Наука в средневековой Европе

Сдвиг в науке и технике Запада начались чуть позже, чем на востоке - с конца XI в. Они были вызваны серьезными изменениями в экономике. В настоящее время растет производительность сельского хозяйства; возникают ремесла, развивается торговля и денежное обращение, ускоряется рост городов. Крестовые походы способствуют знакомству Европы с культурными достижениями Востока. Заметными становятся и успехи техники. В Х-ХII вв. большое распространение получили водяные мельницы, чуть позже - ветру. Тогда же в Европе появился механические часы. Важное значение для накопления знаний о законах природы имели изготовления военного снаряжения, судостроения, градостроительства, строительство крупных гидротехнических сооружений.

Развитие промышленности и повышение общего культурного уровня обострили потребность в подготовке специалистов. Возникли светские школы, а в XIII веке были созданы первые университеты в Болонье, Париже, Падуе, Неаполе, Оксфорде. В XIV в. университеты были открыты в Пизе, Павии, Кракове, Вене, Гейдельберге, Феррари и других городах. Вышестоящими факультетами в большинстве университетов были богословский, медицинский и юридический, ниже - факультет искусства. Преподавание проводилось на латинском языке, который был для всех ученых средневековья универсальным языком науки.

Одновременно росла мощь церкви. ее представители приспосабливались к условиям менялись быстрее, чем светские феодалы. Богатства католической церкви множились со сказочной быстротой. Иннокентий III, был папой в 1198-1216 pp., Объявил себя наместником Бога на Земле. Теология продолжала играть определяющую роль в идеологической жизни. Для борьбы с "ересями" было создано ордена доминиканцев и францисканцев, основан инквизицию, жертвами которой стали многие крупные ученых средневековья. Царила схоластика. Она основывалась на догмах христианской церкви и отличалась абстрактными, часто совсем бесплодными и беспредметными соображениями. Но и сама схоластика менялась, приспосабливаясь к новым обстоятельствам.

В XII-XIII вв. европейская научная литература обогатилась большим количеством латинских переводов с арабского и греческого языков. Стали доступными произведения Платона, Аристотеля, Евклида, Архимеда, Птолемея, Герона, ал-Хорезми, Сабита Ибн Корри, Ибн Сины.

Своеобразная судьба идей Аристотеля. Сначала его учение церкви казалось опасным. Против него, как и против его средневекового комментатора Ибн Рошда (Авер-РОЭС), резко выступили многие влиятельные богословы, а в Парижском и других университетах было запрещено читать лекции о "Метафизику" и естественнонаучные произведения Аристотеля. Вместе с тем церковь и ее идеологи пытались приспособить учение Аристотеля к Священному Писанию. Уже в 1366 церковный декрет велел изучать "Логику", "Метафизику" и "Физику", без чего нельзя получить первый ученую степень. А позже естественнонаучные взгляды Аристотеля было догматизированной и любые возражения против них объявлялись ересью.

В этих сложных условиях, хотя и медленно, происходило развитие естественных наук, в частности механики. При этом термин "механика * прежнему воспринимался в очень широком смысле. В произведении саксонца Гуго (1096-1141)" Дидаскалион "в состав механики входили текстильная дело, изготовление оружия, охота, мореплавания, земледелие и т.п. - фактически вся область технической деятельности человека. Такое же понимание встречается в разных рецептурных сборниках вроде "Записок о различных ремесла> монаха Теофила (X в.). В книгах под названием "Механика" рассматривались только прикладные вопросы и элементарная теория пяти простых машин (рычага, полиспаста, клина, винта и коловорота). Однако уже в XII-XIII вв. появляются произведения, авторы которых обращаются к проблемам собственно механики, главным образом статики и кинематики.

Как и в странах ислама, начала самостоятельной разработки проблем механики в средневековой Европе предшествовал период, когда начали усиленно переводить греческие источники, сохранившиеся главным образом на арабском языке, а затем и произведения ученых стран ислама. Это особенно касается круга проблем, связанных со статикой. В этот период на латинский язык переведены пизньоалександрийський трактат "De сапопио", посвященный неравноплечих "римским весам" (безмен), в котором рассматриваются и случаи, когда рычаг весом. Этим же вопросам посвящен другой пизньоеллинистичний трактат "Книга о весах", сохранившаяся только в арабском переводе. Рассмотренный выше трактат Сабита Ибн Корри перевел на латинский язык Герард Кремонский. Кроме этого перевода, "Liber Charastonis" известный в переработанном виде, содержащий только перечень основных предложений без доказательств.

