Часть 1. Искусство познавать окружающий мир

«Над буйным хаосом стихийных сил
Сияла людям мысль, как свет в эфире.
Исканьем тайн дух человека жил,
Мощь разума распространялась в мире...,
Во все века жила затаена
Надежда вскрыть все таинства природы...»

В.Я. Брюсов

Окружающий мир полон тайн, и это побуждает к их разгадке. И человек всё глубже познает его, проникая в самые сокровенные тайны материи.

Искусство познавать окружающий мир… Только самые пытливые люди, наблюдая за окружающим миром, проявляя любознательность и стремление к знаниям, с древних времён были не просто собирателями и коллекционерами знаний, а уже разбирались в фактах, стремились достичь более глубокого понимания явлений и пытались извлечь общие идеи из своих наблюдений. И только совсем немногие из живших и ныне живущих на Земле людей, которые смогли преобразить своим умом мир, открыли и создали за обозримое историей время главное из того, что вообще было открыто и создано человечеством на нашей планете. Сообразно складывающимся обстоятельствам они, обладая пытливым умом, и в меру дарованного им таланта собирали, охраняли, открывали и создавали духовное и материальное богатство мира. Среди всех ценностей есть и крупнейшие открытия на пути развития человечества: добывание огня, приручение животных, переход к земледелию, изобретение каменного топора, мотыги, лука, колеса, керамики, возникновение цветной и черной металлургии, использование энергии ветра, воды, пара, создание двигателя внутреннего сгорания, овладение электрической и атомной энергией. Как видим, тяга к познанию имела огромное значение в жизни всего человечества.

На заре развития человечества у разных народов открытия неоднократно повторялись неизвестными нам творцами и в конце концов утверждались на практике, становясь достоянием всего человечества. Память об этих творцах сохранилась в легендах, мифах в образах героев, титанов, например таких, как Прометей, похитивший у богов огонь для людей.

В условиях древних цивилизаций, где мировоззрение носило обычно религиозно-мифологическую окраску, уважение к труду, знаниям, технике, восхищение результатами их применения проявлялось в мифах, культах. Так, в древних религиях Двуречья существовал миф о первых правителях-полубогах, которые будто бы научили людей достижениям техники и культуры. В Древней Греции зародилось почитание Афины – богини мудрости, бывшей покровительницей наук, труда, законодательства и культуры.

В Древнем Египте считалось, что бог Озирис обучил людей земледелию, ирригации, строительству, врачеванию и календарному исчислению времени. Можно допустить, что основой многих древних мифов являлись воспоминания о реальных людях – изобретателях, ученых.

Как утверждает английский философ Ф.Бэкон (1561–1626),«Египтяне наделяли божественностью и святостью изобретателей вещей». На самых ранних этапах развития цивилизации жрецы, волхвы, маги часто обладали также знаниями по научно-техническим вопросам, а храмы были специфическими хранилищами таких знаний, которые переплетались с фантастическими верованиями.

В ту далекую эпоху появлялись гениальные ученые-изобретатели, поражавшие современников своими знаниями. В водоворотах времени история крайне редко сохраняла их имена. Таким был знаменитый Имхотеп – мудрец, ученый, изобретатель, врач, живший в Египте в XXVIII в. до н.э.

С древнейших времен человеку приходилось совершенствовать орудия производства, обустраивать в меру возможностей свою жизнь. На каждом этапе развития цивилизации уровень используемых технических средств зависел от познания человеком окружающего мира, его законов и умения использовать их на практике в реальной жизни.

«Каждый новый шаг в развитии человечества требовал от наших предков все больших знаний и умения», – писал академик В.А. Кириллин.

Стремление к познанию возникало в первую очередь по необходимости. Грандиозным достижением человечества стало искусственное добывание огня еще во времена среднего палеолита, что обеспечило надежную защиту от холода, хищников, возможность осваивать ранее недоступные северные районы, готовить пищу. В построенных 6–8 тыс. лет тому назад из глины и соломы домах древних земледельцев Месопотамии главное место отводилось очагу. Большинство наших современников уже не представляет, что это такое, но генетическая память не подвластна времени: теплее и значимее, чем «домашний очаг», о своем доме и не скажешь.

Но был и другой фактор – интеллектуальное наслаждение природой и пониманием того, что происходит и почему, наслаждение, получаемое от процесса познания. Оно могло родиться ещё в те далекие времена, когда люди каменного века удивляли своих детей рассказами об окружающем мире, о богах, когда с большим вниманием наблюдали за жизнью животных и создавали рисунки на камне, наслаждаясь, по-видимому, своим искусством. Подобное удивление и восхищение характерно для каждого века, когда ученые создавали науку как искусство понимать природу. Для многих ученых наука стала целью жизни. «Я принадлежу к числу тех, кто считает, что в науке есть большая красота. Ученый в своей лаборатории не только техник; перед явлениями природы он испытывает такие же чувства, какие испытывает ребенок, слушая волшебную сказку», – писала в 1933 г. Мария Склодовская-Кюри, первый ученый, получивший за научные открытия Нобелевскую премию дважды.

Каждая эпоха по-своему отводит науке место в жизни общества. Развитие цивилизации неизбежно влечет за собой изменение роли и места науки, характера и направленности научных интересов, темпов в ее развитии и эффективности использования результатов.

В своем поступательном движении наука прошла длинный нелегкий путь, одолевая шаг за шагом все препятствия, накапливая знания и делая открытия, от великих ученых древности, средних веков, новой истории и до нашего времени.

...Творения интеллекта переживают шумную суету поколений и на протяжении веков озаряют мир светом и теплом...
А. Эйнштейн

Высочайшее достоинство науки в том, что она связывает воедино мысли ученых многих поколений, рассеянных во времени и пространстве, в течение всего развития цивилизации.

Н. Винер отмечал: «Научные традиции, как рощи секвойи, могут существовать тысячи лет, древесина, которую мы потребляем сейчас, – результат вложений, сделанных солнцем и дождем много веков тому назад».

Уже в период расцвета древних цивилизаций вместе с развитием хозяйственной деятельности человека развитие получили и начала науки.

