Из истории естественно-научного мировоззрения

Игорь Ростиславович Шафаревич — математик,академик Российской академии наук.
Автор многочисленных публицистических статей и книг. Наиболее известны — Русофобия
», «Социализм как явление мировой ис­тории», «Трехтысячелетняя загадка».
Лауреат Ленинской премии.
Почетный член ряда иностранных академий наук.

1. Постулаты естественно-научного мировоззрения

Естественно-научное мировоззрение — это система взглядов, развившихся в естествознании, в основном в физике и, ввиду связанных с ней громадных успехов и технических приложений, ставшая популярной и очень привлекательной. Так что теперь считается, что эти методы мышления применимы в различных областях знания и являются наиболее точным и достоверным методом познания и в науке о живом, и об обществе, и человеке.

Основные положения этой системы взглядов можно сформулировать в виде четырех утверждений:
 

1. Существование законов природы. То есть небольшого, во всяком случае обозримого, числа законов, из которых мы можем получить описание практически всех природных явлений. Это совсем не очевидное утверждение. Ведь можно было бы предположить наоборот — что каждое явление описывается своим законом, а явления, происходившие раньше, управлялись совсем другими законами. Образно можно сказать, что система законов — это нечто вроде коробочки, в которую можно упаковать всю вселенную, а потом, открыв коробочку, опять развернуть из нее вселенную, по крайней мере умственно. Чтобы пояснить конкретнее, что я имею в виду, приведу один пример. При создании этой концепции в XVII веке в исследованиях Галилея большую роль играл закон свободного падения тел, согласно которому путь, пройденный свободно падающим телом, пропорционален квадрату времени падения. Точнее говоря, имеет место соотношение

S= gt2/2,

где S — пройденное телом расстояние, t — время падения, a g — некоторая постоянная, называемая ускорением силы тяжести.

Но почему Галилей так упорно искал этот закон или какой-то ему подобный? Почему не предположить, что каждое тело падает по своему закону? Вот такая вера в существование единого закона и лежит в основе естественно-научного мировоззрения.
 

2. Экспериментальность. Закон извлекается не из обыденного опыта, не на основании авторитета прошедших поколений, а из природы, методом наблюдения, точнее, эксперимента. Эксперимент является специальным методом наблюдения, когда явление ставится в искусственные условия, неограниченное число раз точно воспроизводимые.
 

3. Объективность. Вера в то, что эксперимент объективен по своей природе, то есть не зависит от наблюдателя и может быть в точности воспроизведен различными людьми. В идеале наблюдателя даже лучше исключить, заменив прибором, это считается надежнее.
 

4. Математичность. В результате эксперимента мы получаем некоторое число (или более сложное математическое понятие, например функцию). То есть в эксперименте мы имеем дело с величинами, которые измеримы и сводятся к числам. Все законы являются некоторыми математическими соотношениями между этими числами (или другими математическими объектами). Примером является написанная выше формула, выражающая закон свободного падения тел. Потом из этих соотношений мы получаем, применяя методы математики, следствия, которые дают описание все новых явлений природы.

Сформулированные четыре положения являются постулатами, лежащими в основе естественно-научного мировоззрения, вроде аксиом в геометрии.

Это мировоззрение выкристаллизовалось за последние четыреста лет и в настоящее время подкрепляется невиданными достижениями науки и техники. Грубо говоря, около 1600 года нашей эры произошло резкое изменение характера научного мышления, давшее взрывообразное увеличение объема научных знаний и власти над миром. Произошедшие с тех пор изменения называются в настоящее время «научно-технической революцией XVII–XX веков» или «коперниканской революцией» (последнее название объясняется ролью, которую играла при выработке этого мировоззрения созданная Коперником гелиоцентрическая система мира). В это время были открыты законы механики, теория электрических явлений, законы электрического тока, теория электромагнитного поля и электромагнитная теория света, что привело к созданию теории относительности. Была развита концепция атомного и молекулярного строения вещества, теория газов и теплоты. Возникли атомная физика и квантовая механика. Эти достижения физики полностью изменили жизнь и дали людям неслыханную до того власть над природой. Вся наша жизнь, начиная с того, что мы живем в громадных домах в громадных городах, и кончая тем, что имеем шанс погибнуть в атомной войне, основывается на некоторых открытиях естествознания. Под влиянием возникших в физике идей была создана теория эволюции земной коры и органического мира, клеточного строения живого вещества. Последняя теория позволила исследовать механизм передачи наследственных признаков.
 

