Вторая фаза научной революции (1540-1650)

 

Этот период в исторической науке не получил соответствующего наименования. В области науки этот период ознаменовался первым значительным торжеством нового опытного, экспериментального подхода к явлениям. Непосредственным началом этого периода следует считать впервые сформулированное Коперником разъяснение солнечной системы, концом же его - утверждение этой системы, невзирая на осуждение церкви, благодаря трудам Галилея. К этому же периоду относится данное Гильбертом в 1600 году определение Земли как магнита и открытие в 1628 году Гарвеем кровообращения. В это же время были впервые применены два величайших изобретения, расширивших возможности наблюдения природы, - телескоп и микроскоп. [4, С. 224]

С экономически точки зрения в это время преимущества получили такие страны как,- сначала Голландия, а затем и Англия. Это было обусловлено развитием новых морских путей и упадком старых, в которых важную роль играла континентальная Европа, а именно Германские земли и Италия. Именно Голландия и Англия, также сюда можно отнести и северную Францию стали объектом притяжения ремесленников из Италии, которые принесли с собой достижения эпохи Возрождения. Движущей силой развития была богатевшая буржуазия, захватившая власть в Голландии и Англии.

Основными вопросами эпохи были вопросы связанные с астрономией, решение которых могло использоваться в мореплавании. Важнейшим объектом изучения стал такой сложный механизм как человеческое тело.

Обоснование солнечной системы. Теории Коперника в ее первоначальном виде недоставало точного описания орбит планет - что еще предстояло сделать астрономам,- а также убедительных аргументов для объяснения невоспринимаемости движения Земли - задача, которая предполагала создание новой науки - динамики.

Первым, кто по-настоящему оценил значение работы Коперника, был итальянский учёный Джордано Бруно, заплативший жизнью за свою отважную борьбу против церковного схоластического мракобесия, и в частности за защиту, гелиоцентрической системы, его сожгли в Риме в 1600 г. Бруно заставил людей думать и спорить о теории Коперника. На каждого католика, напуганного его казнью, приходилось, по видимому, столько же протестантов, вдохновленных его подвигом. [4, С. 230]

Учение Коперника получило новое математическое подтверждение в трудах немецкого астронома Иоганна Кеплера. Имея в своем распоряжении материалы наблюдений последнего, - проведя множество новых исследований, Кеплер блестяще развил «коперникову астрономию». [2, С. 110] Важнейшими аргументами в пользу гелиоцентрической системы явились знаменитые законы Кеплера. Солнце, по Кеплеру, является источником силы, движущей планеты.

В XVI в. появляется телескоп, что послужило решающим фактором в пользу признания нового взгляда на строение неба. Появилось средство, позволяющее каждому желающему взглянуть на Солнце, Луну и другие планеты. Появилось средство тщательного исследования небесных тел.

Телескопу было суждено стать одним из самых величайших приборов этого периода. И одним из первых учёных, использовавших новое устройство, был Галилео Галилей. В 1610-1611 гг. была опубликована его работа «Звездный вестник», где он сообщал о своих первых астрономических открытиях, сделанных при помощи сконструированного им телескопа. Характерно, что этот труд и последующие работы Галилея, где содержалось множество новых открытий (гор и кратеров на поверхности Луны, спутников Юпитера, фаз Венеры, солнечных пятен, вращения Солнца и т. д.), получили признание даже в церковных кругах, которые до поры до времени терпели приверженность ученого к гелиоцентрической системе. Папа Урбан VIII считался другом Галилея. Однако доминиканцы и иезуиты оказались сильнее непрочного папского покровительства. По их доносу в 1633 г. Галилей был предан суду инквизиции в Риме и чуть было не разделил участи Бруно. Лишь ценой отречения от своих взглядов он спас жизнь. Учение о движении Земли было объявлено ересью.

Галилей своей деятельностью обеспечил торжество гелиоцентрической системы. Его открытия стали составной частью физики и послужили основанию научного естествознания.

Физика и Математика. Не смотря на наблюдательные доказательства гелиоцентрической системы возникли новые вопросы, а как такая система могла существовать, при этом нужно было устранить все возражения выдвинутые против неё. Следовало разъяснить как Земля движется вокруг Солнца без ураганного ветра и почему предметы подброшенные вверх не остаются позади. Все эти вопросы требовали серьёзного изучения свободного движения тел. Начинаются исследования траекторий падения ядер, развивается теория импульса, однако всему этому пока ещё не доставало логического и математического обоснования.