В IV тысячелетии до н.э. в странах Древнего Востока – Месопотамии, Египте, Китае, Индии, а позднее – в странах американского континента, в Древней Греции и Риме наука делает первые шаги в области научного познания мира, начинают складываться первые отрасли естествознания, из которых выделяются такие самостоятельные точные и естественные науки, как астрономия, механика, математика, позднее химия, причем потребности практики стимулировали их развитие. Ученые были и естествоиспытателями, и философами.

Именно развитие земледелия, ирригации, все более далекие путешествия, строительство городов, гигантских сооружений древности, таких как пирамиды, храмы, акведуки и др., требовали соответствующих знаний в области астрономии, механики, математики.

Развитие астрономии в Египте и Месопотамии привело в IV–III тысячелетиях до н.э. к созданию солнечного и лунного календарей, были изобретены часы. В Китае астрономы вычислили периоды затмения Солнца и Луны.

В Месопотамии начиная с VIII в. до н.э. была создана регулярная астрономическая наблюдательная служба, которая позволила расширить представление о небесных телах, рассчитывать их положение во времени и пространстве.

В области математики значительных успехов достигли арифметика и геометрия. На рубеже IV и III тысячелетий до н.э. в Египте употребляли слова и знаки для обозначения тысяч, миллиона, система счисления была в основном десятичной; было положено начало алгебре.

Многие достижения математиков Древнего Востока были в дальнейшем использованы в греческой математике, заложившей основы современной математики.

Большой вклад в развитие математики в Древней Греции внесли Пифагор (582–500 гг. до н.э.) и его школа, которые также много сделали в области геометрии, астрономии и физики; ученые знаменитой ионийской школы в VI–IV вв. до н.э. Их исследования предшествовали работам Эвклида (достоверно известно, что его научная деятельность протекала в Александрии в III веке до н.э.), который в своих знаменитых «Элементах» из тринадцати книг впервые изложил важнейшие положения планиметрии и стереометрии, а разработанная им система аксиом и постулатов использовалась многими поколениями математиков. Идеи, предложенные его учеником Аполлонием (около 262–190 гг. до н.э.), оказали серьезное влияние на развитие аналитической геометрии. В этот период развитие математики в Индии и Китае также привело к важным открытиям.

Хотя в период становления наука была уделом преданных одиночек, однако именно благодаря им древние цивилизации имели серьезные научные достижения.

Мифы и легенды тех далеких лет отражают предвидение будущих достижений человеческого ума, о которых мечтали выдающие умы древности. Это в первую очередь мифы о полетах человека. Так, о возможности осуществить полет с помощью изобретенных человеком средств говорится в древнегреческом мифе о Дедале и его сыне Икаре. В древнеиндийском эпосе «Рамаяна» описан полет на небесной колеснице, которая передвигалась сама по себе, светилась в полете, как огонь в летнюю ночь.

В другом древнеиндийском эпосе «Махабхарата» упоминается о странном оружии, применение которого ведет «к гибели всего живого»:

«Содрогалась земля..., упал мрак и затмилось солнце... Несколько лет после этого солнце, звезды и небо были скрыты облаками и непогодой». И в заключение говорится:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«Но оружие это никогда не применялось и не должно применяться против людей».

В Древнем Египте ученые обычно принадлежали к высшим слоям общества, в том числе к жречеству. Призывал их не пренебрегать практическим опытом, «ученостью зря не кичась», в одном из своих поучений в XXV в. до н.э. мудрец и придворный советник Птахотеп.

В Древней Греции и Риме труд ученых и специалистов считался недостойным гражданина. Наукой занимались те, кто не мог жить иначе и видел в этих занятиях смысл жизни, или те, для кого наука становилась источником существования. Поэтому, несмотря на отсутствие в обществе особой тяги к знаниям, древний мир дал человечеству великих ученых, философов, писателей, художников. С другой стороны, изобретательство, особенно если оно было связано с военным делом, пользовалось уважением в обществе.

Великий дар предвидения присутствует во многих научных идеях, открытиях, изобретениях античных ученых и изобретателей, которые намного опережали свое время и были воплощены в жизнь через тысячелетия.

Так, Архит из Тарента, ученый пифагорийской математической школы, создал в 390 г. до н.э. механизм в виде голубя, способного махать крыльями и взлетать.

Один из крупнейших механиков античности Ктесибий, живший в III в. до н.э., построил орган, действовавший от воздушного насоса. Его современник Филон Византийский устроил ниже выпускного отверстия фонтана шар с четырьмя изогнутыми трубками. Вытекая из них, вода вращала шар. Он создал один из первых реактивных приборов, опередив почти на два тысячелетия изобретение сегнерового колеса. Филон дал описание некоторых военных машин и механических игрушек, основанных на принципах пневматики.

Герон Александрийский (около I в.н.э.), большое внимание уделявший развитию механики, создал ряд устройств, основанных на действии нагретого пара, который своим давлением приводил в действие механизмы, открывавшие храмовые ворота, и др.

В изобретенном Героном эолипиле, использующем подобно шару Филона реактивный принцип, действовал пар. Герон впервые применил принцип, на основе которого почти через два тысячелетия спустя была создана паровая турбина.

Фалес Милетский (примерно 625–547 гг. до н.э.), который считается основателем античной философии, впервые привел данные о притяжении железа и легких предметов натертым материей янтарем.

К гениальным предвидениям относится гипотеза астронома Аристарха Самосского (приблизительно 320–250 гг. до н.э.) о вращении шарообразной Земли вокруг своей оси и о движении ее вокруг Солнца. Однако его идеи остались без внимания и более двух тысяч лет господствовала геоцентрическая система Вселенной.

Виднейший представитель ионийской школы Гераклит (около 530–470 гг. до н.э.) – создатель древнегреческой диалектики – впервые учил, что вечное и непрерывное движение – основной закон мироздания. Ему принадлежит изречение:

«Все течет, все изменяется».

