Технические достижения эпохи реформации

Глава 6. Логарифмическая линейка и механический калькулятор — приборы для развития математики.

К техническим изобретениям эпохи Реформации, которыми мы пользуемся и в наши дни, относится и логарифмическая линейка Уильяма Отреда. Логарифмы были изобретены шотландским математиком Джоном Непером в 1614 году. Его «Канон о логарифмах» начинался так: «Осознав, что в математике нет ничего более скучного и утомительного, чем умножение, деление, извлечение квадратных и кубических корней, и что названные операции являются бесполезной тратой времени и неиссякаемым источником неуловимых ошибок, я решил найти простое и надежное средство, чтобы избавиться от них». Ученые стали пользоваться логарифмами для вычислений, и в 1623 году математиком Э. Гантером был создан прообраз логарифмической линейки. Это была шкала, на которой сложение отрезков производилось с помощью циркуля.

Принцип действия логарифмической линейки основан на том, что умножение и деление чисел заменяется, соответственно, сложением и вычитанием их логарифмов. В 1630 году английский математик Уильям Отред заменил циркуль второй линейкой (движком). В дальнейшем совершенствовались лишь детали: в 1650 была шкалу стали наносить по спирали на цилиндрической поверхности, а началеXIX века появился прибор, действующий по принципу линейки Гантера, выполненной в виде часов с вращающимся циферблатом (логарифмическая шкала) и подвижной стрелкой, — прообраз современных круглых логарифмических линеек. В дальнейшие века логарифмическая линейка все больше стала походить на современную нам — в 1850 был добавлен бегунок, что значительно упростило работу с ней. В начале XX века для расчётов с повышенной точностью использовались т. н. счётные вальцы — вид логарифмической линейки, шкалы которой нанесены по образующим цилиндрических вальцов; движком служил полый цилиндр с окнами, прорезанными против основных шкал; деление движка наносилось по краям этих прорезей. Но все эти совершенствования были уже, конечно, когда эпоха Реформации стала историей, но основу логарифмической линейки была заложена именно тогда. Еще одним изобретением, который помогал считать различные математические вычисления, стал механический калькулятор Вильгельма Шиккарда. Вильге́льм.

Шиккард был немецким учёным, астрономом, математиком. В 1623 году Вильгельм Шикард придумал «Считающие часы» — первый механический калькулятор, умевший выполнять четыре арифметических действия. Часами этот прибор был назван из-за того, что действие производилось на основе работы звездочек и шестеренок. Практическое использование это изобретение нашло в руках друга Шикарда, философа и астронома Иоганна Кеплера. В 1642 году другой ученый Блез Паскаль изобрел подобное, но более совершенную машину. В 1673 году немецкий математик и философ Готфрид Вильгельм Лейбниц создал механическое счетное устройство, которое не только складывало и вычитало, но также умножало и делило. На этом усовершенствование не остановилось, но лишь в XIX веке был создан первый удачный прототип современного механического калькулятора. Это арифмометр Томаса, который мог складывать, вычитать, делить и умножать. Глава 7. Вакуумный насос, манометр и электрическая машина- достижения выдающего ученого эпохи Реформации Отто фон Герике.

Ранее уже упоминался в данной работе ученый, который создал водяной барометр, это Отто фон Герике. Но он известен не только этим изобретением. Являясь выдающим немецким физиком и инженером, в XVII век он принес также водяной насос и электрическую машину. Еще до изобретения жидкостного барометра, в 1650 году он изобретает воздушный насос. Известно, что изначально Герике не считал возможным выкачивать воздух, и поэтому хотел создать пустое пространство в закрытой бочке посредством удаления наполнявшей ее воды. Для этого ко дну бочки он приделал насос, полагая, что при таком расположении вода будет следовать за поршнем насоса вследствие своей тяжести. Это свидетельствует о том, что в то время у Герике еще не было представления об атмосферном давлении. Поэтому этот опыт не удался, потому что сквозь щели и поры бочки проникал наружный воздух. Проведя еще один неудачный эксперимет, Герике решил приложить насос к непосредственному выкачиванию воздуха из медного шарообразного сосуда.

В основе этого все еще была уверенность в том, что воздух подобно воде будет следовать за поршнем под действием своей тяжести. Результат выкачивания был совсем неожиданным и напугал всех присутствующих: медный шар не выдержал внешнего давления и с треском был скомкан и сплюснут. Это заставило Герике приготовлять для следующих опытов резервуары более прочные и более правильной формы. Неудобное расположение насоса вскоре принудило Герике устроить специальный для всего прибора треножник и приделать к поршню рычаг; таким образом был устроен первый воздушный насос. Опыты, которые Герике показывал публично со своими воздушными насосами, подарили ему известность. И в 1654 году был проведен известный нам.

