Развитие науки в период Нового времени (информация из учебника для справки)
Новое время потому и получило своё название, что по-новому складывалось практически всё: миропонимание, отношение к традиционным ценностям, уклад жизни и прочее. Предпосылки развитию науки формировались во всех сферах жизни общества. Значительные перемены назревали и начались в области общественных отношений. На смену религиозному мировоззрению приходило светское, научное. Философские теоретические накопления подготовили почву для выделения самостоятельных областей знаний. В конце XVIII - начале XIX в. происходили промышленная революция в Англии, политические преобразования в Америке, Франции. Обществу становилась все более ясной практическая польза науки, как и взаимная заинтересованность научных исследований в новых общественных отношениях. Этот период можно с полным правом назватьвеком науки и научной революции. До этого времени наука развивалась в рамках и в тесном единстве с философией, религией и искусством. Теперь она четкообособляется, начинает существовать как самостоятельное явление. В ней формируются фигурыученых в их современном виде. Среди них особого упоминания заслуживают такие великие имена, как Г. Галилей, И. Кеплер, И. Ньютон, У. Гарвей, Р. Бойль, Э. Мариотт, Э. Торичелли и др.
Развитию науки в Западной Европе этого периода способствовали и великие географические открытия. Они впервые на опыте показали человеку, что земля имеет шарообразную форму, дали громадный запас новых фактов по многим научным дисциплинам (астрономии, геологии, ботаники, зоологии и т. д.) и оказали величайшее революционизирующее влияние на научную мысль вообще. Следовавшие одно за другим открытия новых морских путей, океанов, неведомых до сих пор земель обнаружили, как неполны, а подчас и прямо ошибочны были знания представителей схоластической учёности, как много старых мнений и представлений должно быть отвергнуто и заменено новыми.
|
|
|
(примеры географических открытий: В 1768-1771 гг, через полтора века после Абеля Тасмана, английский мореплаватель Джеймс Кук открыл Восточную Австралию и начал ее колонизацию. Свое современное название «Австралия» («Южный») материк получил только в 1814 г.
Во время своего плавания Кук доказал, что Новая Зеландия - это два острова, разделенные проливом, а не часть неизвестного Южного материка. Вместе с тем Джеймс Кук активно исследовал приантарктичних широты. В 1772-1775 годах он совершил кругосветное путешествие приблизительно на широте мыса Горн, вдоль границы дрейфующих льдов. Экспедиция Кука первой в истории мореплавания пересек Южный полярный круг. И хотя лишь какая сотня миль отделяло тогда Кука от Антарктиды, он был убежден, что уже не осталось пространства, где мог бы быть материк, разве что вблизи полюса в местах недоступных для мореплавания.
|
|
|
Во время третьей экспедиции Кука были исследованы территории вдоль американского побережья Берингова пролива и открыто Гавайские острова, где он и погиб в стычке с туземцами.
В 1802 году капитан-лейтенант русского морского флота Иван Крузенштерн предложил проект кругосветного плавания для прямого торгового сообщения между российскими портами на Балтике и Аляске. Он был назначен руководителем первой русской кругосветной экспедиции, которая в августе 1803 году на двух парусниках «Надежда» и «Нева» отправилась из Кронштадта. Первым судном командовал сам Крузенштерн, вторым - его соратник, украинский по происхождению, Юрий Лисянский. Среди офицеров экспедиции был еще молод Фаддей Беллинсгаузен. В марта 1804 года корабли обогнули мыс Горн и через три недели совместного плавания у Гавайских островов разошлись. «Нева» направилась к берегам Аляски, а «Надежда» прибыла в Петропавловск-Камчатский, откуда отправилась с дипломатической миссией в Нагасаки. В 1805 году были исследованы берега острова Сахалин, и северо-западное побережье Северной Америки, а в 1806 году корабли, встретившись, вернулись в Кронштадт. В целом на протяжении этой экспедиции был открыт Мижпасатну противотоком в Атлантическом и Тихом океанах, проведены важные исследования и собраны многочисленные данные о состоянии воды, атмосферное давление, приливы и отливы в различных районах Мирового океана.
|
|
|
Не прекращались поиски южной полярной земли. Самый удаленный от нас и строжайший по природе материк - Антарктиду было открыто русской экспедицией (1819-1821 гг) во главе с Михаилом Лазаревым и Фадеем Беллинсгаузеном. На судах "Восток" и "Мирный" в январе 1820 г. был достигнут берегов ледового материка, причем в одном из самых недоступных мест Антарктиды.
Первую попытку покорить Северный полюс совершил норвежский путешественник Фритьоф Нансен на корабле «Фрам». Планируя экспедицию, Нансен не надеялся, что корабль пройдет точно через полюс, он намеревался покинуть судно и дойти до полюса пешком. 22 сентября 1893 путешественник завел «Фрам» в ледяное окружения, давая ему вмерзнуть, и когда лед сомкнулся под кораблем, тот словно лег на ледяную постель, начав дрейф, который продолжался полтора года. 14 марта 1895 Нансен покинул корабль, чтобы на собачьих упряжках продолжить свой путь на север. 8 апреля он достиг 86 ° 14 'с широты - самой северной точки, куда доходила человек. Однако за нехватки еды и других жизненно необходимых вещей, путешественник был вынужден повернуть назад, не достигнув полюса.
|
|
|
Первым, кому удалось достичь Северного полюса, был Роберт Пири - американский путешественник-исследователь. Произошло это 6 апреля 1909. Его экспедиция была на полном обеспечении военно-морских сил США. Покорение Северного полюса всегда было главной целью Роберта Пири, осуществить которую он стремился во время своих четырех предыдущих арктических экспедиций. По результатам одной из них прославленный американец первым высказал убеждение, что Гренландия является островом.
