История физики
История физики. Краткие очерки.
Кто такие ученые?
Ученые – это люди, изучающие наш мир и его устройство. Они задают себе вопросы, а затем пытаются ответить на них на основе наблюдений и опытов. У сегодняшних ученых множество самых разных профессий, но еще около 200 лет назад люди не делали различий между научными дисциплинами. Даже само слово ученый появилось лишь в начале XIX в.
Как возникла наука?
Наука возникла на основе знаний, необходимых человеку, чтобы выжить. Так, первобытные люди изучали повадки животных, на которых охотились. Они научились использовать различные травы для еды и как лекарства, добывать полезные ископаемые, например металлы и минералы. Экспериментируя (то есть, делая опыты) с этими материалами, люди придумали бездну способов сделать свою жизнь удобнее.
Сегодня мы обязаны науке множеством вещей для удобства, здоровья и развлечений, которые считаем само собой разумеющимися. В этом разделе книги рассказано о людях, совершивших различные научные открытия.
Расширение границ знаний
Границы научных знаний постоянно расширяются, и научные истины одного века люди следующего века очень часто ставят под сомнение. Ученые наших дней хорошо понимают, что в будущем их теории будут пересмотрены. Новейшие изобретения и открытия заставляют нас изменять взгляды на мир. Например, многие европейцы XV в. полагали, что небо состоит из кристаллических сфер, на которых звезды и планеты вращаются вокруг Земли. Но когда изобрели телескоп, выяснилось, что это не так. Вселенная предстала перед человеком гораздо более огромной, чем считалось прежде. И люди по-иному взглянули на свое место и роль в ней.
Научная мысль древности
Наука – это процесс получения знаний и ответов на вопросы о мире и о том, как он устроен. В наше время наука состоит из отдельных отраслей, например химии и биологии. Но в древности люди не делали никаких различий между наукой и другими формами изучения реальности. Многие вопросы, которые мы сейчас считаем научными, в старину получали религиозное или философское объяснение. Некоторых ученых древности мы знаем только по именам, но нам ничего не известно об их идеях.
Древние египтяне
Одной из древнейших цивилизаций в истории человечества был Древний Египет. Древнеегипетское государство возникло более 5 тыс. лет назад и просуществовало более 3 тыс. лет. Египтяне были очень практичными людьми и особенно больших успехов добились в строительстве и ремеслах. Но среди них были и выдающиеся мыслители, которые выдвинули свои теории и идеи, объяснявшие окружающий мир.
Египетские жрецы – астрономы считали небо огромными часами и по положению Луны и звезд узнавали время тех или иных религиозных празднеств. Они научились определять время ежегодных разливов Нила – а это самые важные для сельского хозяйства периоды года в Египте. Свои знания астрономии жрецы использовали для создания нескольких календарей. Предполагают, что первый календарь, в котором год состоял из 365 дней, ввел египетский жрец по имени Имхотеп (см. с. 56).
Жители Месопотамии
Территория Месопотамии (современный Ирак) стала колыбелью нескольких цивилизаций древности, в том числе Шумера и Вавилона. Шумеры достигли рас-цвета своей цивилизации ок. 4000 г. до н.э. Они были искусными астрономами, математиками и воздвигли огромные храмы – зиккураты.
Шумеры разработали особую письменность – так называемую клинопись. Это была одна из форм алфавитного письма, где для передачи отдельных звуков вместо иероглифов использовались абстрактные знаки. Шумеры применяли также две системы счета. Одна из них была десятичной, то есть основанной на числе 10. В основе другой лежало число 60.
Вавилонская цивилизация в Месопотамии возникла ок. 1900 г. до н.э. и просуществовала более 1300 лет. Вавилонские астрономы сделали множество наблюдений за солнечными затмениями, Луной, Венерой и Меркурием. Они давали созвездиям имена своих богов и делили небо на отдельные области. Эти знания впоследствии легли в основу древнегреческой астрологии.
Вавилоняне умели предсказывать движения планет и звезд, пользуясь таблицами с описаниями перемещений планет, составленных на основе многолетних наблюдений. Они хотели с помощью этих перемещений уточнить календарь и попытаться предсказать будущее. Сами по себе перемещения планет их не интересовали. Мир вавилоняне представляли себе в виде плоского диска, плавающего в океане. Сам Вавилон был со всех сторон окружен горами.
