Научный метод

 

По учению Аристотеля, звезды неподвижно укреплены на небе и обращаются вместе с ним, а «блуждающие  светила» (планеты) движутся по семи концентрическим  кругам. Причиной небесного движения является Бог.

 

 

 

Сейчас учение Аристотеля о Вселенной кажется нам смешным, но не забывайте, в какое время  он жил и каковы были достижения науки того времени. А вот к  этому умозаключению Аристотеля стоит прислушаться и нам: «Как конь рожден для бега, бык для пахоты, а собака для поисков, так и человек рожден для двух вещей — для умопостижения и действия». Под «умопостижением» Аристотель понимал непрерывную тягу к знаниям.

 

4. Геоцентрическая система  мира система мира Птолемея

 

Первой глобальной естественнонаучной революцией, преобразовавшей астрономию, космологию и физику, было создание последовательного учения о геоцентрической[1] системе мира. Начало этому учению положил еще древнегреческий ученый Анаксимандр, создавший в 6-м в. до н.э. довольно стройную систему кольцевых мироустроений. Однако последовательная геоцентрическая система была разработана в 4-м в. до н.э. величайшим ученым и философом древности Аристотелем, а затем,  в 1-м в. математически обоснована Птолемеем. Геоцентрическую систему мира обычно называют системой Птолемея, а естественнонаучную революцию – аристотелевской. Почему же мы называем это учение революционным?

 

Переход от исходного  эгоцентризма, а затем племенного или этнического топоцентризма[2] к геоцентризму представлял собой  первый шаг на пути формирования его как объективной науки. Действительно, при этом непосредственная видимая полусфера неба, ограниченная горизонтом, была дополнена  аналогичной небесной полусферой до полной небесной сферы. Соответственно и сама Земля, занимающая центральное положение в этой сферической Вселенной, стала считаться шарообразной. Пришлось, таким образом, признать не только возможность существования антиподов - обитателей диаметрально противоположных пунктов земного шара, но и принципиальную равноправность всех земных наблюдений мира. Вопрос же о наблюдениях, наблюдателях является весьма важным с точки зрения формирования объективной научной картины мира.

 

Интересно, что непосредственное подтверждение выводов о шарообразности Земли пришло значительно позже  – в эпоху первых кругосветных путешествий и великих географических открытий, т.е. лишь на рубеже 15-го и 16-го веков, когда само геоцентрическое учение Аристотеля - Птолемея с его канонической системой идеальных равномерно вращающихся гомоцентрических (т.е. с единым центром) небесных сфер уже доживало свои последние годы. 

 

Гиппарх, александрийский  ученый, живший во 2 веке до н. э., и другие астрономы его времени уделяли  много внимания наблюдениям за движением  планет. Эти движения представлялись им крайне запутанными. В самом деле, направления движения планет по небу как бы описывают по небу петли. Эта кажущаяся сложность в движении планет вызывается движением Земли вокруг Солнца - ведь мы наблюдаем планеты с Земли, которая сама движется. И когда Земля " догоняет" другую планету, то кажется, что планета как бы останавливается, а потом движется назад. Но древние астрономы думали, что планеты действительно совершают такие сложные движения вокруг Земли.

 

Великий астроном и математик  Клавдий Птолемей (87 - 165) сделал выбор в пользу геоцентрической модели Мира. Он завершил начатое Гиппархом математическое описание движений небесных тел и блестяще выполнил программу Платона- "с помощью равномерных и правильных круговых движений спасти явления, представляемые планетами ". Он пытался объяснить устройство Вселенной с учетом видимой сложности движения планет. Считая Землю шарообразной, а размеры ее ничтожными по сравнению с расстоянием до планет и тем более звезд. Птолемей, однако, вслед за Аристотелем утверждал, что Земля - неподвижный центр Вселенной.

 

В основе системы мира Птолемея лежат четыре постулата:

 

I. Земля находится  в центре Вселенной. 

 

II. Земля неподвижна.

 

III. Все небесные тела  движутся вокруг Земли. 

 

IV. Движение небесных  тел происходит по окружностям с постоянной скоростью, т. е. равномерно.

 

Так как Птолемей считал Землю центром Вселенной, его  система мира была названа геоцентрической. Вокруг земли, по Птолемею, движутся (в  порядке удаленности от Земли) Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн, звезды. Но если движение Луны, Солнца, звезд круговое, то движение планет гораздо сложнее. Каждая из планет, по мнению Птолемея, движется не вокруг Земли, а вокруг некоторой точки. Точка эта в свою очередь движется по кругу, в центре которого находится Земля. Круг, описываемый планетой вокруг движущейся точки, Птолемей назвал эпициклом, а круг, по которому движется точка около Земли,- деферентом. Птолемей построил геоцентрическую модель Мира (по сути дела - модель солнечной системы), которая позволила объяснить все наблюдаемые особенности движения планет, Солнца и Луны, а главное, стала мощным инструментом для предсказания (предвычисления) положений этих небесных тел. Главный труд Птолемея - "Большое математическое построение ", по гречески "Мегале математикес синтаксеос ",- еще в древности получил широкую известность под названием "Магисте синтаксеос " ( "Величайшее построение "). Отсюда искаженный арабский вариант названия - "Ал Магесте ", или "Альмагест ", под которым этот 13-томный труд известен в современном мире. "Альмагест " - это подлинная энциклопедия астрономических знаний того времени, один из шедевров мировой научной литературы.

