Наука в эпоху Возрождения

Наука ВОЗРождения (КОНЕЦ XIV- СЕРЕДИНА XVII ВВ.)

Период с 14 в. до начала 17 в. известен как Эпоха Возрождения. В это время происходит разложение феодализма и становление 
раннего буржуазного общества. Глубокие перемены охватывают все об лас ти об ще ст вен ной жиз ни. Воз ника ет куль тура гу маниз ма, за но во про читы ва ет ся античное наследие, появляются ученые-новаторы. 
До середины 15 в. основным материальным носителем информации служили рукописи. Материалом для них служили глина, береста. Использовался и пергамент - особым образом обработанная кожа телят и овец. Египет во второй половине II тыс. до н.э. ввел в употребление самый удобный материал для письма - папирус (материал из тростника). Александрийская библиотека представляла собой собрание рукописей на папирусе. На нем писали и финикийцы, и эллины, и другие средиземноморские народы. Даже копии писем святого Августина, датируемые 6—7 вв. нашего времени, написаны на папирусе. Лишь в 8 в. бумага, проникшая в Средиземноморье из Китая, стала вытеснять папирус Способ полу- че ния бу ма ги из дре вес ной коры, ко но п ли, тря пья и по доб ных материалов открыл в 102 г. китайский ученый Цай Лунь (48—118). В Европе бумагу впервые стали делать в Испании около 1150 года, в Италии (1154 г.), Франции (1189 г.). 
Артели переписчиков работали крайне медленно. Элементы книгопечатания появились в Китае в 8 в., где применяли клише - один кусок дерева размером в страницу. В 10 в. осуществляли набор страницы из отдельных знаков. Около 1390 г. в Корее изобретен подвижный металлический шрифт для книгопечатания. 
К 1540 г. житель Майнца Иоганн Гуттенберг предлагает новый способ книгопечатания. Он изобрел формы металлических букв, причем каждое слово разбивалось на отдельные, независимые буквы. Эти буквы могли быть собраны в рамы. Во-первых, каждая буква легко могла быть заменена другой; во-вторых - эти рамы намазывались особого рода составом - краской, и в-третьих они вставлялись в пресс, который отпечатывал краску на бумаге. Эти три части изобретения, несмотря на всю их простоту, были достигнуты мно го лет ним упор ным тру дом, и со вер шен ст во ва лись они лишь в ближайшее к Гутенбергу время. При этом первые типографщики воспользовались вековым опытом, достигнутым и передаваемым в традициях разных цехов и мастерских. Существенно, что Гутенберг изо брел спо соб от ли вать иден тич ные ли те ры из ме тал ли че- ского сплава в произвольном числе и из набора этих литер создавать пе чат ные фор мы, по зво ляю щие по лу чить иден тич ные от тис- 
ки. Этот гарт (типографский сплав), составленный из олова, свинца и сурьмы, продержался в типографском деле 500 лет и, в принципе, продолжает служить книгопечатанию и поныне. Первые печатные издания представляли необыкновенно близкую копию рукописных книг. В них не было оглавления и счета по страницам, а характер букв совершенно соответствует рукописи. 
Изобретение Гуттенберга сыграло огромную роль в развитии просвещения: к 1500 г. в Европе насчитывалось 250 типографий, которые отпечатали более 50 000 различных сочинений. С открытием книгопечатания начинается быстрый и неуклонный рост человеческого сознания. Книгопечатание всюду чрезвычайно быстро фиксировало и распространяло идеи, знания, применение их к жизни. Книгопечатание явилось тем могучим орудием, которое охранило мысль личности и позволило в конце концов сломить старое мировоззрение. 
С 15 в. начинается эпоха Великих географических открытий. Организатором первых морских экспедиций к островам центральной части Атлантического океан и берегам Африки был португальский принц Генрих (1394—1460), получивший в 19 в. прозвище «Мореплаватель». Он основал в Португалии обсерваторию и мореходную школу, способствовал развитию португальского кораблестроения. Экспедиции Генриха Мореплавателя положили начало португальской экспансии в Африку. Однако сам Генрих непосредственного участия в морских путешествиях не принимал. 
