Классификация естественных наук

Программа Аристотеля стала третьей научной программой античности. Она возникла на переломе эпох. С одной стороны, она еще близка к античной классике с ее стремлением к целостному философскому осмыслению действительности (при этом она пытается найти компромисс между двумя предыдущими программами). С другой, в ней отчетливо проявляются эллинистические тенденции к выделению отдельных направлений исследования в относительно самостоятельные науки, со своими предметом и методом.

Пытаясь найти третий путь, возражая и Демокриту, и Платону с Пифагором, Аристотель отказывается признать существование идей или математических объектов, существующих независимо от вещей. Но не устраивает его и демокритовское появление вещей из атомов. Пытаясь снять это противоречие, Аристотель предлагает четыре причины бытия: формальную, материальную, действующую и целевую. В его "Метафизике" воссоздается мир как целостное, естественно возникшее образование, имеющее причины в себе самом. Это образование предстает перед нами в виде двойственного мира, имеющего неизменную основу, но проявляющегося через подвижную эмпирическую видимость. Предметом науки должны стать вещи умопостигаемые, не подвластные сиюминутным изменениям.

Пожалуй, ни один ученый древности не оказал на развитие науки  и мышления такого глубокого и  длительного влияния, как Аристотель. В своей "Физике" он поднимает и глубоко рассматривает многие вопросы: о материи и движении, о пространстве и времени, о существовании пустоты, о конечном и бесконечном, о действующих причинах. Движение тел происходит в пространстве, свойства которого Аристотель связывает со свойствами самих тел. Он отрицает существование пустого пространства, аргументируя это различными доводами. Науке понадобилось длительное время, чтобы разобраться в этой аргументации, что было сделано Галилеем и Эйнштейном.

По Аристотелю, нет и времени, существующего  независимо от происходящих событий, от каких-либо изменений. "Если бы "теперь" не было каждый раз другим, а тождественным  и единым, времени не было бы".

Пространство и  время - непрерывные величины; пространство по протяженности - конечная граница  одной его части является начальной  границей другой; время по последовательности - "теперь" соприкасается с прошлым  и будущим.

Аристотель признавал  объективное существование материального  мира и его познаваемость. Являясь  учеником Платона, он порвал с его  идеалистическими взглядами на мир  как отображениями идей, постигаемых  душой, и на познание, которое должно отвернуться от реального опыта.

Знаменитые слова  Аристотеля: "Платон мне друг, но истина дороже" - значили отход  его от воззрений своего учителя.

Но вместе с тем  Аристотель верил в бога, противопоставлял земное и небесное, в центре ограниченной Вселенной он поместил неподвижную  Землю, как тело, обладающее наибольшей тяжестью. За эти и подобные им моменты  в учении Аристотеля ухватилась церковь, превратив их в догмы. А тех, кто  выступал против Аристотеля, часто  обвиняли в выступлении против религии  и церкви, и церковь жестоко  расправлялась с еретиками.

Аристотеля называют крестным отцом физики: ведь название его книги "Физика" стало названием  всей физической науки.

Он очень верно  определяет задачи физики, сводя их к исследованию "первых причин" природы (основных законов), "первых начал" (принципов) и ее "элементов" (основополагающих частиц). Говоря о пути познания, Аристотель так определяет его: "От более явного для нас к более явному по природе". Действительно, люди сначала воспринимают вещи такими, какими они им представляются ("явными для нас"), а не такими, какими они есть на самом деле ("по природе"). Так, Земля представлялась нам сначала плоской и неподвижной; открытие ее шарообразности было большим шагом в направлении к "явному по природе" и "менее явному для нас". История науки подтверждает этот путь познания.

Что касается математики, то Аристотель полагал недопустимым ее применение к исследованию природы  по двум причинам:

математика имеет  дело с постоянными величинами и  отношениями, природа же находится  в непрерывном движении и изменении;

математика пригодна для предметов, у которых нет  материи, а поскольку природа  почти во всех случаях связана  с материей, то математика не подходит для науки о природе.

В трудах великого философа, несмотря на множество наивного и примитивного, содержались и  глубокие мысли, которые являются предметом  исследования науки по сей день и получают в ней новое, современное толкование. Широтой, стройностью и логичностью своей системы Аристотель подчинил греческой философии мир, подобно тому, как Алек-сандр Македонский подчинил его греческому господству. Если еще учесть, что учение Аристотеля было признано и обработано церковью, то станет ясно, почему естествознание в течение почти двадцати столетий (вплоть до XVII в.) излагалось по Аристотелю.

