных требований своего времени, в большинстве случаев уже признавали ее правильность, хотя обычно излагали как одну из возможных гипотез наравне с системой Птолемея.

Развитие физики

В развитии физики перелом наступил позже, чем в астрономии. В XVI в. происходила своеобразная подготовка к созданию новой физики. В связи с гуманистическим движением и пересмотром господствовавших ранее взглядов некоторые мыслители предприняли попытки создать новые натурфилософские концепции, в которых были подвергнуты критике различные аспекты аристотелевской физики, усвоенной средневековой схоластикой.

Одновременно началась основанная на самостоятельных наблюдениях разработка отдельных вопросов физики. Значительные успехи были достигнуты в статике и гидростатике. Благодаря более полному ознакомлению с трудами античных ученых были освоены достижения Архимеда в области статики и появились новые важные открытия. Наиболее крупным исследованием была работа «Принципы равновесия», принадлежавшая перу голландца Стевина (1548-1620), удачно совмещавшего в одном лице ученого-теоретика и инженерапрактика (он был военным инженером и главным инспектором гидротехнических сооружений в Голландии). Стевин сформулировал важнейшие теоремы гидростатики, в частности, он знал о так называемом гидростатическом парадоксе, который объясняет действие гидравлического пресса. Стевину приписывается также изобретение парусной повозки, приводимой в движение силой ветра.

Итальянский ученый Николо ТарталБЯ-{1500-1557) изучал под влиянием потребностей баллистики траекторию брошенного тела. Тарталья установил, что наибольшая дальность полета достигается при угле вылета в 45°. Английский ученый Вильям Гильберт (1540– 1603) з работе «О магните» на основе тщательных наблюдений и экспериментов дал подробное описание свойств магнита, а также всех известных в то время электрических явлений.

Много новых идей в области физики высказал Леонардо да Винчи, однако его записки не были опубликованы и остались неизвестны современникам.

В первой половине XVII в. происходит уже полный переворот в развитии физики. Этот переворот был связан с деятельностью Галилея, который решительно встал на путь создания науки, основанной на опыте и на применении точных математических методов при анализе и обобщении данных опыта. Новый дух, внесенный в науку Галилеем и другими учеными, виден на примере исследования вопроса о свободном падении тел. До Галилея преобладало ошибочное мнение Аристотеля, что скорость падения тел пропорциональна их двинул тезис, что скорость свободно падающего тела не зависит от веса. По рассказу биографа Галилея, для проверки правильности своих взглядов он сбрасывал шары различного веса с высокой башни. Затем, применяя, поскольку это можно было сделать на той стадии развития математики, точные математические методы для анализа процесса движений материальных тел, Галилей вывел уравнение равномерно ускоренного движения, изложил, хотя и не сформулировал в окончательном виде, закон инерции и принцип независимости действия сил, уточнил (или, правильнее, впервые создал) научные представления о скорости и ускорении, определял траекторию брошенного тела, начал изучение колебания маятника и , т. д. Он всегда стремился проверять свои выводы, сопоставляя их с наблюдениями, производил возможные эксперименты. Например, для проверки найденного им закона равномерно ускоренного движения Галилей скатывал бронзовые шарики по специально устроенному желобу, измеряя время, за которое они проходили различные расстояния (из-за отсутствия точных часов он измерял время скатывания шарика количеством воды, вытекающей через отверстие в дне сосуда). Эти труды Галилея явились основой для последующего развития кинематики и динамики.

Вклад в начатую Галилеем огромную работу по выяснению подлинных законов движения материальных тел внес и французский ученый Рене Декарт, сформулировавший, в частности, в более общем виде закон инерции (1644).