 

 

9. Атомистика философов Древней Греции и Рима.

 

Характерные черты естествознания того времени – это накопление эмпирического материала, попытки объяснить мир с помощью общих умозрительных гипотез и теорий, в которых предсказывалось, предвосхищалось немало позднейших научных открытий. К примеру, в ту эпоху зародились идеи об атомарном, дискретном строении материи.

 

Древние греки создали учение о материальной первооснове всех вещей, родоначальниками которого были Фалес Милетский (625-547 до н. э.), Анаксимандр (610-547 до н. э.), Анаксимен (585-525 до н. э.) и другие античные философы. С вершин нынешних знаний многое в их учении кажется наивным. Так, Фалес считал, что основой всего является вода. Анаксимандр усматривал такую основу в некоем «алейроне» – единой, вечной, бескачественной материи, а Анаксимен – в воздухе. Все они представляли первоначально существующего как нечто материальное.

 

Другой известный древнегреческий  философ Гераклит Эфесский (530-470 до н. э.) считал основой основ огонь. Все вещи появляются из огня и снова  в него возвращаются. Гераклит утверждал: «Мир единый, не создан никем из богов  и никем из людей, а был, есть и будет вечно живым огнем, закономерно воспламеняющимся и закономерно угасающим».

 

Непосредственными предшественниками  атомистов были Эмпедокл (490-430 до н. э.) и Анаксагор (500-428 до н. э.), они  выдвинули концепцию элементов, из которых построена Вселенная.

 

По учению Эмпедокла  такими материальными элементами являются огонь, воздух, вода и земля. Они вечны, неразрушимы, хотя и изменяются по числу  и величине путем соединения и  разделения. Эмпедокл утверждал: «Ничто не может произойти из ничего, и никак не может то, что есть, уничтожиться». Эта мысль Эмпедокла очень близка к знакомому нам закону сохранения вещества, который играет такую фундаментальную роль в современной физике.

 

Анаксагор считал, что  мир состоит из бесконечного множества  частиц («семян») веществ и в результате их совокупного движения темный холодный воздух отделяется от светлого горячего эфира, а частицы соединяются с себе подобными. Так образуются материальные тела. Следует обратить внимание на высказывания Анаксагора об эфире. О нем впоследствии через ряд веков ученые будут вести длительные споры, дискуссии.

 

Ученые Древней Греции за свои смелые идеи и высказывания подвергались наказаниям и преследованиям. Так, Анаксагор был изгнан из Афин за утверждение о том, что вопреки укоренившимся верованиям солнце, луна, звезды являются лишь раскаленными камнями и не имеют божественной природы.

 

Философы Левкипп и  его ученик Демокрит (460-370 до н. э.) стали  основателями атомистической теории. По учению Левкиппа материя состоит  из отдельных частиц – атомов, находящихся в пустом пространстве, и слишком мелких, чтобы их можно было увидеть в отдельности. Атомы непрерывно движутся в пространстве и воздействуют друг на друга при помощи толчков и давления.

 

Более полно и стройно  атомистическая теория была изложена великим древнегреческим философом-материалистом Демокритом. Хотя им было написано много сочинений по математике, физике, астрономии, медицине, филологии, теории музыки и др., но из многочисленных его сочинений до нас дошло только около 300 фрагментов.

 

В сочинениях Демокрита  много сказано о душе, о человеческих отношениях, о мышлении, об этике  и другом, но нас в данном случае интересуют только атомы, только материалистическое воззрение Демокрита.

 

Приведем некоторые  принципиальные положения Демокрита, имеющие отношение к атомистической теории:

 

 

1. Ничто не возникает  из ничего и ничего не переходит  в ничто.

 

2. Материя состоит  из бесконечного числа мельчайших, неделимых частиц – атомов.

 

3. Атомы вечны и  неизменны, а все сложные тела, из них состоящие, изменчивы и преходящи.

 

4. Не существует ничего, кроме атомов и «чистого» пространства.

 

5. Атомы вечно движутся. Движение всегда присуще атомам  и происходит в силу господства  во Вселенной закона универсальной  необходимости.

