Античный этап истории естествознания
Имеет хронологические рамки: 8 в. до н.э. (начало эпохи античности, Греция) – 5 в. н.э. (конец Западной Римской империи) и представляет собой попытку объяснить мир, как единое целое с позиций натурфилософии(от-сюда второе название этапа, см. выше) – исторически первой формы фило-софского знания, философии природы, учения о природе в её целостности в рамках первого же рационального типа мышления – натурфилософского или созерцательного.
Не столько по географическим названиям возникавших в течение анти-чного этапа центров научных знаний, сколько по возраставшей в хроноло-гическом порядке сложности(см. выше), а, следовательно, и достовернос-тиэтих знаний, данный этап принято делить на четыре периода внутри него – ионийский (милетский), афинский, александрийский и древнеримский. Так, первые представители ионийской или милетской школы (7–5 в. до н.э.) началом (первоэлементом) всего сущего – космоса(в переводе с греческого, «порядок», «гармония»), частью которого является и человек – считали либо конкретную природную стихию – воду (Фалес), воздух (Анаксимен) или огонь (Гераклит) – либо некую туманную и качественно неопределяемую субстанцию «апейрон» (Анаксимандр). Их ученики полагали мир уже более сложной комбинацией, а именно, четырех (земля, вода, воздух, огонь – Эмпедокл), или пяти (плюс эфир, пифагорейская школа) бесконечных и вечных стихий или элементов.
В рамках афинского периода (5–4 в. до н.э.) на смену концепции милет-ских «стихий», как первоначала мира, приходит идея атомистического стро-ения материи Левкиппа – Демокрита. Согласно ей, атомы (греч. atomos – не-делимый) составляют материальную основу Вселенной. Атомы вечны, и Все-ленная, состоящая из атомов и пустоты между ними, также вечна и беско-нечна. Атомы находятся в непрерывном движении, перемещаются в прост-ранстве. Их различия по размерам, форме и положению обуславливают раз-ные свойства образованных из атомов тел. Атомы недоступны для человечес-кого восприятия. Все предметы материального мира образуются из атомов, как из букв слова. Концепция атомизма являет собой первый переход от кон-тинуального (базирующегося на непрерывности первичных «стихий») пони-мания материи к её дискретному, т.е. прерывистомупониманию, но, как будет показано ниже, не последний и не только в таком направлении.
Вершиной не только афинского периода, но и всего античного этапа является картина мира Аристотеля, или, что совершенно логично, антич-ная картина мира. Именем же именно этого древнегреческого мыслителя она названа потому, что имеет своей научной парадигмой аристотелевскую динамику – его учение о движении тел в пространстве.
Тела (вещи), по Аристотелю – это соединение материи и формы («Ма-терия формируется, форма материализуется» – приписываемая ему образная трактовка данного тезиса). При этом материя данной вещи является, в свою очередь, формой для материи тех элементов, из которых эта вещь состоит. Переходя таким образом вглубь вещества, к все более простым телам (по-добно тому, как, например, идут от здания к кирпичам, из которых оно сло-жено, от кирпичей к составу глины, из которой они изготовлены, от глины к названиям и количеству образующих её химических соединений, от формул этих соединений к входящим в них химическим элементам и т.д.), приходят к некой абстрактной «первоматерии».
Первоматерия лишена всякой формы, всяких свойств и качеств, это субстанция, не имеющая, подобно анаксимандровскому апейрону (см. выше), никакой определенности. Но, соединяясь с простейшими формами (рис. 1.7), она образует первоэлементы (там же), из которых состоят все тела. Перво-элементы в мире расположены в определенном порядке, который задает структуру Вселенной (космоса). В её центре находится первоэлемент земли, который образует нашу планету. Земля – центр Вселенной, она неподвижна и имеет сферическую форму. Вокруг Земли распределена вода, затем воздух, далее огонь. Огонь простирается до орбиты Луны – первого небесного тела, выше которого расположен надлунный, божественный мир. В этом мире (не-бе) иные тела – небесные – состоят уже из другого, пятого первоэлемента – эфира(эту категорию Аристотель заимствует у пифагорейцев, других пред-ставителей той же милетской школы, см. выше), который, в отличие от выше указанных четырех земных, неизменен, то есть не может переходить в другие первоэлементы.
| Первоматерия (содержание) |
| Её простейшие формы (теплое, холодное, сухое, влажное) |
| Первоэлементы (содержание земных тел): Огонь (теплое + сухое) Воздух (теплое + влажное) Вода (холодное + влажное) Земля (холодное + сухое) |
| Структура мира (Вселенной, космоса) |
Рис. 1.7.Иерархия материальных систем по Аристотелю
В божественном, надлунном небе существует лишь один вид движения – равномерное непрерывное круговое движение небесных тел. Они вращают-ся вокруг Земли по круговым орбитам, будучи прикрепленными к матери-альным, сделанным из эфира, вращающимся сферам. По степени удаления от Земли расположены друг за другом сферы Луны, Меркурия, Венеры, Солнца, Марса, Юпитера, Сатурна и сфера неподвижных звезд. За последней нахо-дится перводвигатель – Бог, который придает движение подвижным сферам. Это движение – наиболее совершенное, потому что у него нет ни начала, ни конца, оно вечно и неизменно.