Кроме Пири Северный полюс стремился открыть и норвежский путешественник Руаль Амундсен, одним из важнейших достижений которого является определение Северного геомагнитного полюса. Впрочем, узнав, что Северный полюс уже покорен, Амундсен направил все свои усилия на достижение самой южной точки Земли. 9 августа 1910 на прославленном корабле Фритьофа Нансена «Фрам» норвежец отправился в Антарктику. А собственно к Южному полюсу экспедиция отправилась 20 октября 1911. Однако и здесь у него оказался соперник - английский мореплаватель Роберт Скотт, который еще два года перед тем проводил исследования в Антарктиде. Скотт рассчитал, что для достижения Южного полюса и возвращение назад ему понадобится 145 суток. Из средств передвижения Скотт больше всего полагался на коней и тракторы, не уделяя достаточного внимания собакам. Он отправился в путешествие 2 ноября 1911. Впрочем именно Амундсен удалось достичь полюса первых благодаря удачно выбранному маршруту и, главное, использованию собачьих упряжек. Произошло это 14 декабря 1911. Тогда как английская экспедиция через различные непредвиденные обстоятельства и трудности сделала это только 17 января 1912. Возвращаясь назад, все пятеро английских исследователей погибли. В дороге Роберт Скотт вел дневник, последняя запись в котором была сделана 29 марта. Тела путешественников было найдено только через восемь месяцев специальной поисковой экспедицией. В своей предсмертной записке капитан Скотт написал: «Причины поражения не вызваны недостатками в организации, но неудачей в тех рискованных предприятиях, которых нам пришлось принимать». Амундсен успешно вернулся из своей антарктической экспедиции, после которой еще совершал воздушные исследования Арктики.)
Наука не только стала самостоятельным явлением, но и в каждой из ее конкретных областей была совершена настоящая революция. Вматематике и физике се осуществили в первую очередь Г. Галилей, Р. Декарт, В. Паскаль, И. Ньютон и др., вастрономии — И. Кеплер, вбиологии - У. Гарвей, вхимии - Р. Бойль. Благодаря открытиям и достижениям названных и других ученых были созданы фундаментальные теории практически всех явлений окружающего мира — жидкости, газа, твердого тела, Земли, неба и всей Вселенной.
XVII век стал также началомнаучно-технического прогресса.Именно на это время приходятся такие важные технические изобретения, как часы с маятником, ртутный барометр, телескоп, микроскоп и др. Во многом они явились логическим следствием успехов науки. В то же время их создание послужило мощным ускорителем развития науки. Благодаря телескопу и другим оптическим приборам была создана современная астрономия. Микроскоп явился основой для прогресса биологии.
Наукообразующие тенденции складывались и в философии. Она также обособляется от других областей культуры — в особенности от религии и литературы, с которыми у нее вплоть до XVI в. сохранялись довольно тесные связи. Что касается ее отношений с наукой, то они остаются очень тесными, но иными по характеру. Раньше типичной была фигура философа, который наряду с собственно философскими исследованиями занимался еще и научными, рассматривая их в качестве второстепенных и прикладных. Философия преобладала над наукой, включая ее в свою компетенцию. Теперь ситуация существенно меняется. По своей значимости наука по меньшей мере уравнивается с философией. Более того, многие философы начинают рассматривать науку не только в качестве главного средства познания природы, но и ее изменения. К такому пониманию науки приходят английский философ Ф. Бэкон (1561-1626) - создатель эмпиризма, признающего чувственный опыт основным источником наших знаний, и французский философ, выдающийся математик, физик и физиолог Р. Декарт (1596-1650) - родоначальник рационализма, согласно которому источником знания является разум, а не чувства. Они ясно видели и всячески подчеркивали определяющую роль науки в жизни общества. Независимо друг от друга оба они поставили перед человечеством совершенно новую и грандиозную задачу: с помощью науки сделать человека «господином и повелителем природы». Тем самым они пошли гораздо дальше гуманистов Возрождения, которые, утверждая существование трех реальностей — Бога, природы и человека, в основном ограничивались возвышением человека, его уподоблением Богу, а также поэтическим восхищением и воспеванием природы. Бэкон и Декарт смотрят на все это иначе, как ученые и практики, а человек впервые предстает как преобразователь и покоритель природы. Наука при этом выступает главным «инструментом».
Некоторые философы начинают воспринимать науку как образец или модель построения своих исследований. Эта черта, в частности, хорошо видна у голландского философаБ. Спинозы (1632-1677), назвавшего свой основной труд весьма своеобразно: «Этика, доказанная в геометрическом порядке». В этом труде этические положения действительно излагаются в форме геометрических теорем, лемм, коллариев (выводов) и схолий (пояснений). Примечательно, что в отличие от гуманистов, смотревших на свободу как на высшую ценность, Спиноза понимает ее рационально, как ученый, и определяет как осознанную необходимость. Такое определение для гуманистов звучало как смертный приговор свободе.
