Что такое древняя наука
Наука древних цивилизаций
Зачатки научных знаний появились тогда, когда человек перешел от охоты и собирательства к производящему хозяйству. Человек добывал знания об окружающем его мире в суровой борьбе за существование. Он обогащался реальными знаниями о небесных светилах, растениях и животных, о движении и силах, метеорологических явлениях и т. д. Накопленные знания и практические навыки, передаваясь от поколения к поколению, образовывали первоначальный фон будущей науки. Первые изобретения появились в эпоху палеолита, и это были первые орудия труда. Постепенно они совершенствовались и усложнялись, использовались новые материалы для их изготовления.
Астрономия была первой из естественных наук, с которой началось развитие естествознания. Ф. Энгельс в «Диалектике природы» разработал схему развития естествознания, согласно которой сначала возникла астрономия из наблюдения смены дня и ночи, времен года и потому абсолютно необходимая для пастушеских и земледельческих народов. В Древнем Египте был составлен календарь, почти полностью схожий с современным, в 46 г. до н. э. были введены високосные дни. Составление календаря было тесно с астрологией: египтяне первыми начали записывать положение звезд и объединять их в созвездия.
Наука древних цивилизаций носила прикладной характер. В Древней Месопотамии появились первые школы, в которых обучались писцы. В школах изучали не только письмо, но и счет. В Месопотамии появилась первая система счисления, но она была не десятичная, а шестнадцатеричная. Позже, вавилоняне переняли знания шумеров и развили их: так, они знали геометрию и алгебру. В Индии ткались тончайшие ткани, использовались красители, которыми пользуются и сейчас при окраске тканей. В процессе труда при окрашивании тканей накапливались элементарные знания в области химии. Финикийцы изобрели стекло. На Древнем Востоке был найден секрет плавки металлов. Во втором веке до н. э. начало широко использоваться железо. Древнему Китаю принадлежат такие изобретения, как изготовление бумаги, фарфора, шелковой ткани. Китайцы придумали компас и доменные печи для выплавки чугуна. Появились первые географические знания. В Вавилоне были торговцы, которые обменивались товаром с Аравией и Индией. Финикийцы стали первыми мореплавателями, строившими корабли из дерева. На кораблях они достигли берегов Британии и совершили плавание вокруг Африки.
Без большинства этих открытий мы не можем представить нашу современную жизнь, но все секреты науки оставались нераскрытыми для европейцев вплоть до начала Нового времени.
Наука была тесно связана с магией и религией. В Вавилоне появились первые врачи. Существовали две группы врачей: первые лечили заклинаниями, вторые – травами.
Античность – более развитая стадия цивилизации, чем Восток. Практически вся античная наука родилась из философии. На всем пути развития наука так же была тесно связана с мифом, религией и искусством. Античная наука
стремилась познать место и назначение человека. Наука не стремится
к покорению природы, а «покоряется» ей. Греками руководил «инстинкт любознательности». Наука носила характер «диалога», например, диалога учителя и учеников. В ней существовало множество школ и направлений.
В античной науке возникла теоретическая наука. Схемы и правила переносятся из одной области науки в другую.
Античные полисы вели активную, преимущественно морскую торговлю, развитие которой послужило толчком к появлению прогнозов о поведении рынка, т. е. зарождению экономики как науки.
Древняя наука послужила основой для всей современной науки: мы до сих пор используем древние технологии, пусть и в усовершенствованном виде, мы изучаем античную философию и пользуемся законом Архимеда, теоремами Пифагора и Фалеса. Но некоторые знания древних нам до сих пор недоступны, и даже современная наука не может разгадать все загадки древних цивилизаций.
Естествознание – область науки, изучающая совокупность естественных наук, взятая как целое. Наука – это не только совокупность знаний. Науке можно учить, как увлекательнейшей части человеческой истории – как быстро развивающемуся росту смелых гипотез, контролируемых экспериментом и критикой.
Естествознание появилось более 3000 лет назад. Тогда не было разделения на физику, биологию, географию. Науками занимались философы. С развитием торговли и мореплавания началось развитие географии, а с развитием техники – развитие физики, химии. Начиная с эпохи Н. Коперника, история естествознания рассматривается в свете научных революций, связанных с выявлением фундаментальных принципов природы. Формирование наук осуществлялось очень медленно. «Принято считать, что к середине XVIII в. сформировались только четыре науки: механика, физика, математика и астрономия. Великие системы биологии, как и первые основные законы химии, пришлись на конец XVIII – начало XIX в., основные идеи геологии находились в то время в стадии формирования».
«История естествознания» – актуальная тема в современном мире, поскольку, изучение современной науки необходимо начинать с изучения истоков. По мнению историков науки, естествознание прошло три стадии исторического развития и в конце ХХ – начале ХХI вв. вступило в четвертую.
Первая стадия развития естествознания носит название «доклассическая-натурфилософская». Её характерными чертами являются накопление общих, практических знаний о природе, в области физики, математики, астрономии, химии, биологии на опытной основе. В этот период господствует наблюдение, а не эксперимент, преобладают догадки, а не опытно воспроизводимые выводы. Здесь теоретические положения и выводы базировались не столько на опытных данных, сколько на целостности и непротиворечивости картины мира, отражающей систему мироздания. Этот синтез философских и умозрительных натуралистских идей восполнял неразвитость естествознания в области точных и теоретических знаний о природе. Такой подход получил название натурфилософского.
