Научно-техническая революция XVI—XVII веков, Н, Коперник

В результате изучения данной главы студент должен:

знать

• • характерные особенности развития физических знаний в XVI— XVII вв.;
• • основные положения геоцентрической и гелиоцентрической систем мира, законы Кеплера;
• • астрономические достижения Н. Коперника и И. Кеплера;
• • методологические концепции научного познания Ф. Бэкона и Р. Декарта;

уметь

• • оценивать посткоперниковский период развития науки, процесс институализации научных знаний, вклад Р. Декарта в физику и математику, роль законов Кеплера в экспериментальном подтверждении теории Коперника, место книги «О вращениях небесных сфер» в истории науки;
• • приводить особенности первой научно-технической революции, примеры академий наук, возникших в XVI—XVII вв.;
• • обсуждать биографии выдающихся ученых XVI—XVII вв.;

владеть

• навыками оперирования основными понятиями физики в период XVI—XVII вв.

Ключевые термины: первая научно-техническая революция (НТР), эпоха Великих географических открытий, буржуазные революции, гелиоцентрическая система мира, посткоперниковский период развития науки, оптика Кеплера, законы Кеплера, индуктивный метод Бэкона, дедуктивный метод Декарта, институализация науки, академии наук, первые научные журналы.

Период с XVI по XVII в. — время величайшего поворота в науке. Изменения, происходящие в науке и культуре, всегда бывают обусловлены особенностями общественного развития, экономики и идеологии. Рассмотрим, чем же характеризуются в общеисторическом плане XVI—XVII вв. — эпоха первой научнотехнической революции (НТР).

В экономике постепенно возобладал капиталистический способ производства. Это дало огромные преимущества по сравнению с феодальным периодом, так как привело к резкому росту производительности труда. Производству требовались все новые и новые технологии, а их могла дать только наука. Впервые в истории наука стала непосредственно участвовать в развитии производительных сил общества.

Рассмотрим, например, такую на первый взгляд отвлеченную проблему, как форма Земли. Какое, казалось бы, отношение она имела к социальному развитию общества того времени? Тем не менее утверждение в сознании людей того факта, что Земля — шар, породило Эпоху Великих географических открытий. Тут уже только фанатики могли придерживаться мнения Блаженного Августина о невозможности самого существования антиподов. Географические открытия не только обогатили Европу, но и в значительной степени раскрепостили сознание ее жителей. Мир невероятно расширился, в нем уже стало невозможно существовать без знания астрономии, позволяющей ориентироваться в пространстве. Огромное влияние на экономику Европы оказали успехи прикладных наук. Вспомним хотя бы, сколь важным для нее оказалось изобретение ткацкого станка, на целое столетие определившее экономическое развитие наиболее передовых европейских стран.

В XVI—XVII вв. произошли значительные политические изменения: в Голландии и Англии разразились буржуазные революции. Их трудные победы привели к политическому и юридическому освобождению людей в этих странах. Отныне церковь и ее «карающий меч» — инквизиция уже не могли рассчитывать на помощь гражданских властей в преследовании еретиков, в числе которых, по ее мнению, нередко оказывались те, кто пытался выйти за рамки научных догм, освященных церковью.

Знаменем буржуазных революций в Голландии и Англии была свобода совести — возможность исповедовать ту религию, которая наиболее приемлема для конкретной личности. Эта идея, существенно изменившая средневековую идеологию, возникла в связи с теми изменениями в христианских догматах, которые принесла реформация. Вновь возникшие конфессии — англиканская, лютеранская, кальвинистская церкви — в значительно большей степени соответствовали запросам буржуазии, чем господствовавшая ранее католическая церковь. Это привело к существенному снижению общественной роли духовенства в сфере идеологии, что самым непосредственным образом сказалось на науке. Был снят ряд абсолютных запретов католической церкви на проведение естественно-научных исследований и, что самое главное, система мира уже не обязательно должна была полностью соответствовать библейской традиции.

В XVI—XVII вв. сложилась ситуация, когда университетская наука оказалась оторванной от общества. Перемены, происходившие в экономике и политике, не нашли адекватного отклика в университетских кругах. Там по-прежнему господствовала схоластика, процветало увлечение Античностью, культ классической образованности, стилистические турниры, филологические дискуссии, расцветшие еще в XV в. Положение вещей было таким, что грандиозный научный переворот XVI—XVII вв. совершался вне стен университетов. Выдающиеся мыслители того времени — Фрэнсис Бэкон, Рене Декарт и др. — резко критиковали университетское естествознание. Так, Ф. Бэкон, заявляя об отставании физики от запросов общества, говорил: «…произведенными уже делами люди обязаны больше случаю и опыту, чем наукам, ибо науки, коими мы теперь обладаем, суть не что иное, как сочетание уже известных вещей, а не пути открытия и указания новых дел».