2. Научная революция XVII века н. э.

Как произошел этот громадный скачок в развитии человеческого мышления?

Начало было положено изменениями, произошедшими в науке в XVII веке, и все последующие успехи явились только следствием тех событий. Поэтому нужно внимательно присмотреться к XVII веку, к тому, что тогда произошло в науке.

Конечно, XVII век — это условная точка отсчета. Например, книга Коперника «О вращении небесных сфер», содержавшая изложение гелиоцентрической системы, была опубликована несколько раньше — в 1543 году.

Центральная роль в разрушении старых и создании новых взглядов принадлежит Галилею. В 1610 году он сконструировал телескоп и обнаружил ряд новых явлений: Млечный путь состоит из отдельных звезд (до этого считалось, что он является облаком газов), Юпитер имеет спутники, на Солнце есть пятна, на Луне — горы. Он исследовал также законы движения тел на Земле, например закон свободного падения тел. Главный вывод, который более всего поразил и его, и его последователей, — что и на Земле, и на небе действуют одни законы. Например, мы видим ежедневно спутник Земли — Луну, но, оказывается, и у далекого Юпитера есть такие же спутники. Значит, вся вселенная управляется едиными законами!

В период между 1609 и 1621 годами в результате обработки громадного числа астрономических наблюдений Кеплер нашел законы движения планет. (Знаменитые 3 закона Кеплера.)

В 1630 году Галилей опубликовал книгу «Диалог о двух главных системах мира», где поддерживал теорию Коперника. Центральной идеей этой книги является мысль о том, что законы движения небесных тел совпадают с законами, действующими на земле. Законы «земной» механики он исследует в сочинении «Беседы, касающиеся двух новых областей науки», опубликованном в 1638 году.

В 1637 году Декарт опубликовал свою книгу «Рассуждения о методе», в ней он расширил сферу рассматриваемых явлений изучением явлений оптики, исследовал законы преломления света. Он использовал в ней новый математический метод — аналитическую геометрию. В 1644 году он же опубликовал книгу «Начала философии», в которой сформулировал так называемый закон инерции (называемый сейчас обычно первым законом Ньютона), согласно которому тело, на которое не действуют никакие силы, совершает равномерное прямолинейное движение.

В 1686 году вышел труд Ньютона — книга, которая явилась венцом всего этого направления: «Математические начала натуральной философии». Книга начинается с формулировки некоторых основных законов. Затем из них путем математических рассуждений выводится описание множества явлений — таких, как, например, движение Луны, планет и комет, приливы и отливы, механика жидкостей и газов. Чувствуется уверенность автора в универсальности найденных законов и всего его подхода. Часто используется термин «система мира», то есть вся теория — это как бы некоторая «теория мира».

Позже Ньютон включил в свои исследования и оптику (расщепление света на простейшие цвета, теория света как потока частиц).

Все развитие физики в XVII веке было связано с созданием и применением новых разделов математики: аналитической геометрии, интегрального и дифференциального исчисления, дифференциальных уравнений, бесконечных рядов.

Перечислим еще раз основные научные события XVII века. Начать надо немного раньше.
 

1543. Коперник. «О вращении небесных сфер».

1610. Галилей, наблюдения в телескоп.

1609–1621. Законы Кеплера.

1630. Галилей. «Диалог о двух системах мира».

1637. Декарт. «Рассуждение о методе».

1638. Галилей. «Беседы, касающиеся двух новых областей науки».

1644. Декарт. «Начала философии».

1686. Ньютон. «Математические начала натуральной философии».

1704. Ньютон. «Оптика».
 

Напомним, что же в этот век происходило в человеческой истории.
 

Россия. От Смутного времени до Петра I.

Германия. Тридцатилетняя война между протестантами и католиками.

Англия. Английская революция, власть Кромвеля, восстановление монархии.

Франция. эта эпоха всем лучше всего знакома по романам Дюма; три мушкетера, Д’Артаньян, виконт Де Бражелон — все жили в этом веке.
 

Какова же причина прорыва в естествознании, произошедшего в XVII веке? И почему это произошло в XVII веке, а не на сто, пятьсот, тысячу лет раньше?