Первоначально знания передавались по принципу наследственного профессионализма, от старшего к младшему внутри особой касты (служители культов в Древнем Египте, Индии, Шумере, Вавилоне, Китае и т. д.). Древние
цивилизации дали миру множество конкретных знаний о природе, но им не были свойственны ни фундаментальность, ни теоретичность. Не соответствуют древние знания критериям научности и рациональности, предпочтение отдавалось интуиции и сверхчувственному познанию. Знания были рецептурными и представляли собой набор алгоритмов и правил для решения отдельных задач, отсутствовала система доказательств и выведения общих законов. Таким образом, можно сделать вывод, что на Древнем Востоке отсутствовала подлинная наука в современном понимании этого термина, тем не менее, знания были накоплены значительные, и их необходимо учесть в качестве исходных для формирования естествознания.
Появление и зарождение естественнонаучных знаний связывают с Древней Грецией VII–VI вв. до н. э. Именно в этот период в накопленных греками знаниях проявляются те характеристики и свойства, которые позволяют говорить о греческом комплексе знаний о природе как о становящейся науке. Среди этих характеристик – деятельность по целенаправленному получению новых знаний, наличие специальных людей и организаций по получению этого знания. Именно в Греции появляются первые научные программы, существенно связанные со всей спецификой древнегреческой цивилизации и культуры, возникают такие формы познавательной деятельности как систематическое доказательство, рациональное обоснование, логическая дедукция, идеализация. Но решительный отказ от практической деятельности в древнегреческой науке имел и обратную сторону – неприятие эксперимента как метода познания, что закрывало дорогу становлению экспериментального естествознания, являющегося характерной чертой современной точной науки. Тем не менее, древнегреческую натурфилософию можно относить к становящейся науке, так как был очерчен предмет, существовали свои методы изучения и способы логического доказательства. Первыми научными программами античности стали:
математическая программа, представленная Пифагором и позднее развитая Платоном. Суть ее в следующем: мир – это упорядоченный Космос, чей порядок сродни порядку внутри человеческого разума. Следовательно, возможен рациональный анализ эмпирического мира. Умственный анализ обнаруживает за видимым миром вневременной порядок, сущность нашего мира – количественные отношения действительности. Познание сущности мира требует от человека сознательного развития его познавательных способностей – разума, интуиции, опыта, оценки, памяти, нравственности. Итогом познания становится духовное освобождение человека.
учение атомизма (Левкипп, Демокрит). Начало всего сущего – это неделимые частицы-атомы и пустота. Ничто не возникает из несуществующего, и не уходит в небытие. Возникновение вещей есть соединение атомов, а уничтожение – распадение на части, в пределе – на атомы. Разнообразие тел обусловлено разнообразием тех комбинаций, в которые вступают атомы, образующие каждое такое тело: величина и форма атомов, их число и расположение
– вот подлинный источник разнообразия тел. Атомы подвижны; и все, что наблюдаем мы в космосе – одна лишь механика самоподвижных, не нуждающихся ни в каком толчке извне атомов. Вопрос о происхождении атомов не занимал Демокрита, для него он просто не существовал, т. к. то, что вечно, не может иметь ни начала, ни конца. Причины естественных явлений безличны и имеют физическую природу, их следует искать в земном мире. Атомизм являлся первой физической программой.
программа Аристотеля. Аристотель пытается найти третий путь, возражая Демокриту и Платону. В качестве причин бытия он называет: формальную,
материальную, действующую и целевую. Мир рассматривается как целое, естественно возникшее образование, имеющее причины в себе самом, при этом мир является двойственным образованием – неизменная основа проявляется через подвижную эмпирическую видимость. Заслугой Аристотеля является то, что он поставил науку на прочный фундамент логически обоснованного мышления с использованием понятийно-категориального аппарата.
Вторая стадия. Период конца XVI – начала XVII столетия связывают в естествознании с формированием и систематическим развитием экспериментально-теоретических исследований, его часто именуют аналитическим, или точным естествознанием. Накопление большого количества сведений о мире мореплавателями, путешественниками, астрономами, химиками и алхимиками к началу XVII столетия породило стремление к более детальному изучению объектов, что привело к дифференциации (разделению, расчленению) существующих наук. К примеру, в физике выделлись механика, оптика, физика сред (газов, жидкостей и т. д.). Таким образом, важнейшими особенностями аналитической стадии естествознания являются:
Тенденция к возрастающей дифференциации естественных наук.
Преобладание эмпирических знаний над теоретическими.
Преимущественное внимание отводилось исследованию предметов природы в сравнении с исследованиями процессов.
Природа рассматривалась как неизменная во времени, то есть вне эволюции, а ее разные сферы – вне связи друг с другом.
Понятие «классическое естествознание» охватывает период развития науки с XVII в. по 1920-е гг., то есть до времени появления квантоворелятивистской картины мира. Разумеется, наука XIX в. довольно сильно отличалась от науки XVIII в., которую только и можно считать по-настоящему классической наукой. Тем не менее, поскольку в науке XIX в. по-прежнему действовали гносеологические представления науки XVIII в., мы объединяем их в едином понятии – классическая наука. Этот этап естествознания характеризуется целым рядом специфических особенностей:
Стремление к завершенной системе знаний, фиксирующей истину в окончательном виде.
Рассмотрение природы как из века в век неизменного, всегда тождественного самому себе, неразвивающегося целого. Данный методологический подход породил такие специфические для классического естествознания исследовательские установки, как статичность, элементаризм и антиэволюционизм.