Зарождение и укрепление новых принципов научного исследования знаменовало начало бурного развития физики. Помимо механики начинают быстро развиваться и другие ее разделы. Важные открытия были сделаны в физике жидких и газообразных тел. Французский математик и физик Блез Паскаль (1623-1662), известный также как философ и писатель, успешно продолжил разработку вопросов гидростатики и в общем виде сформулировал названный его именем закон о передаче давления в жидкостях. Ученик Галилея Торичелли (1608– 1647) изучал атмосферное давление и создал ртутный барометр, получив в запаянной трубке пустое пространство над ртутью (торичеллиева пустота). Он отверг старое учение о «боязни пустоты» и утверждал, что ртуть в столбике барометра поддерживается именно атмосферным давлением. Правильность этого мнения экспериментально доказал Паскаль, организовав серию опытов с барометром, устанавливавшимся на различных уровнях горного склона. Немецкий инженер и бургомистр Магдебурга Отто фон Герике (1602-1686) изобрел воздушный насос и поставил эффектный эксперимент, также подтвердивший существование атмосферного давления и обнаруживший всю его силу (при помощи так называемых магдебургских полушарий). Английский физик и химик Роберт Бойль (1627-1691) и французский ученый Мариотт (1620-1684) открыли независимо друг от друга названный их именами закон о соотношении объема газа с оказываемым на него давлением. Быстро развивалась также и оптика, чему способствовала работа по созданию и совершенствованию появившихся в это время оптических приборов (зрительная труба, телескоп, микроскоп), требовавшая изучения законов распространения и преломления световых лучей; важную роль в развитии оптики сыграли труды Кеплера («Диоптрика») и Декарта. Подъем научной мысли и потребность развивающейся науки, особенно астрономии и механики, в более совершенных методах математического исследования привели к быстрому развитию математики.

Развитие математики

Еще ученые Древней Греции и особенно средневекового Востока были знакомы с элементами алгебры, умели, например, решать уравнения первой и второй степени. В XVI в. новые открытия в этой области следовали одно за другим. Итальянские математики, в том числе Тарталья и Кардано (1501-1576), разработали способ решения уравнения третьей степени (формула Кардано). Один из учеников Кардано открыл способ решения уравнений четвертой степени. Для сложных вычислений (особенно в астрономии) были изобретены логарифмы. Первые таблицы логарифмов (Непера) появились в 1614 г .

Вырабатывалась система математических символов для записи алгебраических выражений и производства алгебраических действий. До XV в. буквы употреблялись в алгебре далеко не всегда и лишь для обозначения искомых неизвестных величин, алгебраические же действия записывались посредством слов при помощи громоздких фраз. Уравнения составлялись и решались только с определенными числовыми коэффициентами. С XV в. и до середине XVII в. во всеобщее употребление входят определейШе. –знаки . дляааяиси-. алгебра11чесш1Х действий (знаки сложения, вычитания, возведения в степень и т. д.), вводятся буквенные обозначения не только для неизвестных, но и для всех других величин. Благодаря последнему нововведению, связанному с именем французского математика Виета (1540-1603), впервые стало возможным в общей форме ставить и решать алгебраические задачи, появились алгебраические-фермулдд—АлЕеб—аическая символика получила дальнейшее развитие в трудах Декарта, который придал ей почти современный вид; в частности, он ввел принятые теперь знаки для обозначения неизвестных величин (последние буквы латинского алфавита – х, у, z). Одновременно с алгеброй развивалась тригонометрия, которая из подсобной дисциплины астрономии превратилась в особый раздел математической науки.

В это же время зарождаются некоторые совершенно новые разделы математики. Декарт и французский математик Ферма создали аналитическую геометрию, установив путем метода координат связь между геометрией и алгеброй. Математики первой половины XVII в. – Ферма, Кавальери, Паскаль, Декарт, Кеплер и другие разработали отдельные вопросы анализа бесконечно малых величин, подготовив почву для создания во второй половине столетия дифференциального и интегрального исчисления (И. Ньютон и Г. В. Лейбниц).

Возникновение новых отраслей математики имело огромное принципиальное значение. Началось изучение переменных величин и функциональной зависимости между ними. Вырабатываются математические методы, впервые позволившие подвергнуть точному анализу процессы движения в природе, явления материального мира в их изменениях и диалектических связях. Возникновение новых математических дисциплин было одним из необходимых условий последующих успехов в изучении природы.

Развитие химии, геологии, географии, ботаники, зоологии и т. д. сводилось главным образом к накоплению и описанию новых фактов. Однако в этом отношении были достигнуты значительные успехи. Была преодолена традиция черпать фактический материал, идеи и концепции из сочинений античных авторов. Основное внимание стало уделяться непосредственному и самостоятельному изучению природы.

В химии были открыты неизвестные ранее вещества, изучались их свойства, чему способствовали развитие красильного дела, некоторых химических производств, медицины (все шире использовавшей различные химические соединения в лечебных целях), горного дела и металлургии, а также все еще продолжавшая процветать алхимия. Хотя алхимики ставили перед собой фантастические цели, однако в процессе многочисленных и упорно повторяемых опытов они часто эмпирическим путем приходили к выяснению химических свойств многих веществ.

Возрос запас знаний по геологии и минералогии. Крупнейшие работы в этой области принадлежат немецкому ученому Георгу Бауэру (1494-1555), более известному под латинизированным именем Агриколы. Они чрезвычайно интересны для истории горного дела.