Движение в подлунном, земном мире, наоборот, несовершенно, пос-кольку подвержено изменениям, а также имеет начало и конец. Движения земных тел бывают естественными и насильственными. Естественное дви-жение – это движение тела к своему месту, например, тяжелого тела, состоя-щего из первоэлементов земли и (или) воды, вниз, а легкого, образованного первоэлементами воздуха и (или) огня – вверх. Естественное движение про-исходит само собой, оно не требует приложения силы. Все остальные движе-ния на Земле – насильственные, требующие применения силы. «Всё, что на-ходится в движении, движется, благодаря воздействию другого тела» – ос-новной принцип динамики Аристотеля.
Велики заслуги этого мыслителя и в других областях знания – он тво-рец формальной логики (теории умозаключений, учения о доказательстве, действенном и поныне), создатель первой в истории науки классификации живых организмов. Насколько значим вклад Аристотеля, например, в биоло-гию, можно судить по словам Дарвина, который говорил: «Линней и Кювье были моими богами, но все они только дети по сравнению со стариной Арис-тотелем». Однако все это меркнет перед созданной им античной картиной мира – первой трактовкой мироздания в целом, базирующейся пока не на ма-тематической, а на словесной логике, но настолько безукоризненной, что эта картина просуществовала более двух (!) тысяч лет, и только в 18 веке уступи-ла место картине мира Ньютона. Неверна – не значит, ненаучна – вот её главный смысл. С одной стороны, картина мира Аристотеля принципиально отличается от современной естественнонаучной картины мира – она, к при-меру, базируется только на континуальной концепции, отвергая атомизм (дискретное понимание этого же мира). «Природа не терпит пустоты» – выс-казывание Аристотеля, прямо противоположное взглядам того же Демокри-та. Но с другой стороны, она, что совершенно невероятно, предвосхитила не-которые сложнейшие представления современной физики. Так, по Аристоте-лю, звезды – это бестелесные, нематериальные тела, поэтому сфера звезд не имеет пустоты, поскольку пространство всегда полностью заполнено мате-рией. Там, где нет материи, нет и пространства, утверждает Аристотель, а данная мысль не что иное, как принципиальное положение общей теории относительности (начало 20 века!) – что геометрия пространства образова-на массами и их скоростями (Эйнштейн). Зависимость свойств пространства от скорости движения тел в нем Аристотель, кстати, тоже допускал.
Последние два периода античного этапа имеют общее отличие от выше рассмотренных первых двух, заключающееся в том, что с них начинается постепенная и пока что лишь частичная «математизация» аристотелевской, т.е. в целом по-прежнему философской картины мира. Использование математики в качестве нового «языка» науки, как уже не раз иллюстрировалось выше, существенно повышало эффективность последней при решении теоретических и, что особенно важно, уже и прикладных задач. Так, с александрийским периодом (4–3 в. до н.э.) связаны имена и достижения именно математиков. Это, с одной стороны, математик-теоретик Евклид, создатель геометрии как единого и цельного учения. Современные учебники, по сути, до сих пор пересказывают его великий труд «Начала», состоящий из 13 книг, каждая из которых построена по единой логической схеме. Влияние «Начал» испытали на себе практически все крупнейшие ученые мира. Эйнштейн счи-тал, что «это произведение мысли дало человечеству уверенность в себе». С другой – это математик-практик, а, точнее, изобретатель-механик Архимед, который открыл правило рычага и закон плавучести тел, изобрел червячную передачу, построил планетарий, считавшийся вершиной точной механики тех лет. Участвуя во время Пунических войн в обороне Сиракуз от римлян, Ар-химед построил машины, которые позволяли сыпать на осаждавших камни и стрелы весом до 500 кг, а также захватывать, поднимать в воздух и топить кормою суда. При помощи зеркал ему удалось зажечь римские корабли, сфо-кусировав излучение Солнца. Сомневаясь в такой возможности, греческие физики провели в 1973 году эксперимент, который дал в принципе положи-тельный результат.
Завершает античный этап развития естествознания древнеримский пе-риод (1 в. до н.э.–2 в. н.э.) и его наиболее значимое достижение – универсаль-ная математическая теория астрономических явлений Птолемея. Она позво-ляла просчитывать траекторию видимого движения известных в то время планет с высокой даже по нынешним меркам точностью (погрешность менее 10') и базировалась на аристотелевских представлениях о центральном положении Земли во Вселенной, круговом характере движений небесных тел и т.д. (см. выше). Именно поэтому геоцентрическую систему Вселенной Аристотеля, математически строго обоснованную Птолемеем, иногда называют ещё Аристотелево-Птолемеевской системой и считают ядром первой естественнонаучной картины мира.
Итогом античного этапа развития естествознания следует считать возникновение науки как обособленной сферы духовной культуры. Появляет-ся такая же особая группа людей, специализирующаяся на получении новых знаний. Эти знания впервые сводятся в систему – философскую картину ми-ра в целом, поскольку пока естественные науки являются частью натурфило-софии (философии природы), в силу чего ученые античного периода были энциклопедистами, т.е. носителями как гуманитарного, так и естественнона-учного знания. Наука спорадически демонстрирует свои возможности прак-тического использования, но перспективы коммерциализации научного зна-ния обществу ещё непонятны и поэтому не востребованы.