Сведение самой Жизни и вечно живого на положение ничтожной подробности Космоса, отказ от признания их качественной специфики в миремеханизме, четко функционирующем по законам, открытым И. Ньютоном.
Наука вытесняла религию в качестве интеллектуального авторитета.
Третья стадия в историческом познании природы связана с переходом от аналитической стадии естествознания к синтетической в конце ХIХ начале
ХХ вв. Подобно тому, как аналитическое естествознание включало в себя натурфилософские подходы (хотя и в измененном виде), так и синтетическое естествознание еще сохраняло в себе основные традиции аналитической стадии, дополняя их новой ориентацией на создание синтетических дисциплин на стыке смежных наук. Центральной проблемой естествознания стал синтез знания,
поиск путей единства наук, проблема соотношения разнообразных методов познания. В естествознании активно шел процесс дифференциации наук, дробление крупных разделов науки на более мелкие. К концу XIX в. появились первые признаки процесса интеграции наук, который будет характерен для науки XX в. Это выразилось в появлении новых научных дисциплин на стыках наук, охватывающих междисциплинарные исследования.
Современное естествознание, отсчет которого ведется с 1910 –
1920-х гг., феномен весьма сложный и неоднозначный. Его уже невозможно охарактеризовать одним словом, как это было с предшествующими этапами развития науки (античная наука – натурфилософская, средневековая – схоластическая, классическая – метафизическая). Современное естествознание – это широкая ассоциация математических, естественнонаучных, гуманитарных и технических отраслей, дисциплинарных и междисциплинарных исследований, фундаментальных и прикладных, прочих знаний. Наиболее полно усвоить специфику современного естествознания можно только при сопоставлении его с предшествующим классическим естествознанием, критическое переосмысление идеалов и норм которого в основном и определило современную научную парадигму.
Современное естествознание появилось в ходе новейшей революции в естествознании, начавшейся с 90-х гг. XIX в. и продолжавшейся до середины XX
века. Революция началась в физике, затем проникла в другие естественные науки, кардинально изменила философские, методологические, гносеологические, логические основания науки в целом, создав феномен современной науки. Другим результатом научной революции стало утверждение неклассического стиля мышления. Новейшая революция в естествознании привела к замене созерцательного стиля мышления деятельностным.
Еще одним итогом революции в естествознании стало развитие биосферного класса наук и новое отношение к феномену жизни. Жизнь перестала казаться случайным явлением во Вселенной, а стала рассматриваться как закономерный результат саморазвития материи, также закономерно приведший к возникновению разума. Науки биосферного класса, к которым относятся почвоведение, биогеохимия, биоценология, биогеография, изучают природные системы, где идет взаимопроникновение живой и неживой природы, то есть происходит взаимосвязь разнокачественных природных явлений. В основе биосферных наук лежит естественноисторическая концепция, идея всеобщей связи в природе. Жизнь и живое понимаются в них как существенный элемент мира, действенно формирующий этот мир, создавший его в нынешнем виде.
Современное естествознание связано с квантово-релятивистской картиной мира. Почти по всем своим характеристикам оно отличается от классического, поэтому современное естествознание иначе называют неклассическим.
Четвертая стадия, которую условно можно назвать интегральным естествознанием, заявлила о себе в конце ХХ в. В дальнейшем она будет углубляться по мере того, как малый синтез двух трех смежных дисциплин будет дополняться масштабным объединением разных дисциплин и направлений научных исследований. Примерами таких новых интегральных научных направлений являются кибернетика как наука об управлении в неживых, живых, технических и социальных системах; учение о четырех основных типах фундаментальных взаимодействий в природе, а также теория «великого объединения» в рамках релятивистской квантовой механики и космологии; общая теория систем и синергетика как теория самоорганизации. Существенную интегрирующую роль выполняют и такие общенаучные методы исследования как математизация естествознания и системный подход.
Уже сегодня все исследования природы подобны огромной сети, связывающей многочисленные ответвления физических, химических, биологических наук о единой природе. По мнению исследователей науки, дальнейшая разработка теории эволюции Вселенной позволит объединить на более глубокой основе все науки о неживой и живой природе. И тогда естествознание, возможно, будет выступать как единая и многогранная наука о природе. В настоящее время появились основания для объединения естественных и гуманитарных наук на базе принципов глобального эволюционизма и синергетики, что создает предпосылки для становления будущей науки, объединяющей науки о природе, обществе и человеке в единую науку о человеке; когда человек станет непосредственным предметом естествознания, а природа – непосредственным предметом науки о человеке.
(Материал взят из книги История науки и техники глазами молодых исследователей — А. Можайского)
Возникновение и становление науки. Наука в Древнем мире
1. Проблема возникновения науки.
2. Научные знания на Древнем Востоке
3. Становление науки и научные достижения античной эпохи
Наши представления о сущности науки не будут полными, если мы не рассмотрим вопрос о причинах, ее породивших. Здесь мы сразу сталкиваемся с дискуссией о времени возникновения науки.
— наука как система подготовки кадров существует с середины XIX в.;
Для того чтобы понять этот процесс, нам следует обратиться к истории.
Совокупность таких условий, а также появление в культуре человеческого общества самостоятельной сферы, отвечающей критериям научности, складывается в Древней Греции в VII-VI вв. до н.э.
2.Начиная со IV по IIтыс. до н.э., на Востоке возникают четыре центра цивилизации: междуречье Тигра и Евфрата, долины Нила, Инда и Хуанхэ. В истории развития этих государств, технике, которая там применялась, немало общего.