В начале XVII - второй половине XIX в. происходило поступательное восхождение науки к тем ее результатам, возможности которых были заложены её родоначальниками; одновременно возрастала эйфория по поводу её практического применения. К концу указанного периода сложилась целостная научная картина мира. Не осталось фрагмента действительности, на познание которого не претендовала бы наука. Наряду с этим развивались научные мифы и мистификации. На этом этапе менялось взаимодействие науки и техники, как и сама роль техники в общественном бытии. Формировалось представление о человеке как властителе в мире природы.
Отношение к технике как к фактору, определяющему могущество государства, стало устанавливаться с начала XVIII в. Во второй половине века началось формирование техники промышленной революции с использованием достижений науки. Создаваемые рабочие машины и универсальные паровые двигатели позволяли передавать им функции, осуществлявшиеся до этого непосредственно рабочими. В XIX в. происходило развитие техники крупного машинного производства с системой рабочих машин, приводимых в действие паровым двигателем. Наука все более становилась производительной силой общества. В свою очередь, в ней появлялись идеи, которые использовались для создания новых типов машин, двигателей, новых отраслей производства (химических, электротехнических и др.).
Развитие науки поставило перед человечеством три взаимосвязанные проблемы: а) осознатьхарактер научного мышления; б) наладить функционирование науки как социального института; в) определить характер общественных отношений в связи с фактом существования науки.
Основные идеи научного познания нового времени первоначально сформулировали мыслители, тесно связавшие себя с общественной жизнью эпохи, жившие в странах, где интенсивно развивалось новое производство. Одним из первых заявил о необходимости обратиться к изучению законов природы для их практического использования выходец из крупных землевладельцев Англии, воспитанник Кембриджа, глубокий знаток античной философии, литератор, и политический деятель Ф. Бэкон (1561-1626). Он создал план «Великого восстановления наук», написал отдельные разделы этой универсальной, по его мнению, системы естественнонаучных знаний, имевших практическое значение, разработал метод научного познания (индукцию) и показал, как им пользоваться.
Теоретические основы нового экспериментирования, дающего возможность, по его мнению, избавиться от «обмана чувствами разума» при простом наблюдении природы, заложил великий итальянец Г. Галилей (1564-1642). Одним из первых естествоиспытателей он утверждал универсальный характер формулируемых наукой законов Вселенной. Он же нашел экспериментальное подтверждение теории Коперника о движении планет вокруг солнца. Введя принцип инерциального движения, Галилей заложил основы современной механики. Все эти идеи пришли в противоречие с религиозными догматами, были осуждены судом инквизиции. Галилей по ее требованию покаялся, сохранив тем самым себе жизнь и дальнейшую возможность заниматься научными изысканиями.
Современник Галилея, философ Р. Декарт (1596-1650), физик и математик, воспитанник иезуитского колледжа Ля-Флеш во Франции, целью своей деятельности ставил нахождение принципов теоретического научного мышления, считая основным из них право на сомнение в истинности самых авторитетных знаний. Этого оказалось достаточно для конфликта с церковью. Он долго жил в Голландии, отличавшейся тогда относительным свободомыслием, но, гонимый клерикалами, был вынужден переехать в Стокгольм по приглашению королевы Христины для основания там Академии наук.
Развитие науки, рост внимания общественности к ее возможностям привели к созданию первых научных сообществ нового типа. К их числу относятся Лондонское королевское общество (1662), идею которого выдвигал еще Ф. Бэкон, Французская королевская академия наук (1666). Они функционируют до настоящего времени. Начало их возникновению положили собрания друзей, интересовавшихся наукой. Свобода общения талантливых людей сделала свое дело - наука утвердилась как важнейший институт нового времени.
Философия в XVII - первой половине XVIII в. создавалась как натурфилософия, наука наук, дающая объяснения результатам естественнонаучных исследований, а также вырабатывающая методы научного познания, пригодные для понимания сначала явлений природы, а затем - структуры человеческого общества, отношений людей, морали, права, политики. В XVIII в. прогрессивные промышленники начинали понимать важное значение науки для развития хозяйства. Предприниматели, ученые, техники-профессионалы часто общались между собой, обсуждая широкий круг вопросов - от технических усовершенствований на фабриках до социального обустройства общества. Таким было, например, «Лунное общество», собиравшееся в период полнолуния в Бирмингеме (Англия), в которое входили фабрикант железных изделий Д. Уилкинсон, горшечных - Веджвуд, доктор Э. Дарвин (дед Ч. Дарвина), священник и химик Д. Пристли, социальный «фантазер» из Ирландии Эджверт, фабрикант пуговиц, ставший затем производителем паровых машин, М. Болтон. Друзьями этого общества были философ и историк Д. Юм, экономист А. Смит, основатель современной геологии Геттон. Предметом их общения были конкретно-практическая польза науки, реформа системы образования, которое должно было основываться на системе научных достижений и светских ценностей.