Основы атомистики были заложены Левкиппом (V в. до н.э.). Великий ученый и философ Демокрит (около 460–370 гг. до н.э.) развил учение античной атомистики, исходя из извечности материи: ничто не создается из ничего, всякое изменение – это лишь разъединение и соединение частей. Основу всего составляют неизменные и неделимые атомы, которые находятся в непрерывном движении, воздействуя друг на друга при помощи толчков и давления.

Аристотель с бюстом Гомера (с картины Рембрандта, 1653 г.)Аристотель (около 384–322 до н. э.) – древнегреческий философ и педагог. Почти двадцать лет Аристотель учился в Академии Платона. В 343–336 годах до н.э. был воспитателем и учителем юного Александра Македонского в столице Македонии Пелле. Аристотель и его ученики сделали множество существенных наблюдений и открытий, которые оставили заметный след в истории многих наук. Сам Аристотель особенно большое внимание уделял фундаментальным философским проблемам.

В период развития античной науки научное познание имело нерасчлененный характер, в связи с чем для наиболее крупных ученых была присуща энциклопедичность знаний.

Хотя учитывались в какой-то мере практический опыт, результаты наблюдений и исследований, однако наука о природе основывалась прежде всего на отвлеченных умозрительных подходах, ей была свойственна известная абстрактность. Ее сильной стороной были смелость и самостоятельность взглядов.

Постепенно начинается процесс отделения науки от религии. Хотя сознание большинства ученых, философов еще не освободилась от традиционных религиозных представлений, однако уже появляются отдельные философы, подвергающие их критике. Так, за вольнодумие афинский философ Анаксагор, живший в V в. до н.э., едва не поплатился жизнью.

Первым осознал необходимость систематических исследований выдающийся античный ученый и философ Аристотель.

В своих сочинениях он охватывает практически все известные в то время области знания: естественные науки (математику, механику, физику, астрономию, биологию), медицину, логику, психологию, историю, философию. Аристотель был великим систематизатором знаний, накопленных во времена античности.

Его труды являются энциклопедией знаний античного мира, поражают полнотой и широтой охвата, во многих областях знаний он достиг значительного прогресса, в первую очередь в биологии, логике. С современных позиций меньшего он достиг в физике, астрономии.

В своих естественнонаучных сочинениях он пытался заложить основы физики, базируясь на наблюдениях и опыте.

Его научные работы, идеи и представления о мироздании оказывали очень большое влияние на развитие научной мысли и философию в течение двух последующих тысячелетий.

Выдающая роль в развитии науки и в первую очередь механики принадлежит великому ученому, изобретателю Архимеду (287 – 212 г.г. до н.э.). Он внес большой вклад в развитие физики, механики, гидростатики, математики, астрономии, причем строгость своих теоретических построений он сочетал с их экспериментальной проверкой и использованием на практике, в чем далеко опередил свое время. Архимедом сделаны многочисленные изобретения, которые были тесно связаны с нуждами практики. Архимед, возглавлявший оборону Сиракуз, был убит после взятия города римлянами. По легенде Архимед сказал перед смертью римскому солдату: «Не трогай моих чертежей».

Достижения древнегреческой цивилизации и науки, воспринявших знания, накопленные в странах Древнего Востока, имели огромное значение в истории человечества.

Современный американский ученый Л.Гулд отмечал:«Классическая греческая цивилизация характеризовалась единством искусства, науки и техники – единством, являющимся, несомненно, отличительной чертой всех великих цивилизаций, единством, которое затем исчезло и вновь возродилось при Леонардо да Винчи».

Именно исследования и открытия древнегреческих ученых стали удовлетворять критериям, определяющим науку, когда она представляет собой систему знаний и результатом деятельности научных сообществ становится достижение новых знаний. Этому способствовали создаваемые научные школы и различные учебные заведения.

Так, в VII в. до н.э. действовала ионийская школа, в 530 г. до н.э. было создано пифагорийское философско-научное общество, занимавшееся математикой, астрономией, теорией музыки. Около 387 г. до н.э. Платон организовал в Афинах Академию – философскую школу, продолжавшую традиции пифагорийцев, в работе которой принимали участие Аристотель, Гераклит и другие ученые. Эта школа, просуществовавшая около тысячи лет, была закрыта в 529 г. по указу императора Юстиниана I.

Около 335 г. до н.э. Аристотель основал в Афинах философскую естественнонаучную школу – Ликей, ставшую важным научным центром, продолжавшим свою деятельность многие столетия после смерти Аристотеля.

В начале III в. до н.э. правитель Египта Птоломей I основал в Александрии научную школу Мусейон и знаменитую, самую большую в античном мире библиотеку. Мусейон, бывший одновременно научным учреждением и научной школой, имел большое значение для развития науки. Здесь были собраны лучшие ученые и философы, созданы самые благоприятные условия для исследовательской работы. В Мусейоне учились многие древнегреческие ученые, в том числе Архимед. В 391 г. Мусейон был разрушен, величайшее культурное сокровище античности – Александрийская библиотека – была сожжена во время противоязыческих погромов, устроенных христианами-фанатиками.

В IV в. город Удджайн в империи Гуптов в Северной Индии становится крупным университетским центром с преподаванием естественнонаучных дисциплин, философии, геологии. Подобные университеты, где также обучались студенты из Китая, Тибета, Монголии, Бухары, Японии, были открыты и в других городах Индии.

В V в. в южноиранском городе Гунде-Шахпур по образцу Мусейона была основана Академия, просуществовавшая до захвата города арабами в 639 г.

В период раннего средневековья большой вклад в развитие математики сделали индийские ученые, а в IX – XIII вв. – арабские ученые. В VII – X вв. в Китае сформировалась система образования, включившая высшие школы, где изучались и естественные науки, были образованы научные учреждения – «советы ученых». В средние века до XV ст. Китай оставался страной с развитой наукой

и передовой технологией. Большое внимание развитию науки уделялось в Арабском халифате. При дворе халифа аль-Мамуна в конце VII в. было основано научное учреждение – Дом мудрости, где работали многие ученые во главе с известным математиком аль-Хорезми. В VIII – X вв. общества ученых возникают в Багдаде.