В 1416 г. принц Генрих, вернувшись из первого удачного напа- де ния пор ту галь цев на мав ров в Се вер ной Аф ри ке, по слал пер вую каравеллу на юг вдоль Африки. Экспедиция, по-видимому, преследовала исключительно разведочные цели против мусульман, с которым боролась Португалия. Это была экспедиция Г. Белью, кото рый вновь от крыл и за нял Ка нар ские ост ро ва, пре вратив шие ся в базу мор ских раз ве доч ных ра бот пор ту галь цев про тив мавров. 
В 1419 г. Зарку и Ваш Тейшейра открывают Мадейру и Порту Сайту, в 1431 г. Велью Кабрал— Азорские острова. В 1434 г. Ж. Эа- ниш обогнул на корабле мыс Бохадор и разрушил легенду о невозможности плыть дальше из-за предполагаемого непереносимо жаркого климата. В 1445 г. Д. Диаш дошел до устья реки Сенегал, где кончалось мавританское население и появились чернокожие люди. Вместе с тем здесь открылся роскошный тропический мир с не ви дан ным бо гат ст вом и раз но обра зием жи вот ных и рас титель- 
ных форм. В 1469 г. Д. Гомиш вместе с Ноли открывают острова Зеленого Мыса. В 1471 г. Ж. ди Сантарен и П. ди Ишкубар впервые перешли экватор. В 1487 г. Бартоломеу Диаш (ок. 1450-1500), спускаясь на юг, достиг мыса Доброй Надежды. Достижение южной оконечности Африки открыло возможность добраться морским путем до Индии и Китая. 
Дос ти же ния порту галь цев яви лись сти му лом для сна ря же ния испанским правительством экспедиции по поиску альтернативного пути в стра ны Вос тока. Уко ре не ние пред став ления о ша ро образности Земли привело к идее о возможности достигнуть Восточной Азии, плывя на корабле все время на запад. Такую экспедицию в 1492 г. возглавил Христофор Колумб (1451-1506). 12 октября того же года его каравеллы достигли одного из Антильских островов. Во время первого путешествия кроме них был открыт ряд островов, в том числе Куба, принятая Колумбом за Чипанго (Японию). Материка он не коснулся. 
Так как Колумб не достиг настоящей Индии и не дошел до Китая, в Португалии началось усиленное снаряжение экспедиции вокруг Африки по пути, указанному Диашем. В 1497 г. она была отправлена с небольшим флотом Васка да Гамы (1469—1524). В 1498 г. да Гама достиг гавани Каликут, а в 1499 г. вернулся в Порту га лию. В это вре мя Ко лумб со вершал свое третье пу те шест вие и, не зная всего значения своего открытия, достиг континента Южной Америки. Колумб умер сам в полной уверенности, что открыл только новый путь в давно известную Индию. Прошло почти 30—40 лет по сле его смер ти, ко гда мысль о су щест во ва нии но во го кон ти нен та ме ж ду Ев ро пой и Ази ей про ник ла в соз на ние со временников. Одним из мореплавателей, впервые высказавшим эту идею, был Америго Веспуччи (1451—1512), предложившим называть эти страны «Новым Светом». Впоследствии за этой частью света закрепилось название страна Америго, или Америка.

Самым крупным фактом в великом движении 16 в. было путешествие Фернандо Магеллана (ок.1480—1521), совершившего в 1519—1521 гг. первое кругосветное плавание и окончательно не- оп ро вер жи мо до ка зав ше го ша ро вую фор му Зем ли и су ще ст во ва- ние континента между Европой и Азией. Сам Магеллан погиб на Филиппинских островах в битве с туземцами. Из пяти кораблей берегов Испании достиг из них только один под командой одного из офи це ров Ма гел ла на Се ба сть я на Эль-Ка но, ко то рый пер вый за- 
кончил кругосветное плавание. Из 239 человек, отправившихся с Магелланом, вернулось всего 21. Эти цифры могут дать понятие о трудности и опасности той задачи, которая была разрешена Магел- ла ном и при ве де на к ус пеш но му кон цу Эль-Ка но. Но по след ст вия ее в научном отношении были огромны. Она дала впервые точное представление об относительных размерах суши и моря. Начало выясняться значение гидросферы, занимающей три четверти земной поверхности, на которой еще вскоре после открытия Америки предполагали преобладание суши. После этого путешествия вся остальная работа географических исследований имела относительно небольшое значение для становления научного мировоззрения. Она до пол ня ла толь ко об щую кар ти ну. Ее фи ло соф ское и ми ро вое значение отпало. Деятельность в области великих открытий посте- пен но за ми рала, окон чив шись при бли зи тель но в первой полови не 17 в. Она вновь возобновилась во второй половине 18 столетия, когда были совершены новые великие кругосветные путешествия, и внимание привлекли Австралия и Полинезия, открытые еще в 16 столетии, но заброшенные с середины 17 в. 