XIX век - эпоха расцвета классического естествознания. Была создана единая система наук. Первые исследования развивающихся, неповторимых явлений, начатые в предыдущем веке И. Кантом и геологами, превратились в спектр естественноисторических наук - геологию, палеонтологию, биологию, эмбриологию и т. д., в рамках которых шла интенсивная полемика о возможностях использования знания о настоящем для понимания прошлого. К середине века идея необратимости процессов живой и неживой природы, как и человеческого общества, стала признанной, а философская диалектика была заявлена как метод постижения таких процессов. Работы Ч. Дарвина, как и развитие физико-математических наук - термодинамики, теории электричества, электромагнетизма,- подорвали веру в универсальность принципов построения знаний в механике (механическая картина мира) для понимания всех природных явлений, заложили основание для формулирования альтернативных картин мира (электромагнитной и т. д.). В то же время естествознание все теснее связывало себя с производством. Появились первые научно-исследовательские институты. Важным лицом стал инженер.
Общественные науки в XIX в. развивались достаточно интенсивно, что было связано с резкими изменениями в самой действительности, большим количеством нового открывшегося исследователям эмпирического материала, накопленным опытом в самих общественных науках. Противоречия социального бытия людей потребовали как интенсивного созидания теоретических моделей этих процессов (политэкономии, теории государства и права, социологии и т. д.), так и идеологического выражения борющихся за власть групп, в том числе - моделей общества социальной справедливости. Так возник утопизм в форме социализма (термин «социализм» стал широко употребляться с 30-х годов XIX в.); предпринимались попытки реальной деятельности по переустройству общества на принципах социальной справедливости: движение бабувистов (по имени Гракха Бабёфа – французского мыслителя и революционного деятеля, сторонника идеи уравнительного коммунизма), «Союз коммунистов», колонии социалистов в США, движение анархистов.
К. Маркс и Ф. Энгельс, анализируя социальные коллизии в Европе и США начала XIX в., попытались дать «диалектико-материалистическое» обоснование социалистическим идеям, используя для своей концепции немецкую классическую философию, учения А. Смита и других экономистов. Провозгласив идею преобразования общества путем классовой борьбы и пролетарской революции, они превратили свое учение в идеологию такой борьбы и заявили о необходимости партийного ею руководства, чем дали «теоретическое благословение» на новые кровопролития во имя справедливости. В прямом противоречии с этими идеями находится религия, христианское учение о свободе человеческой личности. Естествен в связи с этим активный демарш К. Маркса против этого учения: «Религия - опиум для народа!».
Наряду с многочисленными попытками дать рационалистическую картину человеческого бытия (и даже его революционного преобразования) с начала XIX в. стал возрастать интерес к таким началам личности, как ее вера, воля, свобода. Были заложены основы либерализма. На смену атеистическому отбрасыванию религии пришли серьезные труды по религиоведению. Религиозность вновь проявила себя неустранимой сущностью человеческой культуры.
Таким образом, теоретическая мысль в рассматриваемый нами период прошла путь от создания естествознания до революции в его основах.
Наука как форма теоретического мышления превратилась как в интеллектуальную, так и производительную силу общества.
Астрономия
Первой отраслью естествознания, в которой проявился новый научный дух и сделаны великие открытия, была астрономия. В предшествующий период в Западной Европе, а также в передовых для своего времени странах Востока господствовала геоцентрическая теория, созданная ещё в античную эпоху. Вселенная считается конечной и имеющей форму сферы, центром которой является Земля. Основные принципиальные положения этой системы мира были сформулированы ещё Аристотелем, однако её подробная математическая разработка дана позднейшими античными учёными, особенно Гиппархом (II в. до н.э.) и Птолемеем (II в. н. э.).
Астрономические наблюдения, производившиеся в средние века, не укладывались в рамки геоцентрической системы. Для объяснения с точки зрения этой системы движений планет приходилось создавать сложные и искусственные построения, что всё же не давало возможности точно предсказать положение планет на небе. Однако выводы о ложности геоцентрической системы из этих наблюдений сделаны не были.
Человеком, смело сделавшим, наконец, научные выводы из астрономических наблюдений и отвергнувшим геоцентрическую теорию, был польский учёный Николай Коперник (1473—1543). Он решил сделать попытку объяснить эти движения при помощи высказанного ещё некоторыми античными астрономами предположения о том, что Земля вместе со всеми планетами обращается вокруг неподвижного Солнца (гелиоцентрическая система). Но он продолжал придерживаться ложного мнения Аристотеля, что в сфере небесных явлений существует лишь наиболее «совершенная» форма движения — равномерное и строго кругообразное движение. Книга Коперника вышла в свет только в 1543 г., и первый печатный её экземпляр был получен им в день его смерти. Значение работы Коперника в истории науки огромно, т.к. он освободил науку от многовекового заблуждения, поддерживаемого всем авторитетом церкви, и дал мощный толчок дальнейшему развитию свободной научной мысли. Когда же это учение стало овладевать умами, католическая церковь начинает преследовать его сторонников. Первой жертвой этих преследований стал замечательный итальянский мыслитель Джордано Бруно (1548—1600), который создал поразительную для своего времени по смелости мысли картину мироздания. Он утверждал, что мир бесконечен и наполнен бесчисленным множеством небесных тел, состоящих из единой по своей природе материальной субстанции. Солнце является всего лишь одной из звёзд. Эти звезды-солнца имеют обращающиеся вокруг них планеты, сходные с Землёй и даже населенные живыми существами. Иначе говоря, по его мнению, Земля является всего лишь одним незначительным небесным телом, наряду с бесконечным множеством других небесных тел, движущихся в бесконечном и не имеющем центра пространстве.
