История науки и техники - Елена Лученкова

Знаменита своими трудами ионийская школа. Продолжатели ее натурфилософских работ (V–IV вв. до н. э.) впервые выдвинули идею бесконечно малой величины. Эта идея нашла развитие и практическое применение в геометрии в трудах Демокрита и Евдокса Книдского. Последний разработал учение пифагорейской математики, вызванное открытием иррациональных чисел. Построенная им теория включала в себя как отношения целых чисел, так и отношения геометрических отрезков и представляла собой античную форму современной теории действительных чисел. Евдокс Книдский разработал метод исчерпания и применял его для решения математическими средствами парадоксов Зенона. Данный метод оказал заметное влияние на развитие идей о бесконечно малых величинах.

Первую попытку систематизировать достижения в геометрии сделал хиосский математик Гиппократ (ок. 440 г. до н. э.). Он доказал, что существуют определенные плоские фигуры, ограниченные дугами окружности, для которых можно найти прямоугольники равновеликой площади. Открытие Гиппократа послужило началом других исследований в области квадратуры круга. Диофант Александрийский (326–410 гг.) опубликовал «Арифметику», обобщив древнегреческие традиции. В этом трактате были впервые представлены алгебраическая символика, решение неопределенных уравнений в рациональных положительных числах, составлена часть теории чисел. Тем самым были заложены основы первой буквенной алгебраической системы.

Астрономия медленно освобождалась от фантастических представлений, питаемых религиозными традициями и умозрительным характером античной натурфилософии. Последнему противостоял прежде всего накопленный запас наблюдений за видимым движением небесных светил и за другими астрономическими явлениями. Однако даже ионийцы выдвигали в астрономии ряд совершенно произвольных гипотез. По Фалесу Милетскому (625–547 гг. до н. э.), Земля имеет форму плоского диска, плавающего на поверхности океана; по Анаксимандру (ок. 610 – ок. 546 гг. до н. э.) – форму цилиндра, а по Анаксимену (ок. 548 – 528 или 525 гг. до н. э.) – форму стола. Лишь позже было выдвинуто предположение, что и Земля, и все светила имеют форму шара. Это утверждение принадлежит пифагорейцам. Они же отказались от мысли о том, что Земля занимает центральное положение во Вселенной (геоцентризм). Один из ученых-пифагорейцев – Филолай (ок. 470 – ок. 390 гг. до н. э.) утверждал, будто шарообразная Земля, Солнце, Луна и другие планеты вращаются вокруг некоего «центрального огня», находясь в прозрачной сфере. Аристотель (384–322 гг. до н. э.) попытался обобщить эмпирические космологические сведения и даже создал собственную геоцентрическую систему мира с подлунной и надлунной сферами.

Одним из важных практических результатов астрономических наблюдений было уточнение календаря. В III в. до н. э. афинский историк Тимей ввел систему летосчисления по олимпиадам (олимпиады проводились один раз в четыре года). Началом отчета стал 776 г. до н. э. – год проведения первых игр в Олимпии. В 46 г. до н. э. по приказу Юлия Цезаря александрийские астрономы во главе с Сосигеном (Созиген) произвели реформу римского календаря. Год стал насчитывать 365 дней, а каждый четвертый – 366. В новом календаре сохранился только один добавочный день (после 23 февраля). Таким образом, шестой день до мартовских календ (календы – первое число месяца, совпадающее с новолунием) стал двойным (bissextilis), отчего и произошло наше слово «високосный». Начало года переносилось на 1 января. Юлианский год приблизился к астрономическому солнечному, но все же несколько запаздывал (за 128 лет это отставание составляло сутки). В честь Юлия Цезаря римский месяц квинтилис был переименован в юлиус. Позднее император Август велел назвать своим именем месяц секстилис. С этого момента (I в. н. э.) римские месяцы имеют знакомые нам названия. Как уже говорилось, первое число месяца, совпадающее с новолунием, называлось у римлян календами, 5-е или 7-е число приходились на ноны – день первой четверти Луны, а 13-е или 15-е число на иды. С IV в. н. э. в римский календарь введена семидневная неделя.

Для более точного определения времени в древности применялись солнечные часы – плита, на которой были обозначены двенадцать делений – «часов». Через эти деления проходила тень от вертикальной стрелки – гномона. Она указывала положение Земли относительно Солнца. В V в. до н. э. появились водяные часы.