В Кордовском халифате в IX – XV вв. в высших школах Кордовы, Барселоны, Севильи и других городов преподавались, помимо богословия, естественные науки, в научные центры приезжали ученые не только со всего мусульманского мира, но и из Западной Европы.

Успешно развивалась наука в Средней Азии, где в VIII – XII вв. жили выдающиеся ученые, мыслители и поэты, такие как один из крупнейших математиков и астрономов аль-Хорезми (783 – 850 гг.), ученый-энциклопедист аль-Бируни (973 – около 1050 гг.), создавший капитальные работы по математике, астрономии, физике, геологии, допускавший возможность движения Земли вокруг Солнца; один из виднейших мыслителей, философ, ученый и врач Ибн-Сина (Авиценна, около 980 – 1037 гг.); великий поэт, философ, астроном и математик Омар Хайям (около 1048 – 1123 гг.). В его четверостишьях (рубаи) – смелость мысли, вера в возможности человека, его разума:

«Светоч мысли, сосуд сострадания – мы,
Светоч высшего разума – мы,
Изреченье на этом божественном перстне,
На бесценном кольце мироздания– мы!»

В средневековье наука в Европе оказалась в трудном положении и много столетий, вплоть до конца второй половины XV столетия, находилась в состоянии застоя, в ней господствовала церковная схоластика. С IV в. началось наступление на «языческую» науку и философию. При всеобщем пренебрежении наукой в тот период следовали одно за другим проявления варварства, способные заглушить в зародыше всякое стремление к познанию. Византийский император Юстиниан I в 529 г. заставил навеки умолкнуть просуществовавшую около тысячи лет философскую школу в Афинах и этим актом грубого насилия прекратил деятельность греческой философии, имевшей громадное значение в судьбе человечества. В 415 г. толпа фанатиков растерзала в Александрии выдающуюся ученую Ипатию.

Когда в 1484 г. Колумб изложил свои мысли относительно морского пути в Индию перед схоластическим собранием, то последнее на основании церковных учений твердо и ясно доказывало ему, что он никогда не вернется назад, так как этого не допускает форма Земли. Мнение высшего церковного учреждения считалось в то время неопровержимым и Колумбу тогда было отказано в помощи.

Его первая экспедиция состоялась только в 1492–1493 годах. Возвращение Колумба послужило фактическим опровержением взглядов последователей схоластики о форме Земли и стало началом конца схоластического периода в науке.

Влияние христианской церкви все возрастало, просвещение и наука всецело зависели от неё, центрами учености становятся монастыри, а впоследствии возникшие с XI в. многочисленные университеты, где проводились крайне ограниченные научные исследования. Церковные власти осуществляли жесткий идеологический контроль за деятельностью университетов. Традиция заменяла эксперимент, предрассудки властвовали над наукой, расцветала схоластика. Религиозные фанатики считали своей важнейшей задачей препятствовать свободному развитию научной мысли. Изучение сочинений античных философов разрешалось, но с помощью суждений и взглядов, заключающихся в них, духовные лица пытались доказать истинность церковного учения. Так, виднейший представитель богословской науки Фома Аквинский, ссылаясь на сочинения Аристотеля, доказывал, что звезды движутся ангелами. Вся наука также находилась во власти церковных догм. Даже ещё в 1500 году говорилось:

«Чтобы стать ученым, надо наизусть знать Аристотеля; понимать его – не суть важно; сомневаться в его словах – богохульство». Со временем философия древних мыслителей всё же оказала свое живительное и плодотворное влияние на науку и общество. В XIII веке завершилась впечатляющая своим размахом и интенсивностью переводческая деятельность, благодаря которой в Западной Европе стало возможным знакомство с целостным аристотелевским наследием и с огромной массой литературы о достижениях восточной философии и науки. Знания, принесенные с Востока благодаря походам крестоносцев и развивающейся торговле в XI – XIII веках, впоследствии легли в основу многих научных открытий. И даже в ХХ в. знание древнекитайской философии помогло замечательному датскому физику Нильсу Бору создать свою теорию строения атома, а выдающийся учёный В.И. Вернадский при разработке учения о биосфере, особо подчеркивая значение космических факторов, пользовался древней индийской философией.

За монастырскими стенами стали встречаться отдельные исследователи, научные идеи которых намного опережали свой век. Гениальный английский монах Роджер Бэкон (1214 – 1292) постиг все знания своего времени, его естественнонаучные труды охватывают физику, химию, алхимию, медицину, астрологию и физико-математическую географию. Особенно обстоятельно изучал Бэкон явления магнетизма и даже производил опыты, исследуя его влияние на растения. Богатую фантазию проявил он и в области механики, где взялся за постройку самодвижущихся экипажей и кораблей, летательной и водолазной машин, приспособлений для поднятия тяжелых грузов, стараясь проложить путь к применению известных в то время законов механики в практической жизни. Во всех своих произведениях он клеймил невежество и предрассудки, веря в могущество человеческого разума, придавал особое значение экспериментальным доказательствам научных положений. Так, он призывал:«Наблюдайте то, что происходит! Перестаньте подчиняться догмам и авторитетам; взгляните на мир!» Этому универсальному учёному церковным начальством было не только запрещено всякое занятие науками и общение с другими учеными, но он должен был ещё десять лет томиться узником, и уже старым, разбитым человеком, незадолго до смерти, был освобожден из заключения.

Произведения Бэкона и его идеи утаивались. Это стало причиной того, что экспериментальное направление в области физических исследований, к которому Бэкон с таким искусством проложил путь, в то время не получило развития. И только позже, в середине XVI столетия, сочинения Роджера Бэкона были напечатаны в отрывках и оказали большое влияние на развитие науки.

Первый университет в Западной Европе был основан в городе Палермо в первой половине XI в. Появление университетов, крупнейшими из которых были Парижский и Оксфордский, основанные в 1160 и 1167 гг., ознаменовало серьезные изменения в интеллектуальной и духовной жизни Европы.

В университеты принимали всех желающих учиться практически без ограничений.