Создатели этого нового естествознания вполне отдавали себе отчет в том, какой громадный переворот в науке они совершают. Галилей, например, писал свои работы в основном в популярной, доходчивой форме — в виде беседы нескольких человек, и не на общепринятом тогда языке науки — латыни, а на народном, итальянском языке, явно стремясь пропагандировать их идеи. Были и идеологи, не внесшие сами вклада в науку, но развивавшие и пропагандировавшие ее новые принципы. самые известные — Дж. Бруно и Ф.Бэкон. И все они в основном сходились в объяснении тех причин, которые вызвали этот переворот в науке. Они выделяли две:

1. Накопилось много фактов, противоречащих старым взглядам.

2. Ученые отказались от домыслов, «схоластики» и «повернулись лицом к природе», то есть к эксперименту. Отказались от выдуманных объяснений, вроде того, что «у каждого тела есть естественное место, к которому оно естественно стремится», и попытались выводить законы природы из эксперимента.

Но исследования современных историков естествознания показали, что, несмотря на внешнюю убедительность, это объяснение сомнительно. Вот ряд аргументов, приводящих к такому выводу:

1. Те «новые факты», которые произвели особенно сильное впечатление на ученых XVII века, были известны задолго до того: за 2000 лет и даже больше. Например, гелиоцентрическая система была сформулирована греческим астрономом Аристархом Самосским в III веке до н. э.; то, что Млечный путь состоит из отдельных звезд, утверждал Демокрит в IV веке до н. э.; что на Луне есть горы — Анаксагор в V веке до н. э. В XVII веке н. э. эти взгляды не были общепринятыми, но специалистам были известны. Например, Коперник в своей книге ссылался на «древних» в подтверждение своей теории. Архимеду (в III веке до н. э.) были известны основы интегрального и дифференциального исчисления.

2. Многие открытия, которые, как считалось, были сделаны в XVII веке н. э. «экспериментально», на самом деле не могли быть сделаны при тогдашнем уровне экспериментальной техники. Например, закон Галилея о свободном падении тел верен, только если отсутствует сопротивление воздуха (например, если наблюдать падение в сосуде, из которого выкачан воздух). Шекспир, стоявший обеими ногами на почве реального опыта, писал:

И как тяжеловесные предметы,
Когда их бросишь, с быстротой летят.

А согласно закону, найденному Галилеем, перышко и ядро падают с одинаковой скоростью. И сам Галилей понимал несоответствие его закона реальному опыту. Он вовсе не изучал экспериментально реальное свободное падение (хотя иногда и говорит об опытах с падающими с башни предметами). Часто, когда Галилей говорит об эксперименте, он имеет в виду то, что современные физики называют мысленным экспериментом. например, он предлагает наблюдать падение тел в средах все более «податливых», надеясь так приблизиться к точному закону, — но он не говорит, как такие опыты ставить. Или же он ставил другие эксперименты, при которых можно было бы наблюдать движение на коротких интервалах, когда сопротивление воздуха сказывается меньше. Вообще же он ставил данные опыта неизмеримо ниже математической теории. Например, писал, как его восхищают создатели гелиоцентрической теории (Коперник и Аристарх Самосский), не побоявшиеся пойти против очевидных показаний своих органов чувств.

Тем более эти аргументы относятся к «закону инерции», ведь он постулирует бесконечное движение по прямой — явление, в принципе никак не наблюдаемое (как и тело, на которое не действуют никакие силы).

Точка зрения многих современных историков науки такова: поразительный прорыв в науке, начавшийся в XVII веке, явился результатом слома старых представлений о пространстве и вселенной. Он основан как раз на отказе от того, что дает повседневный опыт, что мы «видим своими глазами» (например, что солнце движется по небу), и на смелом применении экспериментально принципиально не наблюдаемых понятий. Основным таким понятием было понятие бесконечного пространства — ведь реально мы способны наблюдать лишь маленькую часть его. А только в бесконечном пространстве возможно неограниченно продолжающееся прямолинейное движение, о котором говорится в законе инерции. Насколько я знаю, эта точка зрения была впервые (и очень ярко) аргументирована Е.Бертом, а позже разработана рядом исследователей, из которых наиболее известным стал выходец из нашей страны А.Койре.