Магдебургский эксперимент. Опыт заключался в том, что один шар наполнялся воздухом, а из другого воздух был выкачан. Оба шара сообщались посредством трубки, и воздух из одного стремительно перетекал в другой пустой. В ходе всех своих экспериментов Герике сделал вывод, что воздух имеет вес, а атмосфера производит давление, и нижние слои воздуха при поверхности земли, как наиболее сжатые, должны быть наиболее плотными. В итоге он пришел к выводу, что «вес известного объема воздуха представляет собою нечто весьма относительное», так как вес этот находится в зависимости от высоты над поверхностью земли.

Результатом всех этих соображений было устройство «манометра», то есть «прибора, предназначенного для измерения различия в плотности, или в весе, данного объема воздуха». Следующим изобретением Герике стала «электрическая машина», созданная им в 1663 году. Она представляла собой шар из серы, насаженный на металлическую ось. При вращении и натирании шара ладонями, он притягивал и отталкивал легкие тела. Но до этого Герике также заметил, что при натирании шара в темноте он слабо светился. Это и была первая «электрическая машина». Данный опыт привел к пониманию того, что электричество способны проводить некоторые тела, впоследствии названные проводниками. И соответственно есть тела, которые не могу его проводить — непроводники.

К этому пришли член английского Королевского общества Стефан Грей и член Парижской Академии наук Шарля Франсуа Дюфе. В результате многочисленных экспериментов С. Грею удалось установить, что «электрическая способность стеклянной трубки притягивать легкие тела может быть передана другим телам», и показать, что тела в зависимости от их отношения к электричеству можно разделить на две группы: проводники (на пример, металлическая нить, проволока) и непроводники (например, шелковая нить). Продолжая опыт Грея, Дюфе обнаружил два рода электричества — «стеклянное», «смоляное» и их особенность отталкивать одноименные заряды и притягивать противоположные. Дюфе также создал прототип электроскопа в виде двух подвешенных нитей, расходящихся при их электризации.

Впоследствии, «электрическая машина» усовершенствовалась. Шар стали использовать из стекла, потом и сама форма изменилась на диски. Для натирания использовались кожаные подушечки, прижимаемые к стеклу пружинками. Позднее для усиления электризации подушечки стали покрывать амальгамой. Конечно, все, что было создано в эпоху Реформации, являлось лишь прототипами современных приборов, но в то время были заложены основы многих вещей, которые мы используем сейчас.

Заключение

XV — XVII века принято считать новым этапом развития Всемирной истории. Так называемые «темные» времена: инквизиция, гонения на ведьм, застой в науке и технике закончились. Если раньше любое новшество воспринималось как «дьявольское веление», и ученых могли лишить свободы пожизненно или даже сжечь на костре за ересь, то теперь «люди мыслящие» получили свободу. Развивается система образования, открываются первые институты, наука освобождается от церковных оков. В отличие от эпохи Возрождения, когда развивались в основном гуманитарные науки, во время Реформации на первый план выходят науки технические. Создание логарифмической линейки стимулирует развитие математических вычислений, термометр и барометр — физике. И до сих пор остается загадкой, как используя лишь подручные средства и не имея достаточных знаний и опыта, удалось открыть используемые и по сей день телескоп и микроскоп. Имена Ханса.

Янсена, Галилео Галилея, Исаака Ньютона навечно вошли в историю. К сожалению, наука не всегда служила мирным целям. Вспомним, что XV — XVII века — это также и время войн, а благодаря открытию пистолета, винтовки и мушкета военные действия выходят на новый уровень и войны становятся более кровопролитными. Подводя итог вышесказанному можно сделать следующий вывод — если бы не технические достижения эпохи Реформации, то дальнейшее развитие математики, физики, астрономии, химии и других точных наук произошло бы намного позднее.

Список литературы

Бессарабова Н. В. Культурология: курс лекций. — М.: МГИ им. Е. Р. Дашковой, 2010 — с. 228 Веселовский О. Н., Шнейберг Я. А. Очерки по истории электротехники — М.: изд-во МЭИ, 1993 — с. 252Е. Л. Немировский. Технические аспекты изобретения Иоганна Гутенберга // «Компью.

Арт", октябрь 2000.

История мировой культуры (мировых цивилизаций) / под ред. Док. Фил. Наук Г. В. Драча — изд. 5-е. — Ростов н/Д: Феникс, 2007.

— с. 533Кингсеп А.С., Локшин Г. Р., Ольхов О. А. Основы физики. Курс общей физики. Учебник. В 2 т. Т. 1.

Механика, электричество и магнетизм, колебания и волны, волновая оптика. М.: Академия, 2001 — с. 560Кудрявцев П. С. Курс истории физики: Учеб.

пособие для студентов пед. ин-тов по физ. спец. — 2 изд., испр. и доп. — М.: Просвещение, 1982. — с. 448, ил. Курс физики.

Трофимова Т.И. 11-е изд., стер. — М.: Академия, 2006.— с. 560Самин Д. К. 100 великих ученых. — М.: Вече, 2000 — с. 592 Тарасова В. Н. История научных открытий и технических изобретений — СПб: СПб ГПУ, 2000 — с.

372Типлер П.А., Ллуэллин Р. А. Современная физика. В 2-х т. М.: Мир, 2007. — с. 496.