С помощью простейших инструментов шумеры построили каналы, которые образовали огромную ирригационную систему. Поливное земледелие способствовало повышению урожайности и росту населения. Наравне с земледелием важнейшим занятием стало ремесло. Из местного сырья была лишь глина, тростник, асфальт, шерсть, кожа и лен. Среди наиболее значимых изобретений было колесо, которое появилось 5 тыс. лет назад. Колесо было самым великим открытием в истории, так как это было принципиально новое изобретение. На основе колеса появился гончарный круг, достигает расцвета керамическое производство. Гончарные сосуды становятся предметом экспорта. Обмен достижениями с другими государствами способствовал тому, что гончарный круг, колесо и ткацкий станок появились в других цивилизациях, например, в Египте. Позднее в Месопотамии было изобретено стекло.
Металлообработка в Междуречье появилась раньше, чем в других цивилизациях, в VI тыс. до н.э. Строительная техника Междуречья отличалась своеобразием, так как нехватка леса и камня и сухой климат способствовал использованию сырцового кирпича. Из него строили дома, крепостные стены, храмовые башни-зиккураты. Обожженный керамический кирпич из-за дороговизны использовался для облицовки. Среди памятников архитектуры Междуречья – Висячие сады Семирамиды, Вавилонская башня и крепостные стены Вавилона с воротами, посвященными богине Иштар.
Египетская цивилизация также возникла на основе ирригационного земледелия, сочетавшегося с животноводством и ремеслом. Произошел переход к высокоурожайному поливному земледелию, вызвавшему выделение ремесла в самостоятельную отрасль. Образование государства и становление царской власти позволили сконцентрировать усилия многих египтян на строительстве огромных и сложных сооружений хозяйственного и культового значения.
Специфика расположения Древнего Египта в том, что обитаемая территория располагалась в узкой долине Нила, которая орошалась естественным разливом реки. Появление в Египте колодезного журавля, «шадуфа», позволило поднимать воду на «высокие поля», удаленные от русла реки, что в 10 раз увеличило площадь обрабатываемых земель.
Металлообработку в Египте освоили в IV тысячелетии до н.э. Сначала египтяне выплавляли медь, а в III тысячелетии – бронзу с повышенным содержанием никеля. Вскоре они освоили «классическую бронзу» сплав меди с оловом. Египтяне знали еще золото, серебро, свинец.
Среди оригинальных изобретений египетских ремесленников были фаянс и глазурь. Важным достижением стало изобретение пастового стекла. По всему древнему миру славились египетские фаянсовые бусы, покрытые глазурями. Отдельным ремеслом было изготовление папируса.
Архитектура и строительное дело египтян имело отличия от Междуречья. Из камня строились только храмы и погребальные сооружения, в первую очередь пирамиды. Самыми яркими сооружениями Древнего Египта являются пирамиды, Сфинкс, храмы Луксор и Карнак, скальный храм Рамсеса в Абу-Симбеле. Пирамида Хеопса имеет высоту 146 м и состоит из 2,3 млн. каменных блоков, каждый весом около 2 т. Дошедшие до нас памятники египетского зодчества демонстрируют высочайшее мастерство камнетесов и строителей.
Третьим центром ранней цивилизации стала долина реки Инд на северо-западе полуострова Индостан, где располагалась одна из наименее изученных цивилизаций Древнего Востока. Эту цивилизацию называют также цивилизацией Мохенджо-Даро или Хараппской. Здесь, как и в Египте и Междуречье, сложилось государственное образование, в основе экономики которого было ирригационное земледелие и скотоводство. Новациями в сельском хозяйстве были культивированные рис и хлопок, которые в Индской цивилизации появились раньше, чем в других районах Древнего Востока. Местные жители впервые стали одомашнивать кур. Известно об использовании здесь водочерпального колеса, но о существовании крупных оросительных сооружений данных нет.
Индская цивилизация была знакома с гончарным кругом, а керамические строительные материалы получили широкое распространение. Прочти все постройки были из обожженного кирпича, водопроводные и канализационные трубы были керамическими, полы в домах, дворах и даже улицы мостились керамическими плитами на илистом или асфальтовом растворе. Металлообработка началась раньше, чем в Египте, в IV тыс. до н.э. здесь научились выплавлять бронзу. Из меди и бронзы делали орудия труда, инструменты, утварь, статуэтки, украшения. Были известны плавка и пайка меди и ее сплавов.Хлопководство давало сырье для производства хлопковых тканей, которые шли на экспорт.
.Китайская цивилизация начала складываться воIIтыс. до н.э. Особенностью китайской культуры было то, что сложилась самобытная цивилизация, не имевшая контакта с другими государствами Древнего Востока. Предпосылками возникновения государства стало развитие земледельческой экономики, но распространение металлических орудий здесь тормозилось. Специфика Китая проявилась в освоении некоторых сельскохозяйственных культур, здесь впервые начали выращивать чай, культивировать тутовые и лаковые деревья.
В Китае были освоены технологии, долгое время не известные Западу: шелк, бумага, фарфор. Китайцы самостоятельно совершили ряд открытий: изобрели колесо, гончарный круг, освоили технологию плавки меди, олова, получения сплава бронзы, узнали токарный и ткацкий станки. Другими сферами китайской изобретательской мысли была техника использования нефти и природного газа. Для этих целей строились деревянные резервуары для хранения этого сырья и делались бамбуковые газопроводы. Китайцы изобрели компас, взрывчатые и пороховые смеси, которые использовались для фейерверков.
