Естествознание эпохи Античности

Естествознание эпохи Античности

 
1.1 Натурфилософия  и ее место в истории естествознания. Возникновение античной науки

Первой в истории человечества формой существования естествознания была так называемая натурфилософия (от лат. natura — природа), или философия природы. Последняя характеризовалась чисто умозрительным истолкованием природного мира, рассматриваемого в его целостности. Считалось, что философии — в ее натурфилософской форме — отведена роль"науки наук", "царицы наук", ибо она является вместилищем всех человеческих знаний об окружающем мире, а естественные науки являются лишь ее составными частями.

Натурфилософское понимание природы содержало много вымышленного, фантастического, далекого от действительного понимания мира. Появление натурфилософии в интеллектуальной истории человечества и очень длительное ее существование объясняется рядом неизбежных обстоятельств.

Когда естественнонаучного знания (в его нынешнем понимании) еще практически не существовало, попытки целостного охвата, объяснения окружающей действительности были единственным и оправданным способом человеческого познания мира. Вплоть до XIX столетия естествознание было слабо дифференцировано, отсутствовали многие его отрасли. Еще в XVIII веке в качестве сформировавшихся, самостоятельных наук существовали лишь механика, математика, астрономия и физика. Химия, биология, геология находились лишь в процессе становления. В такой ситуации натурфилософия, строя общую картину природы, стремилась заменить собой отсутствующие естественные науки.

Отрывочному знанию об объектах, явлениях природы, которое давало тогдашнее естествознание, натурфилософия противопоставляла свои умозрительные представления о мире. В этих представлениях не известные еще науке причины и действительные (но пока непознанные) связи явлений заменялись вымышленными, фантастическими причинами и связями. Для истолкования непонятных явлений натурфилософы обычно придумывали какую-нибудь силу (например, жизненную силу) или какое-нибудь мифическое вещество (флогистон, электрическая жидкость, эфир и т. п.). Разумеется, действительные пробелы в естественнонаучном знании восполнялись при этом лишь в воображении. Это было вынужденное положение, которое, однако, не могло продолжаться бесконечно.

Когда в XIX веке естествознание достигло достаточно высокого уровня развития и был накоплен и систематизирован большой фактический материал, т. е. когда были познаны действительные причины явлений, раскрыты их реальные связи между собой, существование натурфилософии потеряло всякое историческое оправдание. А в связи с этим понимание философии как "науки наук" также прекратило свое существование. Вместе с уходом с исторической арены старой натурфилософии сама философия, так же как и различные отрасли естествознания, наконец-то обрела свой предмет. Однако тесная двусторонняя связь между философией и естествознанием сохраняется по сей день.

Впервые наука в истории человечества возникает в Древней Греции в VI веке до н. э. Под наукой понимается не просто совокупность каких-то отрывочных, разрозненных сведений, а определенная система знаний, являющаяся результатом деятельности особой группы людей (научного сообщества) по получению новых знаний. В отличие от ряда древних цивилизаций (Египта, Вавилона, Ассирии) именно в культуре Древней Греции обнаруживаются указанные характеристики науки. При этом древнегреческие мыслители были, как правило, одновременно и философами, и учеными-естествоиспытателями. Господство натурфилософии обусловило такие особенности древнегреческой науки, как абстрактность и отвлеченность от конкретных фактов. Каждый ученый стремился представить все мироздание в целом, нимало не беспокоясь об отсутствии достаточного фактического материала о явлениях природы. Вместе с тем достижения античных мыслителей в математике и механике навечно вошли в историю науки. 

Естествознание эпохи Средневековья

Эпоха средних веков характеризовалась в Европе закатом классической греко-римской культуры и резким усилением влияния церкви на всю духовную жизнь общества. Вот что пишет об этой эпохе Ф. Энгельс: "Догматы церкви стали одновременно и политическими аксиомами, а библейские тексты получили на всяком суде силу закона... Это верховное господство богословия во всех областях умственной деятельности было в то же время необходимым следствием того положения, которое занимала церковь в качестве наиболее общего синтеза и наиболее общей санкции существующего феодального строя".

В эту эпоху философия тесно сближается с теологией (богословием), фактически становится ее "служанкой". Возникает непреодолимое противоречие между наукой, делающей свои выводы из результатов наблюдение опытов, включая и обобщение этих результатов, и схоластическим богословием, для которого истина заключается в религиозных догмах.

Пока европейская христианская наука переживала длительный период упадка (вплоть до ХИ-ХШ вв.), на Востоке, наоборот, наблюдался прогресс науки. Со второй половины VIII в. научное лидерство явно переместилось из Европы на Ближний Восток. В IX веке, наряду с вышеупомянутым трудом Птолемея ("Альмагест"), на арабский язык были переведены "Начала" Евклида и сочинения Аристотеля. Таким образом, древнегреческая научная мысль получила известность в мусульманском мире, способствуя развитию астрономии и математики. В истории науки этого периода известны такие имена арабских ученых, как Мухаммед Аль-Баттани (850-929 гг.), астроном, составивший новые астрономические таблицы, Ибн Юнас (950-1009 гг.), достигший заметных успехов в тригонометрии и сделавший немало ценных наблюдений лунных и солнечных затмений, Ибн Аль-Хайсам (965-1020 гг.), получивший известность своими работами в области оптики, Ибн-Рушд (1126-1198 гг.), виднейший философ и естествоиспытатель своего времени, считавший Аристотеля своим учителем.

