Модуль 1 «зарождение науки»

Учебный элемент 1

Зарождение науки в античную эпоху Учебные цели обучения.

Студент должен знать: области прикладных знаний древних цивилизаций, различие греческой и римской наук, общие отличительные признаки античной науки, три научных направления античности, достижения античных ученых в различных областях физики: механика, гидростатика, акустика, оптика.

Студент должен уметь характеризовать: социально-исторические особенности античных государств, которые способствовали возникновению науки, концепции Милетской школы, программы Пифагора и Платона, Анаксагора и Аристотеля, Демокрита и Эпикура.

Студент должен уметь анализировать: характер древнегреческой науки, основные физические проблемы, поставленные учеными античности, отрывки поэмы Тита Лукреция Кара «О природе вещей», ошибочность взглядов Аристотеля на движение тел и строение мира.

Прикладные знания древних цивилизаций

Уже первобытный человек, добывая себе пищу, одежду, жилище, защищаясь от диких зверей в суровой борьбе за существование, постоянно накоплял знания об окружающем мире. Получение и использование огня, совершенствование речи и развитие сознания, накопление знаний о мире привело к возникновению первых антропоморфных объяснений окружающих явлений. Наряду с такими представлениями о природе человек в течение десятков тысяч лет накапливал знания, связанные с добыванием средств к существованию. Накопленные практические навыки являлись обобщением производственной деятельности и передавались устно от поколения к поколению.

Вследствие возникновения земледелия в долине Нила и Междуречья сложились предпосылки для формирования древних цивилизаций Египта и Вавилона. Система орошаемого земледелия, добыча и обработка металлов, техника изготовления орудий привели к появлению частной собственности, разделению общества на классы и развитию рабовладельческих государств. Новый общественный строй способствовал разделению труда, развитию ремесла и торговли. Создается потребность в систематизации знаний, в их фиксации. Появляется письменность (иероглифы в Египте, клинопись в Вавилоне). Вследствие разделения умственного и физического труда выделяется группа людей, способных систематизировать накопленные знания, в какой-то мере раскрыть закономерности в явлениях природы. Так зародилась наука в древних рабовладельческих монархиях: Вавилоне, Египте, Ассирии, Китае и Индии.

Особенности древней науки определялись уровнем развития техники и особенностями общественного рабовладельческого строя. Основой производства были земледелие, скотоводство и ремесло. Труд был ручным, стимулов для повышения производительности труда, не было. Это объясняется тем, что основой производственных отношений была собственность рабовладельца на средства производства, к которым приравнивался работник производства – раб. Рабы подвергались бесчеловечной эксплуатации, не обладали никакими правами, могли быть проданы или убиты по воле господина. Поэтому раб ненавидел труд, рассматривая его как наказание, как удел его рабского положения. Поэтому раб не был заинтересован в повышении производительности труда, в усовершенствовании орудий труда. Более того, выражая протест против своего положения, он ломал инструменты, калечил скот. В связи с этим рабовладельцы применяли грубые и тяжеловесные орудия труда, которые трудно было сломать. Поэтому хозяин не заботился об облегчении труда, а стремился сделать его еще более тяжелым. Таким образом, техника древних цивилизаций имела низкий уровень и развивалась чрезвычайно медленно.

Потребности земледелия стимулировали развитие геометрии (землемерие) и астрономии. Астрономия была началом естествознания. Развитие астрономических знаний было обусловлено необходимостью знать сроки смен времен года для правильной организации земледелия и скотоводства.

Наибольших успехов древние достигли в области строительного, военного и морского дела. Астрономические знания давали возможность ориентироваться в пути, особенно в открытом море, поэтому мореплавание стимулировало развитие астрономии. Последняя совместно с потребностями хозяйственной практики вызвала развитие математики.

Строительная практика грандиозных древних сооружений (храмов, крепостей, пирамид) стимулировала развитие механики и статики. Строительные работы выполнялись с использованием простых механизмов: рычага, ворота, винта, наклонной плоскости, катков. Развитие строительной техники требовало использование математики для расчета больших сооружений и строительства военных машин: колесниц, таранов, осадных башен, катапульт, баллист... Развитие математики вызывалось также потребностями торговли.

В древнем Вавилоне и Египте математика достигла высокого уровня: умения вычислять квадраты и кубы чисел, квадратные и кубические корни, решать уравнения первой, второй и третьей степени, определять площадь квадрата, прямоугольника и круга, объем пирамиды, - носили высокую точность.

В области астрономии вавилоняне и египтяне знали пять планет и их движение по небу, ряд созвездий, определяли периоды солнечных и лунных затмений. В IV тысячелетии до н.э. египтяне изобрели календарь из 12 месяцев по 30 дней и пяти дополнительных дней в году. Вавилоняне разделили эклиптику на 12 созвездий Зодиака.

Египетские жрецы имели достаточно большие познания в области химии и медицины, владели искусством бальзамирования трупов.

Однако науки в древних государствах состояли из отрывочных сведений, отдельных рецептов и правил. Даже в тех областях, где знания получили некоторое обобщение (астрономия и математика), они были тесно связаны с религиозными фантастическими представлениями о природе и человеке.

Физические представления в древнем Китае появились также на основе различного рода технической деятельности, в процессе которой вырабатывались разнообразные технологические рецепты. Естественно, что прежде всего вырабатывались механические представления. Так, китайцы имели представления о силе (то, что заставляет двигаться), противодействии (то, что останавливает движение), рычаге, блоке, сравнении весов (сопоставлении с эталоном). В области оптики китайцы имели представление об образовании обратного изображения в «camera obscura». Уже в шестом веке до н.э. они знали явления магнетизма – притяжения железа магнитом, на основе чего был создан компас. В области акустики им были известны законы гармонии, явления резонанса. Но это были еще эмпирические представления, не имевшие теоретического объяснения.

В Древней Индии основу натурфилософских представлений составляет учение о пяти элементах – земле, воде, огне, воздухе и эфире. Были разработаны своеобразные представления о таких свойствах материи, как тяжесть, текучесть, вязкость, упругость и т.д., о движении и вызывающих его причинах. К VI в. до н.э. эмпирические физические представления в некоторых областях обнаруживают тенденцию перехода в своеобразные теоретические построения (в оптике, акустике).

Таким образом, именно практические потребности вызвали к жизни появление научных знаний эмпирического характера. Однако излишний практицизм древних цивилизаций Востока не мог привести к возникновению теоретической науки. Разработка представлений о том, как устроен мир, не интересовала египетских или вавилонских жрецов. Суть знаний древних сводилась к утверждению «делай так». Прародительницей теоретической науки стала Древняя Греция и возникшие на ее руинах античные государства.