Своим появлением наука обязана практическим потребностям, с которыми столкнулись ранние цивилизации. Необходимость планировки и строительства ирригационных, общественных и погребальных сооружений, определение сроков сбора и посева урожая, вычисление объема налогов и учет расходов государственного аппарата вызвал к жизни на Древнем Востоке отрасль деятельности, которую можно назвать сферой науки и образования. Наука была тесно связана с религией, а научными и образовательными центрами были храмы.
Одним из важнейших признаков цивилизации была письменность. Это качественный скачок в развитии средств накопления и передачи информации, явившийся следствием социально-экономического и культурного развития. Она появилась тогда, когда объем знаний, накопленных обществом, превысил уровень, при котором они могли передаваться только устно. Все дальнейшее развитие человечества связано с закреплением в письменности накопленных научных и культурных ценностей.
Сначала для фиксации информации использовали значки-идеограммы, потом стилизованные рисунки. Позднее складывается несколько видов письменности, и только на рубеже II-Iтыс. до н.э. финикийцы создали на основе клинописи алфавит из 22 букв, с помощью которого было создано большинство современных письменностей. Но не до всех частей древнего мира он дошел, и Китай, например, до сих пор использует иероглифическую письменность.
Древнее письмо Египта появилось в конце IV тыс. до н.э. в виде идеограмм-иероглифов. Хотя египетская письменность постоянно модифицировалась, она до конца сохраняла иероглифическую структуру.В Междуречье сложилась своя форма письменности, называемая клинописью, так как идеограммы здесь не писались, а оттискивались на плитке из сырой глины острым инструментом. В Древнем Китае первыми формами письма были иероглифы, которых сначала было около 500, а позднее их число превысило 3000. Их неоднократно пытались унифицировать и упрощать.
Для Древнего Востока характерно развитие многих отраслей науки: астрономии, медицины, математики. Астрономия была необходима всем земледельческим народам, а ее достижениями стали позднее пользоваться моряки, военные и строители. Учеными или жрецами предсказывались солнечные и лунные затмения. В Междуречье был выработан солнечно-лунный календарь, но египетский календарь оказался точнее. В Китае наблюдали за звездным небом, строились обсерватории. По китайскому календарю год состоял из 12 месяцев; дополнительный месяц добавлялся в високосном году, который устанавливался один раз в три года.
Древние врачи владели различными методами диагностики, практиковалась полевая хирургия, составлялись руководства для врачей, использовались медицинские препараты из трав, минералов, ингредиентов животного происхождения и т. д. Древневосточные врачи применяли массаж, перевязки, гимнастику. Особенно славились медики египтян, которые освоили хирургические операции, лечение глазных болезней. Именно в Древнем Египте возникла медицина в современном понимании.
Уникальными были математические познания. Математика появились раньше письменности. Система счета была везде различной. В Месопотамии существовала позиционная система цифр и шестидесятеричный счет. От этой системы ведет свое начало деление часа на 60 минут, а минуты на 60 секунд и т.д. Египетские математики оперировали не только четырьмя действиями арифметики, но умели возводить числа во вторую и третью степень, вычислять прогрессии, решать линейные уравнения с одним неизвестным и т.д. Больших успехов они достигли в геометрии, вычисляя площадь треугольников, четырехугольников, круга, объемы параллелепипедов, цилиндров и неправильной пирамиды. У египтян была десятичная система счета, такая же, как и везде сейчас. Важный вклад в мировую науку внесли древнеиндийские математики, создав десятичную позиционную систему счета с применением нуля (который у индийцев обозначал «пустоту»), принятую в настоящее время. Получившие распространение «арабские» цифры в действительности заимствованы у индийцев. Сами арабы называли эти цифры «индийскими».
В числе других наук, зародившихся на Древнем Востоке можно назвать философию, первым философом считается Лао-цзы (VI–V вв. до н.э.).
Многие достижения древневосточных цивилизаций вошли в арсенал европейской культуры и науки. В основе греко-римского (юлианского) календаря, которым мы пользуемся сегодня, лежит египетский календарь. В основе европейской медицины лежит древнеегипетская и вавилонская медицина. Успехи древних ученых были невозможны без соответствующих достижений в астрономии, математике, физике, химии, медицине и хирургии.
Ближний Восток был родиной многих машин и инструментов, здесь созданы: колесо, плуг, ручная мельница, прессы для выдавливания масла и сока, ткацкий станок, грузоподъемные механизмы, выплавка металла и т.д. Развитие ремесла и торговли привело к образованию городов, а превращение войны в источник постоянного притока рабов повлияло на развитие военного дела и вооружения. Крупнейшим достижением периода является освоение способов выплавки железа. Впервые в истории начали строиться ирригационные сооружения, дороги, водопроводы, мосты, крепостные сооружения и корабли.
Практические навыки и потребности производства стимулировали развитие научных знаний, так как для решения вопросов, связанных со строительством, перемещением больших грузов и т.д. требовались математические расчеты, чертежи и знания свойств материалов. Развитие получили в первую очередь естественные науки, так как они востребованы необходимостью решения задач, выдвигаемых практикой. Основным методом древневосточной науки были умозрительные заключения, не предполагавшие проверки опытом. Накопленные знания и научные открытия заложили основы дальнейшего развития науки.