Термин «физика», принятый Аристотелем как заглавие одного из его трактатов, был известен античным авторам, но смысл его был иным, чем сейчас. Он означал учение о природных явлениях вообще, т. е. натурфилософию. Физика в нашем понимании еще не была развита, за исключением одного раздела – механики. Среди естественнонаучных сочинений этого периода ведущая роль принадлежит трудам Аристотеля, который пытался заложить фундамент физики, основываясь на наблюдениях и эксперименте. Аристотелю принадлежит ряд справедливых положений. Он дал представления о кинематической энергии, распространении света и осмотических явлениях, предложил верное толкование распространения звука в воздухе, объяснил явление эха как отражение звука от препятствия и т. д. Выдающуюся роль в развитии механики сыграл Архимед. Он подверг математической обработке начала статики. Это способствовало выделению статики в особую теоретическую дисциплину. Дальнейшие исследования Архимеда по теории рычага, наклонной плоскости послужили выработке им понятий «центр тяжести», «статический момент», «вес», «равновесие рычага» и т. д. Архимеду принадлежит открытие основных законов гидростатики.

Оживленное судоходство греков по Средиземному и Черному морям, их колонизация содействовали тому, что уже в VI в. до н. э. появилась потребность в обобщении знаний об окружающем мире. Из Греции первым (660 г. до н. э.) в западную часть Средиземноморья попал Колай с острова Самос. Он доплыл до финикийской колонии Гадес. По имеющимся отрывочным сведениям, около 550 г. до н. э. Анаксимандр Милетский (610 – ок. 546 гг. до н. э.) сконструировал первый глобус и создал первую географическую карту в виде медной доски с нанесенными на поверхность очертаниями материков, островов и рек. Во второй половине VI в. до н. э. Гекатей Милетский (ок. 546 – 480 гг. до н. э.), посетив множество стран и обобщив рассказы купцов и моряков, написал книгу «Землеописание», которая была снабжена новой картой, ставшей образцом для греческой картографии вплоть до IV в. до н. э. Землю Гекатей представлял себе в виде круга, омываемого величайшей из рек – Океаном. В V в. до н. э. «отец истории» Геродот (ок. 490/480 – ок. 430/429 гг. до н. э.) в описание истории греко-персидских войн включил интересные сведения о Северном Причерноморье, Египте, Месопотамии, Персии и других странах. В его труды вошли наблюдения из собственных многочисленных путешествий.

Достижения греческих путешественников и географов были продолжены римлянами. Римские географические открытия относятся главным образом к периоду империи и связаны с сухопутными и морскими военными походами, а также с коммерческой деятельностью купцов. Ученым, который обобщил сведения о всех географических открытиях до середины II в. н. э., был Клавдий Птолемей. Он использовал астрономические координаты (градусная сетка с обозначением градусов и минут) различных географических пунктов древнегреческого путешественника Марина из Тира. Труд Птолемея «Руководство по географии» в восьми книгах явился наиболее подробной подборкой знаний античных ученых по географии. В этом труде была дана методика составления географических карт на основе астрономических координат земных объектов. Всего Клавдий Птолемей привел координаты восьми тысяч географических пунктов, отмечая не только береговую линию, но и расположение гор, рек и различных стран. Труд Птолемея отличался большей полнотой по сравнению с «географией» Страбона. Вплоть до XV–XVI вв. – начала эпохи великих географических открытий – книги Птолемея являлись самым авторитетным и полным источником сведений о странах и континентах.

Начала биологии были заложены в Греции. Основатель «элейской школы» Ксенофан из Колофона (VI–V вв. до н. э.) по останкам окаменевших морских животных, найденным им вдали от моря во время путешествий по Греции, Сицилии и Южной Италии, сделал заключение, что Земля когда-то была покрыта водой.

Величайшим представителем античной медицины, а также учения о человеческом организме был Гиппократ (460 – ок. 370 гг. до н. э.) – уроженец острова Косс. Он учил, что все части организма связаны между собой. Гиппократ отрицал сверхъестественное происхождение болезней. Здоровье, как и болезни, он ставил в непосредственную зависимость от климата страны, где обитает человек, а также от санитарных и бытовых условий его жизни. Несмотря на ограниченность, а иногда и на прямую ошибочность многих физиологических представлений Гиппократа, его медицинские выводы и лечебные предписания часто удивляют своей глубиной. Известно изречение ученого о последовательности методов лечения: «Что лекарства не излечивают, железо излечивает; что железо не излечивает, огонь излечивает; что и огонь не излечивает, лишь смерть излечивает». Медицинская школа Гиппократа положила начало профессиональным объединениям медиков – цехам. Цех разрабатывал профессиональные морально-этические нормы поведения, которые принимались как присяга (клятва Гиппократа). В Риме врачебное дело получает развитие только в I в. до н. э. Здесь появляются специальные больницы: сначала для богатых землевладельцев, а затем для военных.