Доклассический период науки

Начало науки как формы общественного сознания относится к античному периоду истории. Гуманитарные науки в этот период развивались в границах философии. Естественные же науки возникли в форме натурфилософии как неотъемлемой составной части философии. Античные ученые были носителями гуманитарных и естественнонаучных знаний, занимались поиском первоначал мира, порождающих все многообразие вещей и природных явлений. Основателями натурфилософии считаются Гераклит (544—483 до н. э.), Фалес Милетский (ок. 625−545 до н. э.) и его ученики Анаксимандр (ок. 610— 546 до н. э.) и Анаксимен (ок. 585−525 до н. э.).

Древнегреческая наука дала первые описания закономерностей природы, общества и мышления. Древнегреческие философы Сократ (469−399 до н. э.), Платон (428−348 до н. э.), Аристотель (384−322 до н. э.) впервые дали определение государства и закона, определили и классифицировали формы организации правления. Их экономические, политические и правовые идеи в ряде случаев нс потеряли своей актуальности и сегодня.

Начинают обособляться отдельные области знания. Возникают первые научные школы: академия Платона и лицей Аристотеля. В методологическом плане важным достижением античности является создание дедуктивного метода исследований, закрепленного в наиболее законченном виде в «Логике» Аристотеля. Формальная логика Аристотеля, обогащенная современными положениями, сейчас называется традиционной. К этому же периоду относится и возникновение аксиоматического метода, впервые изложенного в «Началах» Евклида.

Существенное развитие получила письменность, без которой становление науки вообще было бы невозможным, появляются первые литературные источники. Формируются библиотеки, крупнейшая из которых — Александрийская. Античное римское право оказало значительное влияние на становление юриспруденции как самостоятельной области знаний, и сегодня изучается на юридических факультетах университетов.

Как междисциплинарная наука активно формируется математика, используемая при решении как научных, так и прикладных задач. Большую роль в развитии античной науки сыграл Пифагор (ок. 570−500 до н. э.), внесший значительный вклад в развитие математики и астрономии. Основным его вкладом в науку является учение о числах, в том числе теорема о площади прямоугольного треугольника, численное соотношение гармоничного звучания звуков музыки.

Выдающимся математиком того времени был Евклид (325−265 до н. э.), который систематизировал все математические достижения своих предшественников. Он знаменит своей книгой «Начала», излагавшей основы геометрик, в том числе планиметрии и стереометрии, а также теории чисел. Его геометрию и сегодня называют евклидовой. Впервые в качестве основы науки была выдвинута система аксиом, принимаемых без доказательств и лежащих в основе доказательств всех теорем.

Крупным античным математиком, механиком и инженером был Архимед (287−212 до н. э.), который решил ряд задач по вычислению площадей и объемов тел, разработал теорию рычага и ввел понятие центра тяжести, которое описал в сочинении «О равновесии плоских фигур».

В этот период возникают умозрительные концепции, получившие развитие в более позднее время, как, например, атомистическая концепция устройства природы Демокрита (460−370 до н. э.), согласно которой природа состоит из атомов и пустоты. Значительный вклад в развитие идеи об атомистическом строении материи внес римский ученый Тит Лукреций Кар (99−55 до н. э.), изложивший свои взгляды в книге «О природе вещей».

Идеи о геоцентрическом устройстве мира предложил античный математик и астроном Птолемей (ок. 100−170). Птолемей обобщил астрономические наблюдения движения планет по звездному небу и настолько точно вывел математические формулы, что его система считалась истинной более тысячи лет.

Завершающим этапом развития античной науки принято считать создание непрерывной и цельной концепции мироздания. Ее основоположником был Аристотель, чьи сочинения «Органон», «Метафизика», «Физика», «О душе», «Этика», «Политика», «О возникновении животных» и другие охватывают многие области знания. В этих сочинениях он высказал видение причин существования мира — материи, форме, действии и цели, а также взгляды на взаимосвязь пространства, времени и движения, которая определяется борьбой противоположных начал. В мире нет ничего неизменного и случайного, а его развитие во времени строго детерминировано. Эта концепция стала основой континуальной традиции современной науки.

Средневековая наука развивалась в сложных экономических и политических условиях. С распадом античной цивилизации многие традиции науки того периода оказались разбросанными по миру, а некоторые и вовсе утрачены. В средние века не было значительных прорывов в науке. Это, однако, не стало для нее катастрофой, поскольку цивилизация сохранила письменные научные памятники античной эпохи, а создав механизм книгопечатания, нашла надежный способ передачи научных знаний.