Содержание, характер и цели обучения в них означали прежде всего отход от монастырской культуры, создавались факультеты, где обучались некоторым светским профессиям. Университеты, как правило, включали четыре факультета: свободных искусств, медицинский, юридический и теологический. Установка на то, чтобы дать в них (разумеется, в пределах, допускаемых церковью) рациональное обоснование вере, обусловливала высокую оценку роли разума. А это, по сути, вызывало интеллектуальное любопытство и стремление к рациональному рассуждению вне сферы теологии. Научная мысль в XIII – XIV вв. сосредоточивается в основном в двух университетских центрах – Парижском и Оксфордском.

Необходимость в науке постепенно росла. Великие географические открытия (морской путь в Индию вокруг Африки, открытие Америки и успешно развивающаяся торговля) потребовали увеличения производства товаров, невозможного без развития техники. Поэтому предрассудки в науке отступали на задний план, оттесняемые экспериментальными наблюдениями и выводами.

В течение трех столетий, предшествовавших XVII веку, в Европе росли и распространялись идеи Возрождения, возникали прогрессивные взгляды в искусстве и литературе, новые направления в религии. В этот период возрождалось лучшее из культурного и научного достояния античного мира, разрушались каноны догматического мышления средневековья. Крепкие тиски традиционной схоластики слабели, вековое невежество уступало место изучению греческих авторов в оригиналах. Производство бумаги и рождение печати повсеместно способствовали распространению знаний, усиливался всеобщий интерес к науке. Благодаря развитию навигации появлялись новые рынки, новое отношение к окружающему миру, а также новые возможности интеллектуального развития. Распространение книгопечатания сделало науку доступной широким кругам населения. Научными исследованиями стали заниматься люди, которые вышли из разных слоев общества и принесли с собой новые взгляды и идеи, а главное, преданный забвению метод свободного суждения в деле научного исследования. В это время свободно развиваются искусство и ремесла, помогая проявлению беспокойного и жаждущего знаний человеческого разума.

Крупнейшим общеобразовательным и богословским центром Украины, России и Белоруссии была Киево-Могилянская академия – родоначальница Славяно-греко-латинской академии. Датой основания академии считается 1615 год – год создания Киевской братской школы. В 1632 году школа была преобразована в коллегию, в которой преподавали знаменитые просветители своего времени – Иов Борецкий, Мелетий Смотрицкий, Иннокентий Гизель и др. Поддержку коллегии оказывал св. митрополит Петр Могила, сделавший её превосходным по тем временам учебным заведением. Его имя осталось в названии коллегии, которая в 1701 году, получив статус и права академии, стала называться Киево-Могилянской академией. Она много сделала для распространения образования и развития культуры на славянских землях. В академию принимались, независимо от сословного происхождения, представители духовенства, дворяне и разночинцы. Среди студентов академии было также немало представителей Сербии, Польши, Молдавии, Венгрии, Болгарии, Греции. Под непосредственным влиянием и с её помощью в 1686 году была открыта Славяно-греко-латинская академия в Москве, ректорами и профессорами которой были в основном воспитанники Киево-Могилянской академии. Немало выдающихся украинских и российских представителей духовенства, ученых, писателей, государственных деятелей получили образование в Киево-Могилянской академии. Здесь обучались представители руководства первого состава Синода Ст. Яворский, Ф. Прокопович, А. Лопатинский, писатель Симеон Полоцкий, философ и поэт Г. Сковорода, будущие гетманы И. Мазепа, П. Орлик, первый российский министр народного образования П. Заводовский, канцлер А. Безбородько и многие другие.

Бессмертное творение Данте Алигьери «Божественная комедия» (начало XIV в.) возвестило о начале эпохи Возрождения, когда приобрела новое значение человеческая личность и ее духовный мир.

Творчество деятелей эпохи Возрождения утверждает безграничные возможности человека, его воли и разума, красоту и гармонию действительности, цельность и стройную закономерность мироздания. Так, величайший учёный и гениальный инженер проявляется в знаменитом художнике эпохи Возрождения Леонардо да Винчи.

Леонардо да Винчи настолько опередил свой век, что оценить его научное творчество выпало на долю лишь последующих поколений. Хотя бессмертным на все времена сделали его имя произведения в области искусства, тем не менее и научные дарования Леонардо да Винчи были не ниже художественных.

С увлечением научно и практически он обстоятельнейшим образом занимался наблюдением и исследованием природы, изучил математику, физику, астрономию, геологию, анатомию. Его знания в этих областях тем более достойны удивления, что Леонардо вел скитальческую жизнь и его богатая деятельность в искусстве оставляла ему мало времени для научных занятий. Везде, где только останавливался Леонардо да Винчи, он умел извлекать из своих познаний пользу для практической жизни. Он живо интересуется производством различных изделий и в его записных книжках появляются эскизы и схемы изобретений, которые должны помочь зарождающейся промышленности: цепные силовые передачи, станок для насечки напильников, многочисленные ткацкие машины. Состоя на службе у миланского герцога, Леонардо сооружал крепости, осушал болота в долине реки По, снабжал город водой и руководил постройкой зданий в Милане. Как отмечалось в первом томе настоящего издания, он внес неоценимый вклад в развитие гидравлики, гидротехники и гидравлических двигателей. Не обошел Леонардо да Винчи своим вниманием и машины энергетические. В его записях содержатся эскизы тепловых двигателей, он предложил новый тип мельничного колеса – с вертикальным валом и закругленными ложкообразными лопастями, его перу принадлежит чертеж так называемой голландской ветряной мельницы.

Эскизы и схемы из записных книжек Леонардо да Винчи

От его гениального ума не могло остаться скрытым то, что из трёх измерений пространства человек собственно владеет лишь двумя и что третье доступно ему только до известной высоты. Из этих размышлений родилось в нем желание построить машину, с помощью которой человек мог бы подниматься в воздух, подобно птице. Кстати, именно он правильно показал, что воздух представляет собой упругое тело, состоит из составных частей и обладает весом. Верный своим убеждениям в том, что основанием всякой физической задачи должны оставаться опыт и математика, Леонардо, прежде чем перейти к проекту летательной машины, занялся исследованиями природы птичьего полета, которые и сейчас считаются классическими. Он также разработал проекты устройств, напоминающих геликоптер и парашют.