В результате великих географических открытий произошло расширение географических знаний. К середине XVII в. были в основном установлены общие очертания материков на большей части земного шара. Неизученными оставались труднодоступные Арктика и Антарктика, частично район Австралии. Были получены новые данные о морских течениях, ветрах, климатических явлениях, в частности о неизвестном ранее европейцам климате экваториального пояса и т. д. Развивались связанные с географией специальные дисциплины. Разрабатывались научные основы картографии и создавались более точные карты. Большие заслуги в развитии картографии принадлежат Герхардту Кремеру (1512-1594), вошедшему в историю науки под латинизированным именем Меркатора (родился во Фландрии, с 1552 г . жил в Германии). Он создал одну из основных картографических проекций, названную его именем.

В области ботаники и зоологии появились многотомные, снабженные зарисовками описания растений и животных, например «История животных» швейцарского ученого-филолога, библиографа и натуралиста Конрада Геснера (1516-1565). Были организованы ботанические сады, сначала в Италии, затем и в других странах Западной Европы. Впервые появились гербарии, научные музеи; предпринимались попытки классификации растений на основе определенных признаков.

Значительные успехи были достигнуты в изучении человеческого организма, происходит пересмотр взглядов, господствовавших в античной и средневековой медицине. Швейцарский химик (и алхимик), биолог и врач Филипп Теофраст фон Гогенгейм, принявший латинизированное имя Парацельс (1493-1541), пытался создать новую теорию о природе человеческого организма и методах лечения болезней. Систематически производились тщательные анатомические вскрытия, знаменовавшие зарождение научной анатомии. Провозвестником новых идей был Везалий (1514-1564), родившийся в Брюсселе, но сделавший свои основные открытия в Италии, где он опубликовал труд «О строении человеческого тела». Теория кровообращения – фундамент для последующего развития физиологии человека и животных, – подготовленная работами испанского ученого Мигеля Сервета (из-за его религиозных взглядов казнен в 1553 г . в кальвинистской Женеве), была разработана английским врачом Вильямом Гарвеем (1578-1658).

Изобретение микроскопа позволило исследовать невидимые невооруженным глазом детали строения растений и живых организмов. Голландец Левенгук (1632-1723) открыл микроорганизмы. Началось изучение при помощи микроскопа строения живой ткани. Развитие науки происходило в тесной связи

Связь развития р развитием новой философии. Борьбой против естествознания — ———r r с новой философией средневековой схоластики представители передовой философской мысли устраняли препятствие на пути дальнейшего развития науки и способствовали выработке более правильных общих теоретических представлений о природе. Наибольшую роль сыграли два философа – Фрэнсис Бэкон и упоминавшийся выше математик и физик француз Рене Декарт.

Фрэнсис Бэкон (1561-1626) родился в Лондоне и учился в Кембриджском университете, затем жил в Париже. Вернувшись на родину, он сделал блестящую карьеру – стал при Якове 1 лордомканцлером королевства и получил титул барона Веруламского. Но в 1621 г . был обвинен в служебных злоупотреблениях и лишен всех должностей. Позднее король помиловал Бэкона, но к активной политической деятельности он не возвратился.

Совмещая, как и многие ученые того времени, практическую деятельность с научными занятиями, Бэкон разработал новый, прогрессивный для своей эпохи эмпирический метод изучения природы. Он утверждал, что истинное знание должно основываться на опыте. Ученый обязан прежде всего произвести точные наблюдения, установить свойства материальных тел, а затем путем обобщения этих наблюдений (индукции) делать общие выводы. При этом Бэкон уделяет особое внимание критике тех предвзятых точек зрения и предрассудков, которые препятствуют проведению точных наблюдений и мешают делать из них правильные выводы. Несмотря на односторонность эмпирико-индуктивного метода Бэкона и слишком упрощенный подход к его конкретной разработке, призыв к опыту, к проверке опытом теоретических выводов несомненно способствовал выработке правильного научного подхода к изучению материального мира.

Значение Бэкона удачно охарактеризовал Герцен. Он писал, что в лице Бэкона «явился человек, который сказал своим современникам: «Посмотрите вниз: посмотрите на эту природу, от которой вы силитесь улететь куда-то; сойдите с башни, на которую взобрались и откуда ничего не видать; подойдите поближе к миру явлений – изучите его»

Следует, однако, отметить, что, пропагандируя новые методы изучения природы, Бэкон в некоторых вопросах не дошел до понимания достижений науки своего времени, в частности, он был противником системы Коперника.