Несмотря на это, именно в XVI—XVII вв. в естественных науках произошли изменения, которые по праву квалифицируются как первая НТР. Что же было сделано учеными в эти годы? Остановимся на основных достижениях физической науки и начнем с эпохальной работы Николая Коперника «О вращениях небесных сфер».

Николай Коперник (1473—1543) (рис. 5.1) — выдающийся польский астроном родился в 19 февраля 1473 г. в городе Торунь в семье купца, принадлежащего к местной знати. Он учился в Краковском университете (1491—1495), а также в Италии в университетах Болоньи и Падуи, где изучал право и медицину. В 1503 г. Коперник получил степень доктора права в Ферраре и вернулся на родину. Он стал каноником в Фромборке — главном городе самостоятельной Вармийской епархии в Западной Пруссии. Там, будучи одновременно врачом, дипломатом и государственным деятелем, он и жил до своей кончины 24 мая 1543 г. Во время войны с Тевтонским орденом он руководил обороной Ольштына, разрабатывал проект монетной системы, судил, лечил.

Главный итог жизни и деятельности Николая Коперника — создание гелиоцентрической системы мира, изложенной им в знаменитой книге «О вращениях небесных сфер». В 1616 г. книга была запрещена католической церковью, однако новые идеи неудержимо пробивали себе путь. Труд Коперника стал манифестом нового естествознания.

Рис. 5.1. Портрет Николая Коперника.

Великий польский ученый Н. Коперник с юных лет интересовался математикой и астрономией. Движимый интуитивным убеждением в простоте природы, он разуверился в общепринятой тогда геоцентрической системе мира. В ней, согласно Птолемею, перемещения планет описываются с помощью очень сложных движений, которые называются эпициклами (рис. 5.2). Для целостного объяснения наблюдаемых на опыте движений планет и их спутников необходимо было громоздить эпициклы один на другой.

Рис. 5.2. Картина мира по К. Птолемею.

Особенно сложно было объяснить в рамках птолемеевой картины мира движение Луны. В сущности, эта задача так и не была полностью решена. Коперник предложил значительно более простую систему мироздания, поместив Солнце в центре. В ее рамках очень прозрачно объясняются все небесные явления, в том числе и движение Луны. Здесь следует отметить, что еще древнегреческий ученый Аристарх Самосский (ок. 310— 230 до н.э.) считал, что Солнце неподвижно, и находится в центре мироздания, а Земля обращается вокруг него и вращается вокруг оси. Аристарх полагал, что звезды неподвижны и расположены на сфере очень большого радиуса. Однако эта идея получила развитие лишь спустя 1800 лет. Неизвестно, знал ли Коперник о гелиоцентрической системе древнегреческого астронома.

Как упоминалось, основное сочинение Коперника, в котором изложены принципы гелиоцентрической картины мира, носит название «О вращениях небесных сфер». Он работал над этой книгой в 1530—1532 гг., однако публиковать ее не спешил, прекрасно осознавая революционный смысл своей теории, посягнувшей на авторитет Священного Писания. Правоверный католик, Коперник написал для книги «предохранительное» предисловие, с которым он обратился к папе Павлу III. По-видимому, его колебаниями в вопросе соответствия своего сочинения освященной Библией Аристотелевой традиции и объясняется более чем десятилетняя задержка с публикацией. Впрочем, еще в 1530 г. Коперник изложил основные положения своей теории в сочинении «Малый комментарий к гипотезам, относящимся к небесным движениям», предназначенном для узкого круга единомышленников.

Это сочинение получило определенную известность, в том числе в папских кругах. Однако самое большое впечатление оно произвело на молодого математика, профессора Виттенбергского университета Георга Ретика (1514—1574), который всячески пытался убедить Коперника обнародовать предложенную им систему мира. Он даже сам выпустил в Гданьске книгу с подробным изложением гелиоцентрической системы. В конце концов, Ретик убедил Коперника опубликовать свой главный труд. Книга вышла в Нюрнберге в 1542 г. В предисловии лютеранского богослова, профессора Андрея Осиандера (1498—1552), сопровождающем книгу, была предпринята попытка выхолостить сущность учения. Оно было представлено как сугубо теоретическая гипотеза, призванная облегчить описание движения планет, поэтому предлагаемая система мира не может считаться истинной, ибо последняя доступна лишь божественному откровению. Однако Осиандеру не удалось уменьшить воздействие книги Коперника на современных ему ученых, помешать распространению ее идей. Учение Коперника стало манифестом нового естествознания.