3. Античностью или античной цивилизацией называют период истории с XII в. до н.э. по 476 г. н.э. В основном под античной цивилизацией понимаются Древняя Греция и Рим. Особенностью античной цивилизации было широчайшее применение рабского труда, что создавало условия для развития науки, искусства и общественной жизни, зато тормозило развитие технических приспособлений и устройств. Дешевая рабочая сила рабов заменяла большинство механизмов и провоцировала застой в технике. Фактически только одна отрасль развивалась и совершенствовалась – военная техника. В течение все античной цивилизации война была непременным явлением жизни античного общества. Войны велись постоянно: ради захвата добычи, новых территорий, а главное – рабов, основы производства Древней Греции и Древнего Рима.
Древняя Греция стала преемницей ранних культур, поэтому многое из технических достижений и изобретений было заимствованно из Египта, Малой Азии. Античная цивилизация существовала в условиях классического рабства, когда раб был основным работником, превращенным в говорящее орудие труда.
Набор машин античности ограничен: водоподъемные механизмы; деревянное водоподъемное колесо, которое вращается с помощью рабов; водоотливное приспособление с «архимедовым винтом», вращаемое рабом. Подъемные машины триспасты применялись в строительстве. Античная цивилизация знала водяную мельницу, но она не получила распространения. Основой античной «энергетики» являлась мускульная сила рабов и тягловая сила животных, с их использованием приводилась в действие механизация Древней Греции и Рима: жернова мельниц и масличных прессов, водоподъемные колеса, колеса для подъема тяжестей и т.д. Исключение составляли военные машины.
Рабский труд и незаинтересованность подневольных работников в результатах труда препятствовали внедрению новых технологий. В таких условиях возможность применения совершенных орудий труда и достижений в области агрономических наук исключалась.
Некоторый прогресс происходил там, где нельзя было применить рабов или возникала потребность в более качественных технологиях. Среди примеров: изобретение и использование муфельных печей, стрижку овец, гончарные горны, обрушение породы и подъемные ручные вороты в горном деле и т.д.
Определенный прогресс отмечается в области литья из меди, бронзы и медных сплавов. При отливке больших статуй был изобретен способ полого литья по восковым моделям. Среди примечательных достижений античности – статуя бога Гелиоса на острове Родос, «Колосс Родосский» III в. до н.э., вошедшая в список семи чудес света. Его высота достигала около 35-38 м.
Античные мастера смогли разработать и на практике применить множество новаций, обоснованных и вычисленных с помощью научных познаний. Для примера достаточно вспомнить сооружения из списка семи чудес света: Александрийский маяк, храм Артемиды в городе Эфес. А водопровод на острове Самос проходил через горный массив, вода текла по километровому искусственному тоннелю, прорубленному сквозь толщу скалы.
Греки создали основные принципы классической архитектуры. Это создание архитектурных ордеров (ионический, дорический, коринфский), как особой организации соотношения несущих и несомых частей здания в балочно-стоечной конструкции. Римляне предпочитали коринфский, тосканский и композитный ордера. Другими достижениями греков было формирование архитектурных стилей, строительство сооружений без связующего материала, новые виды общественных зданий – театр, стадион, ипподром, библиотека, гимнасий, маяк и т.д. Новым словом в градостроительстве было использование регулярной планировки (шахматной), разработанной Гипподамом Милетским.
Ордерная система позволяла придать особую выразительность различным элементам здания. Так сложился единый общегреческий тип храмового здания в форме прямоугольной постройки, со всех сторон обнесенной колоннами. Примером дорической постройки был храм Аполлона в Коринфе, а ионической – храм Артемиды в Эфесе. Знаменитый афинский Парфенон сочетал дорический и ионический стили.
Оригинальным зданием был Александрийский маяк на о. Фарос. Он представлял собой трехступенчатую башню высотой 120 м, внутри которой был спиральный пандус, по которому наверх завозили на ослах горючие материалы. На вершине находился фонарь, где с наступлением темноты разжигался огонь.
Римляне вошли в историю как выдающиеся строители. Основные римские новшества в строительном деле: широкое применение бетона, обожженного кирпича, известкового раствора и сводчатых перекрытий. Вершиной камнетесного дела было сооружение арки и полуциркульного свода из клинчатых каменных блоков, уложенных насухо. В III в. до н.э. в строительной технике римлян было сделано важное открытие – применение пуццоланового раствора, изготовлявшегося из измельченной породы вулканического происхождения. На этом растворе изготовлялся римский бетон. Римляне научились использовать опалубку и строить бетонные сооружения, а в качестве наполнителя использовать щебень. Во II в. н.э. в Риме был построен Пантеон, «Храм всех богов», с литым бетонным куполом диаметром 43 м, он считался самым крупным в мире. Это сооружение стало образцом для архитекторов Нового времени.
Римляне заимствовали многие достижения у своих предшественников-этрусков. Этруски считались отличными металлургами, строителями, мореходами. В число таких приобретений вошли основные виды сооружений, создавших славу римским строителям. Римляне развили идеи этрусков и достигли в них максимальных успехов. Это акведуки и дороги, клоаки и триумфальные арки, форумы и амфитеатры, ирригация болотистой местности, каноны в архитектуре и скульптурном портрете.
