III.2.2. Второй (афинский) этап развития древнегреческой

Своеобразным итогом взглядов представителей милетской школы и Гераклита явилось учение Эмпедокла (483— 423 гг. до н.э.), согласно которому природа признается самостоятельно существующей, вечной, а в качестве первоосновы всего ее многообразия выдвигаются четыре эле­мента, или «корня»: земля, вода, воздух и огонь. Эти неизменные «корни» вещей, по мнению Эмпедокла, смешиваясь друг с другом, образуют все богатство природы.

Но уже в этот период на смену подобным представлениям о мире приходит стройное по тому времени атомистическое учение о природе. Выдающимся представителем новой натурфилософской идеологии атомизма был Демокрит. Основные принципы его атомистического учения можно свести к следующим положениям.

1. Вся Вселенная состоит из мельчайших материальных частиц — атомов и незаполненного пространства — пустоты. Наличие последней является обязательным условием для осуществления перемещения атомов в пространстве.

2. Атомы неуничтожимы, вечны, а потому и вся Вселенная, из них состоящая, существует вечно.

3. Атомы представляют собой мельчайшие, неизменные, непроницаемые и абсолютно неделимые частицы' — последние, образно говоря, «кирпичики мироздания».

4. Атомы находятся в постоянном движении, изменяют свое положение в пространстве.

5. Различаются атомы по форме и величине. Но все они настолько малы, что недоступны для восприятия органами чувств человека. Форма их может быть весьма разнообразной. Самые малые атомы имеют, например, сферическую форму. Это, по выражению Демокрита, «атомы души и человеческой мысли».

6. Все предметы материального мира образуются из атомов различных форм и различного порядка их сочетаний (подобно тому как слова образуются из букв).

Представляет интерес учение Демокрита о строении Вселенной. Из атомов, считал он, образуются не только окружающие нас предметы, но и целые миры, которых во Вселенной бесчисленное множество. При этом одни миры еще только формируются, другие—находятся в расцвете, а третьи уже разрушаются. Новые тела и миры возникают от сложения атомов. Уничтожаются они от разложения на атомы.

Демокрита отличала глубокая преданность науке. Он говорил, что предпочитает найти одно причинное объяснение какому-либо непонятному явлению, нежели приобрести персидский престол.

Учение Демокрита об атомном строении тел, о бесконечности Вселенной и множественности ее миров, о вечности, неуничтожимости движения настолько опережало его время, настолько ушло вперед, что впоследствии многие поколения ученых разрабатывали его идеи.

Одним из величайших ученых и философов античности, чья деятельность совпала с афинским периодом развития древнегреческой натурфилософии, был Аристотель. Карл Маркс, удачно «обыграв» два факта — большой вклад Аристотеля в античную философию и пребывание его в роли воспитателя будущего знаменитого полководца Александра, сына царя Македонии Филиппа—назвал Аристотеля Александром Македонским греческой философии.

В круг естественнонаучных интересов Аристотеля входили математика, физика, астрономия, биология. Среди естественных наук ему удалось достичь наибольших успехов в изучении живой природы. Он определил жизнь как способность к самообеспечению, а также к независимому росту и распаду. В своих исследованиях он упоминает несколько сот различных животных. Причем опи­сывает многих из них с такой точностью и столь детально, что не оставляет сомнения в том, что это — его собственные наблюдения. Многие факгы, изложенные Аристотелем, были «переоткрыты» в последующие века. Ему было известно, например, что киты—живородящие животные, он различал хрящевых рыб и позвоночных, описывал развитие куриного яйца вплоть до появления цыпленка и т. д.

Вместе с тем у Аристотеля было немало наивных и даже ложных представлений о явлениях природы. Следуя своему учителю — Платону, он, например, приписывал движению некоторое «врожденное» свойство, заставляющее все на Земле стремиться к своему «естественному месту». Поэтому, считал он, дым поднимается вертикально вверх, а камень падает вертикально вниз.