Нельзя сказать, что в своем сочинении Коперник был всегда прав. Известно, например, что при расчетах он использовал круговые орбиты планет (рис. 5.3), поэтому совпадение теории с данными наблюдательной астрономии не только не улучшилось, но в ряде случаев даже ухудшилось по сравнению с расчетами по птолемеевой теории.

Рис. 5.3. Картина мира по Н. Копернику.

Оценивая роль Коперника в развитии физической науки, нельзя не остановиться на характеристике научного подвига, который он совершил, опубликовав свою знаменитую книгу. В первую очередь следует сказать о том, что ученый своими идеями декларировал отказ от главенствующего положения человека в системе мироздания. Если Земля не является центром Вселенной, то и живущий на ней человек не может претендовать на роль главного и единственного существа, для которого мир создан Богом. Человек не венец творения, он лишь часть этого мира, и его роль во Вселенной необходимо определить заново. Такая концепция, конечно же, противоречила вековой христианской традиции, и христианин Коперник должен был сделать свой трудный выбор между догмой и истиной, такой, какой она ему представлялась. Он сделал выбор, опубликовав свою знаменитую книгу. Коперник прекрасно понимал «крамольность» своих идей. Возможно, именно поэтому он так медлил с публикацией и сделал это только в самом конце жизни, когда уже небесный, а не земной, человеческий суд должен был определить, прав он или не прав.

Утверждение новой системы мира предполагало отказ от многовекового авторитета Аристотеля и Птолемея. Даже отвлекаясь от факта канонизации их теории христианской церковью, заявление Коперника о том, что в течение двух тысячелетий все без исключения ученые-астрономы в своих исследованиях фактически опирались на неверную теорию, было очень смелым. Вынесение подобного обвинения своим товарищам по научному цеху потребовало огромного мужества и глубочайшей убежденности в своей правоте.

И того и другого у Коперника было, по-видимому, в достатке. Напомним, что проведенные по новой теории расчеты движения небесных тел далеко не всегда давали хорошее совпадение с результатами экспериментов. Причиной тому было использование в теории круговых орбит планет и их спутников. Лишь позже, когда Иоганн Кеплер показал, что эти орбиты являются эллиптическими, согласие с данными наблюдений было достигнуто. Коперник уже не узнал об этом, но колоссальная научная интуиция позволила ему преодолеть кажущееся несоответствие эксперимента и развиваемой теории. Подобная ситуация иногда возникает в науке, и только самым талантливым ученым, обладающим к тому же большим научным мужеством, удается успешно разрешить подобное противоречие.

Таким образом, оценивая жизнь и деятельность Николая Коперника, можно смело говорить о его гражданском и научном подвиге. Именно Коперник своим трудом возвестил приход новой науки, свободной от идеологических догм и основывающейся на опыте, свободе исследований, познаваемости мира. Коперник стал знаменем новой науки, а его идеи привлекли многочисленных последователей.

Освоение и развитие достижений Коперника проходило по нескольким направлениям. Они включали философское осмысление новых идей, проведение систематических научных исследований и наблюдений, результаты которых можно адекватно сравнивать с теорией, а также создание концептуального аппарата, каким является экспериментальное изучение природы. Каждое из этих направлений дало впоследствии миру выдающихся ученых.

Одной из важнейших задач посткоперниковского периода развития физики было преодоление инерции мышления людей, прежде всего ученых, ломка установившихся традиций, освященных церковью. Ведь теорию Коперника не принимали ведущие умы той эпохи — Мартин Лютер, Тихо Браге, Фрэнсис Бэкон. Отрицательно относилась к ней и католическая церковь. Нужна была активная пропаганда научных и связанных с ними философских идей.

Работа Коперника поставила перед наукой, в первую очередь перед астрономией, множество задач: экспериментальную проверку теории, выяснение причин ее расхождения с экспериментом, уточнение деталей в целом верной теории. Идеи Коперника нуждались в теоретическом обосновании, дающем ответ на вопрос о том, что связывает планеты между собой, как и почему они движутся. Теории было необходимо развитие механики, но не механики древности, сводившейся, по сути дела, к статике, а новой науки — динамики. Вся эта программа требовала экспериментального и математического обеспечения.

Возникшие трудности привели к тому, что утверждение модели Коперника в мире затянулось на многие годы. Борьба была тяжелой и выдвинула своих героев и мучеников. Одним из них был Джордано Бруно, родившийся в 1548 г. (уже после смерти Коперника) и сожженный на костре в 1600 г.

