Возникновение и становление естествознания

Истоки современной науки

 

От ранних цивилизаций, возникших на берегах Тигра, Евфрата и Нила (Вавилон, Ассирия, Египет) до нас дошли весьма скудные сведения об их достижениях в области естествознания, содержащиеся в памятниках древности – глиняных табличках и папирусах. Более полное представление об уровне развития Древнего Востока мы получаем из знаний, овеществленных в архитектурных сооружениях, предметах быта, оружии и т.д. Возведение грандиозных сооружений (храмы, крепости, пирамиды) требовало определенных знаний из математики, геометрии и механики. Известные памятники II тысячелетия – па-пирус Ринда, хранящийся в Британском музее, и московский папирус – содержат решения различных математических задач. Например, жрецы умели вычислять площади и объемы тел, знали значение числа p. Вавилоняне знали теорему Пифагора, решали систему уравнений и квадратные уравнения. Математические знания носили в основном прикладной характер. Здесь, в междуречье Тигра и Евфрата, были заложены основы геометрии и астрономии, первой из естественных наук. Здесь человек впервые приступил к изучению звездного неба и стал вести систематические наблюдения за природными явлениями, за движениями Солнца, Луны и планет, ввел систему исчисления времени.

Физические представления об явлениях природы возникли и в Древнем Китае. Так, китайцы ввели в обиход понятие о силе (то, что заставляет двигаться) и о противодействии (то, что останавливает движение). В практической деятельности получили широкое применение рычаги, блоки, весы и др. Уже в VI веке до н.э. они знали явление магнетизма, на основе чего был создан компас. В области акустики им были известны законы гармонии, явления резонанса.

В Древней Индии основу натурфилософских знаний образуют учения о пяти элементах – земле, воде, огне, воздухе и эфире. Разрабатывались представления о таких свойствах материи, как тяжесть, текучесть, вязкость, упругость и т.д. Древнеиндийским мыслителем Канаду была высказана мысль об атомном строении вещества. Следует заметить, что все вышерассмотренные научные представления возникли из потребностей человеческой практики. Что касается теоретического осмысления природы бытия, то оно не выходило за пределы анимизма и мифологии.

 

Наука эпохи античности

Несмотря на большие заслуги науки Древнего Востока, родиной современного естествознания стала Древняя Греция, где в VII–VI вв. до н.э. сформировались первые теоретические представления об окружающем нас мире. Древнегреческая наука стала называться натурфилософией, а первые ученые стали называться философами, т.е. любителями мудрости. Здесь впервые в истории начали заниматься наукой не cтолько из соображений ее практического применения (физический труд считали уделом рабов), сколько для удовлетворения естественного человеческого любопытства.

Кроме ответа на вопрос «как?» греческие философы пытались ответить и на вопрос «почему?» Таким образом, уже древнегреческий философ стал создавать систему доказательств – почему материя и различные природные явления ведут себя именно таким образом, а не иначе. Конечно, античная наука опиралась на довольно примитивные знания окружающей действительности, поскольку в те времена экспериментальные исследования практически не проводились. Наука носила в основном умозрительный характер. В распоряжении древнегреческих ученых были только простые наблюдения над природой, которые были основой для построения гипотез и логических схем. Тем не менее об истоках современной науки свидетельствуют названия: математика, физика, механика, биология и т.д.; термины греческого происхождения – масса, атом, электрон, изотоп, спин и др.; употребление греческих букв в научном языке и наконец имена Фалеса, Пифагора, Демокрита, Аристотеля, Архимеда, Евклида и др.

В древнегреческой натурфилософии, как и в современном естествознании, фундаментальное место занимает учение о материи и движении, пространстве и времени. За материальную первооснову мироздания античные мыслители принимали какую-либо из четырех стихий: воду, воздух, огонь или землю. Иногда к ним добавляли гипотетическую субстанцию – эфир. Так, родоначальник греческой науки Фалес Милетский (624–547 гг.
до н.э.) считал первоосновой материального мира – воду, а его ученик Анаксимен (585–525 гг. до н.э.) – воздух. Другой ученик Фалеса, Анаксимандр (610–546 гг. до н.э.), предположил, что есть бесконечное и неопределенное начало – апейрон, которое всем управляет. Он рассматривал апейрон как протовещество, представляющее собой неопре-деленную туманную массу, находящуюся в постоянном круговом вращении.

История науки связывает с именами Фалеса, Анаксимена и Анаксимандра первые астрономические наблюдения небесных тел. На основе этих наблюдений ими предпринимались первые попытки построения космологической картины мира. Например, Фалес одним из первых ученых античности умел предсказывать солнечные затмения, определять летнее и зимнее солнцестояния, осеннее и весеннее равноденствие. Он установил, что Луна светит рассеянным светом, и определил неизменность положения Полярной звезды на небосводе, что послужило ориентиром для мореплавания. Фалес ввел в обращение календарь, в котором длительность года определялась в 360 дней, разделенных на 12 месяцев по 30 дней каждый.

В космологической модели Вселенной, предложенной Анаксимандром, Земля помещается в центр Вселенной и в мировом пространстве ни на что не опирается. Это утверждение является самым значительным достижением милетской школы, поскольку до этого Землю считали плоским диском, омываемым водами Океана.

Следует особо выделить идеи Гераклита Эфесского (540–480 гг. до н.э.), рассмат-ривавшего в качестве первоосновы Мира огонь. Он утверждал: «Мир един, не создан никем из богов и никем из людей, а был, есть и будет вечно живым огнем, закономерно воспламеняющимся и закономерно угасающим». В учении Гераклита важную роль играла идея вечного движения, всеобщей изменчивости материи. Все течет – все изменяется. Нельзя войти дважды в одну и ту же реку. Гераклит фактически достиг понимания единства и борьбы противоположностей; он считал, что противоположности, противоборствуя, в то же время не исключают друг друга, образуя вместе гармонию Мира. С именем Гераклита связано исторически первое выражение диалектического миропонимания.

Картина мира, построенная на основе концепций милетской школы, была материалистической, она не нуждалась в божественном вмешательстве. Ее слабостью был чисто описательный характер природных явлений, не допускавший их количественных измерений. Данная картина была дополнена Пифагором, внесшим идею объяснения явлений.