Но несомненной заслугой Аристотеля было стремление к собиранию и систематизации знаний, накопленных в древнем мире. Исходя из своих представлений об отраслях знания, он впервые попытался дать классификацию наук. С точки зрения Аристотеля, следует различать науки: теоретические (где познание ведется ради него самого), практические (дающие руководящие идеи для поведения человека)и творческие (где познание осуществляется для достижения чего-либо прекрасного).

Теоретические науки Аристотель разделил на три части: так называемую «первую философию», математику и физику. «Первая философия» посвящена неким высшим началам всего существующего, недоступным для органов чувств и постигаемым лишь умозрительно. В ведении математики находятся взятые в абстракции числовые и пространственные свойства тел. Физика изучает различные состояния тел в природе.

Аристотель сразу же противопоставил «первую философию» остальным наукам, отделив ее от наук, изучающих природный мир. Впоследствии, в I в. до н. э., древнегреческий исследователь творчества Аристотеля Андронник Родосский, выделил ту часть его учения, которая была известна как «первая философия», и обозначил ее термином «метафизика», т. е. буквально —«то, что следует после физики». С тех пор и вплоть до эпохи Нового времени под метафизикой понималось философское учение о сверхчувственных, недоступных опыту «первых началах» бытия, т. е. учение, которое имело совершенно иной предмет, чем физика — наука о природе. С наступлением эпохи Нового времени, характеризующейся прогрессом естествознания, ученые-естествоиспытатели начали отмежевы­ваться от метафизики с ее умозрительными, оторванными от реального мира рассуждениями, совершенно не соответствующими данным науки. Эта позиция естествоиспытателей нашла свое выражение в известном изречении И. Ньютона: «Физика, берегись метафизики!».

В истории науки Аристотель известен также как автор космологического учения, которое оказало огромное влияние на миропонимание многих последующих столетий. Космология¹ Аристотеля—геоцентрическое воззрение: Земля, имеющая форму шара; неподвижно пребывает в центре Вселенной. Шаровидность Земли Аристотель выводит из наблюдений, сделанных им во время лунных затмений. Эти наблюдения показали круглую форму земной тени, надвигающейся на диск Луны. Только шаровидное тело, каким является Земля, — объяснял Аристотель, — может отбра­сывать в сторону, противоположную Солнцу, тень, которая представляется темным кругом на лунном диске. К этому же выводу — о шаровидности Земли — ведет, по мнению Аристотеля, и свойственное Земле тяготение к центру Вселенной. Как результат этого тяготения должна была по­лучиться шарообразная форма.

Аристотель разделял мир на две области, качественно отличающиеся друг от друга: область Земли и область Неба. Область Земли имеет в своей основе четыре элемента: землю, воду, воздух и огонь (это те же четыре «стихии», о которых говорили представители натурфилософии доаристотельского периода). Область Неба имеет в своей основе пятый элемент— эфир, из которого состоят небесные тела. Самые совершенные из них — неподвижные звезды. Они состоят из чистого эфира и настолько удалены от Земли, что недоступны никакому воздействию четырех зем­ных элементов. Иное дело—Луна и планеты. Они также состоят из эфира, но в отличие от неподвижных звезд подвержены некоторому влиянию, по крайней мере, одного из элементов, образующих Землю. По мнению Аристотеля, за оболочкой воздуха вокруг Земли находится наиболее легкий из земных элементов — огонь, который помещается в пространстве между Землей и Луной и соприкасается с границей эфира.

В отличие от космологических воззрений Демокрита, космология Аристотеля включала представление о пространственной конечности мироздания. В этой конечной протяженности космоса расположены твердые кристально-прозрачные сферы, на которых неподвижно закреплены звезды и планеты. Их видимое движение объясняется вращением указанных сфер. С крайней («внешней») сферой соприкасается «Перводвигатель Вселенной», являющийся источником всякого движения. Он нематериален, ибо это есть Бог (Аристотель рассматривает Бога как разум мирового масштаба, дающий энергию «перводвигателю»).