Неукротимый дух полемиста буквально гонит этого образованного итальянца по всей Европе. Он читает лекции, пишет книги, участвует в диспутах. Прославляя Коперника, он не объявляет его идеи абсолютно завершенными и считает необходимым идти дальше. Бруно утверждает бесконечность Вселенной и множественность миров, говорит об относительности движения. Он зовет к «истинной античной философии», под которой понимает философию атомистов — Демокрита и Эпикура. Основное направление деятельности Бруно — утверждение нового мировоззрения, резко отличающегося от схоластического церковного. Конечно, его деятельность вызвала недовольство «князей церкви».

Когда Бруно в очередной раз приехал в Венецию по приглашению дворянина Мочениго для производства алхимических опытов, он по доносу разочарованного хозяина был арестован инквизицией, провел более семи лет в тюрьме и 17 февраля 1600 г. был сожжен в Риме на площади Цветов. Теперь на этом месте ему поставлен памятник, а католическая церковь устами папы Иоанна-Павла II извинилась за, как было сказано, допущенную ошибку. Бурная деятельность Джордано Бруно подготовила научную общественность Европы к восприятию новых идей, выраженных в работе Коперника.

Другое направление посткоперниковского развития науки связано с наблюдательной астрономией. Прежде всего, здесь следует упомянуть видного датского астронома Тихо Браге (1546— 1601), который, формально не признавая теории Коперника, сделал очень много для ее экспериментального обоснования. Он собрал гигантский фактический материал, который затем был использован его великим учеником Иоганном Кеплером.

Иоганн Кеплер (1571—1630) — немецкий ученый, один из творцов небесной механики, родился в семье обедневшего дворянина, служившего простым солдатом. В четырехлетием возрасте мальчика чуть не унесла оспа. Он окончил монастырскую школу и готовил себя к стезе протестантского богослова. Однако, обучаясь в Тюбингенской духовной академии, он познакомился с книгой Коперника, увлекся астрономией и после выпуска стал преподавать математику и философию в г. Граце. В эти годы его занимают расчеты числовых соотношений между орбитами планет. Эта идея восходит к пифагорейской числовой магии. Себе на жизнь Кеплер зарабатывал составлением гороскопов. Ему принадлежит остроумное высказывание: «Астрология —дочь астрономии, хотя и незаконная, и должна кормить свою мать, которая иначе умерла бы с голоду».

Если бы это было реализовано, то и тогда, и сейчас астрономия была бы самой материально обеспеченной из наук, так как астрологов в мире по крайней мере вдесятеро больше, чем астрономов.

В самом начале XVII в. из-за усилившейся католической реакции Кеплеру пришлось бежать в Венгрию, а в 1701 г. — в Прагу, где в то время обосновался крупнейший астроном Тихо Браге. Работать вместе им пришлось недолго из-за смерти Браге. В наследство Кеплеру достался гигантский исследовательский материал, собранный датским астрономом. Теоретическое обобщение этого материала привело Кеплера к формулировке трех законов небесной механики, которые носят теперь его имя. Первые два были опубликованы в 1609 г. в трактате «Новая астрономия», третий — в 1619 г. в трактате «Гармония мира». Эти законы послужили основой для открытий Исаака Ньютона.

Иоганну Кеплеру всю жизнь досаждали материальные трудности. Германия была охвачена кровопролитной Тридцатилетней войной, и зарплату Кеплеру просто не платили. Кроме того, ему пришлось буквально выкупать у инквизиции свою мать, которую обвинили в колдовстве и проговорили к сожжению на костре. Некоторое облегчение наступило, когда Кеплер стал личным астрологом знаменитого шведского полководца Валленштейна. Были составлены его гороскопы на многие годы вперед, предвещающие Валленштейну одни успехи и победы. Однако вскоре он пал жертвой заговора и был убит. Для Кеплера вновь наступили годы нужды. Умер он в бедности и скитаниях в 1630 г.

Кеплер около года работал с Тихо Браге в Пражском университете. После его смерти в 1601 г. в руках Кеплера оказались журналы 35-летних астрономических наблюдений, сделанных с помощью лучшей для того времени аппаратуры. Кеплер начал обработку доставшегося ему гигантского материала.

Прежде всего Кеплер внес поправки на рефракцию, и это заставило его изучать оптику. В 1611 г. вышло сочинение ученого «Диоптрика», где Кеплер описывает изобретенный им телескоп, рассматривает ход лучей в линзах и системах линз, приходит к выводу о существовании полного внутреннего отражения при переходе луча из оптически более плотной среды в менее плотную. Оптические работы Кеплера вообще очень интересны. Он создал, например, теорию камеры-обскуры. Именно Кеплер, исправляя ошибку Альхазена, показал, что изображение локализуется на сетчатке глаза, а хрусталик играет роль линзы. Фактически он разработал теорию зрения.