Какой ясности достигала мысль этого великого исследователя в области физики лучше всего видно из того, что в своих трудах он, на столетия опередив время, указывал, что многократно предпринимаемое уже тогда решение проблемы «вечного двигателя» («perpetuum mobile») – невозможно и проблема эта никогда не будет разрешена. Крупнейший специалист по работам Леонардо да Винчи Карло Педретти установил, что запись о невозможности построения вечного двигателя, находящаяся в составленном Леонардо Миланском кодексе, датируется 1493 г. В 1775 г. Французская академия приняла решение не рассматривать предложения о вечных двигателях, поскольку построение их невозможно.

Именно в это время в Европе активно создаются различные научные учреждения нового типа – академии наук. Начало этому было положено в Италии: ещё в 1560 г. в Неаполе образовалась Академия тайн природы; в Риме действовала Академия Линчеи, членом которой был Галилео Галилей; во Флоренции Академию опыта создало семейство Медичи. В начале XVII века в Лондоне возник кружок учёных, регулярно собиравшихся для обсуждения научных проблем. «Мы, – рассказывал один из членов этого кружка, – оставили в стороне вопросы богословские и политические, а занимались рассмотрением и обсуждением исследований по естествознанию и смежным  с ним наукам, как-то:  физике, анатомии, геометрии, астрономии, мореплаванию, статике, магнетике, химии, механике  и естественноисторическим  опытам, знакомясь с состоянием этих наук дома и за границей». На базе этого кружка в 1662 г. было организовано Лондонское королевское общество, членами которого были такие известные ученые, как Бойль, Гук, Гюйгенс, Ньютон. С 1666 г. приобрела официальный статус Парижская академия наук. В начале 1724 г. и в России по указу Петра I основывается Петербургская академия наук.

Леонардо да Винчи (1452–1519)

Леонардо да Винчи считал наблюдение и эксперимент единственным правильным подходом к науке: «Бесполезны и полны ошибок те науки, которые не родились из эксперимента, матери всех фактов, и которые нельзя свести к одному ясному эксперименту». Крайне важным он считал соединение теории с практикой: «Увлекающийся практикой без науки – словно кормчий, ступающий на корабль без руля и компаса; он никогда не уверен, куда плывет». Леонардо да Винчи первый предложил использовать для усиления тяги воздуха жестяную трубу над фитилем лампы, чем достигалось устранение копоти и увеличение яркости света. В дальнейшем жестяная труба была заменена стеклянной.

 

Понимание важности и роли знаний было одним из замечательных качеств, присущих российскому императору Петру I. Его поступки и решения в области науки носят системный, по государственному стратегически продуманный характер. Программа деятельности Петербургской академии наук не была скопирована с программ других академий, а являлась вполне самостоятельной, продиктованной потребностями быстро развивающейся России. Перед академией ставились теоретические и практические цели – разработка и распространение полезных практических знаний. В то же время академия должна была стать не только научно-исследовательским, но и учебным заведением. Как исследовательское учреждение она делилась на три класса: математический, физический и гуманитарный. Академией выполнялись важные работы по изучению природы и производительных сил страны. Научная работа велась в стенах самой академии, в её кабинетах, лабораториях, мастерских. Научные издания академии – «Комментарии» и «Новые комментарии» – вскоре приобрели мировую известность. В качестве специалистов для работы в академии были приглашены замечательные западноевропейские ученые – математик Леонард Эйлер, физик Георг Рихман, братья Бернулли и др., а в число шести первых русских академиков входил М.В. Ломоносов.

Эти организации способствовали развитию науки, в которую пришел эксперимент, истинность умозаключений стала проверяться его результатами. Создавались новые приборы, и с их помощью человеческий разум стал более глубоко познавать законы природы. Научные академии оказывали поддержку экспериментальным исследованиям, поощряли дискуссии и обмен мнениями, большим вкладом в развитие науки была возможность публикаций научных трудов. Учёным больше уже не приходилось ограничиваться личной перепиской для сообщения о своих научных открытиях. Теперь эти открытия проверялись на опыте, обсуждались, а затем публиковались в печати. С ними можно было ознакомиться и применить их на практике. Оживленная и широкая дискуссия способствовала тому, что научные проблемы буквально «витали в воздухе».

Важнейшим достижением науки эпохи Возрождения явилось утверждение Николаем Коперником (1473 – 1543) гелиоцентрической системы мира, обоснованное в его работе «Об обращении небесных сфер». «В середине всех этих орбит, – писал Коперник, – находится Солнце… Поэтому не напрасно называли Солнце душой Вселенной…»

Великий итальянский ученый Галилео Галилей одним из первых приветствовал продвижение науки на ту новую ступень развития, где критическое мышление и фантазия ученого соединились в единое содружество теории и эксперимента.

Галилей был не только профессиональным ученым и инженером, но и мыслителем, придерживался в основном материалистических взглядов на окружающий мир. Познавая природные явления, ученый верил в существование их независимо от человека. По его представлениям, природа бесконечна, следовательно, бесконечен и процесс познания. Он считал, что мир рационален и все в нем подчинено механической причинности. Отыскание причин интересующих нас явлений – главная цель науки. Галилей неоднократно подчеркивал, что при проведении всякого исследования научные гипотезы следует проверять экспериментами. Настоящий эксперимент, по мнению Галилея, должен быть способом преобразования мышления. Таким образом, к исследованию природных явлений Галилео Галилей подходил по существу так же, как и современные исследователи.

Пизанская башня

Галилей совершил ряд великих открытий, ввел в качестве основы научного познания описание данного эксперимента на языке математики. Он считал, что знания, полученные экспериментальным путем, должны приводиться в систему с помощью абстрактных математических представлений. «Наука, связывающая теорию и эксперимент, фактически началась с работ Галилея», – писали А.Эйнштейн и Л.Инфельд.