Эти мысли, являющиеся гениальным предвосхищением выводов науки последующих столетий, означали полное отрицание всей совокупности признанных католической церковью взглядов на мироздание. Джордано Бруно был обвинён в ереси и подвергнут заточению, но никакие страдания и пытки не могли заставить его отречься от своих взглядов. После восьми лет заключения он был сожжён на площади Цветов в Риме.
В борьбе с католической церковью протекала деятельность и великого итальянского астронома и физика Галилея, более полно обосновавшего взгляды Коперника на солнечную систему. В отличие от взглядов предшественников, у которых небесное воспринималось холистским сознанием как качественно отличное от земного, как нечто рассеянное, неплотное, разряженное, Галилей ввел в оборот отношение к небесным реальностям как к телам, подверженным тем же законам механики, что и земные предметы. Галилей сделал небо и его феномены объектными, включил их в число элементов материального мира. Астрономические открытия Галилея связаны с применением телескопа, самостоятельно сконструированного им на основании известия о его изобретении в 1608 г. в Голландии. В телескоп Галилею удалось увидеть громадное количество не видимых для невооружённого глаза звёзд, горы на поверхности Луны, спутников Юпитера, фазы Венеры, пятна на Солнце и т. д. Результаты своих первых открытий (фазы Венеры и солнечные пятна были открыты немного позднее) Галилей опубликовал в 1610 г. в небольшой книжке «Звёздный вестник», произведшей на современников колоссальное впечатление: открытия Галилея сравнивали с открытием Америки. Для аргументации своего учения Галилей использовал открытые им законы механики (особенно закон инерции) для опровержения повторяемых ещё со времени Аристотеля и Птолемея возражений против учения о движении Земли. Памятуя о запрещении учения Коперника, Галилей рассматривал его как одну из возможных гипотез, но содержание книги не оставляло сомнения в том, на каких позициях он в действительности стоял.
Другим ученым, сыгравшим большую роль в дальнейшем развитии и окончательной победе гелиоцентрической теории, был Иоганн Кеплер (1571 - 1730) – немецкий математик, астроном, оптик и механик. Сформулировал 3 закона движения небесных тел, сначала на примере Марса (движение по эллипс образной орбите, замедление скорости движения по мере удаления от Солнца). В 1627 г. Кеплер опубликовал новые, гораздо более точные таблицы движения планет («Рудольфовы таблицы»). Большее, чем в ранее составленных таблицах, совпадение сделанных на основании законов Кеплера вычислений движения планет с астрономическими наблюдениями было важным доказательством правильности гелиоцентрической теории.
Кеплер нашёл способ определения объёмов разнообразных тел вращения и заложил основы изучения симметрии. Именно Кеплер ввёл в физику термин инерция как прирождённое свойство тел сопротивляться приложенной внешней силе. Заодно он, как и Галилей, формулирует в ясном виде первый закон механики: всякое тело, на которое не действуют иные тела, находится в покое или совершает равномерное прямолинейное движение. Кеплер подробно излагает как геометрическую, так и физиологическую оптику. Ученый описывает преломление света, рефракцию и понятие оптического изображения, общую теорию линз и их систем. Описанный им физиологический механизм зрения, с современных позиций, принципиально верен. Кеплер выяснил роль хрусталика, верно описал причины близорукости и дальнозоркости. Глубокое проникновение в законы оптики привело Кеплера к схеме телескопической подзорной трубы - телескоп Кеплера.
Естествознание и техника
Зарождение и укрепление в борьбе со схоластикой новых принципов научного исследования знаменовало начало эпохи бурного развития физики. Помимо механики начинают быстро развиваться и другие разделы физики. Важные открытия делаются в механике жидких и газообразных тел. Ученик Галилея Эванджелиста Торричелли (1608 - 1647) - итальянский физик и математик открыл «Точку» Торричелли - это точка в плоскости треугольника, сумма расстояний от которой до вершин треугольника имеет наименьшее значение. Имя Торричелли вошло в историю физики как имя человека, впервые доказавшего существование атмосферного давления и сконструировавшего первый барометр («пустота» Торричелли). Он показал, что воздух имеет вес. В области гидравлики ученый вывел формулу, по которой определил скорость вытекания жидкости из отверстий открытого сосуда (формула Торричелли). Изготавливал микроскопы и линзы для телескопов.
Знаменитый французский учёный Блез Паскаль (1623— 1662) успешно продолжал изучение атмосферного давления и окончательно доказал, что столб ртути в барометре поддерживается именно атмосферным давлением. Кроме того, он открыл названный его именем закон о передаче давления в жидкостях и газах – закон гидростатики. В области математики его считают основателем математического анализа, теории вероятностей («треугольник» Паскаля) и проективной геометрии. Ученый создал и первую в мире счетную машину – «суммирующую машину» или «паскалину» - прообраз арифмометра.
Для быстрого развития экспериментальной физики в XVII в. характерно возникновение учёных обществ, ставивших перед собой задачу основанного на опыте изучения природы. Вопросы естествознания входили в круг занятий возникшего в 1603 г. в Риме общества учёных под названием «Академия зорких» (буквально — «рысей»). Членом этого общества был Галилей. В середине ХVII столетия возникают общества учёных-естествоиспытателей во Флоренции, Париже, Лондоне.