Од ним из ве ду щих уче ных-эн цик ло пе дистов эпо хи Воз ро ж де- ния был Леонардо да Винчи (1452—1519). В его трудах использовались методы экспериментально-математического исследования природы. Деятельность да Винчи сочетала работы и изобретения по математике, механике, инженерному делу, анатомии и живописи. В качестве его технических разработок можно назвать принципиальные схемы парашюта и вертолета, а так же выдвижение идеи танка. 
Дру гим круп ным мыс ли те лем этой эпо хи был Джор дано Бру но (1548—1600). В своем основном натурфилософском труде «О бесконечности Вселенной и мирах» он высказывает идею бесконечности Вселен ной и идею су ще ст во вания мно же ст ва обитае мых миров, по доб ных Земле. Его со жгли по при го во ру ин кви зи ции. Ему приписывают фразу «Сжечь - не значит опровергнуть». 
Ро ж де ние со вре мен но го ес те ст во зна ния мож но свя зать с 1543 г., когда была опубликована книга Николая Коперника (1473—1543) «Об обращении небесных сфер». Данный труд исключен из перечня запрещенных католической церковью книг только в 1835 г. В этом труде содержалось изложение гелиоцентри- че ской систе мы мира. Но вое ми ро по ни мание ис хо дило из от сут ст- вия принципиального отличия Земли от других планет. Это под- 
рывало опиравшуюся на идеи Аристотеля религиозную картину мира. Со глас но пред став ле ни ям Ко пер ни ка за кру го вы ми ор би та- ми пяти известных в то время планет располагалась сфера неподвижных звезд. Звезды на этой сфере равно удалены от Солнца, их природа неясна. Вселенная по Копернику - это мир в скорлупе. 
С появлением новой астрономии и экспериментального естествознания начала формироваться классическая естественнонаучная картина мира. Первой ее разновидностью была механистическая картина мира. Становление механистической картины мира связано с именами Г. Галилея, И. Кеплера, И. Ньютона. 
Галилео Галилей (1564—1642) использовал для исследования природы экспериментальный метод. Подход Галилея к изучению при ро ды прин ци пи аль но от ли чал ся от ра нее су ще ст во вав ше го натурфилософского способа. При натурфилософском способе для объяснения придумывались чисто умозрительные схемы, не связанные с опытом и наблюдением. Иногда при этом высказывались гениальные догадки, которые на многие столетия опережали ре- зульта ты кон крет ных ис сле до ваний (древ не гре че ская ато мистика, гелиоцентрическая система Аристарха Самосского). Однако натурфилософские объяснения в конечном итоге являлись тормозом для развития науки. Согласно новому методу все гипотезы систематически проверялись опытом. Эксперимент можно рассматривать как вопрос, обращенный к природе. А чтобы получить опре- де лен ный от вет надо пра виль но (кор рект но) сфор му лиро вать вопрос. Для это го сле ду ет так по стро ить экс пери мент, что бы мак си- мально изолироваться от воздействий посторонних факторов, которые мешают наблюдению и изучению явления в «чистом виде». Ос нов ной прин цип клас си че ско го экс пе ри мен таль но го ме то да заключал ся в раз де ле нии объ ек та и ок ру же ния, в том чис ле и ис следователя. Для количественной оценки результатов эксперимента, начиная с Галилея, стали широко использовать математику. Галилей сформулировал закон инерции движущегося тела (известный как 1-й закон Ньютона). Под инерцией понимается свойство тела сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока какая-либо сила не выведет его из этого состояния. Закон инерции выведен чисто теоретически, на основе мысленного эксперимента с идеализированными объектами, в частности с идеально гладкой поверхностью, движение по которой не сопровождается трением. 
