Концепция современного естествознания в средневековье

Существенный вклад внесен арабоязычными учеными стран Востока и в астрономию. Они усовершенствовали технику астрономических измерений, значительно дополнили и уточнили данные о движении небесных тел. Один из выдающихся астрономов-наблюдателей аз-Зеркали (Арзахель) из Кордовы, которого считали лучшим наблюдателем XI в., составил так называемые Толедские планетные таблицы (1080); они оказали значительное влияние на развитие тригонометрии в Западной Европе.

Вершиной в области  наблюдательной астрономии стала деятельность Улугбека, который был любимым  внуком Тимура, создателя огромной империи. Движимый страстью к науке, Улугбек собрал свыше сотни ученых и построил в Самарканде по тем временам самую большую в мире астрономическую обсерваторию, имевшую гигантский двойной квадрант и много других астрономических инструментов (азимутальный круг, астролябии, трикветры, армиллярные сферы и др.). В обсерватории был создан труд «Новые астрономические таблицы», который содержал изложение теоретических основ астрономии и каталог положений 1018 звезд, определенных впервые после Гиппарха с точностью, остававшейся непревзойденной вплоть до наблюдений Тихо Браге. Звездный каталог, планетные таблицы, уточнения наклона эклиптики к экватору, определения длины звездного года с ошибкой в одну минуту, годичной прецессии и продолжительности тропического года имели большое значение для развития астрономии. Результатами наблюдений в обсерватории Улугбека долгое время пользовались европейские ученые.

В теоретической астрономии основное внимание уделялось уточнению  кинематико-геометрических моделей «Альмагеста», устранению противоречий в теории Птолемея (в том числе с помощью более совершенной тригонометрии) и поиску нептолемеевских методов моделирования движения небесных тел. Следует упомянуть попытки согласования «Альмагеста» с моделью гомоцентрических сфер (Ибн Баджжи, Ибн-Рушд, аль-Битруджи) и разработку марагинской школой (Насирэддин ат-Туси, аш-Ширази, аш-Шатир) модели, согласно которой «земное» прямолинейное движение участвует в движении небесных тел равноправно с равномерным круговым, что наметило тенденцию к объединению «земной» и «небесной» механик.

Медико-биологические  знания.

Значительное и своеобразное развитие получают на средневековом  арабоязычном Востоке и медико-биологические знания. Их своеобразие объясняется рядом обстоятельств. Во-первых, богатыми традициями народной медицины стран Востока. Во-вторых, так же, как и в области физико-математического знания и астрономии, они опирались на древнегреческие и древнеримские источники, в том числе на Свод Гиппократа, труды Аристотеля, Галена и др. В-третьих, высокой оценкой в исламе профессии врача, медика, лекаря. (Аллах не допускает существования самой болезни, пока сам не создаст средства для ее лечения; задача и обязанность врача эти средства найти.) И, наконец, в-четвертых, ислам категорически запрещает вскрытие человеческого тела (что, однако, не явилось препятствием для развития отдельных отраслей анатомии и хирургии).

Все это определило развитие медико-биологических знаний в следующих  основных направлениях: детальное изучение лекарств растительного, животного  и минерального происхождения, диагностика (систематизация симптомов болезней и др.), учения о причинах болезней, о принципах лечения, профилактика заболеваний, токсикология, особенности  инфекционных заболеваний, диетология, гигиена, косметология и др. Известное  развитие получили также анатомия (особенно учение о строении глаза — офтальмология) и хирургия.

Еще в XIII в. (на три столетия раньше, чем в Европе) арабские врачи (Ибн ан-Нафис) описали малый круг кровообращения (кровь из правого желудочка сердца поступает по легочному стволу в легкие, там обогащается кислородом, а после вновь возвращается в сердце, в его левый желудочек). Задолго до открытия микроорганизмов арабоязычные ученые-биологи рассуждали о существовании невидимых переносчиков болезней, о возможности перенесения инфекционных заболеваний через воздух. Отрабатывались профилактические методы, карантинные методы, различные меры борьбы с инфекциями (окуривание помещений фитонцидами, содержащими противоболезненные микроорганизмы, — мирта, сандаловое дерево и др.).

В «Каноне медицины» Ибн-Сины содержатся сведения о более чем 1500 лекарственных средствах, из которых  в настоящее время применяется  свыше 70-ти. Многие из лекарственных  средств, о которых писал Ибн-Сина, пока еще даже не исследованы и  не испытаны. Средневековая восточная  народная медицина — грандиозный  резервуар, источник идей и лекарственных  средств даже для современной  медицины, фармакологии.