Развитию науки, возрастанию ее роли в производстве, становлению технических наук в решающей степени способствовало совершенствование математики, ее все более интенсивное использование в формулировании научных знаний. В этой области значительно проявил себя французский математик Франсуа Виет (1540-1603), который практически является основателем элементарной алгебры. Он первый, кто ввёл символическое (буквенное) обозначение как известных величин, так и неизвестных не только в алгебре, но и в тригонометрии. Применение алгебраических методов значительно облегчало расчёты. В 1585 г Фламандским математиком Симоном Стевином были введены дроби, а Джон Непер в 1614 г ввёл логарифмы. Введение буквенной символики в алгебраические доказательства, создание таблиц логарифмов, аналитической геометрии, дифференциального исчисления позволили сделать механику, а затем и другие науки точными, а их результаты - доступными для практического применения. Математика стала интегрирующим фактором науки, а с середины XIX в. - методом получения научных знаний.
В XVIII в. занятие математикой становится профессией, приобретает интернациональный характер. Так, швейцарец, петербургский академик Л. Эйлер (1707-1783) и француз, президент Берлинской академии наук Ж. Лагранж (1736-1816) существенно продвинули вперед математический анализ, теорию чисел. На рубеже следующего века развитию математики способствовал Наполеон Бонапарт, который интересовался исследованиями математиков и по его инициативе ученые занялись составлением метрической системы мер и новых тригонометрических таблиц. Одним из этих ученых, привлекших внимание императора, был Пьер-Симон де Лаплас (1749 - 1827) – французский математик, механик, физик и астроном. Он является одним из создателей теории вероятностей, методов математического анализа (преобразование и уравнение Лапласа). Развил теорию ошибок и приближений. В области физики занимался проблемами гидродинамики, света, теплоты, капиллярности; изобрел ледяной калориметр. В целом в XIX в. математика стала применяться для объяснения явлений теплоты, электричества, магнетизма.
В математике, как и в любой другой науке, существуют темы, разработка которых продолжается в течение веков. Так, введение мнимых чисел в XVIII в. позволило французскому математику О. Коши (1789-1837) заложить основы теории функций комплексного переменного - эта теория широко используется современной наукой. Два тысячелетия ученые-математики тщетно пытались доказать пятый постулат Евклида, а к концу XVIII в. появились интуитивные мысли о возможности создания геометрии, в которой был бы использован постулат противоположного содержания. Профессор Казанского университета Н.И. Лобачевский (1792-1856) создал вариант неевклидовой геометрии. В 1856 г. немецкий математик Б. Риман (1826-1866) доказал, что могут существовать и другие варианты (римановы) геометрии. Таковые используются широко в современной науке.
Как отмечалось выше, эталоном научности в XVIII в. стала механика. Для нее создавались прежде всего новые экспериментальные приборы и оборудование, что вело к развитию отраслей механики - гидромеханики (науки о равновесии и движении в жидкостях), пневматики (науки о движении газов), баллистики (о свободно движущихся в газообразных средах твердых телах). Развитию механики способствовало и возрождение провансальским священником П. Гассенди (1592-1655) античного учения об атомах как частицах, движущихся в пустоте. Атомам были приписаны свойства иметь инерцию и тяжесть. Идеи атомизма были использованы И. Ньютоном, что позволило ему обосновать возможность действия одних и тех же законов, распространяющихся во всем неорганическом мире. Затем на атомарном принципе создал учение о строении вещества Д. Дальтон (1766-1844) – английский ученый-самоучка, который ввел понятие «атомный вес», рассчитал атомные веса некоторых элементов и составил первую таблицу относительных атомных весов. Открыл закон растворимости газов в жидкостях (закон Генри - Дальтона). Описал деффект зрения – «цветовую слепоту» («дальтонизм») и др.
Существенное влияние на развитие науки оказывали результаты, полученные в производстве. Так произошло с термодинамикой. Открытия в XVII в. в области пневматики позволили ориентировать ее на практику. В 1690 г. французский физик Д. Папен (1647-1714) описал принцип работы пароатмосферного двигателя. Его разработкой занялись Т. Севери, Т. Ньюкомен, Д. Уатт. В результате этот двигатель стал важнейшей составной частью производства. Теоретический анализ принципов его работы, проведенный французским инженером С. Карно (XIX в.), положил начало теоретической термодинамике, которая после открытия принципа сохранения энергии стала влиять на формирование научного мировоззрения, что привело к обоснованию идеи «тепловой смерти Вселенной». В конечном счете была сделана попытка создать энергетическую (антитеза механической) картину мира.
Еще в начале XVII в. англичанин У. Гильберт начал изучать электричество и магнетизм, который он считал причиной, удерживающей планеты на орбитах. Идеи Гильберта стали предметом внимания через сто лет. К концу XVIII в. сформировалась наука об электричестве, делались попытки ее механистического обоснования. Американский философ и физик Б. Франклин (1706-1790) предложил понимать электричество как жидкость, существующую во всех телах. Француз Ш. Кулон (1736-1806) написал формулы математических соотношений для этой жидкости, позволяющие до сих пор производить количественное описание явлений электричества. Похожесть уравнений математики для описания взаимодействия зарядов электричества и полюсов магнитов побудила ученых к мысли о связи этих явлений. В 1820 г. случай помог датскому ученому X. Эрстеду (1777- 1851) установить факт отклонения магнитной стрелки под влиянием электрического тока. В 1831 г. английский физик-самоучка М. Фарадей (1791-1867) подтвердил факт возникновения электрического тока под влиянием магнита. Он же предвидел существование магнитного поля, теорию которого разработал тоже англичанин К. Максвелл (1831-1879). Также был открыт закон сохранения энергии и определение механического эквивалента теплоты (Ю. Р. Майер, Дж. П. Джоуль, Г. Л. Ф. фон Гельмгольц – 1840-е годы).