Рене Декарт (1596-1650) (латинизированное имя-Картезин— откуда название его философской системы – картезианство), сын провинциального дворянина, учился в иезуитской школе, где все было пропитано духом схоластики, что вызвало у Декарта разочарование в официальной науке. Окончив школу, он (по его словам) «оставил книжные занятия и решил искать только ту науку, которую мог обрести в самом себе или же в великой книге мира». Декарт провел несколько лет в Париже, служил в иностранных армиях, путешествовал по странам Европы. Наблюдая жизнь, полную борьбы новых сил с дряхлеющим феодальным миром, изучая достижения передовой научной мысли (особенно математику, которой он увлекался со школьной скамьи), Декарт, как и Бэкон, пришел к выводу, что схоластическая наука должна быть заменена новой наукой, построенной на иных основах. В 1629 г . Декарт уехал в Голландию, где вне гнетущего контроля со стороны католической церкви надеялся найти благоприятные условия для научной деятельности. В Голландии были опубликованы его главные труды – «Рассуждение о методе» (1637) и «Начала философии» (1644). Но протестантские теологи ополчились против Декарта, и ему пришлось уехать в Швецию, где он умер.

Философская система Декарта отлична от системы Бэкона и явилась отправным пунктом развития другого течения в философии – рационализма.

Согласно рационалистической теории познания, источником истинного знания является разум, который в самом себе находит критерий для установления истины. Образцом для всех наук должна быть выбрана математика с ее строгими логическими доказательствами. Применяя столь же ясные, как математические доказательства, методы мышления, можно, по мнению Декарта, прийти к познанию истины. Этот рационалистический метод познания, на создание которого бесспорно оказали влияние успехи математики, был совершенно несовместимым с духом средневековой схоластики и расчищал путь для дальнейшего развития научных знаний.

Еще большую роль в истории естествознания сыграла натурфилософия Декарта. Хотя в философской системе Демарта были значительные элементы идеализма (он признавал существование бога), взгляды его на природу носили практически материалистический характер. Декарт предпринял грандиозную по широте замысла попытку создать цельную и единую в своих основах механико-материалистическую концепцию мира. Согласно его учению, весь мир состоит из частиц материи, главным свойством которых является протяженность. Эти частицы, единые по своей природе и различающиеся лишь по величине и форме, находятся в движении, подчиненном механическим законам. Все явления природы Декарт объяснял этим движением материи. Небесные тела – звезды, Солнце, планеты, кометы – были образованы вихреобразным движением материи; обращение планет вокруг Солнца также является результатом вихревого движения особых мельчайших частиц материи. Магнетизм, теплота, свет, приливы и отливы – результат движения различного рода частиц. Декарт сделал попытку чисто механическим способом объяснить процессы, происходящие в живых организмах, представляющих, по его мнению, своего рода машины или автоматы (в человеке с этим своеобразным живым механизмом, т. е. телом, соединена нематериальная духовная субстанция – душа). Такой механико-материалистический взгляд на природу представлял, несмотря на его недостатки, значительный шаг вперед по сравнению со схоластикой. Идеи картезианской физики, получившие в середине XVII в. широкое распространение, стали мощным орудием борьбы против старых воззрений на природу.

Итоги развития естествознания к середине XVII в.

К середине XVII в. были достигнуты большие успехи в развитии нового естествознания. Передовые ученые полностью осознали рещающее значение опыта в изучении материального мира. Причем дело не ограничивалось лишь пассивным созерцанием явлений природы; начинают производиться научные эксперименты в полном значении этого слова; э—спёриментьГпроизводили и Галилей, и Торичелли, и Гильберт, и Паскаль, и другие ученые. Для точного описания, анализа и обобщения наблюдений над природой успешно применяется математика. Складывается новый, более правильный общий взгляд на природу, а именно – убеждение, что в природе все подчинено строгим закономерностям, которые могут быть познаны человеческим разумом. Такое представление, свойственное Декарту и последующим философам-рационалистам (хотя они неправильно отвечали на вопрос о путях познания человеком законов материального мира), практически разделялось Галилеем, Кеплером и другими зачинателями нового естествознания независимо от различий в их общих воззрениях.

Для эпохи быстро растущего применения математики характерно представление, что закономерности, действующие в природе, могут быть выражены при помощи точных математических соотношений. Галилей сравнивал Вселенную с открытой для всех книгой, для понимания которой необходимо изучить язык, на котором она написана: «написана же она языком математическим, и знаки ее суть треугольники, круги и другие математические фигуры». Утверждение идеи о господстве в природе строгой закономерности подводило прочный фундамент под формировавшееся новое естествознание.