 
Галилей так же сформулировал механический принцип относительности движения (принцип независимости механических явлений, «принцип относительности Галилея»). Согласно этому принци пу все сис те мы от счета, дви жу щие ся равно мер но и пря моли нейно, рав но цен ны в от но ше нии за ко нов ме ха ни ки. Та кие сис- те мы от сче та на зы ва ют инер ци аль ны ми. Ины ми сло ва ми: пред положим, что есть две системы, одна из которых движется равномерно и пря мо ли нейно от но си тель но дру гой. То гда с по мо щью ме хани ческих опы тов не воз можно об на ру жить это дви же ние. То есть, при дви же нии в ва го не без окон рав но мер но и пря мо линей но невозможно определить, едет вагон или стоит на месте. В таком движущемся вагоне тела падают вертикально с ускорением g. 
Галилея называли «Колумбом неба». С помощью зрительных труб, примитивных телескопов он увидел горы и впадины на Луне; открыл 4 спутника Юпитера; перемещение солнечных пятен; фазы Венеры. Открыл закон колебания маятника, экспериментально обнаружил весомость воздуха. Его основное сочинение - «Диалог о двух главнейших системах мира - птолемеевой и копер- никовой» (1632) написано в виде бесед трех патрициев. Один их них (Сальвиати) высказывает мысли Галилея, другой (Симпли- чио) - его про тив ник, тре тий (Сагре до) вы пол няет роль объ ек тив- ного судьи, но под действием убедительных доводов становится сторонником нового учения. В результате процесса, возбужденного по указанию римского папы, Галилея удалили в заточение в при го родную вил лу Ар четри и ли ши ли воз мож но сти ви деть ся и беседовать с друзьями и учениками. Лишь в последние годы жизни контроль над ним со стороны церкви немного ослаб. Инквизиция заставила Галилея отречься от представлений о вращении Земли. «А все-таки она вертится!» - его крылатая фраза после отречения.

Иоганн Кеплер (1571—1630) открыл законы движения планет, смысл ко то рых сво дит ся к сле дую ще му: (1) все пла не ты движут ся по эл лип сам, в од ном из фо ку сов ко то ро го на хо дит ся Солнце; (2) планеты по своей орбите движутся с неодинаковой скоростью - подходя ближе к Солнцу, планета движется быстрее, а отходя дальше от него - медленнее (иными словами, радиус вектор от Солнца к планете в равные времена описывает равные секториаль- ные пло ща ди); (3) квад ра ты вре мен об ра щения пла нет относятся между собой как кубы больших полуосей эллипсов, описываемых планетами. 
 
Для формулировки своих законов Кеплер воспользовался результатами многочисленных наблюдений другого астронома - датчанина Тихо Браге (1546—1601). Браге известен так же как автор «компромиссной» системы мира: в центре Земля, вокруг нее вращается Солнце, а вокруг Солнца другие планеты. Эта система не получила распространения и интересна только в историческом аспекте. 
За ко ны Ке п ле ра сви де тель ст во вали об от сут ст вии прин ци пи- альных различий между движениями земных и небесных тел. И те, и дру гие под чиня ют ся естественным законам. 
В 1617—1622 гг. Кеплер пишет «Краткое изложение коперни- канской астрономии» - первый учебник, посвященный новой системе мира. 
В 1600 г. лейб-медик английской королевы Елизаветы Уильям Гилберт (1540—1603) опубликовал знаменитый трактат «О магните, магнитных телах и о большом магните - Земле». В нем впервые дано пра виль ное объ яс нение по ве де нию маг нит ной стрел ки в компасе. Ее концы притягиваются полюсами земного магнита. 
В 1543 г. выходит книга Андреаса Везалия (1514—1564) «О строении человеческого тела», заложившая основы научной анатомии. Основываясь на собственном опыте анатомирования трупов, он обстоятельно описал форму и расположение органов человеческого тела. Книга была снабжена великолепными иллюстрациями. Уильям Гарвей (1578—1657) в книге «О движении сердца и крови» у животных (1628) на основании собственных опытов пришел к выводу, что сердце многократно перекачивает одно и то же количество крови по схеме: вены - сердце - артерии - вены... Так было открыто кровообращение, описаны его большой и малый круги. 