Средневековой арабской науке принадлежат и наибольшие успехи в химии. Опираясь на материалы александрийских алхимиков I века и некоторых персидских школ, арабские химики достигли значительного прогресса в своей области. В их работах алхимия постепенно превращалась в химию. А уже отсюда (благодаря, главным образом, испанским маврам) в позднее средневековье возникла европейская химия.

В XI веке страны Европы пришли в соприкосновение с богатствами арабской цивилизации, а переводы арабских текстов стимулировали восприятие знаний Востока европейскими народами.

Большую роль в подъеме западной христианской науки сыграли университеты (Парижский, Болонский, Оксфордский, Кембриджский и др.), которые стали образовываться начиная с XII век. И хотя эти университеты первоначально предназначались для подготовки духовенства, но в них уже тогда начинали изучаться предметы математического и естественнонаучного направления, а само обучение носило, более чем когда-либо раньше, систематический характер. XIII век характерен для европейской науки началом эксперимента и дальнейшей разработкой статики Архимеда. Здесь наиболее существенный прогресс был достигнут группой ученых Парижского университета во главе с Иорданом Неморарием (вторая половина XIII в.). Они развили античное учение о равновесии простых механических устройств, решив задачу, с которой античная механика справиться не могла, — задачу о равновесии тела на наклонной плоскости.

В XIV веке в полемике с античными учеными рождаются новые идеи, начинают использоваться математические методы, т. е. идет прогресс подготовки будущего точного естествознания. Лидерство переходит к группе ученых Оксфордского университета, среди которых наиболее значительная фигура — Томас Врадвардин (1290-1349). Ему принадлежит трактат "О пропорциях" (1328 г.), который в истории науки оценивается как первая попытка написать "Математические начала натуральной философии" (именно так почти триста шестьдесят лет спустя назовет свой знаменитый труд Исаак Ньютон).

Все вышесказанное свидетельствует о том, что на протяжении многовековой, довольно мрачной эпохи, именуемой средневековьем, интерес к познанию явлений окружающего мира все же не угасал, и процесс поиска истины продолжался. Появлялись все новые и новые поколения ученых, стремящихся, несмотря ни на что, изучать природу. Вместе с тем научные знания этой эпохи ограничивались в основном познанием отдельных явлений и легко укладывались в умозрительные натурфилософские схемы мироздания, выдвинутые еще в период античности (главным образом в учении Аристотеля). В таких условиях наука еще не могла подняться до раскрытия объективных законов природы. Естествознание — в его нынешнем понимании — еще не сформировалось. Оно находилось в стадии своеобразной "преднауки".

Общая характеристика развития естествознания в эпоху Возрождения

· Естественные науки в эпоху Возрождения создали новый метод мышления – свободный от догм и схоластики, благодаря чему возникли предпосылки для выдвижения науки на передовые позиции в культуре.  Дух искусства в эпоху Возрождения, объединив различные сферы человеческой деятельности, наложил отпечаток и на характер научных исследований. Это объединение нашло свое отражение и в универсальной деятельности выдающихся представителей эпохи, и в литературном стиле научных трактатов, и в характере технических проектов, не подкрепленных научным обоснованием, и в эклектичности научных сочинений · В ряде направлений, среди которых исследования по оптике, электричеству, магнетизму, механике, наука стала на порог великих перемен. Величайшим достижением эпохи Возрождения стала гениальная идея Коперника о гелиоцентрической системе мира, основанная на описательной астрономии. В теории Коперника наряду с научными воззрениями провозглашались гипотезы, имеющие эстетический смысл и характерные для эпохи искусства. Идея Коперника о рядовом месте Земли во Вселенной потрясла мировоззрение эпохи, усилила критический дух, столь необходимый для становления науки.

МЕТАФИЗИЧЕСКОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ 
 
Этот период, начавшийся с возникновения систематической экспериментальной науки в эпоху возрождения, соответствует времени становления и утверждения капиталистических отношений в Западной Европе . Е. этого периода революционно по своим тенденциям. 
Особенно выделяется Е. начала 17 века ( формирование механического Е. - Галилео-Галилей) и конца 17 начала 18 века - завершение этого процесса (И. Ньютон). Господствующим методом мышления стала метафизика, но уже тогда в Е. делались открытия, в которых обнаруживалась диалектика. Е. было связано с производством, превращавшимся из ремесла в мануфактуру, энергетической базой которого служило  механическое движение. 
В этот период особенно актуальным стало изучения механического движения и поиска его законов. Мореплавание нуждалось в небесной механике, военное дело в разработке баллистики. Е. было механическим, поскольку ко всем процессам природы прилагался исключительно масштаб механики. 
Крушение метафизического взгляда на природу было подготовлено в 17-18 веках следующими открытиями: в математике был разработан анализ бесконечно малых величин (Ньютон, Лейбниц), создана аналитическая геометрия (Р.Декарт), появилась космогоническая гипотеза Канта-Лапласа, атомно-кинетическое учение Ломоносова, в биологии сформировалась идея развития К.Вольфа. 
Открытие всеобщей связи явлений и утверждение эволюционных идей в естествознании характеризовалось стихийным проникновением диалектики в естествознание. Этот период принято называть также стихийно-диалектическим. 
В конце 18 века промышленность вступает в фазу крупного машинного производства, этот этап называют техническим промышленным переворотом. Энергетической базой промышленности становится паровой двигатель, а преимущественное развитие механики перестает удовлетворять потребностям производства. На первый план выдвигаются физика и химия, изучающие взаимопревращение форм энергии и видов вещества (химическая атомистика). 
В геологии, в это время, появилась теория медленного развития Земли Лайеля, в биологии зарождалась эволюционная теория Ламарка, Кювье были сделаны значительные открытия в области палеонтологии, разработана теория катастроф. Больших успехов достиг К.М.Бэр в развитии эмбриологии. 
Возникла необходимость анализа и синтеза накопленных знаний в целях их теоретического обобщения. Три величайших открытия 19 века - клеточная теория Шлейдена и Шванна, учение о превращении энергии и Дарвинизм - нанесли окончательный удар по старой метафизике. 
Затем последовали открытия, раскрывавшие диалектику природы полнее: создание теории химического строения органических соединений в 1861 г.(Бутлеров), периодической системы элементов в 1869 г.(Менделеев), химической термодинамики (Я.Х. Вантгоф, Дж.Гиббс), основ научной физиологии в 1863 г.(Сеченов), электромагнитной теории света в 1873 г. (Дж.К.Максвелл). 
Но делая открытия, подтверждающие диалектику, естествоиспытатели продолжали мыслить метафизически. Этот конфликт между достигнутыми результатами и устаревшим (укоренившимся) способом мышления, как отмечал Ф.Энгельс, составил основное противоречие естествознания данного периода, это был разрыв между объективной и субъективной сторонами естественнонаучного знания.

Стимулирующее воздействие на Е. новых потребностей техники привело к тому, что в середине 90 годов 19 века началась "новейшая революция в естествознании", главным образом в физике ( открытия электромагнитных волн Г Герцем, коротковолнового электромагнитного излучения К.Рентгеном, радиоактивности А. Беккерелем, электрона Дж.Томсоном, светового давления П.Лебедевым, введение идеи кванта М.Планком, создание теории относительности А. Энштейном, радиоактивного распада Э.Резерфордом и Ф. Содди, изобретение радио А.С.Поповым), а также в химии, биологии (возникновение генетики на базе законов Г.Менделя). В 1913-1921 годах на основе представлений об атомном ядре, электронах и квантах Н.Бор создает модель атома, разработка которой ведется соответственно в периодической системе элементов Д.И.Менделеева. Это первый этап революции в физике и во всем естествознании, он сопровождается нарушением прежних, метафизических представлений о материи и ее строении, свойствах, формах движения и типах закономерности, о пространстве и времени, что объективно подтверждало диалектический материализм. Это привело к кризису физики и всего естествознания и вызвало основное противоречие естествознания данного периода. Реакционные поползновения были порождены самим прогрессом науки. 
 
Второй этап революции в естествознании начался в середине 20 годов 20 века в связи с созданием квантовой механики и сочетанием ее с теорией относительности в общую квантово-релятивистскую концепцию. Происходит дальнейшее бурное развитие естествознания и в связи с этим продолжается коренная ломка старых понятий, главным образом тех, которые связаны со старой классической картиной мира. В первой четверти 20 века проявляются попытки вытеснения из естествознания материализма с помощью неопозитивизма. Это ведет к углублению противоречий естествознания.  
 
Этот период по времени совпал со вступлением капитализма в стадию империализма. В 20 веке опережающими темпами развивается физика (атомная энергия, радиолокация, радиоэлектроника, автоматика и кибернетика, квантовая электроника - лазеры и т.д). Физика как ведущая отрасль всего естествознания играет роль стимулятора и трамплина по отношению к другим отраслям естествознания. 
 
В свое время изобретение электронного микроскопа и введение метода меченых атомов вызвало переворот во всей биологии, физиологии, биохимии. Физические методы определили успехи химии, геологии, астрономии, способствовали в значительной мере развитию науки о космосе и о владении космосом. Главной задачей химии становится синтез полимеров, особенно играющих роль стратегического сырья (каучук, искусственное волокно), получение синтетического топлива, легких сплавов и заменителей металлов для авиации и космонавтики. Энергетической базой промышленности в начале 20 века становятся все больше электричество, химическая энергия, а затем и атомная энергия.