Геоцентристская космология Аристотеля, впоследствии математически оформленная и обоснованная Птолемеем, заняла господствующее положение в космологии не только поздней античности, но и всего периода Средневековья — вплоть до XVI века.

Правители Македонии (Александр, а затем его преемники — Птолемеи) серьезно и внимательно относились к древнегреческой науке. Это отношение диктовалось необходимостью совершенствования техники и технологии ремесленного производства. Последняя, в свою очередь, определялась потребностями развивающейся торговли, а также необходимостью развития технических средств ведения войн. Новая столица эллинов Александрия, построенная Александром Македонским на территории Египта и названная его именем, в период правления Птолемеев (305— 30 гг. до н. э.) стала крупным по тогдашнему времени научным и культурным центром.

Следует отметить, что правители Македонии были, пожалуй, первыми в своих попытках осуществить государственную организацию и финансирование науки. В Александрии в начале III в. до н. э. был создан Мусейон (в переводе с греческого — храм муз), имевший большое значение для развития науки и игравший роль одновременно научного учреждения, музея и научной школы. Мусейон был связан с упоминавшимся выше афинским Ликеем, основанным еще Аристотелем, а впоследствии возглавлявшимся известным ученым Стратоном.

Одним из крупнейших ученых-математиков рассматриваемого периода был Евклид, живший в III в. до н. э. в Александрии. В своем объемистом труде «Начала» он привел в систему все математические достижения того времени. Состоящие из пятнадцати книг «Начала» содержали не только результаты трудов самого Евклида, но и включали достижения других древнегреческих ученых. В «Началах» были заложены основы античной математики. Созданный Евклидом метод аксиом позволил ему построить здание геометрии, носящей по сей день его имя.

Характерной чертой истории эллинистского периода древнегреческой натурфилософии, так же как и ее предыдущего периода, являются идеи атомистики. Последние получили свое развитие в учении Эпикура (341—270 гг. до н.э.). Эпикур разделял точку зрения Демокрита, согласно которой мир состоит из атомов и пустоты, а все существующее во Вселенной возникает в результате соединения атомов в различных комбинациях. Вместе с тем Эпикур внес в описание атомов, сделанное Демокритом, некоторые поправки: атомы не могут превышать известной величины, число их форм ограничено, атомы обладают тяжестью и т.д Но самое главное в атомистическом учении Эпикура—это попытка найти какие-то внутренние источники жизни атомов. Он высказал мысль, что изменение направления их движения может быть обусловлено причинами, содержащимися внутри самих атомов. Это был шаг вперед по сравнению с Демокритом, в учении которого атом непроницаем, не имеет внутри себя никакого движения, никакой жизни.

Эллинистский период в древнегреческой науке характеризовался также и немалыми достижениями в области механики. Первоклассным ученым — математиком и механиком—этого периода был Архимед (287—212 гг. до н. э.). Он решил ряд задач по вычислению площадей поверхностей и объемов, определил значение числа  (представляющего собой отношение длины окружности к своему диаметру). Архимед ввел понятие центра тяжести и разработал методы его определения для различных тел, дал математический вывод законов рычага. Ему приписывают «крылатое» выражение: «Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю». Архимед положил начало гидростатике, которая нашла широкое применение при проверке изделий из драгоценных металлов и определении грузоподъемности кораблей.

Широчайшую известность получил закон Архимеда, касающийся плавучести тел. Согласно этому закону, на всякое тело, погруженное в жидкость, действует поддерживающая сила, равная весу вытесненной телом жидкости, направленная вверх и приложенная к центру тяжести вы­тесненного объема. Если вес тела меньше поддерживающей силы, тело всплывает на поверхность, причем степень погруженности плавающего на поверхности тела определяется соотношением удельных весов этого тела и жидкости. Если вес тела больше поддерживающей силы, то оно тонет. В случае же, когда вес тела равен поддерживающей силе, это тело плавает внутри жидкости (как рыба или подводная лодка).