Широко известен телескоп, который теперь называют трубой Кеплера. Он состоит из двух двояковыпуклых линз и имеет ряд преимуществ перед телескопом Галилея — в первую очередь значительное увеличение и большое поле зрения. Кроме того, между окуляром и объективом можно поместить перекрестье нитей и производить таким образом количественные измерения. Труба Галилея для этого была непригодна.

Однако основные успехи Кеплера-ученого связаны с созданной им теорией движения планет в гелиоцентрической системе. Первым и основополагающим его достижением было установление эллиптической формы орбит планет: в одном из фокусов такого эллипса находится Солнце (.первый закон Кеплера). Долгое время Кеплер, как и Коперник, считал эти орбиты круговыми. Он писал: «Эта ошибка была тем более вредной, что опиралась на единодушное мнение всех философов…» Лишь перейдя после длительных раздумий и вычислений к эллиптическим орбитам, Кеплер открыл дорогу к научному признанию гелиоцентрической системы мира. Стало ясно, что планеты движутся по орбите неравномерно, по мере приближения к Солнцу их скорости растут, при удалении — уменьшаются в соответствии с законом площадей (второй закон Кеплера). Следующим шагом в исследовании движения планет было установление связи между размерами орбиты и периодом обращения планеты (третий закон Кеплера). В результате было показано, что для всех планет отношение куба радиуса R к квадрату периода Т есть величина постоянная:

Открытие Кеплером законов движения планет вокруг Солнца сняло вопрос о плохом согласии данных астрономических наблюдений с гелиоцентрической теорией.

Третьим направлением, которое было инициировано работой Коперника, стало утверждение экспериментального и математического методов исследований. Наиболее яркими представителями этого направления были два великих мыслителя XVII в. Фрэнсис Бэкон и Рене Декарт.

Фрэнсис Бэкон (1561—1626) был видным государственным деятелем Англии, лордом-канцлером при короле Якове I. Это не мешало ему как философу размышлять о научном прогрессе и изложить свои идеи в книге «Новый органон», вышедшей в 1620 г. Целью науки Бэкон провозгласил увеличение власти человека над природой. Он категорически отрицал университетскую схоластику, которая препятствует процессу познания. Бэкон считал, что в процессе познания разум исследователя сталкивается с многочисленными сложностями, присущими человеческой натуре; их он называет «призраками». К числу таких «призраков», осаждающих человеческий ум, Бэкон относит следующие.

Призраки рода обусловлены тем, что человеческий разум склонен легко обобщать единичные факты и приходить на этой основе к выводам, не соответствующим действительности. Человек инертен, нелегко расстается со сложившимися убеждениями, более активно реагирует на то, что может его внезапно поразить. Несовершенство органов чувств, не дающее возможности ощущать малые изменения, тоже относится к призракам рода.

Призраки пещеры связаны с индивидуальными склонностями человека. Одни склонны к почитанию древности, другие — к восприятию нового, к модерну.

Призраки рынка порождены общественным мнением.

Наконец, призраки театра связаны с господствующими теориями, предвзятыми мнениями, суеверием.

Большая часть «призраков» и сейчас господствует над умами ученых, не говоря уже о людях, не связанных с наукой. Согласно Бэкону, правильный исследовательский метод должен помочь избавить ум от этих «призраков». В основе такого метода должны лежать опыт (эксперимент) и индукция. Хотя индуктивный подход и раньше обсуждался натурфилософами, только у Бэкона он становится главенствующим средством познания природы. В противовес распространенной в то время индукции через простое перечисление, он выдвигает на передний план истинную, по его словам, индукцию, дающую новые выводы. Их получают не столько в результате наблюдения подтверждающих фактов, сколько в результате изучения явлений, противоречащих доказываемому положению.

Опыт — главная категория методологии научного познания Бэкона. Опыты бывают плодоносные и светоносные. Первые являются низшим видом опытов, они приносят новые знания, полезные человеку; вторые не дают непосредственной практической пользы, но проливают свет на глубокие связи, открывают истину. Для того чтобы добраться до истины, науке необходимо накопить много плодоносных опытов, и к этому должен стремиться всякий ученый. На этом пути его будут сопровождать главные методы познания: индукция и дедукция. Бэкон считал опытное обобщение фактов стержнем своего метода.

Эмпирический метод Бэкона отличает то, что он в максимальной степени опирался на разум при анализе фактов. Он осуждал грубых эмпириков, которые собирают все, что им попадается на пути (имея в виду алхимиков), а также тех умозрительных догматиков, которые подобно паукам ткут паутину знания из себя (имея в виду схоластов).