Галилео Галилея можно считать родоначальником экспериментальной физики. Галилео начал подвергать сомнению все общепринятые воззрения, обратившись для этого к помощи нового метода-метода эксперимента. Бросал ли он фактически тяжести с верхушки Пизанской башни или нет, неважно; мы знаем, что для проведения точных измерений падения тел он использовал в своих опытах как маятник, так и наклонную плоскость. [4, С. 234] Галилей создал определённые образцы методов физики, которые использовались и в последующие столетия.

Достижения Галилея были бы не возможны, если бы он не владел бы математическими знаниями. В этой области значительно проявил себя французский математик Франсуа Виет (1540-1603), который практически является основателем элементарной алгебры. Он первый, кто ввёл символическое (буквенное) обозначение как известных величин, так и неизвестных не только в алгебре, но и в тригонометрии. Применение алгебраических методов значительно облегчало расчёты. В 1585 г Фламандским математиком Симоном Стевином были введены дроби, а Джон Непер в 1614 г ввёл логарифмы. Сокращение и упрощение вычислений привело к увеличению количества астрономов и физиков.

Одним из важных открытий можно считать открытие явления магнетизма, опубликованного в 1600 г Уильямом Гильбертом. Появилось совершенно новое предположение о том, что планеты удерживаются на орбитах именно магнитной силой.

Развитие математики главным образом привело к упрощению расчётов, что в свою очередь позволило выполнять больше действий и точнее, из чего вылилось развитие физики и математики.

Анатомия. Ещё в 1543 году фламандский учёный Андреас Везалий выпустил свой известный труд «О строении человеческого тела». Везалий опроверг множество средневековых схоластических представлений об устройстве человеческого организма, однако в своих трудах он не ответил на важный вопрос, связанный с кровообращением.

Разрешить этот вопрос предстояло англичанину Уильяму Гарвею (1578-1657). Он получил образование в Падуе, что дало ему возможность сочетать итальянские традиции в области анатомии с новым увлечением экспериментальной наукой, начинавшим пробивать себе путь в Англии. Гарвей искал объяснение движения крови в теле на основе законов механики. Его труд «Анатомическое исследование о движении сердца и крови животных», опубликованный в 1628 году, представляет собой изложение нового рода анатомии и физиологии. Открытие произвело настоящую революцию в физиологии сродни с той, что произвёл Коперник в астрономии. Гарвей рассматривал тело как гидравлическую машину где нет места духам. Он писал: «Следовательно, сердце есть основа жизни и солнце микрокосма, подобно тому, как Солнце можно назвать сердцем мира. В зависимости от деятельности сердца кровь двигается, оживляется, противостоит гниению и сгущению. Питая, согревая и приводя в движение, кровь - этот божественный очаг - обслуживает все тело; она является фундаментом жизни и производителем всего». [4, С. 239]

Таким образом Гарвей ставил сердце на центральное место в организме, как Солнце во вселенной. Появилась идея организма, как машины. Однако в то время это открытие ещё не повлияло на медицину, но открытие стало основой для «рациональной физиологии», и что важно, появилось представление об организме как о совокупности органов, связанных и питаемых кровеносными сосудами.

Третья фаза научной революции (2-я пол. XVII в)

 

Это период, когда наука «созревает» и укореняется в наиболее развитых странах, таких как Франция и Англия. Это обеспечивалось наступившей в них относительной стабильностью. В Англии утвердившаяся после революции буржуазия щедро поощряла развитие науки. Основными вопросами выступали такие направления, как гидравлика, артиллерийское дело и мореплавание. В особенности именно мореплавание толкало развитие науки.

Вторая половина XVII столетия - это время создания Лондонского королевского научного общества (1662) и Французской королевской академии (1666). Со временем учёные Англии и Франции в процессе своей работы осознали необходимость таких учреждений, поскольку их деятельность могла приносить большую практическую пользу и что для проведения её они должны иметь больше средств и получить более полное и широкое признание.

Следует отметить что сформировавшейся общества, их учреждения привели к тому, что наука стала институтом со своими отличительными признаками. Новый институт стал обладать достаточным авторитетом, чтобы оградить от себя от лженауки, показать широкой общественности, мало понимающей, где наука, а где шарлатанство.