До XVII века большинством ученых была принята и подтверждена авторитетом церкви концепция, сформулированная в принципе еще Аристотелем, согласно которой мир конечен, ограничен сферой, на которой расположены звезды, а вне этой сферы нет ничего — ни времени, ни материи, ни пустоты. Все пространство заполнено, каждая точка — место положения какого-либо тела. В центре сферы, ограничивающей мир, расположена неподвижная Земля. Кроме того, внутри этой сферы находится еще ряд сфер с центром в Земле, и все сферы вращаются, это вращение вечно, неизменно и равномерно. На этих сферах расположены Солнце, Луна и планеты. Всего сфер 56. Взаимное вращение сфер было подобрано так, что объясняло видимое движение планет. (Вариантом этой системы была система Птолемея, о которой мы скажем позже.) Самая близкая к Земле сфера — та, на которой расположена Луна. Она разделяет мир на две части, в которых действуют совершенно разные законы. В надлунном пространстве господствует вечно неизменное движение. В подлунном пространстве господствуют изменение, возникновение и уничтожение. Каждое тело имеет свое естественное место и естественно движется к нему: тяжелые тела движутся по направлению к Земле, легкие — от нее.

Вся Вселенная есть олицетворение порядка и красоты. «Космос» по-гречески значит «красота» (одним из производных этого слова является слово «косметика»). Один современный исследователь предлагает переводить это слово по-русски как «лепота».

Эта идея космоса была разбита в XVII веке и заменена радикально отличной идеей: пространство бесконечно, однородно во всех его частях и во всех направлениях и в принципе пусто, лишь отдельные места иногда занимают определенные тела. Тело в таком пространстве может двигаться бесконечно, без воздействия на него каких-либо сил. Естественно, эта система не могла основываться на экспериментах — то есть это была некая математическая абстракция, и привычное нам физическое пространство переосмысливалось как абстрактное.

Изложенная выше система взглядов выражается в словах Галилея: «Философия написана в величайшей книге природы, всегда раскрытой перед нашими глазами, но эту книгу нельзя понять, не научившись сперва понимать ее язык и не изучив знаки, которыми она написана. А написана она на языке математики, и ее знаки — это треугольники, окружности и прочие геометрические фигуры, без которых человеческому пониманию ни одно ее слово недоступно».

Обычно эти слова понимали в том смысле, что изучение физики невозможно без применения математики. Но в книге, опубликованной в 1925 году, Е.Берт дал новое, более глубокое их толкование. Он считает, что Галилей предложил изучать не физику объемлющего нас пространства, а ту, в которой отсутствуют такие физические явления, как трение, сопротивление воздуха и т.д., то есть физику не в реальном мире, а в воображаемом, геометрическом мире. Потом туда можно перетащить и сопротивление воздуха, но пренебречь целым рядом других факторов, действующих в реальном мире, так что общий принцип остается прежним. Только математически описанная реальность обладает истинной достоверностью, а реальность, улавливаемая органами чувств, сомнительна и изменчива. Физика становится математичной, и поэтому явления вычислимы и предсказуемы.

Аристотелевская теория — это попытка объединить все факты естествознания на основе повседневного опыта и здравого смысла. Но в некоторых случаях приходилось идти на компромиссы, так как последовательно это провести трудно и, вероятно, не всегда возможно. Например, Аристотель высказывал естественное с точки зрения здравого смысла утверждение, что каждое движение должно иметь причину. И формулировал это в резкой форме: если тело движется, значит, его что-то тянет или толкает. Однако такой формулировке противоречило движение брошенного рукой камня или выпущенной из лука стрелы. Для объяснения подобных явлений в разное время предлагались более или менее логичные объяснения, но постепенно система взглядов становилась все сложнее и все менее естественной.