Другим видным ученым, рассматривавшим методологические вопросы развития науки, был Рене Декарт — философ, математик, физик, чрезвычайно популярная личность в XVII в. Основная его книга — «Рассуждение о методе» с приложениями «Диоптрика», «Метеоры» и «Геометрия», в которых изложены воззрения Декарта в области философии, физики и математики.

Рене Декарт (латинизированное имя Картезий, 1596—1650) — французский философ, физик и математик, родился в 1596 г. в местечке Лаэ близ Тура в знатной, но небогатой семье. С 1614 г. он изучает медицину и право в университете Пуатье и через два года сдает экзамен, став лицензиатом права. Почти семь лет Декарт провел в скитаниях по Европе, набираясь жизненных впечатлений и размышляя над философскими и математическими проблемами. Обращение к математике было связано с разочарованием в схоластической логике. В математике Декарт добился значительных успехов, его достижения отражены в сочинении «Геометрия» (1637), где заложены основы аналитической геометрии. Декарту принадлежит и введение общеупотребительной алгебраической символики.

При жизни Рене Декарт был широко известен как философ, пропагандист скептицизма. Философские воззрения изложены Декартом в 1637 г. в сочинении «Рассуждение о методе, чтобы хорошо направлять свой разум и отыскивать истину в науках». К этому времени сложились и физические воззрения Декарта. Его концепция, базирующаяся на положении о том, что все пространство заполнено материей, находящейся в непрерывном движении, была, несомненно, прогрессивной для своего времени. Однако конкретные суждения Декарта относительно физических явлений часто оказывались непродуманными или просто ложными. В то же время явление радуги было им объяснено правильно и привлекало ученыхоптиков на протяжении столетий.

Декарт пользовался среди своих современников широкой популярностью. Сильные мира сего почитали за честь учиться у него философии. В 1649 г. по просьбе королевы Кристины он приехал в Стокгольм, чтобы стать ее учителем. Эта поездка стала роковой:

Декарт, не отличавшийся крепким здоровьем, заболел и в 1650 г.

скончался. Его философия в течение долгих лет составляла одну из основ науки.

Как философ Декарт — рационалист и в определенной мере схоласт. Он разработал дедуктивный метод (его еще называют аналитическим или рационалистическим), первоочередным требованием которого была необходимость опираться в процессе познания только на абсолютно достоверные знания. При использовании дедуктивного метода Декарт предлагает применить следующие приемы исследования:

• • допускать при исследовании в качестве исходных положений только истинное, абсолютно достоверное, доказанное разумом и логикой, не вызывающее сомнений знание;
• • сложную проблему расчленять на отдельные, более простые задачи;
• • последовательно переходить от известных и доказанных вопросов к неизвестным и недоказанным;
• • строго соблюдать последовательность, логическую цепь исследования, не пропускать ни единого звена в логической цепочке исследования.

При этом Декарт выдвигает принцип, которого и сейчас придерживаются многие исследователи: «подвергай все сомнению», т. е. скептицизм. Такая философия привлекла к нему многочисленных учеников, последователей и эпигонов (всех их называли картезианцами).

В физике Декарт был менее удачлив, чем в философии. Так, изучая соударения шаров, Декарт сформулировал 9 правил удара, из которых только одно соответствовало опытным данным. Декарт считал скорость сугубо положительной величиной, откуда и возникли его ошибки. В предложенной им модели тяготения используются материальные вихри, заполняющие пространство. Несмотря на абсолютно фантастичный характер модели, ньютоновской теории тяготения пришлось вести с ней тяжелую борьбу. Декарт ввел понятие количества движения, сформулировал (нестрого) закон сохранения количества движения, однако трактовал его неточно, не учитывая, что количество движения является векторной величиной. Внутренне противоречив и сформулированный им закон преломления света, основанный на аналогии сдвижением мяча через границу двух сред.

В то же время возникновение радуги он объяснил правильно. В исследовании радуги органично сочетаются тонкий критический анализ, характерный для Декарта, экспериментальный метод и математический расчет.

После смерти Декарта влияние его идей не только не ослабло, но даже распространилось еще шире, несмотря на противодействие католической церкви, внесшей его сочинения в «Индекс запрещенных книг». Вера в силу человеческого разума, которой пронизано творчество ученого, стала одним из символов науки Нового времени.

Рассмотрим теперь некоторые общие характеристики науки в XVI—XVII вв.

Прежде всего, следует отметить объективизацию знания. Наука все больше опирается на объективные законы, а не на умозрительные концепции, как во времена Античности или Средневековья. В XVI—XVII вв. общество полностью состояло из верующих людей. Верующими было и большинство ученых. Для того чтобы совместить веру и знание, была выдвинута идея «двух истин», согласно которой человеческий разум разделен на две части. Одну из них составляет божественное откровение, и человек не вправе вторгаться в нее. Другая часть — средоточие «естественной» идеи, область, где человек может познать мудрость Божью.