Возникшие мировые религии, христианство и ислам, явились естественной реакцией на упадок античного мира. На протяжении многих столетий средневековья именно церковь стала центром учености и образования. Подчиненная нуждам христианской религии, в Европе возникла специфическая средневековая форма науки — схоластика (греч. оуоХшткод — школьный, ученый), которая основное внимание уделяла разработке христианской догматики. Религиозное мировоззрение стало основой для формирования политических, правовых и экономических концепций. Христианские теологи Августин Блаженный (354−430) в трактате «О граде Божьем», Фома Аквинский (1225— 1274) в трудах «Сумма философии» и «Сумма теологии» обосновали главенство католической церкви по отношению к государству. Церковные школы, монастыри обеспечивали обучение, сохранение знаний и подготовку духовенства. Из церковных школ выросли первые европейские университеты (Болонский в 1088 г. и Парижский в 1250 г.) с установленными курсами обучения: богословием и семью свободными светскими науками — юриспруденцией, медициной, философией, литературой, архитектурой, живописью, музыкой.

В эпоху средневековья значительный вклад в формирование науки внесли ученые арабского Востока и Средней Азии. Интенсивно развиваются математика, астрономия, описательная география. Получила распространение, ведущая происхождение от индийской математики десятичная цифровая система с применением нуля (араб, sifr — «пустой, нуль»).

Первым сочинением, посвященным математике, был трактат персидского ученого Аль-Хорезми (783−850), чье имя легло в основу термина «алгоритм». В трактате были изложены основы алгебры как самостоятельной математической дисциплины. Впервые были введены алгебраические операции ал-Джсбр и ал-Мукабала для решения уравнений, классификация квадратных уравнений и приемы их решений.

Весом вклад в развитие математики и других ученых арабского Востока, в частности: Апь-Баттани (ок. 850−929) разработал тригонометрические функции (синус, тангенс, котангенс), Абу Аль-Вафа (940−998), занимавшийся практической геометрией, вывел теорему синусов сферической тригонометрии, вычислил таблицу синусов, Аль-Бируни (973−1048) разработал методы извлечения корней с натуральными показателями, заложил основы тригонометрии.

В трудах известного поэта и ученого Омара Хайяма (1048−1131) изложена теория и классификация кубических уравнений, а среднеазиатский ученый Аль-Каши (1380−1429) ввел в употребление десятичные дроби и описал правила действий над ними, изложил приемы вычисления корней.

Благодаря усилиям хорезмского ученого Аль-Бируни (973−1048), самаркандского ученого и просветителя Улугбека, каирского ученого Ибн Юнуса существенное развитие получила астрономия. Арабские и среднеазиатские астрономы разработали способы определения координат светил на небесной сфере, расчетные правила сферической астрономии и правила перехода от одной системы координат к другой. Были измерены наклон эклиптики и градус меридиана для определения размеров земного шара.

Медицинские знания арабов были изложены в трактате Абу Али ибн Сина (Авиценна) (980−1037) «Канон врачебной науки», который был настольной книгой и средневековых врачей в Европе.

Созданию базы науки способствовало также развитие на Ближнем Востоке алхимии, которая заложила традицию экспериментального изучения природных веществ, подготовило основу для возникновения химии.

Наука эпохи Возрождении (возрождение культурных ценностей античности), расцвет которой приходится на XIV—XV вв., подготовила основу для становления классической науки. Она создала метод мышления, свободный от догм и схоластики, что позволило по ряду направлений выйти на порог великих научных открытий.

Эту эпоху часто связывают с именем выдающегося живописца и ученого Леонардо да Винчи (1452−1519), которого по праву считают одним из величайших умов человечества. Его научные интересы были весьма многогранными. Он изучал движение тел и трение скольжения, гидравлику и сопротивление материалов, разрабатывал проекты инженерных сооружений, разнообразных машин, механизмов и станков, летательных аппаратов и подводных лодок. В музеях мира хранятся десятки тысяч листов с его чертежами и проектами, отображающими выдающиеся, даже по современным меркам, изобретения: подшипник, парашют, водолазное снаряжение, велосипед, самоходная тележка, воздушный винт, арбалет и другие гениальные открытия. Как ученый, он считал, что любой проект должен подтверждаться математическими расчетами и проходить экспериментальную проверку.

Эпоха Возрождения выделяется первой научной революцией в естествознании, фактически подорвавшей господство религиозного мышления и восстановившей картину мира, опирающуюся на данные науки.

Прежде всего необходимо отметить выдающихся астрономов того времени: Николая Коперника (1473−1543), Джордано Бруно (1548−1600), Галилео Галилея (1564−1642), Иоганна Кеплера (1571−1630), которые сформировали принципиально новую картину мироздания.

Перед своей смертью польский астроном Коперник публикует книгу «Об обращении небесных сфер», в которой утверждается гелиоцентрическая система мира, а Земля представляется лишь как одна из планет Солнечной системы. Бруно обосновал идею бесконечности Вселенной и множественности миров, за что и был как еретик сожжен на костре. Блестящий экспериментатор Галилей в труде «Диалог о двух системах мира» дал механистическое, естественнонаучное обоснование гелиоцентрической системы. За эту теорию он был подвергнут суду инквизиции, и был вынужден отречься от своих взглядов. Один из величайших астрономов Кеплер открыл законы движения планет вокруг Солнца и вывел уравнения их орбит.