В результате появилась возможность создания электромагнитной картины мира. Практическое использование работ по электромагнетизму и электричеству привело к созданию электротехники и радиотехники, успехи которой - дело следующего века.
Физические знания способствовали развитию химии, которая сложилась как наука в XVII в. в результате синтеза практического опыта по получению новых веществ и тысячелетних исследований алхимиков. Один из основателей Лондонского королевского общества Роберт Бойль (1627 - 1691) – английский физик и химик сформулировал достаточно точное определение химического элемента и заложил основу количественного изучения вещества. Сформулировал закон сжатия газов, однако более преуспел в постановке различных экспериментов без их дальнейшего анализа и обобщения, что, впрочем, было характерно для того времени борьбы со схоластикой. Среди них: опыт с замерзанием воды, которая при этом расширяется; оптические опыты со светом – все цвета есть суть белого цвета; некоторые металлы увеличиваются в весе при накаливании, и что действием уксуса на мел или соляной кислотой на железо получаются газы. Он доказал, что явление капиллярности, а именно поднятие жидкостей в узких трубках, происходит в разреженном пространстве, чем и опровергнул существовавшее тогда мнение, что в этом явлении участвует атмосферное давление.
Эдм Мариотт (1620 - 1684) – французский физик и химик. На 17 лет позже Бойля, но независимо от него изложил известную зависимость между упругостью газа и его объёмом. Исследовал природу и движение жидкостей и падение тел. Открыл слепое пятно (оптический диск) в глазу — имеющаяся в каждом глазу здорового человека область на сетчатке, которая не чувствительна к свету.
В развитие естественных наук внес вклад Джозеф Пристли (1733 - 1804) – английский естествоиспытатель, химик, изучавший газы. Ему принадлежит открытие кислорода («бесфлогистонный воздух»), хлороводорода («солянокислый воздух») и аммиака («щелочной воздух»). Он утверждал сложный состав воздуха. Также открыл явление фотосинтеза и занимался изучением явлений электричества. Однако именно исследования в области химии получили дальнейшее развитие в трудах ученых более позднего периода, определенным завершением усилий которых следует считать создание Д.И. Менделеевым в 1869 г. Периодической системы химических элементов.
В XIX в. химия развивалась в значительной мере под влиянием потребностей промышленности и сельского хозяйства. Открытие новых веществ, их искусственный синтез способствовали развитию химической промышленности, особенно в Германии. Практические потребности в новых красителях, а также интенсификация сельского хозяйства потребовали развития органической химии. Встала проблема количественного анализа новых веществ. Работы немецкого химика Ю. фон Либиха (1803-1873) и французского биохимика Л. Пастера (1825-1895) позволили прийти к выводу о существовании специальных молекулярных структур этих веществ. Такая структура - бензольное кольцо- была обнаружена немецким химиком Кекулем в 1865 г. Ю. фон Либих выяснял роль азота, фосфатов, солей в жизни растеий, заложив тем самым основы биохимии - науки о едином процессе взаимопревращения веществ в природе.
В результате создания многих рабочих машин и парового двигателя в конце XVIII в. в Англии, а в начале XIX в. в других странах началась промышленная революция, которая стала крупнейшим социальным явлением, поставившим серьезные задачи и перед естествознанием, и перед общественными науками, и перед политиками.
Прежде всего последствия НТР проявились в легкой промышленности. Она заинтересовано в прибыли, а значит, в потребителе, покупателе своей продукции и прежде всего тканей, обуви, одежды, а не станков и машин. Да и стоимость основного капитала на единицу продукции здесь ниже, чем в машиностроении. Сырьевая база для этой отрасли возникла раньше всего в Англии начала XVIII в., где усовершенствования в земледелии резко повысили доходность товарного производства необходимого сырья. А быстрый рост городов обеспечивал рынки сбыта для хлеба, мяса, тканей и пр. К 1750 г. промышленность научилась обрабатывать ввозимый из колоний хлопок (до этого экспортировались ткани), что существенно увеличило и разнообразило рынки сбыта, а значит, и область применения техники. Традиции мануфактурного производства, основанного на разделении труда, опыт мастеровых, рост сырьевых ресурсов и потребностей побудили английских изобретателей в XVIII в. создать необходимое ткацкое, прядильное, швейное оборудование (правда, первая швейная машина появилась в Вене, но первый патент на такую машину был получен в Англии в 1755 г.). Все это оборудование приводилось в действие сначала водяными, а затем паровыми двигателями.
Для осуществления революции в легкой промышленности требовались капитал и рабочая сила. Источником накопления были прибыли купцов предшествующих столетий, эксплуатация ресурсов вновь открываемых земель (для этого требовались техника, новые типы транспортировки), грабеж колоний. А рабочая сила поставлялась политикой вытеснения крестьян с земли при создании там фермерских хозяйств опять-таки при наличии соответствующей сельскохозяйственной техники. В свою очередь, для развития технически оснащенного производства были необходимы и новые капиталы, и свободные руки, т. е. изменение характера общественных отношений. Соединение изобретательства с научными знаниями позволило в XIX в. увеличить производительность станков в легкой промышленности в несколько раз при расширении ассортимента и качества выпускаемой продукции.