Вторая особенность науки XVI—XVII вв. — 

введение

экспериментальных методов исследования, не известных ученым Античности.

Третья особенность науки этого времени — ее институализация, т. е. образование организаций, основной задачей которых было занятия наукой, в том числе физикой.

Начиная с 1645 г. в Лондоне стал регулярно собираться кружок любителей естественных наук. Кочуя из-за гражданской войны из Лондона в Оксфорд и обратно, он, после реставрации монархии, оформился организационно и 28 ноября 1660 г. получил статус Лондонского королевского общества (ЛКО). В него вошли выдающиеся физики: Роберт Бойль, Роберт Гук, Кристофер Рен и др. Целью Общества провозглашалось «преуспеяние экспериментальной философии», а его девизом являлось выражение: «Ничто на словах» (рис. 5.4). Общество существует и поныне, являясь фактически национальной академией наук Великобритании.

Рис. 5.4. Герб Лондонского королевского общества.

С ЛКО связано и появление первого в истории физика-профессионала. Им стал Роберт Гук (1635—1703), занимавший в ЛКО платную должность куратора экспериментов. Его служебные обязанности состояли в подготовке экспериментальных физических демонстраций и их показе на еженедельных заседаниях ЛКО.

Вскоре после этого в 1666 г. Людовик XVI утвердил Парижскую Академию наук. У ее истоков стояли Христиан Гюйгенс, Джованни Кассини и другие выдающиеся ученые. Многочисленные смены власти, которыми изобилует история Франции, коснулись и Академии. Она много раз преобразовывалась и реформировалась, но существует и активно действует и сейчас.

Менее счастливая судьба оказалась у итальянской Академии, именуемой при ее образовании Академией опытов (дель Чименто). Она была основана в 1657 г. во Флоренции Леопольдом Медичи. В числе ее первых членов были Г. Галилей и его ученики — Э. Торричелли, В. Вивиани и др. Однако через 10 лет она была закрыта по требованию папских кругов, и именно с этого момента итальянская наука потеряла мировое лидерство. В настоящее время в Италии (в Риме) действует другая академия наук — Национальная академия деи Линчеи, что означает Академия «рысьеглазых». Такое наименование она получила в знак признания особой (присущей рыси) зоркости ученых, занимающихся познанием секретов мироздания. Указ о создании Академии деи Линчеи как национальной академии наук был издан после объединения Италии в 1871 г. королем Виктором Эммануилом II.

Российская Академия наук (при образовании — Петербургская академия наук, в годы советской власти — Академия наук СССР) была учреждена по распоряжению императора Петра I Указом правительствующего Сената от 28 января (8 февраля) 1724 г. и начала функционировать через год, уже после смерти императора. В 1934 г. Академия переезжает в Москву. Ныне действующее наименование она носит с 21 ноября 1991 г. В настоящее время Академия является одним из наиболее авторитетных объединений ученых в мире.

Академии функционировали успешнее, чем университеты, где все еще господствовала схоластика. Однако и в университетских стенах постепенно наблюдался поворот в сторону естественных наук. Этому способствовало то, что многие члены академий были одновременно профессорами университетов. Например, член ЛКО, а позже его президент, Исаак Ньютон более 25 лет был профессором Кембриджского университета.

На протяжении XVI—XVII вв. коренным образом менялось положение в области научной информации. В эпоху Галилея основным ее источником была переписка ученых между собой, а также издание книг и чтение лекций в университетах. Эти способы распространения информации несовершенны, в связи с чем они перестали удовлетворять ученых. Шли поиски новых форм. Так, ученый монах Марен Мерсенн (1588—1648), известный своими работами по акустике, целью своей жизни поставил организацию распространения научной информации. Он переписывался со всеми известными учеными своего времени и был центром связи между ними. Его даже прозвали «человек-журнал».

Начали выходить, наконец, и настоящие журналы. Первым из них были издаваемые с 1665 г. труды ЛКО — «Philosophical Transaction», затем появились труды Парижской Академии наук. С 1682 г. в Лейпциге выходит научный журнал «Acta Eruditorum». Научная периодика и сейчас один из главных источников информации и общения ученых, хотя и не единственный. Бурное развитие электронных технологий сказывается и на распространении научной информации; все большая ее часть распространяется через электронные средства массовой информации (сеть Интернет и др.).

Отметим еще одну черту, характеризующую данный период истории науки, — ее переход с латыни на живые языки. Первой такой книгой был «Диалог о двух системах мира» Галилео Галилея.