Глава 4. Формирование естествознания в эпоху средневековья Основные черты средневекового мировоззрения

Стержнем средневекового сознания явилось религиозное мировоззрение, в котором истолкование всех явлений  природы и общества, их оценка, а  также регламентация поведения  человека обосновываются ссылкой на сверхъестественные силы, которые полностью  господствуют над материальным миром, способны по своему произволу как  угодно изменять ход естественных событий  и даже творить бытие из небытия. Высшей сверхъестественной силой выступал Бог. Такие представления порождались  как практическим бессилием человека перед природой (неразвитость производительных сил, сельскохозяйственный и ремесленный  характер производства), так и стихийным  характером социально-классовых процессов, процессов общения (социальный гнет, социальная несправедливость, непредсказуемость  жизненных ситуаций и др.).

Средневековое сознание было ориентировано преимущественно  на межличностные отношения. Но в  их отражении и воспроизведении  преобладают эмоциональные стороны, факторы сознания.

Природа больше не воспринималась как нечто самостоятельное, несущее в себе свою цель и свой закон, как это было в античности. Она создана Богом для блага  человека. Бог всемогущ и способен в любой момент нарушить естественный ход природных процессов во имя  своих целей. Сталкиваясь с необычными, поражающими воображение явлениями  природы, человек воспринимал их как чудо, как промысел Божий, непостижимый для человеческого ума, слишком  ограниченного в своих возможностях.

Для средневекового человека природа -- это мир вещей, за которыми надо стремиться видеть символы Бога. Поэтому и восприятие природы раздваивалось на предметную и символическую составляющие. Познавательный аспект средневекового сознания был направлен не столько на выявление объективных свойств предметов зримого мира, сколько на осмысление их символических значений, т.е. их отношения к божеству. Познавательная деятельность была по преимуществу герменевтической¹, толковательной, а значит, в конечном счете опиралась на иерархизированную и субординированную систему ценностей, на ценностное сознание.

В эпоху средневековья  все формы человеческой деятельности и общения были пронизаны ритуалами. Все формы действий людей, включая  коллективные, строго регламентированы. Магические, обрядовые и ритуальные действия рассматривались как способ влияния на природные и божественные стихии. С ними связывались надежды  на дополнительную сверхъестественную помощь со стороны "добрых" сил  и ограждение от "злых". Точное соблюдение ритуально-магических действий, обычаев, праздников, исполнение разного рода заклинаний, просьб, призывов считалось необходимым условием благоприятного исхода деятельности, причем не только в хозяйственной области, но и в сфере общения людей, в сфере познания, политической и юридической практики и др. В ремесленном и мануфактурном производстве ритуалы сопровождали каждую технологическую процедуру, поскольку в их выполнении виделось условие полного раскрытия заложенных в предметах труда потенциальных возможностей.

Отмеченные нами особенности средневекового мировоззрения  и мышления соответствующим образом  отразились на процессе средневекового познания, обусловив следующие его  специфические черты.

1. Вся деятельность  человека воспринималась в русле  религиозных 
представлений, а все противоречащее догматам церкви запрещалось 
специальными декретами. Все воззрения на природу проходили через 
цензуру библейских концепций. Это усиливало элемент созерцательности 
познания, настраивало его на откровенно мистический лад, что и 
предопределило регресс или, в лучшем случае, стагнацию научного 
познания.

2. Поскольку причина  взаимосвязанности и целостности  элементов мира в Средние века  усматривалась в Боге, в средневековой  картине мира не могло быть  концепции объективных законов,  без которой не могло оформиться  естествознание. Ведь закон - это  необходимая существенная связь  каких-то явлений. Средневековый  же мыслитель искал не эти  связи между явлениями, а отношение  их к Богу, место в иерархии  вещей. 

3. В силу теологически-текстового  характера познавательной деятельности  усилия интеллекта сосредоточивались  не на анализе вещей, а на  анализе понятий. Универсальным  методом служила дедукция, осуществлявшая  субординацию понятий, которой  соответствовал определенный иерархический  ряд действительных вещей. Поскольку  манипулирование понятиями замещало  манипулирование объектами действительности, не было необходимости контакта  с последними. Отсюда принципиально внеопытный стиль умозрительной науки, обреченной на бес-плодное теоретизирование и оторванность от реальной действительности.