Центральная Америка
Ок. 2 тыс. лет до н.э. в Мезо-Америке (Мексика и часть Центральной Америки) возникло несколько древних цивилизаций. Одной из величайших среди них была цивилизация майя (300 г. до н.э. – 900 г. н.э.). В числе более поздних следует назвать цивилизации тольтеков и ацтеков.
Майя делили мир на четыре «стороны», или части, каждой из которых соответствовали особое дерево и птица. Они верили, что мир лежит на спине огромного крокодила, плавающего в озере.
Наука в Древней Греции
Ученых в Древней Греции называли философами, что означает «любящие мудрость». Сейчас мы называем философией дисциплину, изучающую идеи. А древнегреческие философы изучали чисто научные дисциплины: математику, биологию, астрономию и географию. Они стремились овладеть как можно большим объемом знаний.
Фалес из Милета
Одним из первых центров образования и культуры Древней Греции было восточное Средиземноморье. А один из крупнейших философов той эпохи – Фалес, уроженец Милета, порта на территории современной Турции.
Фалес, математик и астроном, считал, что главная составляющая всех тел и вещей – вода, а Земля представляет собой диск, плавающий в океане. Труды Фалеса очень важны, так как он стремился дать естественнонаучное объяснение сложным и загадочным явлениям. Например, Фалес утверждал, что землетрясения происходят не потому, что боги гневаются, а в результате извержений горячих вод в океанах.
Пифагор
Пифагор родился на острове Самос. Его считали одним из самых авторитетных философов Древней Греции. Юношей Пифагор побывал в Египте и Вавилоне. Идеи, с которыми он там познакомился, оказали на него громадное влияние. Пифагор стал главой целого религиозного учения, последователей которого назвали пифагорейцами.
Пифагор придавал особое значение роли чисел и симметрии во всех телах и явлениях. Он и его последователи, любовью к красоте и порядку, считали, что планеты движутся по круговым орбитам и что небо и Земля имеют сферическую форму. Идеи Пифагора оставались чрезвычайно авторитетными в течение последующих двух тысяч лет.
Наука в древней Греции
Древние греки, пытаясь объяснить разные непонятные и таинственные явления, обращались к легендам о своих богах. Например, бога моря Посейдона они называли «потрясателем земли» – по их представлениям, его гнев мог вызвать землетрясение. Но, начиная с VI в. до н.э. многие в Греции искали более реальные объяснения и внешнему виду вещей, и их месту в мире. Пытаясь понять и изучить окружающий мир, греки ставили множество вопросов, проделывали различные вычисления, наблюдали предметы и явления более глубоко.
Академия в Афинах
Основателем западной философии считают Платона. Он родился в Афинах и получил образование, будучи учеником другого выдающегося мыслителя – Сократа. В возрасте 30 лет Платон отправился в путешествие. Он побывал во многих странах на побережье Средиземного моря и встречался с другими философами.
Вернувшись в 388 г. до н.э. в Афины, Платон решил стать наставником. В следующем году он основал школу, которую назвали Академией. Она славилась во всем античном мире и просуществовала более 900 лет. В 529 г. н.э. римский император Юстиниан ее закрыл.
Труды и значение Платона
Платон создал «Учение об идеях», которое дошло до нас в арабских переводах. Это учение повлияло на мыслителей будущих веков, так как излагало философию во взаимосвязи с религией. Платон учил, что все то, что воспринимают наши органы чувств (зрение, слух, вкус, обоняние и осязание) – лишь внешняя сторона предметов и явлений. Он считал, что подлинную их сущность мы не можем увидеть или почувствовать, а можем лишь постичь ее разумом. Это положение легло в основу западной философии. В наши дни взгляды Платона часто опровергаются результатами научных исследований. Ведь Платон не придавал никакого значения экспериментам и считал, что они лишь мешают поискам чисто теоретического познания. Например, он полагал, что движение планет лучше всего изучать мысленно, а не путем точных измерений. Платон выделял математику как ключ к познанию всех вещей, но, в отличие от Архимеда (см. ниже), практически ею не интересовался.
Наставник Александра Македонского
Аристотель (384 – 322 гг. до н.э.) родился в Македонии, в северо-восточной Греции. Его родители умерли, когда он был еще ребенком. Воспитатель Аристотеля послал его учиться в Афины, в Академию Платона. После смерти Платона он оставил Академию и 12 лет провел в скитаниях по Греции и Малой Азии. В 343 г. до н.э. Аристотель возвратился в Македонию и три года был наставником молодого Александра Македонского. Когда Александр после смерти отца вступил на трон и стал царем, Аристотель вернулся в Афины и основал свою собственную школу – Лицей.