Беспрецедентной для этой эпохи была разрабатывавшаяся Ибн-Синой  и аль-Бируни теория эволюции земной коры. В соответствии с этой теорией, в древности Земля была необитаема и покрыта морем. Возможно, еще будучи под водой, она от сильной жары закаменела (когда раскалывают камни, в них находят остатки морских животных), но, возможно, этот процесс протекал во время отступления моря и обнажения суши. Поверхность Земли постоянно изменяется, одни тела превращаются в другие под воздействием солнечного тепла, землетрясений, эрозионной деятельности воды и ветра и др. Так образуются горы, долины, растения и животные превращаются в камни и т.д. Ничего нет вечного, все изменяется либо сразу (т.е. скачком, например, при землетрясении), либо постепенно, медленно (под действием ветра, солнца и воды). Эта средневековая теория — крупный прорыв в учении о развитии природы, важный шаг по пути преодоления креационизма, предтеча концепций трансформизма и эволюции.

Алхимия как феномен средневековой  культуры

Алхимия складывалась в эпоху  эллинизма на основе слияния прикладной химии египтян с греческой натурфилософией, мистикой и астрологией (золото соотносили с Солнцем, серебро — с Луной, медь — с Венерой, и т.д.) (II—VI вв.) в александрийской культурной традиции, представляя собой форму ритуально-магического (герметического) искусства (см. 4.1.3). Алхимия — это самозабвенная попытка найти способ получения благородных металлов. Алхимики считали, что ртуть и сера разной чистоты, соединяясь в различных пропорциях, дают начало металлам, в том числе и благородным. В реализации алхимического рецепта предполагалось участие священных или мистических сил (частицы Бога или дьявола, надъестественного бытия, в котором проявления человеческого мира теряют свою силу), а средством обращения к этим силам было слово (заклинание, молитва) — необходимая сторона ритуала. Поэтому алхимический рецепт выступал одновременно и как действие, и как священнодействие [1].

В средневековой алхимии (ее расцвет пришелся на ХШ—XV вв.) выделялись две тенденции. Первая — это мистифицированная алхимия, ориентированная на химические превращения (в частности, ртути в золото) и в конечном счете на доказательство возможности человеческими усилиями осуществлять космические превращения (давать человеку могущество над духами, воскрешать из мертвого (палингенезия) и, наконец, искусственно создать одушевленное существо — андроида или гомункула). В русле этой тенденции арабские алхимики сформулировали идею «философского камня» — гипотетического вещества, ускорявшего «созревание» золота в недрах земли; это вещество заодно трактовалось и как эликсир жизни, исцеляющий болезни и дающий бессмертие.

Вторая тенденция была больше ориентирована на конкретную практическую технохимию. В этой области достижения алхимии несомненны. К ним следует отнести: открытие способов получения серной, соляной, азотной кислот, селитры, сплавов ртути с металлами, многих лекарственных веществ, создание химической посуды и др.

Деятельность алхимика опиралась  на некоторую совокупность «теоретических»  представлений и образов. В их основе представление о том, что  исходное материальное начало — первичная  материя — хаотична, бесформенна  и потенциально содержит в себе все  тела, все минералы и металлы. Порожденные  первоматерией тела уже не исчезают, но зато могут быть превращены друг в друга. Между первоматерией и отдельными порожденными ею материальными телами есть два промежуточных «звена».

Первое звено — всеобщие качественные начала — мужское («сера») и женское («ртуть» или «меркурий»); в XV в. к ним добавили еще одно начало — «соль» (движение). При этом следует иметь в виду, что такие «названия ни в коем случае нельзя смешивать с общеупотребительными, так «сера» в металлах обозначает цвет, горючесть, твердость, способность соединяться с другими металлами, тогда как «меркурий» значит блеск, летучесть, плавкость, ковкость. Что же касается «соли», то этим именем обозначали принцип, соединяющий «серу» с «Меркурием», подобно жизненному началу, связывающему дух с телом» [1]. Второе звено — это состояния первоэлементов: земля (твердое состояние тела), огонь (лучистое состояние), вода (жидкое состояние), воздух (газообразное состояние), квинтэссенция (эфирное состояние). Алхимики полагали, что в результате взаимодействия качественных начал и состояний первоэлементов можно осуществлять любые трансмутации веществ.

Среди алхимиков, наряду с  шарлатанами и фальсификаторами, было немало искренне убежденных в  реальности всеобщей взаимопревращаемости веществ крупных мыслителей — Раймунд Луллий, Арнальдо де Виланова, Альберт Великий, Фома Аквин-ский, Бонавентура и др. Почти невозможно в Средневековье отделить друг от друга деятельность, связанную с химией, и деятельность, связанную с алхимией. Они переплетались самым теснейшим образом.

Особое отношение к  алхимии складывалось в системах светской и церковной власти. С  одной стороны, крупные феодалы  рассчитывали с помощью алхимии  поправить свое материальное положение  и потому преклонялись перед алхимией и ее «возможностями». С другой стороны, власть имущие к алхимии относились подозрительно. Так, римский император Диоклетиан в 296 г., опасаясь, что получение алхимиками золота ослабит его казну и экономику, приказал уничтожить все алхимические рукописи. По тем же причинам в 1317 г. папа Иоанн XXII предал алхимию анафеме. Но это не помогло, и еще много столетий (вплоть до середины XVIII в.) алхимия оставалась элементом европейской духовной культуры.