В процессе полного обновления наук о природе были успешно решены многие проблемы, имевшие жизненно важное значение для дальнейшего прогресса естествознания. Особенно велики были успехи астрономии и механики. Развитие этих научных дисциплин уже вплотную подошло к завершению работы по созданию основ теоретической механики земных и небесных тел, выполненной в конце XVII в. Исааком Ньютоном.

Рождение нового естествознания было сложным процессом, протекавшим в упорной борьбе C(Lстарыми ввкшда—и. Нельзя забывать, что,"веежггр]ГШГ социальные сдвиги, происшедшие в XVI-первой хранялись основы старых общественных порядков и были широко распространены представления, плохо совместимые или даже совсем несовместимые с научным взглядом на природу, на цели и методы ее изучения. Несмотря на критику гуманистов, во многих университетах продолжала господствовать схоластика. Там же, где сохранялась схоластика, удерживалась и уже отжившая свой век перипатетическая (аристотелевская) натурфилософия. Как и прежде, повсеместно были распространены грубые предрассудки, даже усилился религиозный фанатизм; время создания новой науки было вместе с тем временем Варфоломеевской ночи. Широкое распространение приняло преследование «колдунов» и «ведьм». По всей Западной Европе в тюремных застенках и на костре гибли ни в чем не повинные люди, обвиненные в сношениях с нечистой силой. Вышедшая в 1487 г . книга «Молот ведьм», в которой подробно указывались меры борьбы с «колдунами» и «ведьмами», до середины XVII в. была переиздана более 20 раз!

Развивавшееся в таких условиях естествознание лишь постепенно и ценой огромных усилий освобождалось от ошибочных мнений освященных традицией заблуждений и предрассудков. Ученые, твердо ставшие на путь обновления науки, еще очень часто недостаточно четко представляли себе грань между возможным и невозможным, реальным и фантастическим. Занятия астрономией нередко сочетались с занятиями астрологией, предсказывавшей судьбу людей и земные события на основе расположения небесных светил. Еще не стала ясна неосуществимость целей, преследовавшихся алхимией, и многиеученые продолжали производить химические опыты в надежде найти особую субстанцию (философский камень – Magisterium, materia prima), при помощи которой можно было бы превращать простые металлы в золото, излечивать от всех болезней, возвращать молодость и т. д. Фактически материалистические взгляды на природу нередко причудливо переплетались с представлением о действии — ней одушевленных начал или же об одушевленности материи, иногда с верой в существование мистических сил и даже с занятиями магией.

В XVII в. эти трудности постепенно преодолеваются, и процесс формирования нового естестознания с его специфическими особенностями в основном заканчивается. Значение этого события, рассматриваемого с точки зрения его исторических последствий, было очень велико. Новое естествознание XVII в. уже окончательно порвало со средневековой схоластикой, встало— на путь опытного знания и свободного научного исследования. Его возникновение означало, что наступила заря новой эры в истории человечества, эры целеустремленного изучения материального мира, которое в дальнейшем, в XIX и особенно в XX в., открыло перед человеком неведомые дотоле возможности в деле овладения силами природы. От Галилея и Кеплера тянутся нити непосредственной научной преемственности к естествознанию наших дней.

Однако значение переворота в науке XVI и XVII вв. не исчерпывается только подготовкой грядущих успехов в научном познаниимира. Зародившиеся в это время новое естествознание с его болеесовершенными и эффективными методами изучения природы, с непрерывно и быстро возрастающим запасом знаний начинает играть заметную роль в общественной жизни своей эпохи. Хотя эра широкого применения науки в общественном производстве наступила значительно позже, однако и в это время некоторые научные достижения используются в практических целях, способствуя прогрессу промышленности, транспорта и всей материальной культуры в целом. Так. например, успехи мореплавания XV-XVII вв. в немалой степень объясняются изобретением более совершенных инструментов для наблюдения с палубы корабля за небесными светилами (с целью определения географических координат местоположения корабля), появлением более точных астрономических таблиц, прогрессом картографии и т. д.

Вместе с тем распространение новых научных взглядов на природу становится одним из основных средств борьбы передовых сил общества против идеологии отживавшего феодализма с ее суевериями и предрассудками. В следующем XVIII в. в период-подготовки Великой французской революции научное естествознание станет в руках философов-просветителей могучим орудием борьбы со взглядами, освящавшими и санкционировавшими старый общественный порядок.