 

6. Атомы бесконечны по числу и бесконечно разнообразны по форме.

 

7. Во Вселенной существует  бесконечное множество миров.  Наш мир один из них.

 

8. Различие между вещами  связано с различием их атомов  по числу, величине, форме...

 

Естественно-научное  мировоззрение древних получило свое развитие в трудах знаменитого философа того времени Аристотеля (384-322 до н. э.). В своем творчестве он охватил почти все существовавшие тогда отрасли знаний. Хотя Аристотель критиковал своего учителя философа-идеалиста Платона (427-347 до н. э.), он не был материалистом. Он признавал объективное существование материального мира и его познаваемость, но противопоставлял земной и небесный миры, верил и учил верить в существование божественных сил.

 

Аристотель считал, что  все космические тела состоят из эфира, основного элемента природы, в котором изначально заложено совершенное движение по кругу.

 

Естественный путь познания природы, учил Аристотель, идет от менее  известного и явного для нас к  более явному и известному с точки  зрения природы вещей. Он рассматривал такие общие понятия, как материя и движение, пространство и время, конечное и бесконечное.

 

В своей работе «Физика» Аристотель подробно разобрал взгляды  своих предшественников – Анаксагора, Левкиппа, Демокрита и др. Он резко  критиковал воззрения атомистов, признающих существование бесчисленного множества  атомов и миров. По Аристотелю реальный мир конечен, ограничен и построен из «конечного числа» элементов. Понятие пустоты по Аристотелю противоречит действительности. Бесконечное разреженное пустое пространство ведет к бесконечному движению, а это, по мнению Аристотеля, невозможно.

 

«Канонизированное» учение Аристотеля в средние века надолго задержало развитие атомистических воззрений. И все же учение об атомах, атомистика, пройдя через многие века, выдержало ожесточенную борьбу и дошло до наших дней с более глубокими представлениями об атоме, полученными в результате огромного числа физико-химических экспериментов и исследований по физике атома.

 

В Древнем Риме поэт и  философ Тит Лукреций Кар (99-55 до н. э.) в своей знаменитой поэме  «О природе вещей» изложил атомистическое учение греческого философа Эпикура.

 

Представитель афинской школы Эпикур (341-270 до н. э.), а за ним  Лукреций пытались существованием атомов объяснить все естественные и  социальные явления. Лукреций рисует модель движения атомов, уподобляя его движению пылинок в солнечном луче в темной комнате. Это по существу одно из первых в истории естественных наук описание молекулярного движения. Созданная древними философами теория атомов совпадает с современными концепциями только в самых общих чертах.

 

Гениальные догадки  философов-материалистов, атомистов Древней Греции и Рима предопределили рождение современной атомистической теории – физики атома, ядерной физики. Мы и сегодня поражаемся изумительным научным догадкам и идеям древних философов, основанным только на чисто умозрительных предположениях почти без всяких экспериментальных подтверждений. Это лишний раз доказывает, что возможностям человеческого разума нет пределов. Экскурсом в древность мы хотели подчеркнуть, что толчком к поискам энергии атомного ядра явился вывод древнегреческих и других древних философов о том, что материя состоит из бесконечного числа мельчайших неделимых частиц – атомов. Наука XIX и XX вв., непрерывно обогащаясь новыми знаниями и идеями, подтверждаемыми научными экспериментами и теориями, продвигалась вперед к познанию атома. Движение к высвобождению внутриядерной энергии сопровождалось длительным, многовековым накоплением знаний во многих отраслях науки.

 

 

 

 

 

Излагая жизнь Николая  Коперника, мы не могли не касаться некоторых вопросов астрономического характера. Это, вероятно, не причинило читателям больших затруднений, так как основные идеи Коперника стали в наше время азбучными истинами. Однако, чтобы оценить все историческое значение работ Коперника, мы должны войти в более подробное их рассмотрение, а для этого, мы в свою очередь должны познакомить читателя с тем состоянием знаний о вселенной, которое застал Коперник. Нам нужно показать, что Коперник мог взять у своих предшественников и от чего из их наследства он должен был отказаться.

 

Мы уже не раз упоминали, что наука «нового времени» начала свое развитие с восстановления и изучения наследства древнегреческой науки. Мы знаем также, что сам Коперник считал древних астрономов своими учителями. Поэтому мы должны начать наше изложение с эпохи, отдаленной от нас на две с лишним тысячи лет.

 

Древнейшей из известных  нам теорий мироздания является система  «пифагорейцев», которую предание ведет  от полулегендарного Пифагора. Эта  система в противовес прежним  представлениям о мире выдвигала  идею движения Земли. Это обстоятельство было причиной того, что учение Коперника получило в свое время наименование «пифагорейского учения», хотя, как мы сейчас увидим, сходство здесь очень поверхностное.