Естественно-научные достижения в средние века

Математические достижения. Арабы существенно расширили античную систему математических знаний. Они заимствовали из Индии и широко использовали десятичную позиционную систему исчисления. Она проникла по караванным путям на Ближний Восток в эпоху Сасанидов (224-041), когда Персия, Египет и Индия переживали период культурного взаимодействия.

Получила также  значительное развитие (свойственная еще Древнему Востоку) традиция создания новых вычислительных приемов и  специальных алгоритмов. Так, например, аль-Каши с помощью вписанных  и описанных правильных многоугольников  вычислил число р до 17 верных знаков.

Арабские математики умели также суммировать арифметические и геометрические прогрессии. Не ограничиваясь  методами геометрической алгебры, арабские математики смело переходят к  операциям над алгебраическими  иррациональностями. Они создали  единую концепцию действительных чисел  путем объединения рациональных чисел и отношений и постепенно стёрли грань между рациональными  числами и иррациональностями.

Арабские математики совершенствовали методы решений 2-й  и 3-й степеней, решали отдельные  типы уравнений 4-й степени.

Наиболее значительным достижением арабов в алгебре  был "Трактат о доказательствах  задач" Омара Хайяма, посвященный  в основном кубическим уравнениям. Хайям построил теорию кубических уравнений, основанную на геометрических методах  древних. Он классифицировал все  кубические уравнения с положительными корнями на 14 видов. Каждый вид уравнений  он решал соответствующим построением. Хайям пытался найти правило  решения кубических уравнений в  общем виде, но безуспешно.

Если отдельные  зачаточные элементы сферической тригонометрии  были известны еще древним грекам (например, Птолемей пользовался понятием "хорда угла"), то в систематическом  виде тригонометрия создана арабскими  математиками. Уже в работах аль-Баттани содержится значительная часть тригонометрии, включая таблицы значений котангенса для каждого градуса.

Историческая заслуга  средневековых арабских математиков  состояла и в том, что они начали глубокие исследования по основаниям геометрии. Первые попытки доказательств  постулатов описаны в сочинениях О. Хайяма.

Достижения в физике. Из разделов механики наибольшее развитие получила статика, чему способствовали условия экономической жизни средневекового Востока. Интенсивное денежное обращение и торговля, как внутренняя, так и международная, требовали постоянного совершенствовании методов взвешивания, а также системы мер и весов. Это определило развитие учения о взвешивании и теоретической основы взвешивания - науки о равновесии, создание многочисленных конструкций, различных видов весов.

Арабские ученые широко использовали понятие удельного  веса, совершенствуя методы определения  удельных весов различных металлов и минералов. Этим вопросом занимались аль-Бируни, О. Хайям, ать-Хазини (ХII в.). Для определения удельного веса применялся закон Архимеда, грузы взвешивались не только в воздухе, но и воде. Полученные результаты были исключительно точны. Например, удельный вес ртути был определен аль-Хазини в 13,56 г/см³ (по современным данным - 13,557), удельный вес серебра 10,150 г/см³ (по современным данным - 10,49), золота - 19,05 г/см³ (современные данные - 19,27), меди 8,80 г/см³ (современные данные -8,91) и т.д. Столь точные данные позволяли решать ряд практических задач: отличать чистый металл и драгоценные камни от подделок, устанавливать истинную ценность монет, обнаруживать различие удельного веса воды при разных температурах и др.

Развитие кинематики было связано с потребностями  астрономии в строгих методах  для описания движения небесных тел. В этом направлении и развивается  аппарат кинематико - геометрического моделирования движения небесных тел на основе "Альмагеста" К. Птолемея. Кроме того, в ряде работ изучалась кинематика "земных" движений. В частности, понятие движения привлекается для непосредственного доказательства геометрических положений (Ибн Корра Сабит, Насирэтдин ат-Туси), механические движения используются для объяснения оптических явлений (Ибн аль-Хай-Сам), изучается параллелограмм движений и т.п. Одно из направлений средневековой арабской кинематики - разработки инфинитезимальных методов (т.е. рассмотрение бесконечных процессов, непрерывности, предельных переходов и др.).