В это время наука развивается во многих направлениях, исследуются новые явления. В их числе были оптика и теория света, которые благодаря телескопу были тесно связаны с астрономией и благодаря микроскопу - с биологией. Кроме того - пневматика, где технические приемы, разработанные в связи с открытием пустоты, должны были иметь в конечном смете такое громадное промышленное значение. Вопрос о пустоте также являлся центром философской полемики, восходившей еще к древним грекам. Новые, полученные экспериментальным путем, доказательства ее существования помогли возродить атомистическую гипотезу Демокрита. Возрожденная атомистическая, или корпускулярная, теория оказалась первым ключом к рациональным, количественным объяснениям в области химии, до тех пор остававшейся областью одних только технических рецептов и мифических объяснений. Химия в свою очередь была связана с началами физиологии. Все такие вопросы, как природа крови, функции легких, деятельность нервов и мускулов, а также процессы пищеварения, были предметом обсуждения и экспериментирования в духе новой материалистической философии. [4, С. 253]

Новая картина мира. Ко второй половине XVII в наука стала развиваться во всех сферах, новому поколению учёных уже не нужно было сдерживать натиск старого, тех кто отстаивал картину мира, выдвинутой ещё Аристотелем. Согласно ему, Земля представляет собой сферу в центре Вселенной, расположенную ниже Луны, т. е. подлунную сферу несовершенных материальных тел. Выше находятся концентрические небесные сферы Луны, Солнца и звезд, состоящие из более чистой, неземной материи; они вращаются вокруг Земли. Каждая часть мироздания имеет назначенное ей место, стремится занять его и обрести покой. Это была логически согласованная система устройства Вселенной и действующих в нем законов физики, и, казалось, она соответствовала обычным представлениям и здравому смыслу. Средневековое общество приняло её, поскольку эта теория подходила под Библию. Эта картина была разрушена Коперником и Галилеем. Их теории признавались новой наукой почти единодушно.

Появляется большое количество новых теорий, среди которых корпускулярная теория Гассенди (1592-1655). Он взял за основу теорию атомов, созданную ещё Эпикуром. Согласно его гипотезе атомы представляли собой частицы, обладающие массой и инерцией, двигались они в пустоте, существование которой доказывали последователи Галилея.

Активно начинает исследоваться природа света; активно изучается оптика, появляется теория, что свет - это поток частиц, в этой области активно работали Ньютон, исследуя оптические явления. Он пришёл к выводу, что свет имеет волновую природу и что каждый цвет - это поток свет различной длины волны. Голландский учёный Гюйгенс развил волновую теорию света математически.

Развитие оптики привело к появлению микроскопа. Точная дата его появления неизвестна. Первым, кто создал микроскоп, создающий увеличение в 300 раз был Антон Ван Левенгук (1632-1723), был открыт мир бесконечно малого. С помощью нового устройства были исследованы насекомые, открыты бактерии, была доказана теория Гарвея, получившая полное подтверждение.

В 1644 году итальянский учёный Торричелли открыл атмосферное давление и создал барометр, это была трубка, заполненная ртутью. [3, с. 61] В результате опытов было замечено, что пространство над столбиком ртути было настоящей пустотой. Таким образом было отвергнуто предположение, что пустоты быть не может. А позже Паскаль подтвердил эту теорию, поднявшись с барометром на гору и запечатлив изменение давления. Открытие пустоты сыграет огромную роль в будущем, послужив созданию парового двигателя.

Несмотря на общий прогресс науки, главным успехом XVII столетия было открытие всемирного тяготения Исааком Ньютоном (1642-1727). Главный его труд «Математические начала натуральной философии» был опубликован в 1687 г. [2, С. 121], в котором он обосновал и изложил свою теорию. В своём труде «Начала», которых Н. обобщил результаты, полученные его предшественниками (Г. Галилей, И. Кеплер, Р. Декарт, Х. Гюйгенс, Дж. Борелли, Гук, Э. Галлей и др.), и свои собственные исследования и впервые создал единую стройную систему земной и небесной механики, которая легла в основу всей классической физики. [5] Ньютон нашёл объяснение открытиям Коперника и Галилея, сделал то что пытались сделать до него - объяснить физически движение планет вокруг Солнца и что удерживает их на орбитах.

Таким образом открытия Ньютона служат венцом научной революции [4, С. 268]. Выдвинутые им законы являются величайшими открытиями в области физики и естествознания, двигавшими науку ещё более 200 лет. В конце XVII века завершилась научная революция, были достигнуты успехи в физике, математике, биологии. Развитие химии ещё не началось, но для этого возникали все предпосылки. И что самое важное, наука сформировалась как институт; была разрушена старая средневековая картина мира и сформирована новая.