Гелиоцентрическая система мира.

В эпоху раннего Средневековья  в Европе безраздельно господствовала библейская картина мира. Затем она  сменилась догматизированным аристотелизмом и геоцентрической системой Птолемея. Постепенно накапливавшиеся данные астрономических наблюдений подтачивали основы этой системы. Несовершенство, сложность и запутанность птолемеевской модели становились очевидными. Многочисленные попытки увеличения точности системы Птолемея лишь усложняли ее. (Общее число вспомогательных кругов возросло почти до 80-ти.) Еще в XIII в. кастильский король Альфонс X высказался в том смысле, что если бы он мог давать Богу советы, то посоветовал бы при создании мира устроить его проще.

Птолемеевская модель не только не позволяла давать точные предсказания, она также страдала несистематичностью: отсутствием внутреннего единства и целостности; каждая планета рассматривалась сама по себе, имела отдельную от остальных эпициклическую систему, собственные законы движения. Движение планет здесь представлялось с помощью нескольких равноправных независимых математических моделей. Для объяснения сложной траектории данной планеты предполагалось помимо движения по деференту движение по своей группе эпициклов, никак не связанных с эпициклами и деферентами других планет. Строго говоря, объектом птолемеевской теории система планет (или планетная система) не являлась; в ней речь шла об отдельных движениях небесных тел, не связанных в некое системное целое. Геоцентрические теории позволяли предвычислять лишь направления на небесные светила, но не определять истинную удаленность и расположение их в пространстве. Птолемей считал эти задачи вообще неразрешимыми. Именно установка на поиск внутреннего единства и системности была той основой, вокруг которой концентрировались предпосылки создания гелиоцентрической системы.

Создание гелиоцентрической  теории было связано и с необходимостью реформы юлианского календаря, в  котором две основные точки —  равноденствие и полнолуние —  потеряли связь с реальными астрономическими событиями. Календарная дата весеннего  равноденствия, приходившаяся в IV в. н.э. на 21 марта и закрепленная за этим числом Никейским собором в 325 г. как важная отправная дата при расчете основного христианского праздника Пасхи, к XVI в. отставала от действительной даты равноденствия на 10 дней. Еще с VIII в. юлианский календарь пытались совершенствовать, но безуспешно. Латеранский собор, проходивший в 1512—1517 гг. в Риме, отметил чрезвычайную остроту проблемы календаря и предложил ее решить ряду известных астрономов, среди которых был и Н. Коперник. Но он ответил отказом, так как считал недостаточно развитой и точной теорию движения Солнца и Луны, которые и лежат в основе календаря. Однако это предложение стало для Коперника одним из мотивов совершенствования геоцентрической теории.

Другая общественная потребность, стимулировавшая поиски новой теории планет, была связана с мореходной практикой, с проблемами навигации, особенно в условиях длительных океанских  плаваний. Новые, более точные таблицы  движения небесных тел, прежде всего  Луны и Солнца, требовались для  вычисления положений Луны для данного  места и момента времени. С  помощью этих таблиц вычисляли долготу  места на море. Долгое время это  был единственный способ нахождения долготы на море.

Совершенствование теории планетной  системы стимулировалось также  и нуждами все еще популярной тогда астрологии.

Существенно упростивший  астрономические вычисления с помощью  тригонометрии немецкий астроном и  математик Региомонтан (его «Эфемериды» вышли в свет в 1474 г.) выдвинул идею о том, что в птолемеевской теории можно освободиться от эпициклов и деферентов, если заменить описания пяти планет (исключая Землю), вращающихся вблизи Солнца по эпициклам и деферентам, эквивалентной системой планет, вращающихся вокруг Солнца по эксцентрическим окружностям. Это был прямой путь к созданию геогелиоцентрической системы, от которой оставался лишь один шаг до «чистого» гелиоцентризма. К другим предпосылкам гелиоцентризма следует отнести, по мнению известного историка науки Т. Куна, «достижения в химическом анализе «падающих камней», имевшие место в средневековье, возрождение в эпоху Ренессанса древнемистической неоплатонистской философии, которая учила, что Солнце — это образ бога, и атлантические путешествия, которые расширили территориальный горизонт человека эпохи Ренессанса».

Величайшим мыслителем, которому суждено было начать великую революцию  в астрономии, повлекшую за собой  революцию во всем естествознании, был гениальный польский астроном Николай  Коперник. Еще в конце XV в., после  знакомства и глубокого изучения «Альмагеста», восхищение математическим гением Птолемея сменилось у Коперника  сначала сомнениями в истинности этой теории, а затем и убеждением в существовании глубоких противоречий в геоцентризме. Он начал поиск  других фундаментальных астрономических  идей, изучал сохранившиеся сочинения  или изложения учений древнегреческих  математиков и философов, в том  числе и первого гелиоцентриста Аристарха Самосского, и мыслителей, утверждавших подвижность Земли .