Галилео Галилей (1564 –1642)

Галилео Галилей был сыном итальянского дворянина Винченцо Галилея, философа и музыканта. Он учился в монастыре, затем поступил в университет изучать медицину, но увлекся математикой, физикой, астрономией, механикой, познакомился с сочинениями Эвклида, Архимеда, Аристотеля и с огромной энергией и энтузиазмом начал заниматься математикой и механикой движущихся тел. Галилей увлеченно изучал старинные книги, проверяя их утверждения и идеи с помощью эксперимента. Он упорно проводил опыты сам и использовал чужие эксперименты, пока не добивался правильного решения проблемы. Жизнерадостный, обладающий развитым чувством юмора, умеющий наблюдать не только красоты, но и действия природы, он вскоре приобрел широкую известность своими открытиями в области механики и астрономии. Галилей был великим учителем и мыслителем, обладал таким блестящим полемическим талантом, что мог превзойти философов, воспитанных на старых традициях, пользуясь их же собственными аргументами. Страстно и с поразительным мастерством читал он свои лекции, писал сочинения о движении, механике, астрономии. Ещё в молодости, когда он был преподавателем математики при Пизанском университете, возник спор о том, зависит ли скорость падения тел от их веса. Приверженцы Аристотеля считали скорость падения тел прямо пропорциональной их весу. Как утверждает его ученик и биограф Винченцо Вивиани (1622–1703), Галилей для разрешения этого вопроса стал проводить опыты по изучению законов свободного падения тел, используя Пизанскую наклонную башню, и доказал, что скорость тел при свободном падении не зависит от их веса.

Работы Галилея, его лекции и дискуссии, в которых он поддерживал учение Коперника, независимость взглядов, нетерпимость в отношении к схоластике и убедительность доказательств привели к разногласиям с авторитарными представителями церкви и последовавшим тяжелым испытаниям для ученого. Как и труды Коперника, его сочинение «Диалог о двух системах – птолемеевой и коперниковой» было занесено в число запрещенных книг, а сам ученый был привлечен к суду инквизиции.

С 1633 года после суда инквизиции и вынужденного отречения от учения Коперника больной, уже слепнувший Галилей, находясь под надзором инквизиции, не бросает занятия наукой. В 1638 году в Голландии выходит из печати самое знаменитое из его произведений – «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению». В нем содержатся описание его исследований ускоренного движения (которые затем легли в основу законов Ньютона), изучения упругости тел (в одной из бесед он доказывает, что вода не может быть поднята насосом на высоту, большую 18 локтей – 10,33 м) и его обоснование исчисления бесконечно малых.

На полях принадлежащего Галилею экземпляра «Диалога о двух системах – птолемеевой и коперниковой» его рукой сделано замечание: «По поводу введения новшеств. Ну кто может сомневаться в том, что новшества, стремящиеся сделать рабами чужой воли умы, созданные богом свободными, не могут не привести к сильнейшей смуте? Требовать, чтобы люди отказывались от собственных суждений и подчинялись суждениям других, и назначать лиц, совершенно невежественных в науке или искусстве, судьями над людьми учеными, наделяя их властью обращаться с последними по своему усмотрению, – это такие новшества, которые способны довести до гибели республику и разрушить государство».

Труды Галилея лежат в основе современной физики и служат источником знаний для всех последующих поколений. Его справедливо считают не только отцом экспериментальной физики, как это давно вошло в традицию, но и великим ученым-теоретиком. Как утверждал Бертран Рассел, «при противопоставлении желаемого действительному знания достаются с трудом… Галилей сделал первый большой шаг к накоплению надёжных и имеющих общий характер знаний. Поэтому его можно считать прародителем современной науки». 

Нелегко давалось ученым достижение научной истины. Тернист был путь науки в веках. К.А. Тимирязев писал: «Костер задушил голос Бруно, исторг отречение Галилея, вынудил малодушие Декарта». К этим ученым вполне можно отнести слова бельгийского поэта Э. Верхарна:

Исаак Ньютон (портрет работы Г. Кнеллера, Национальная портретная галерея, Лондон)Исаак Ньютон (1643 –1727) – один из величайших ученых за всю историю, заложивший основы современного естествознания, создатель классической физики. Его работы по оптике, астрономии, математике явились важнейшими этапами в развитии этих наук. Но самым главным, что навсегда внесло его имя в историю науки, было создание новой системы механики. Ньютон сформулировал основные законы механики и был создателем единой физической программы описания всех физических явлений на базе механики, открыл закон всемирного тяготения и разработал на его основе теорию движения небесных тел. Он объяснил приливы в океанах, заложил основы механики сплошных сред, акустики и физической оптики.

Пускай же каменист и неприступно крут
Твой путь за истиной в погоне,
Дерзанья золотые кони
В грядущее тебя взнесут!

«Счастлив, познавший причины», – эта надпись была выбита на медали, созданной в честь И. Ньютона.

Сконструированный Ньютоном в 1671 г. телескоп-рефлектор (второй, улучшенный) послужил поводом для избрания его в январе 1672 г. членом Лондонского королевского общества, в котором с 1703 г. и до конца жизни он был бессменным президентом. В 1687 г. был издан его труд «Математические начала натуральной философии», содержащий основные понятия и аксиоматику механики, в частности три основные её закона и закон всемирного тяготения. Выход в свет

«Начал» открыл новый период в истории познания мира, так как в них впервые содержалась законченная система механики, законы которой управляют большим количеством процессов в природе. Величие замысла автора, подвергнувшего математическому анализу систему мира, глубина и строгость изложения поразили современников. Его открытия оказали огромное влияние на развитие науки нового времени, базирующейся на экспериментальных исследованиях.

Научное творчество Ньютона сыграло исключительно важную роль в развитии искусства познавать природу. По словам А. Эйнштейна,

«Ньютон был первым, кто попытался сформулировать элементарные законы, которые определяют временный ход широкого класса процессов в природе с высокой степенью полноты и точности» и «…оказал своими трудами глубокое и сильное влияние на всё мировоззрение в целом».