Архимеда отличали ясность, доступность научных объяснений изучаемых им явлений. Нельзя не согласиться с древнегреческим мыслителем Плутархом, который писал: «Если бы кто-либо попробовал сам разрешить эти задачи, он ни к чему не пришел бы, но, если бы познакомился с решением Архимеда, у него тотчас бы получилось такое впечатление, что это решение он смог бы найти и сам — столь прямым и кратким путем ведет нас к цели Архимед».¹

Научные труды Архимеда находили приложение в общественной практике. Многие технические достижения того времени связаны с его именем. Ему принадлежат многочисленные изобретения: так называемый «архимедов винт» (устройство для подъема воды на более высокий уровень), различные системы рычагов, блоков, полиспастов и винтов для поднятия больших тяжестей, военные метательные машины. Во время второй Пунической войны Архимед возглавлял оборону своего родного города Сиракузы, осажденного римлянами. Под его руководством были изготовлены весьма совершенные по тому времени машины, метавшие снаряды и не позволявшие римлянам овладеть городом. Когда же осенью 212г. до н. э. Сиракузы были все же взяты римлянами, Архимед погиб. Существует легенда, что перед смертью он сказал собиравшемуся его убить римскому солдату: «Только не трогай моих чертежей».

Архимед был одним из последних представителей естествознания Древней Греции. К сожалению, его научное наследие долго не получало той оценки, которой оно заслуживало. Лишь спустя более полутора тысяч лет, в эпоху Возрождения, труды Архимеда были оценены по достоинству и получили дальнейшее развитие. Первый перевод трудов Архимеда был сделан в 1543 году — в том же году, когда вышел в свет основополагающий труд Николая Коперника, совершившего переворот в миропо­нимании.

Одним из наиболее известных натурфилософов-атомистов Древнего Рима был Тит Лукреций Кар (Лукреций), живший в I в. до н. э. Его философская поэма «О природе вещей» является важным источником, содержащим много интересных сведений об атомистических воззрениях Демокрита и Эпикура (поскольку из сочинений последних до нас дошли лишь немногие отрывки). Лукреций высказал мысль о вечности материи. Вещи временны, они возникают и исчезают распадаясь на атомы — свои первичные составные части. Атомы же вечны, и их количество во Вселенной всегда остается одним и тем же. Отсюда вытекал вывод о вечности материи, которую Лукреций отождествлял с атомами.

Сохранилось не так уж много сочинений древнеримского периода, посвященных естественнонаучным вопросам. Помимо упомянутой поэмы Лукреция, можно назвать сочинения Аннея Сенеки, Паппа Александрийского, Диофанта, Манилия. Все они написаны в литературной форме, т. е. в виде диалогов, поэм, энциклопедий. Сочинение Сенеки содержит сведения по физике, метеорологии и географии.

Поэма Манилия касается астрономии. А сочинения Паппа Александрийского и Диофанта посвящены главным образом математике.

Говоря о состоянии естествознания в эпоху Древнего Рима, необходимо особо отметить натурфилософское наследие Клавдия Птолемея (прибл. 90—168 it. н. э.). Большую часть своей жизни он провел в Александрии и фактически может считаться древнегреческим ученым. Но его научная деятельность протекала в период, когда Римская империя находилась в состоянии расцвета и включала в себя территорию Древней Греции. Птолемей по праву считается одним из крупнейших ученых античности. Он серьезно занимался математикой, увлекался географией, много времени посвящал астрономическим наблюдениям. Главный труд Птолемея, носивший название «Математическая система», определил дальнейшее развитие астрономии более чем на тысячелетие. В период упадка александрийской школы греческий оригинал этого сочинения был утерян. Сохранился только его арабский перевод, который много позднее, уже в XII веке, был переведен на латинский язык. Поэтому книга Птолемея дошла до нас под арабским латинизированным названием «Альмагест».

