Естествознание эпохи средневековья

 

В первые века нашей эры под действием внутренних противоречий и внешних сил произошел распад Римской империи, который сопровождался огромными потрясениями в хозяйственной, политической и культурной жизни общества. Нескончаемые войны, разрушение городов, ослабление политических и торговых связей между народами привели к упадку науки и греко-римской культуры. Господствующей идеологией становится христианство. Между наукой, целью которой является познание законов природы, и церковью, для которой истина заключается в церковных догмах, возникает непреодолимое противоречие. Церковь объявляет открытую войну науке, научным учреждениям, отдельным мыслителям и ученым. Уже в 391 г. александрийский епископ Феофил организовал разгром знаменитой Александрийской библиотеки, а император Восточной Римской империи Юстиан закрыл в 529 г. последнюю философскую школу в Афинах, при этом философов изгнал из города. Папа Григорий I специальным постановлением запретил чтение древних книг и занятие наукой. Знания о природе в целом ряде вопросов вернулись к представлениям догреческой философии. Землю считали плоской, покрытой хрустальным небесным сводом в несколько ярусов, где находились ангелы, архангелы и Бог. Пока европейская наука переживала длительный период упадка (вплоть до XII–XIII вв.), на Востоке за это время наблюдался ее расцвет. На арабский язык были переведены сочинения древних ученых и философов: Аристотеля, Платона, Евклида, Архимеда, Птолемея и др. Арабские и среднеазиатские ученые продолжали развивать физико-математическое направление, они развивали достижения своих предшественников из Греции, Индии и Китая. Наиболее значительными были результаты хорезмского математика Мухаммеда ибн Мусы аль Хорезми (ок. 780–ок. 850). Он был автором трактатов по арифметике и алгебре. Благодаря сочинениям Хорезми Европа познакомилась с индийской позиционной системой чисел
и новым разделом математики – алгеброй. В трактатах Хорезми решаются линейные и квадратные уравнения.

В развитие науки эпохи средневековья внесли значительный вклад такие ученые
и философы как Ибн аль Хайсам (965–1039), известный в Европе под именем Алхазена и Мухаммед ибн Ахмед аль Бируни (973–1048). Исследования Алхазена относятся к оптике. На смену теории зрительных лучей древнегреческих мыслителей приходит теория Алхазена, согласно которой зрительные изображения тел создаются лучами, исходящими от видимых тел. Он описал строение глаза и высказал предположение, что изображение получается на его хрусталике. Алхазен много занимался изучением отражения и преломления света на границе раздела двух сред, разработал метод определения углов преломления и показал, что падающий и преломленный лучи лежат в одной плоскости с перпендикуляром, восстановленным из точки падения луча. Алхазен был первым, кто использовал камеру-обскуру как астрономический прибор для получения изображений Солнца и Луны. Арабы стали широко применять экспериментальные исследования. Мухамед ибн Ахмед аль Бируни предложил с помощью отливного сосуда способ определения плотностей различных веществ. По измерениям Бируни плотность золота и ртути соответственно равны 19,5 г/см³ и 13,56 г/см³. Бируни производил также точные астрономические и географические измерения. Он определил угол наклона эклиптики к экватору и установил его вековые изменения. Для 1020 г. его измерения дали значение 23°34'0''. Современные вычисления для 1020 г. дают значение 23°34'45''. Он разработал способ определения радиуса Земли, который по его данным составлял 6490 км, что довольно хорошо согласуется с современным значением 6370 км.

В истории науки остались имена Мухаммеда аль Баттани (850–929), астроно-
ма, составившего новые астрономические таблицы и философа Ибн Рушда (1126–1198),
предложившего теорию двойной истины, оправдывающую расхождение между наукой и религией. Эта теория сыграла значительную роль в борьбе за независимость науки. К XIII в. страны Европы стали устанавливать экономические и культурные связи с государствами арабского Востока, а переводы арабских текстов стимулировали развитие научных исследований. Этому способствовало также развитие быстрыми темпами материального производства, ремесел и градостроительства. Наука постепенно становилась производительной силой, возникла потребность в образованных специалистах производственного направления, врачах, юристах и т.д. Это привело к возникновению светских школ, а затем и университетов (Болонский, Парижский, Оксфордский, Кембриджский и др.). Несмотря на то, что преподавание в университетах было пронизано схоластикой и строилось на основе священных книг и философии Аристотеля, изучались также предметы математического и естественно-научного направления: геометрия, арифметика, астрономия и др.

Велики заслуги перед современной наукой английского философа Р. Бэкона (1214–1294). Он расходился со схоластами по всем основным направлениям познания окружающей действительности. Бэкон, проведший 14 лет в заточении, подверг сомнению авторитеты прошлого, резко выступил против всеместного насаждения учения Аристотеля. По его мнению, наука должна строиться на строгих аргументах и точном опыте, доказывающем теоретические научные построения. Большое значение в познании законов природы Р. Бэкон придавал математике и физике: «Математику ошибочно считают трудной наукой и даже подозрительной, так как она имела несчастье быть недоступной отцам церкви, между тем она как важна, так и полезна» Бэкон не ограничивался критикой схоластики. Он сам проводил эксперименты, осуществлял химические, оптические и физические наблюдения. Ему были известны камера-обскура, телескоп, очки и микроскоп. Он сделал важный шаг в объяснении радуги, сравнивал ее цвета с радужными цветами при преломлении в хрустале или в каплях воды.

В области механики следует отметить работы, относящиеся к статике и кинематике. Группа ученых Парижского университета во главе с Иорданом Неморарием решили задачу о равновесии тела на наклонной плоскости. В XIV в. в качестве характеристики движения вводится средняя и мгновенная скорости (Н. Орем); вычисляется путь, пройденный телом при равноускоренном движении, пока еще геометрическим способом.

В средние века у европейских ученых получила дальнейшее развитие теория «движущей силы», так называемая теория импетуса. Ее разрабатывали Буридан (1300–
1358 гг.), последователь английского философа Оккама (1285–1349). Согласно Буридану величина импетуса определяется как скоростью тела, так и его «количеством материи». В теории познания Буридан придерживался принципа «бритвы Оккама», согласно которому понятия, не сводимые к интуитивному и опытному знанию, должны удаляться из науки.

Огромное значение в накоплении естественно-научных знаний имели изобретение бумаги, часов (XII в.), первого печатного станка (Гутенберг XV в.), а также великие геог-рафические открытия конца XV в. (Колумб, Магеллан и др.). Они обогатили знания о нашей планете, о животном и растительном мире неведомых ранее стран, об их народах, культуре и т.п.