Всем было совершенно ясно, что в основе существования Вселенной, и Земли в частности, лежат универсальные законы мироздания, пространственные и количественные взаимосвязи, свойства и процессы. Об этом так пишет известный японский физик Х.Юкава:«Обдумыванием физической картины мира занимались многие ученые мира после Ньютона: как для него, так и для них это было могучим источником интереса к нашей науке. Стремление утвердить новый взгляд на мир, создать новый образ мироздания – прекрасно, и мне кажется, что это компетенция физиков, а не философов… Конечно, Ньютон абстрагируется, но он оставляет самое существенное и создает единую картину мира. Ему принадлежит, по крайней мере, построение теории Солнечной системы…»

Итак, опыт и математический расчет – вот те основные научные методы, применение которых по представлениям этих замечательных ученых – Г. Галилея и И. Ньютона – позволяют успешно исследовать мир природных явлений. Основы современной науки, которые были заложены в XVI – XVII вв., связывают прежде всего с именами Г. Галилея и И. Ньютона.

Медаль, выпущенная в 1726 году в честь Исаака Ньютона

Успехи, достигнутые объединёнными усилиями ученых в познании мира, в создании основ всех современных знаний, были огромны. Благодаря этому научная революция, связанная с именами Коперника, Галилея, Кеплера, Тихо Браге, Ньютона, Гильберта и многих других, в XVI – XVII веках окончательно разорвала оковы средневековой схоластики. Наступило время опытного, экспериментального исследования природы. Наука как искусство познавать природу развивалась по таким основным направлениям: по мере роста свободы слова росло и общее значение науки, основанной на эксперименте; происходило накопление фактических знаний и теории; развивались математические методы для решения тех или иных задач; изобретались и конструировались новые приборы для проведения экспериментов; изменялись научные методы и отношение к науке. Дискуссии и публикация трудов помогали ей становиться общенародной и универсальной. Истинность науки стала воздействовать на человеческий разум, а накопление новых практических знаний привело к значительным достижениям в технике.

«Наука – это неустанно многовековая работа мысли свести вместе посредством системы все познаваемые явления нашего мира»
А. Эйнштейн

Титульный лист книги Исаака Ньютона «Математические начала натуральной философии»

Большие заслуги в развитии современной науки принадлежат великому физику, механику и математику, члену Петербургской академии наук Л. Эйлеру (1707 – 1783). Его страсть к науке была поразительной. Даже когда ослеп, он продолжал до конца жизни трудиться с прежним напряжением, диктуя свои работы ученикам.

Великий русский ученый М.В.Ломоносов (1711 – 1765) – ученый энциклопедических знаний, много сделавший для отечественной науки, – внес большой вклад в развитие физики, математики, астрономии, химии, геологии. Одним из крупнейших его достижений было утверждение закона сохранения энергии.

Ломоносову было присуще стремление все созданное в науке использовать в промышленности. Как выразился А.С.Пушкин,«Ломоносов не только создал первый русский университет, но и сам являлся первым нашим университетом». Естественные науки получили в XIX и особенно в ХХ в. необычайно быстрое развитие. Научнотехническая революция в ХХ в. явилась следствием высокого уровня развития науки и производства.

Как видим, развитие теоретической мысли в тот или иной период времени зависело от того, насколько своевременно назрела необходимость в данной теории и насколько подготовлена почва для восприятия новых идей как с интеллектуальной, так и с практической точки зрения. Научное познание строилось с помощью перекрестного процесса исследований и рассуждений многих сторон. К важным открытиям часто двигались не напрямик, а исследуя явления природы в разных направлениях, переходя от одной гипотезы к другой, которая в свою очередь подвергалась проверке. Различными путями накапливались новые знания, затем они проверялись с разных точек зрения. Совпадение результатов, полученных разными методами исследования, давало уверенность в том, что достигнутые знания имеют надежную основу. Каждое поколение умножало знания, разрабатывало новые методы и технические приемы для их проверки, находило ответы на старые вопросы и ставило новые. «Наши знания никогда не могут иметь конца, именно потому, что предмет познания бесконечен», – отмечал Б. Паскаль.

Одна и та же проблема в определенный момент часто привлекает внимание многих ученых одновременно, и решение одной и той же задачи может быть получено не одним человеком, а несколькими, независимо друг от друга. Успех может выпасть на долю одного из них, которому удается отстоять свое открытие, свою теорию. Создание такой теории, которая давала бы сильнейшее чувство интеллектуального удовлетворения и уверенности, – это настоящее искусство, то, что мы называем познанием окружающего мира.

Не все в современной науке можно представить, например электрон, имеющий корпускулярно-волновые свойства. Поэтому и положения квантовой механики часто воспринимаются с трудом. Один из крупнейших советских физиков Л.Д.Ландау сказал по этому поводу:«Величайшим достижением человеческого гения является то, что человек может понять вещи, которые он уже не в силах вообразить». Для многих ученых наука стала смыслом жизни. К ним относятся слова Галилея: «Ничто великое в мире не совершалось без страсти». Проходят тысячелетия, и человек, обогащаясь знаниями, познавая законы природы, становится создателем материальных благ – главной силой, определяющей развитие общества. Но сам процесс овладения искусством познавать окружающий мир весьма длительный и непростой.

Наука сделала человека всесильным, но эта сила может быть направлена не только во благо человечества на созидание, но и на разрушение, на уничтожение всего, что мы называем цивилизацией. Одно из самых выдающихся открытий современной науки – открытие явления радиоактивности А. Беккерелем в 1896 г., оказавшее огромное влияние на развитие науки и позволившее овладеть атомной энергией, – наиболее остро поставило вопрос о моральной ответственности ученых перед обществом, о необходимости широкого международного сотрудничества ученых, направленного против использования новейших научных достижений в военных целях.

Развитие цивилизации, потребности практики, производства поставили перед учеными задачи познания тепловых, электрических и магнитных явлений, радиоактивности, изучения возможности их использования. И поэтому всегда уместно помнить о тех ученых, кто создавал науку и своим трудом оставил заметный след на Земле. И в дальнейшем мы вспомним многих из тех, кто внес свой скромный вклад в познание явлений природы, знание которых в будущем помогло человеку создать совсем новый мир – мир современной энергетики.