Новая физика XVII века решает эту проблему, порывая с интуицией и отказываясь от реального опыта, то есть перемещает все физические явления в абстрактное пространство и время. Это и явилось одним из факторов успеха. Таким образом, физика в принципе поглощается «математической физикой» (хотя методы, применявшиеся в XVII веке, с современной точки зрения элементарны — этому сейчас учат в старших классах средней школы, — тогда это была вершина математической мысли). То есть успех был достигнут за счет отказа от физики повседневного опыта и замены ее некоторой абстракцией. Неудивительно, что это легче и на таком пути успехов является все больше. Утрируя такую точку зрения, можно было бы назвать всю физику, начавшуюся с XVII века, «подгонкой под ответ», когда трудную, но реальную задачу заменяют более простой абстракцией. Это и есть критика русского философа Лосева, изложенная в еще более парадоксальной форме: «Говорят: идите к нам, у нас — полный реализм, живая жизнь, вместо ваших фантазий и мечтаний откроем живые глаза и будем телесно ощущать все окружающее, весь подлинный и реальный мир. И что же? Вот мы пришли, бросили “фантазии” и “мечтания”, открыли глаза. Оказывается — полный обман и подлог. Оказывается: на горизонт не смотри — это наша фантазия, на небо не смотри — ибо никакого неба нет, границы мира не ищи — никакой границы тоже нет, глазам не верь, ушам не верь, осязанию не верь... Батюшки мои, да куда же это мы попали? Какая нелегкая нас занесла в этот бедлам, где чудятся только одни пустые дыры и мертвые точки? Нет, дяденька, не обманешь. Ты, дяденька, хотел с меня шкуру спустить, а не реалистом меня сделать. Ты, дяденька, вор и разбойник».

Именно эти слова Лосева процитировал Каганович в 1930 году на XVI съезде ВКП(б) в качестве примера того, как плохо у нас еще поставлена бдительность. В результате Лосев был арестован и отправлен в лагерь, откуда вернулся почти слепым...

Что же представляет собой 400-летнее триумфальное шествие естествознания? Неужели просто «полный обман и подлог» — по словам Лосева? Если весь успех был в том, чтобы заменить реальный мир изучением своих «мечтаний» и «фантазий», то есть более простых абстракций, то ведь это похоже на фокус карточного шулера, подсовывающего фальшивую карту! Конечно, и Лосев так не считал, а лишь указывал, в парадоксальной форме, на некоторые опасности одностороннего, абстрактно-теоретического восприятия мира.

В громадном числе случаев результаты чисто абстрактных теорий — «мечтания» и «фантазии» — позже настолько точно подтверждались экспериментом, что это никакой «подгонкой» под теорию объяснить невозможно. Например, древнегреческие математики много занимались кривыми, которые были названы коническими сечениями, то есть эллипсами, гиперболами и параболами. Евклид в IIIвеке до н. э. посвятил им целую книгу. А в XVII веке н. э., то есть 2000 лет спустя, Кеплер установил, что планеты движутся по эллипсам (кометы движутся также по гиперболам и параболам). Несколько позже Ньютон доказал путем математического вычисления, что эта форма их орбит вытекает из закона тяготения.

Вот более близкий к нам пример. В 1929 году английский физик П.Дирак вывел уравнение движения электрона, отвечающее требованиям теории относительности. Для этого он ввел новые математические величины, называемые спинорами. Позже выяснилось, что эти величины были введены из чисто математических соображений на 50 лет раньше английским математиком В.Клиффордом. Уравнение Дирака приводило к следствиям, казавшимся сначала парадоксальными. А именно оно описывало, кроме электрона, и другую частицу, имеющую ту же массу, но противоположный заряд. Причем вероятность перехода одной частицы в другую — положительна, так что если существует одна, то должна существовать и другая. Некоторое время это считалось странным дефектом уравнения, пока не была высказана смелая гипотеза, что такая частица существует. Вскоре она была экспериментально обнаружена в космических лучах. Теперь она называется позитроном.

Имеется громадное число подобных совпадений результатов чисто математических теорий и физических наблюдений. Многие физики и математики обращали внимание на эту загадку. По-видимому, имеется таинственный параллелизм между интеллектуальным миром математических и физико-математических рассуждений и реальным, наблюдаемым миром. Это один из главных выводов, которые можно сделать из всей предшествующей истории попыток человечества познать космос. Но нам неизвестны границы такого параллелизма. Лосев в парадоксальной форме обращает внимание на трудности и опасности, возникающие, если исключительно (или непропорционально) опираться на рационально-интеллектуальный путь познания мира. Мы позже вернемся к этому вопросу.
 

3. Научная революция VI века до н. э.

Мы видели, что в XVII веке происходит столкновение двух систем мира, одна сменяется другой. Этот переворот станет немного яснее, если посмотреть на происхождение аристотелевской системы. Его система была тоже результатом научной революции, произошедшей в Древней Греции в VI–III веках до н. э.