Оценивая в целом физическую науку XVI—XVII вв., следует отметить, что это было время НТР, первой в мировой истории. Наука, наконец, заявила о себе и как о форме общественного сознания, и как о непосредственной производительной силе. Именно в это время были, по сути дела, заложены основы современной науки, ее методы (прежде всего индуктивный и дедуктивный). Период первой НТР дал миру многих выдающихся ученых-физиков, среди которых выделяется гигантская фигура Николая Коперника — предтечи науки Нового времени.

На этом завершается исторический обзор основных направлений исследований и открытий периода предыстории физики. Хронология научных событий (трудов, открытий, изобретений, технических достижений) в истории физики этого периода приведена в Приложении 1.

Контрольные вопросы

• 1. Чем характеризуется в общеисторическом контексте эпоха первой НТР?
• 2. Какое влияние на проведение естественно-научных исследований оказали буржуазные революции в Голландии и Англии, реформация?
• 3. Какую систему мира предложил: а) К. Птолемей; б) Н. Коперник?
• 4. С чем связана большая задержка в опубликовании Н. Коперником книги «О вращениях небесных сфер»?
• 5. В чем состоит научный и гражданский подвиг Коперника?
• 6. Какие существенные признаки учитывает модель Солнечной системы по Копернику, а какие — нет?
• 7. В каких направлениях происходило освоение и развитие научных достижений Коперника?
• 8. Какие идеи пропагандировал Дж. Бруно?
• 9. На результаты исследований какого астронома опирался И. Кеплер при создании теории движения планет?
• 10. Как сейчас формулируются законы Кеплера?
• 11. Какие научные результаты получил Кеплер в оптике?
• 12. Какие методологические концепции научного познания разработали: а) Ф. Бэкон; б) Р. Декарт?
• 13. Какой вклад в развитие физики и математики внес Декарт?
• 14. Какими чертами можно охарактеризовать состояние науки в XVI— XVII вв.
• 15. Какие академии наук появились в этот исторический период?
• 16. Какого ученого считают первым в истории физиком-профессионалом?
• 17. Как на протяжении XVI—XVII вв. менялось положение в области научной информации?
• 18. Почему период первой НТР считается предвестником современной науки?

Задания для самостоятельной работы

• 1. Связь революции социальной и революции научной (на примере развития физики в XVI—XVII вв.).
• 2. Историческая и экономическая ситуация в Европе в XVI—XVII вв. Их влияние на развитие естественных наук.
• 3. Н. Коперник и его система мироздания.
• 4. Развитие идей Коперника: направления и последователи.
• 5. Дж. Бруно: биография, мировоззрение, место в истории науки.
• 6. И. Кеплер: биография и основные научные достижения.
• 7. Роль законов Кеплера в экспериментальном подтверждении теории Коперника.
• 8. Методология научного познания Ф. Бэкона.
• 9. Философские и физические воззрения Р. Декарта.
• 10. Основные черты, характеризующие науку XVI—XVII вв.
• 11. Развитие техники в XVI—XVII вв.
• 12. Лондонское королевское общество (ЛКО). История образования, выдающиеся деятели этого общества.
• 13. История формирования Парижской, Итальянской и Российской академий наук.
• 14. М. Мерсенн — математик, физик, «человек-журнал».
• 15. История появления первых научных журналов.

Рекомендуемая литература

• 1. Кудрявцев, П. С. Курс истории физики. — 2-е изд. — М.: Просвещение, 1982.
• 2. Кудрявцев, П. С. История физики: в 3 т. — М.: Просвещение, 1956—1971.
• 3. Спасский, Б. И. История физики: в 2 т. — М.: Высшая школа, 1977.
• 4. Дорфман, Я. Г. Всемирная история физики: в 2 т. — М.: Наука, 1974—1979.
• 5. Голин, Г. М., Классики физической науки (с древнейших времен до начала XX в.) / Г. М. Голин, С. Р. Филонович. — М.: Высшая школа, 1989.
• 6. Храмов, Ю. А. Физики. Биографический справочник. — М.: Наука, 1983.
• 7. Кирсанов, В. С. Научная революция XVII в. — М.: Наука, 1987.
• 8. Физика на рубеже XVII—XVIII вв.: сб. статей. — М.: Наука, 1974.
• 9. Декарт, Р. Рассуждение о методе. — М.: Изд. АН СССР, 1953.
• 10. Идлис, Г. М. Революции в астрономии, физике и космологии. — М.: Наука, 1985.
• 11. Кузнецов, Б. Г. Джордано Бруно и генезис классической науки. — М.: Наука, 1970.
• 12. Книжные серии «ЖЗЛ»: «Люди науки», «Творцы науки и техники».