Главенствующий принцип целесообразности, практичность и утилитарность отчетливо проявлялись в римской архитектуре. Этрусские традиции в архитектуре и изобретение бетона позволяли римлянам перейти от простых балочных перекрытий к аркам, сводам и куполам. Бурное строительство городов Римского государства, мощный приток и скопление населения в них, густая застройка улиц – все это вынудило городские власти ввести новые принципы градостроительства и позаботиться об элементарных удобствах и развлечениях обитателей Рима. К ним относятся амфитеатры, цирки, стадионы, термы (общественные бани), дворцы императоров и знати. В Риме строили многоквартирные дома – инсулы, которые могли достигать высотой 3-6 и даже 8 этажей.
Для обеспечения водой Рима было построено 11 акведуков-водопроводов, длина некоторых из них достигала 70 км. Ряд арок давал возможность строить многоярусные аркады, внутри которых находились трубы, подающие воду в город. Одним из наиболее оригинальных творений римлян в области общественных зданий были термы – римские бани, которыми пользовались не только с целью гигиены, но и для отдыха, общения. Особенностью терм были керамические трубы для обогревания стен и полов.
Римляне широко использовали цемент и бетон. Из бетона был сооружен фундамент Колизея, крепости, мосты, акведуки, портовые молы, дороги. Колизей стал одним из самых грандиозных сооружений. Здание, предназначенное для гладиаторских боев и травли животных, представляло собой эллипс окружностью 524 м. Стены Колизея имела высоту 50 м и состояли из трех ярусов.
Римские дороги вызывали восхищение у современников и последующих поколений. При их строительстве применялся бетон в сочетании с многоуровневой структурой дорожного полотна. Кроме дорог римляне знамениты своими мостами, среди которых выделяется мост через Дунай, построенный Аполлодором. Знаменитым ученым и инженером римского времени был Витрувий, I в. до н.э. Он написал «Десять книг об архитектуре» труд о строительстве и различных машинах; в этом труде содержится первое описание водяной мельницы.
Среди технических изобретений Древней Греции можно назвать новшества, которые либо опережали свое время, либо не несли практического значения в условиях рабовладения. Хотя многие из них применяются до сих пор. Такими изобретениями были автоматы Герона Александрийского. Разработанные им модели использовали силу водяного пара или сжатого воздуха. Аэропил (геронов паровой шар) является прототипом современной паровой машины. Использовать это изобретение в античной цивилизации было невозможно, поэтому и оно и многие аналогичные оставались просто игрушками. Некоторые творения Герона оказались применимы, например, автомат для продажи товаров, полезным изобретением Герона стал годометр (измеритель пути).
Ремесло и наука состоят в тесной связи, что заметно в появлении прибора, отмеряющего время. В античности были распространены солнечные часы, водяные, песочные. Античные мастера научились делать дорожные солнечные часы, а водяные получили приспособление для выполнения роли будильника.
Техника для войны. Древний мир немыслим без войны. Для ведения войны требовались все более сложные машины. Если говорить о прогрессе технике, то речь пойдет об артиллерии. Среди авторов древней артиллерии наиболее важными являются механики Филон и Герон.
Военными машинами, устроенными по типу лука, были самострелы (аналог арбалета), которые назывались гастрафет. На этой основе были созданы первые образцы более крупных метательных машин катапульты. Они носят различные названия: оксибел (орудие для метания стрел или катапульта) или литобол (орудие для метания каменных ядер или баллиста). Еще более совершенные орудия были придуманы Филоном: халкотон, в котором для натягивания лука использовалась упругость кованых бронзовых пружин; полибол, основанный на использовании упругости при кручении, мог перезаряжаться сам.
Кроме метательных машин, военная техника включала разнообразные приспособления для штурма городов и разрушения крепостных укреплений: осадные башни, тараны, буравы, подвижные галереи, механизированные штурмовые лестницы, подъемные мосты. Для осады крепостей греческий механик Деметрий Полиоркет изобрел большое количество осадных сооружений. Среди них были укрытия от метательных снарядов – черепахи для земляных работ, черепахи с таранами. Значительным сооружением была гелепола – движущаяся башня пирамидальной формы высотой до 35 м на восьми больших колесах.
Военным изобретением иного характера стала македонская фаланга. Начиная с отца Александра Македонского, его воины имели длинные копья (до 6 м) и строились плотными рядами, создавая частокол стальных наконечников. Новое построение и тактика привели к великим завоеваниям македонских царей, а с точки зрения истории – к началу новой эпохи эллинизма.
В этот период появилось много важных изобретений и открытий, которые применялись в строительстве, мореходстве и быту. Они не носили революционного характера, однако способствовали постепенному развитию материальной и технической мысли человечества. Основные технические достижения античности были сосредоточены на орудиях войны, но и в мирных целях, особенно в сельском хозяйстве было сделано немало открытий.
Достижения античной материальной культуры стали основой технического развития Западной Европы в эпоху средневековья и последующие периоды.
История античной науки условно делится на три периода:
В трудах Аристотеля и его учеников уже можно усмотреть появлениелогики, зоологии, эмбриологии, психологии, ботаники, минералогии, географии, музыкальнойакустики, не считаягуманитарных дисциплин, таких какэтика, поэтика и другие, которые не были частью науки «о природе». Позже приобретают самостоятельное значение новые дисциплиныгеометрическая оптика (в частности, катоптрика, т.е. наука о зеркалах),механика (статика и ее приложения),гидростатика. Расцвет эллинистической науки был одной из форм расцвета эллинистической культуры в целом и обусловлен творческими достижениями таких ученых, какЕвклид, Архимед, Эратосфен, Аполлоний Пергский, Гиппарх и др. Именно в III-II вв. до н.э.античная наука по своему духу и устремлениям ближе всего подошла к наукеНового времени.