Начало этого научного переворота приходится примерно на VI век до н. э. — вообще поразительную эпоху в духовном развитии человечества. В это время в Индии появились буддизм и индуизм, в Китае — конфуцианство, которое и по сей день остается главной идеологической основой китайской культуры, в Персии — религия Заратустры (двух сил: разрушения и созидания, борьбы двух богов: Ормузда и Аримана). В библейской традиции это начало движения пророков. В древней Греции — возникновение греческой философии, в рамках которой и возникли идеи той научной революции, которую мы обсуждаем. Никаких соображений, объясняющих одновременное появление совершенно новых концепций во всей Евразии — от Китая до Греции, — предложено, по-видимому, не было. Но зато ученые нашли удачное название для этой поразительной эпохи — ее стали называть осевым временем.

В Древней Греции VI век до н. э. послужил началом грандиозного интеллектуального движения. Тогда эта деятельность называлась философией, но по содержанию своему была близка тому, что мы сейчас называем естествознанием.

Именно в ту эпоху возникла, по-видимому, концепция «законов природы», лежащая в основе естествознания и по сей день. Возникшие тогда идеи уходят корнями в греческую мифологию, которая дошла до нас через мифологическую поэзию. В поэме «Теогония» греческого поэта Гесиода, написанной в VIII или VII веке до н. э., изображается война древних богов — титанов, рожденных Землей и Небом, с поколением новых богов, потомков Времени (Кроноса), во главе с Зевсом. Эти новые боги связаны как раз с законами, управляющими миром. О них говорится:

Голосами прелестными музы
Песни поют о законах,
                 которые всем управляют,
Добрые нравы богов голосами
                   прелестными славят.

Древних же богов можно скорее соотнести с миром, в котором «каждое явление следует своему закону».

Гесиод описывает космическую битву:

Заревело ужасно безбрежное море,
Глухо земля застонала, широкое
           ахнуло небо
И содрогнулось; великий Олимп
           задрожал до подножья...

И когда бы увидел
Все это кто-нибудь глазом иль
         ухом услышал,
Всякий, наверно, сказал бы, что
        небо широкое сверху
Наземь обрушилось...

Благодаря молниям, подвластным Зевсу, новые боги побеждают старых:

Подземь их сбросили столь
                глубоко, сколь далеко от неба...
Там и от темной земли, и
                 от Тартара, скрытого в мраке,
И от бесплодной пучины морской,
                                 и от звездного неба
Все залегают один за другим
                                 и концы и начала,
Страшные, мрачные.

Эти мысли развивает трагик Эсхил, писавший в V веке. В трагедии «Прометей» он описывает одного из титанов — распятого на скале Прометея, страдающего от гнева Зевса. Хор поет:

Новый миру дав закон,
Зевс беззаконно правит.
Что было великим, в ничто истлело.

Зевс свирепый, Зевс пасет мир,
Произвол в закон поставив.
Зевс пасет копьем железным
Древних демонов и чтимых.

Согласно Эсхилу и традиции, правление Зевса и новых богов не несет блага людям. Прометей говорит:

Едва он на престоле сел
                                               родительском,
Распределять меж божествами
                                                  начал он
Уделы, власти, почести: одним —
                                                    одни,
Другим — другие. Про людское
                                                   горькое
Забыл лишь племя. Выкорчевать
                                                с корнем род
Людской замыслил,
                    чтобы новых вырастить.
Никто не заступился
                                  за несчастнейших.
Один лишь я отважился!
                                  И смертных спас!

Более того, Прометей дал людям огонь, украв его у Зевса. Вообще, Прометей предстает учителем людей в искусствах и ремеслах, он «мысль вложил в них и сознанья острый дар», то есть является учителем культуры (такой образ встречается в мифах многих народов; он называется в этнографии культурным героем). Это, собственно, и есть причина гнева Зевса. Но более того, Прометею известна тайна будущего Зевса: господство его не вечно, и на вопрос: «Но кто же у него отнимет скиптр владычества?» — Прометей знает ответ: «Сам у себя, замыслив безрассудное».

Из этого мифологического субстрата в VI веке начинают выделяться более логически оформленные концепции, которые потом дают начало потоку новых идей и наблюдений, составляющих научную революцию VI–III веков до н. э. Перечислим наиболее принципиальные научные концепции этой эпохи. Иногда высказывались и противоречащие друг другу точки зрения, велись споры. Но так обстояло дело и в научной революции XVII–XX веков н. э. (например, споры о том, что такое свет — поток частиц или волны, продолжались до XX века).