В этой книге нашла отражение колоссальная работа, проделанная Птолемеем по созданию первой математической теории, описывающей движение Солнца и Луны, а также пяти известных тогда планет на видимом небосводе. В своем «Альмагесте» Птолемей рисует следующую схему ми­роздания: в центре Вселенной находится неподвижная Земля. Ближе к Земле находится Луна, а затем следуют Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер и Сатурн. Объясняя данный порядок планет, Птолемей исходил из предположения, что чем быстрее движется планета, тем ближе к Земле она расположена.

Геоцентрическая система мира, на обоснование которой Птолемей потратил немало сил, просуществовала после его смерти чрезвычайно долго — целых 1375 лет — вплоть до опубликования знаменитого труда Н. Коперника, заменившего эту систему на гелиоцентрическую. В после-коперниковскую эпоху Птолемея вспоминают главным образом как автора отвергнутой наукой системы мира.
III.3. Естественнонаучная и математическая мысль эпохи Средневековья
Эпоха средних веков характеризовалась в Европе закатом классической греко-римской культуры и резким усилением влияния церкви на всю духовную жизнь общества. Вот что пишет об этой эпохе Ф. Энгельс: «Догматы церкви стали одновременно и политическими аксиомами, а библейские тексты получили на всяком суде силу закона... Это верховное господство богословия во всех областях умственной деятельности было в то же время необходимым следствием того положения, которое занимала церковь в качестве наиболее общего синтеза и наиболее общей санкции существующего феодального строя»¹

В эту эпоху философия тесно сближается с теологией (богословием), фактически становится ее «служанкой». Возникает непреодолимое противоречие между наукой, делающей свои выводы из результатов наблюдений, опытов, включая и обобщение этих результатов, и схоластическим богословием, для которого истина заключается в религиозных догмах.

Пока европейская христианская наука переживала длительный период упадка (вплоть до XII—ХШ вв.), на Востоке, наоборот, наблюдался прогресс науки. Со второй половины VIII в. научное лидерство явно переместилось из Европы на Ближний Восток. В IX веке, наряду с вышеупомянутым трудом Птолемея («Альмагест»), на арабский язык были переведены «Начала» Евклида и сочинения Аристотеля. Таким образом, древнегреческая научная мысль получила известность в мусульманском мире, способствуя развитию астрономии и математики. В истории науки этого периода известны такие имена арабских ученых, как Мухаммед аль-Баттани (850—929 гг.), астроном, составивший новые астрономические таблицы, Ибн-Юнас(950—1009 гг.), достигший заметных успехов в тригонометрии и сделавший немало ценных наблюдений лунных и солнечных затмений, Ибн аль-Хайсам (965—1020 гг.), получивший известность своими рабо­тами в области оптики, Ибн-Рушд (1126—1198 гг.), виднейший философ и естествоиспытатель своего времени, считавший Аристотеля своим учителем.

Средневековой арабской науке принадлежат и наибольшие успехи в химии. Опираясь на материалы александрийских алхимиков I века и некоторых персидских школ, арабские химики достигли значительного прогресса в своей области. В их работах алхимия постепенно превращалась в химию. А уже отсюда (благодаря главным образом испанским маврам) в позднее средневековье возникла европейская химия.

В XI веке страны Европы пришли в соприкосновение с богатствами арабской цивилизации, а переводы арабских текстов стимулировали восприятие знаний Востока европейскими народами.

Большую роль в подъеме западной христианской науки сыграли университеты (Парижский, Болонский, Оксфордский, Кембриджский и др.), которые стати образовываться начиная с ХП века. И хотя эти университеты первоначально предназначались для подготовки духовенства, но в них уже тогда начинали изучаться предметы математического и естественнонаучного направления, а само обучение носило, более чем когда-либо раньше, систематический характер.