Особенностью зарождения и развития античной науки была новая система государственного устройства – афинская демократия. В греческих судах каждый защищал себя сам; на этих процессах истцы и ответчики изощрялись в ораторском искусстве. Этому искусству стали учить в частных школах мудрецы-«софисты». Главой софистов был Протагор; он утверждал, что «человек есть мера всех вещей» и что истина – это то, что кажется большинству (т.е. большинству судей). Ученик Протагора Перикл стал первым политиком, освоившим ораторское искусство; благодаря этому искусству он 30 лет правил Афинами. От софистов и Протагора пошла греческая философия; в значительной степени она сводилась к умозрительным рассуждениям. Тем не менее, в рассуждениях философов встречались и рациональные мысли. Сократ первым поставил вопрос об объективности знания; он подвергал сомнению привычные истины и утверждал: «я знаю только то, что ничего не знаю». Анаксагор пошел дальше – он отрицал существование богов и пытался создать свою картину мира, утверждал, что тела состоят из мельчайших частичек. Демокрит назвал эти частички атомами и попробовал применить бесконечно малые величины в математических вычислениях; он получил формулу для объема конуса. Афиняне были возмущены попытками отрицать богов, Протагор и Анаксагор были изгнаны из Афин, а Сократ по приговору суда был вынужден испить чашу с ядом.
Учеником Сократа был философ Платон (427-347 гг. до н.э.). Платон верил в существование души и в переселение душ после смерти. Платон был основателем социологии, науки об обществе и государстве. Он предложил проект идеального государства, которым управляет каста философов наподобие египетских жрецов. Опорой философов являются воины, «стражи», похожие на спартанцев, они живут одной общиной и имеют все общее – в том числе жен. Платон утверждал, что его идеальное государство существовало в Атлантиде, стране расположенной на Западе, на затонувшем впоследствии материке. Конечно, это была «научная фантастика». Платон и его ученик Дион пытались создать идеальное государства в Сиракузах, на Сицилии; этот политический эксперимент привел к гражданской войне и разорению Сиракуз.
Исследования Платона продолжал Аристотель, он написал трактат «Политика», который содержал сравнительный анализ общественного строя большинства известных тогда государств. Аристотель выдвинул ряд положений, принятых современной социологией; он утверждал, что ведущим фактором общественного развития является рост населения; перенаселение порождает голод, восстания, гражданские войны и установление «тирании». Цель «тиранов» – установление «справедливости» и передел земли. Аристотель известен как основатель биологии; он описывал и систематизировал животных – так же как описывал и систематизировал государства; таких исследователей называют «систематиками».
Александр Македонский проявлял интерес к наукам и помог Аристотелю создать первое высшее учебное заведение, «Ликей»; он взял с собой в поход племянника Аристотеля Каллисфена. Каллисфен описывал природу завоеванных стран, измерял широту местности, посылал Аристотелю чучела животных и гербарии. После смерти Александра роль покровителя наук взял на себя его друг Птолемей. При разделе империи Александра Птолемею достался Египет, и он основал в Александрии по образцу Ликея новый научный центр, Мусей. Здания Мусея располагались среди парка, там были аудитории для студентов, дома преподавателей, обсерватория, ботанический сад, и знаменитая библиотека – в ней насчитывалось 700 тысяч рукописей. Преподаватели Мусея получали жалование; среди них были не только философы и механики, но и поэты, восточные мудрецы, переводившие на греческий язык египетские и вавилонские трактаты. Египетский жрец Манефон был автором трактата «Египетские древности», а вавилонский жрец Бероэс написал «Вавилонские древности»; 72 еврейских мудреца перевели на греческий язык Библию.
Мусей был первым научным центром, финансируемым государством. По сути, день рождения Мусея был днем рождения античной науки. Главой Мусея был географ Эратосфен, сумевший, измеряя широту в различных пунктах, вычислить длину меридиана; таким образом, было доказано, что Земля – шар. Евклид создал геометрию, которую сейчас проходят в школах. Он положил в основу науки строгие доказательства; когда Птолемей попросил обойтись без доказательств, Евклид ответил: «Для царей нет особых путей в математике».
В Мусейоне обсуждалась гипотеза Аристарха Самосского о том, что Земля вращается по окружности вокруг Солнца оказалось, что это противоречит наблюдениям (Земля движется не по кругу, а по эллипсу). В результате ученые во главе с Клавдием Птолемеем (II в. н.э.) создали теорию эпициклов: Земля находится в центре Вселенной, вокруг располагаются прозрачные сферы, объемлющие одна другую; вместе с этими сферами по сложным эпициклам движутся Солнце и планеты. За последней сферой неподвижных звезд Птолемей поместил «жилище блаженных». Труд Птолемея «Великое математическое построение астрономии в 13 книгах» был главным руководством по астрономии до Нового времени. Птолемей создал научную географию и дал координаты 8 тысяч различных географических пунктов, это «Руководство по географии» использовалось европейцами до времен Колумба.
Витрувий в своей работе использовал труды ученых из Александрийского Мусея, который функционировал до конца IV в. н.э. В 391 г. н.э. Мусей был разрушен во время религиозного погрома – христиане обвиняли ученых в поклонении языческим богам.
Христианство претендовало на роль монопольной идеологии, оно боролось с другими религиями и богами, преследуя всякое инакомыслие. Никто не имел права усомниться в том, что написано в Библии: Земля лежит посреди Океана и накрыта как шатром, семью куполами неба, что в центр