Итак, вот перечень основных идей:

Земля ни на что не опирается, она висит в пространстве и не падает, так как ей столько же оснований падать вниз, сколько и вверх. Земля — круглая. Приблизительно верно были определены размеры Земли и расстояния от Земли до Луны и Солнца. Было обнаружено суточное вращение земли.

Солнце и Луна — раскаленные камни размером со всю Грецию. Позже — Солнце больше Земли. Но существовала и точка зрения, что они — одушевленные существа.

Мир бесконечен. Но и наоборот: мир конечен и ограничен сферой, вне которой ничего нет.

Гелиоцентрическая система (Земля и планеты вращаются вокруг Солнца). Но также и геоцентрическая система (Солнце и планеты движутся вокруг неподвижной Земли).

Было дано правильное (с современной точки зрения) объяснение солнечных и лунных затмений.

Была высказана гипотеза об атомном строении вещества.

Дискутировался вопрос, можно ли естествознание (в основном, физику) основать на математике. Можно ли физические явления свести к числам или геометрическим понятиям, например, треугольникам и т.д.? Или они больше похожи на наши чувства — гнева или страха? Первую точку зрения отстаивал Платон, вторую — его ученик Аристотель.

В математике была создана концепция строгого доказательства и вывода всех утверждений из нескольких аксиом. Стройная система теорем геометрии, как она до сих пор преподается в школе, была построена в эту эпоху. Были открыты идеи интегрирования и дифференцирования, основы того, что сейчас называется интегральным и дифференциальным исчислением.

Новые идеи были высказаны и в изучении живой природы. Например, что все животные возникли в океане и лишь потом вышли на сушу. Была открыта нервная система и ее роль в передаче ощущений и т.д.

Вот краткая хронология появления этих идей (все даты — до н. э.):

Приблизительно 600 г. Фалес: идея эволюции мира (все произошло из воды). Идея строгого доказательства в математике.

Приблизительно 550 г. Анаксимандр: происхождение мира через остывание раскаленного ядра. Земля, ни на что не опираясь, висит в пространстве. Расстояние от Земли до Солнца примерно равно 27 диаметрам земли. Происхождение животных из океана.

Приблизительно 530 г. Пифагор и основанная им школа пифагорейцев: создание сохранившегося до современности представления о характере математического исследования. (Более поздний греческий математик писал о вкладе Пифагора в математику: «Он изучал эту науку, исходя от первых ее оснований, и старался получить теоремы при помощи чисто логического мышления, вне конкретных представлений»). Решение на основе строгого доказательства, вопросов, которые раньше в математике не ставились (например, существование иррациональных чисел, иррациональность √–). Математичность мира: вещи существуют «по подражанию числам». Шарообразность земли.

500–428. Анаксагор: Солнце и звезды — раскаленные камни, Солнце больше Пелопоннеса. На Луне есть горы и долины. Объяснение солнечных и лунных затмений.

460–380. Демокрит: мир состоит из атомов и пустоты. «Все в мире происходит по необходимости» (крайняя формулировка концепции законов, детерминизм).

Около 400 г. Пифагорейцы: Земля и Солнце вращаются вокруг единого центра.

427–347. Платон: основные элементы, из которых построен мир, — геометрические фигуры. Не занимаясь математикой, нельзя изучать философию (естествознание).

384–322. Аристотель: создание универсальной картины мира, включившей некоторые из выдвинутых ранее идей, а некоторые отвергшей.

IV в. Ученики Платона: описание движения планет через вращение сфер; суточное вращение Земли.

Примерно 280 г. Аристарх Самосский: гелиоцентрическая система.

Примерно 280 г. Эратосфен и Аристарх Самосский: определение длины земной окружности, расстояния от Земли до Солнца и Луны.

287–212. Архимед: понятия интегрирования и дифференцирования; статика тел и жидкостей (на строгой математической основе).
 

В конце III в. Аполлоний предлагает другой вариант описания видимого движения Солнца и планет: каждая из них движется по кругу (эпициклу), центр которого движется по кругу, имеющему центром Землю. Позже на основании этой системы Птолемей построил теорию, дающую очень точное описание движения планет, и сама система стала называться птолемеевской. В Средние века была принята система, некоторым образом соединяющая птолемеевскую и ту, которую изложил Аристотель, — мы не будем говорить о ней подробнее.

[...]







Сообщение (*):

Комментарии 1 - 0 из 0