ХШ век характерен для европейской науки началом эксперимента и дальнейшей разработкой статики Архимеда. Здесь наиболее существенный прогресс был достигнут группой ученых Парижского университета во главе с Иорданом Неморарием (вторая половина XIII в.). Они развили античное учение о равновесии простых механических устройств, решив задачу, с которой античная механика справиться не могла, — задачу о равновесии тела на наклонной плоскости.

В XIV веке в полемике с античными учеными рождаются новые идеи, начинают использоваться математические методы, т. е. идет прогресс подготовки будущего точного естествознания. Лидерство переходит к группе ученых Оксфордского университета, среди которых наиболее зна­чительная фигура — Томас Брадвардин (1290—1349). Ему принадлежит трактат «О пропорциях» (1328 г.), который в истории науки оценивается как первая попытка написать «Математические начала натуральной философии» (именно так почти триста шестьдесят лет спустя назовет свой знаменитый труд Исаак Ньютон).

Все вышесказанное свидетельствует о том, что на протяжении многовековой, довольно мрачной эпохи, именуемой средневековьем, интерес к познанию явлений окружающего мира все же не угасал, и процесс поиска Истины продолжался. Появлялись все новые и новые поколения ученых, стремящихся, несмотря ни на что, изучать природу. Вместе с тем научные знания этой эпохи ограничивались в основном познанием отдельных явлений и легко укладывались в умозрительные натурфилософские схемы мироздания, выдвинутые еще в период античности (главным образом в учении Аристотеля). В таких условиях наука еще не могла подняться до раскрытия объективных законов природы. Естествознание — в его нынешнем понимании — еще не сформировалось. Оно находилось в стадии своеобразной «преднауки».
III.4. НАУЧНЫЕ РЕВОЛЮЦИИ ЭПОХИ НОВОГО ВРЕМЕНИ И СМЕНА ТИПОВ МИРОПОНИМАНИЯ
III.4.1. Научные революции в истории естествознания
Развитие естествознания не является лишь монотонным процессом количественного накопления знаний об окружающем природном мире (как это могло показаться из предшествующего изложения). И если процесс простого приращения знаний (а иногда и вымыслов) был присущ для натурфилософии античности, для «преднауки» средневековья, то c XVI века характер научного прогресса существенно меняется. В развитии науки появляются переломные этапы, кризисы, выход на качественно новый уровень знаний, радикально меняющий прежнее видение мира.

Эти переломные этапы в генезисе научного знания получили наименование научных революций. Причем революция в науке —это, как правило, не кратковременное событие, ибо коренные изменения в научных знаниях требуют определенного времени. Поэтому в любой научной революции можно хронологически выделить некоторый более или менее длительный исторический период, в течение которого она происходит. Периоды революций в науке, отмечал всемирно известный физик Луи де Бройлъ, «все­гда характеризуют решающие этапы в прогрессивном развитии наших знаний».¹

Эти решающие этапы в развитии фундаментальных наук можно разделить по результатам и степени их влияния на развитие науки в целом, на глобальные научные революции и на «микрореволюции» в отдельных науках. Последние означают создание новых теорий в той или иной области науки, которые меняют представления об определенном, сравнительно узком круге явлений, но не оказывают решающего влияния на существующую научную картину мира, не требуют коренного изменения способа научного мышления.

Глобальная научная революция приводит к формированию совершенно нового видения мира, вызывает появление принципиально новых представлений о его структуре и функционировании, а также влечет за собой новые способы, методы его познания. Глобальная научная революция может происходить первоначально в одной из фундаментальных наук (или даже формировать эту науку), превращая ее затем на определенный исторический период в лидера науки. Последнее означает, что происходит своеобразная экспансия ее новых представлений, принципов, методов, возникших в ходе революции, на другие области знания и на миропонимание в целом. В дальнейшем изложении мы рассмотрим несколько гло­бальных научных революций, имевших место в истории естествознания и определивших характер его формирования и развития во второй половине нынешнего тысячелетия.