В 16 в. большое практическое значение приобретают работы химиков-ремесленников. Большую известность имели работы Григория Агриколы (1494—1555). Его основной труд «О горном деле и металлургии» (1556) служил долгое время руководством по технике горного дела, металлургии и пробирному искусству. В 1597 году опубликован учебник «Алхимия» Андрея Либавия (1560—1616). В нем описаны такие хорошо отработанные к концу 16 в. опе ра ции, как рас тво ре ние, пе ре гон ка, вы па ри ва ние, суб ли- мация, осаждение, кристаллизация, кальцинация (обжиг), настаивание, применение водяной и песчаной бань. В 16 в. так же 
происходит соединение химии и медицины, возникает ятрохимия. Цель ятрохимии заключалась в приготовлении лекарств. Основатель ятрохимии - швейцарец Парацельс (1493—1541). В ятрохимии кроме растительных препаратов применялись лекарства из минералов. От Парацельса идет первое, затем многократно повторявшееся наблюдение, что для горения необходим воздух, а металлы при обращении в окалины увеличивают свой вес. 
В 1620 г. Фрэнсис Бэкон (1561—1626) в трактате «Новый органон» изложил индуктивный метод в науке, основанный на эксперименте (от частных случаев к общему выводу). «Наш путь и наш метод... состоит в следующем: мы извлекаем не практику из прак- ти ки и опы тов (как эм пи ри ки), а при чи ны и ак сио мы из прак ти ки и опытов и из причин и аксиом - снова практику и опыты, как верные истолкователи природы». Научные истины проверяются, таким образом, опытом и практикой и, в свою очередь, выводятся из них. Рене Декарт (1596—1650) в книге «Рассуждения о методе» (1637) обосновал метод дедукции. Следует подчеркнуть, что и метод де дук ции, и ме тод ин дук ции за ро ди лись еще в Древ ней Греции, а Бэ кон и Де карт раз ви ли их при ме ни тель но к ес те ство знанию. Декарт ввел в математику переменные величины, установил со от вет ст вие ме ж ду гео мет ри че ски ми об раз ами и ал геб раи че ски- ми уравнениями, положив этим начало аналитической геометрии. В своем сочинении «Начала философии» (1644) Декарт изложил программу создания теории природы. Всю безмерную ширину, длину и глубину Вселенной заполняет материальное пространство. Части материи находятся в непрерывном движении, взаимодействуя друг с другом при контакте. Взаимодействия материальных частиц подчиняется основным законам, аналогичным закону инер ции и за ко ну со хране ния ко ли че ст ва дви же ния. По Де кар ту в мире нет пус то ты, и вся кое дви жение яв ля ет ся цик ли ческим, основанном на замещении одной части материи другой. В результате вся Вселенная пронизана вихревым движением материи. Движение во Вселенной вечно, так же как и сама материя. В физике Декарта нет места силам, тем более силам, действующим на расстоянии через пустоту. Все явления мира сводятся к движениям и взаимодействию соприкасающихся частиц. Такие взгляды получили название «картезианство», от латинского произношения имени Декарта - Картезий. 
Таким образом, в современном её понимании наука начала складываться в новое время (с 16—17 вв.) под влиянием потребностей раз вивав ше го ся ка пи тали сти ческо го про извод ст ва. По мимо накопленных в прошлом традиций, этому содействовали два обстоятельства. Во-первых, в эпоху Возрождения было подорвано господство религиозного мышления, а противостоящая ему картина мира опиралась как раз на данные науки. Наука начала превращать ся в са мо стоя тельный фак тор ду хов ной жиз ни, в ре альную базу мировоззрения (Леонардо да Винчи, Н. Коперник). Во-вторых, наряду с наблюдением наука нового времени берёт на воору- же ние экс пери мент. Он ста но вит ся в ней ве ду щим ме то дом ис следования и радикально расширяет сферу познаваемой реальности, тесно соединяя теоретические рассуждения с практическим «испытанием» природы. В результате резко усилилась познавательная мощь науки. Это глубокое преобразование науки в 16-17 вв. можно рассматривать как научную революцию (Г. Галилей, И. Кеплер, У. Гарвей, Р. Декарт, и несколько позднее Х. Гюйгенс и И. Ньютон).