Мореплавание, развитие сельского хозяйства и легкой промышленности, а также потребности армии интенсифицировали металлургическую и машиностроительную промышленность. В начале XVIII столетия с помощью физических и химических знаний был создан кокс, давший возможность получения дешевого чугуна. Но была необходима сталь, производство которой было засекречено на Востоке. Путем долгих экспериментов французскому естествоиспытателю А. Реомюру удалось доказать родство железа, стали и чугуна и открыть секрет производства стали и железа (1722). Но рецепты Реомюра долгое время казались неосуществимыми, пока английский изобретатель Г. Бессемер (1813-1898) не нашел в 1856 г. способ продувания воздуха через горячий чугун с целью выгорания из него излишнего кислорода и превращения в сталь. Почти одновременно братья Э. и П. Мартены (Франция) создали специальную печь для восстановления стали из чугуна, названную их именем. Дешевая сталь существенно повлияла на развитие техники, в том числе и оружия, а значит, проложила дорогу к будущей «войне моторов».
Препятствием для соединения механики с машиностроением было вначале как отсутствие в науке практически применимых конкретных формул, таблиц, схем, так и отсутствие в машиностроительной практике методов точного металлорезания и других способов обработки металла, соответствующих предлагаемым схемам, формулам. Лишь к XIX в. была создана техническая наука о машиностроении, а также соответствующие способы обработки металла. Естественно, что применение машин меняло многие жизненные ценности, в чем-то осложняло жизнь человека. Поэтому были не только восторги по поводу нового пришельца, но и в XVII-XVIII вв. попытки избавиться от него (например, поломки машин вытесняемыми с производства рабочими - луддизм), а также запрещения властей применять высокопроизводительные машины. Так, с 1653 г. в Утрехте появилась машина для изготовления веревок с их полуавтоматическим скручиванием, ее производительность оказалась в пять раз выше ранее действовавшего оборудования - машину запретили городские власти. В 1639 и 1648 гг. в Голландии была запрещена ленточная машина, а в 1685 г. ее публично сожгли в Гамбурге. Но, вероятно, этой машиной все же пользовались, так как запрет вновь повторил Карл VI. В 1620 г. курфюрст Саксонский принял закон, запрещавший целый ряд станков. Однако запреты постепенно спускались на тормозах, ибо становилось ясным, что без машин и без применения научных знаний уже не обойтись; между наукой и производством потребовался посредник - инженер. К числу первых инженеров можно отнести рабочих, обладавших большим умением и смекалкой. Это были самоучки по изготовлению инструмента, горного и ткацкого оборудования, двигателей и др. Лишь в 1850 г. сформировалась целенаправленная подготовка инженеров в учебных заведениях как система.
Большое значение в новое время имело развитие транспортной техники и средств связи. В XIX в. на помощь пришла наука. Честь решения проблемы парового железнодорожного транспорта принадлежит Дж. Стефенсону - самоучке, сыну рудничного кочегара. Первым потребителем такого транспорта были угольные бассейны. С 1814 по 1829 г. Стефенсону удалось создать серию все более совершенных паровозов, способных передвигать составы весом до 90 т.
В 1803 г. на реке Сене в Париже проходил испытание первый несовершенный пароход, построенный Р. Фултоном. С созданного им второго, более совершенного парохода, опробованного в Гудзоне (США), началась история пароходостроения. «Клермонт» (так назвал свое детище Р. Фултон) имел в длину 43 м, водоизмещение - 15 т. На нем была установлена паровая машина Уатта мощностью 20 лошадиных сил. Путь от Нью-Йорка в 270 км он прошел за 32 часа. В 1819 г. морской пароход «Саванна» добрался из Европы в Америку за 26 дней. Но пароходостроение в XIX в. развивалось медленно из-за трудноразрешимой проблемы экономного использования топлива.
Важное открытие на базе научных знаний совершил в 1785 г. испанский изобретатель Ф. Сильва. Используя статическое электричество, он создал первую телеграфную линию между Мадридом и Аран-Хауэсом. В 1835 г. американец С. Морзе создал первый пишущий аппарат, передающий короткие и длинные импульсы, которые на приемном устройстве воспринимались как точки и тире. В 1844 г. этот аппарат был использован на линии Вашингтон - Балтимор, а затем он получил широчайшее распространение. К 1870 г. была установлена межконтинентальная телеграфная связь. Можно утверждать, что наука об электричестве была первой, на базе которой возникла новая промышленность без опоры на донаучный опыт.
Химическое мастерство известно задолго до создания химии как науки. Но к началу XVIII в. появились предпосылки для применения последней в практике, что явилось существенным фактором создания новых отраслей промышленности. Выше уже говорилось о получении кокса из каменного угля в 1640 г. Через 80 лет из него искусственно был выделен горючий газ, который в 1765 г. начал применяться для освещения улиц. В XVII в. научились получать искусственный холод путем химических реакций, о необходимости которого в хозяйстве говорил еще Ф. Бэкон. В 1727 г. Г. Шульцем была открыта фотохимическая реакция - основа изобретения Даггером и Арчером фотографии. Развитие химии, а также потребности войны привели к созданию пироксилина (1846) и нитроглицерина (1847). Применять химию начали и в сельском хозяйстве.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 923; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!