Революция в астрономии послужила толчком для развития оптики и механики, утвердила новые методы научного исследования: наблюдение, эксперимент и математическое описание его результатов. С помощью телескопа, изобретенного в 1608 г., Галилей рассмотрел рельеф Луны, пятна на Солнце, открыл спутники Юпитера.

С трудов Галилея началось научное переосмысление мира и создание нового метода научного мышления, основными чертами которого стали:

• — математизация научных исследований;
• — введение технического эксперимента (опыта) как метода исследования, который по возможности должен быть описан математически;
• — использование мысленного эксперимента как развитие эксперимента технического;
• — количественный анализ, установление объективных, поддающихся числовому выражению параметров (размер, вес, количество и т. п.).

Формирование гуманизма и социальных идеалов утопического коммунизма создало предпосылки для создания множества научных направлений в гуманитарной сфере. Так, трудами итальянского мыслителя и государственного деятеля Никколо Макиавелли (1469−1527) было положено начало политологии и создана наука государственного управления. В трактатах «Государь», «О военном искусстве» излагаются принципы власти, способы создания сильного государства, а также несовместимость политики и морали. Его идеи заложили основы современной политологии, стали фундаментом многих социологических идей, современных концепций государственного управления.

Социальные идеалы гуманизма сформировались в виде утопических концепций коммунизма. Основы государственного устройства, сформированного на общности имущества граждан, были заложены в знаменитой «Утопии» Томаса Мора (1478−1535) и Томмазо Кампанеллы (1568−1639) в сочинении «Город солнца». Возникает и первая экономическая школа — меркантилизм, обосновывавшая необходимость активного вмешательства государства в хозяйственную деятельность, активную политику денежного баланса.

В этот же период происходит и становление классического рационализма как метода объективного познания мира, основы которого были заложены английским философом Фрэнсисом Бэконом (1561−1626) в трактате «Новый органон» и развиты в трудах французского философа, физика и математика Рене Декарта (1596−1650) «Рассуждение о методе…», «Размышления о первой философии…», «Первоначала философии». Декарт утверждал, что в мире нет ничего, кроме движущейся материи, которая состоит из элементарных частиц и взаимодействие которых и производит все природные явления. Также Декарт выступил с идеями об изменяемости Вселенной. Он внес значительный вклад и в развитие аналитической геометрии, методов решения алгебраических уравнений, а также в становление механики и оптики.

Начала физиологии были заложены в работах английского медика Уильяма Гарвея (1578−1657), который впервые сформулировал теорию кровообращения. Возможность же активно изучать структуру живого возникла с появлением микроскопа.

Серьезные изменения происходят с химией, которая превратилась в самостоятельную науку с присущими ей собственными задачами и методами. Основная заслуга в этом принадлежит английскому ученому Роберту Бойлю (1627−1691). Он создал основы корпускулярной теории строения вещества, доказал, что качества и свойства тел зависят от того, из каких химических элементов эти тела состоят. Бойль положил начало современному представлению о химическом элементе как о пределе химического разложения вещества. Он предположил, что эти частицы могут связываться друг с другом, образуя более крупные частицы (в современном понимании — молекулы), которые являются основой строения реальных физических тел. Он обнаружил явление капиллярности и открыл ряд важных физических законов, в том числе закон сжатия газов, который теперь носит его имя.

Выдающийся голландский механик, физик, математик, астроном и изобретатель Христиан Гюйгенс (1629−1695) сделал множество важных открытий в области анализа и теоретической механики, особенно в области общих законов движения, заложил основы теории вероятности.

Работы Гюйгенса оказали большое влияние на исследования Исаака Ньютона (1642−1727), чьим творчеством, как считается, завершилась первая научная революция. В своем основном труде «Математические начала натуральной философии» Ныотон впервые представил общие уравнения движения, изложил открытые им закон всемирного тяготения и три закона классической механики: закон инерции, дифференциальный закон движения и закон взаимодействия материальных тел посредством сил, а также разработал теорию движения тел с учетом сопротивления среды. Он представил свой вариант математического анализа, в том числе методы дифференциального и интегрального исчисления. Ньютон заложил основы теории света и современной физической оптики, построил многие другие математические и физические теории.

Немецкий математик и механик Готфрид Лейбниц (1646−1716), независимо от Ньютона, создал дифференциальное и интегральное исчисления. Он заложил основы математической логики, создал комбинаторику, описал двоичную систему счисления, на которой основана современная компьютерная техника. В механике Лейбниц ввел понятие «живой силы» (аналог кинетической энергии) и сформулировал закон сохранения энергии.

Завершающий этап доклассической науки в XVI — середине XVIII в. был весьма значительным и привел к возникновению классической европейской науки. Возникла механика, а затем и физика. Предметом научного познания стал реальный мир, исследуемый с позиций механики, а само мировоззрение стало механистическим. Наука начала формироваться под влиянием возникающего капиталистического производства, постепенно превращаясь в самостоятельный фактор духовной жизни.