В 1269 Вилли ван Мербеке перевел с греческого трактат Архимеда "О равновесии плоских фигур". Ему также принадлежит перевод с греческого трактата Архимеда "О плавающих телах" с комментариями Евтокия. В XIII веке в Западной Европе был также широко известный трактат "О плавающих в жидкостях тела", который является или переводом с арабского, или переработанным арабским оригиналом изложения Архимеда.

Произведения о механике этого периода довольно схематично можно разделить на три группы, посвященные соответственно трем основным направлениям, наиболее четко раскрывают характер средневековой механики в Западной Европе:

1) трактаты со статики;

2) трактаты по кинематике;

3) трактаты, связанные с теорией падения тел, в которых разрабатывается понятие "импетуса".

Теоретические исследования в области статики в этот период были дальнейшим развитием кинематической направления, уходит своими корнями "механических проблем" псевдо-к-Аристотеля. Фундаментальное значение для разработки этих проблем имели работы Иордана Неморария (XII в.) И его школы. Это целый цикл трактатов, посвященных "науке о важности". Основное понятие, которым оперирует Иордан - "вес в соответствии с положением" определенного груза, приобретает разные значения в зависимости от его места на плечи рычага. Это понятие представляет собой дальнейшее развитие положения автора "механических проблем" о том, что тот же груз может иметь неодинаковую "вес", то есть по-разному

"тянуть" - в зависимости от своего положения на конце более длинного или более короткого плеча рычага. Автор "Проблем" представлял круговое движение в виде комбинации "естественного" движения "в связи с природой" (тангенциально) и "принудительного" движения "вопреки природе" (центробежного). Понятие "веса в соответствии с положением" используется и в случае движения по наклонной плоскости. В результате разложения силы тяжести на нормальную к плоскости и параллельную ей компоненты получается, что если грузы, поднятые на одинаковую высоту, прямо пропорциональны длинам наклона, то скорость в конце движения по наклонной плоскости будет та же. Вся ряд трактатов Иордана представляет собой, таким образом, следующий после арабских механических произведений шаг на пути к принципу возможных перемещений в форме принципа возможных работ. Динамические понятия, содержащиеся в этих произведениях еще в зачаточной форме, можно трактовать как первые признаки связи между статикой и наукой о движении.

Геометрическая статика, основанная на архимедовой традиции, на протяжении всего средневековья в Западной Европе развивалась сравнительно слабо. Большинство работ этого периода посвящено гидростатике. В XIII веке в Европе был хорошо известен упомянутый выше пизньоеллинистичний трактат в латинском переводе "О плавающих в жидкостях тела", который приписывали Архимеду. Значительное распространение получили латинские переводы восточных трактатов, посвященные определению удельного веса, в частности, трактат ал-Хазин "Весы мудрости". Под влиянием трактата Архимеда "О плавающих телах" Иоганнес где Мурис написал «Трактат о числах, состоящих из четырех частей". Автор пересказывает содержание трактата Архимеда, заменяя математические доказательства числовыми примерами. К проблемам гидростатики обращается в своих "Вопросах до четырех книг о Земле и небе Аристотеля" Альберт Саксонский (ум. В 1390 г.). В начале XV в. вопрос гидростатики (проблему удельного веса) изучает Николай Кузанский, но это уже эпоха Возрождения.

Первое исследование по кинематике в средневековой Европе - трактат Герарда Брюссельского "О движении" - написан в конце XII - начале XIII в. Основной интерес Герарда направлен на исследование соотношения между движениями линий, площадей и объемов. Следуя античные традиции, под термином "движение" Герард часто понимает скорость. Говоря о "равных движения на дуге" и "уровне движения в точке", он, видимо, имеет в виду скорость равномерного движения.

Кинематические исследования Герарда Брюссельского через века стали отправным пунктом для исследований, которые проводили ученые Мертон-колледжа в Оксфорде. Наибольшая активность мертонцив отмечается около 1328-1350 pp. Родоначальником Оксфордской школы был Томас Брадвардин. Он сформулировал свой основной закон скоростей следующим образом: "Отношение скоростей при движении меняется в соответствии с отношением движущих сил к силам сопротивления".

В "Трактате о континуум" Брадвардин обращается к понятиям времени, движения и мгновения. Время он рассматривает как бесконечный, последовательный континуум, измеряющий прохождения и может делиться до бесконечности. Движение является прохождением пространственного континуума во временном: линию можно пройти с разной скоростью. В то же время, предвидя возможные возражения, Брадвардин проводит разграничение между "качеством движения", то есть скоростью, и "количеством движения", то есть его продолжительности. Движения могут не различаться по "качеству", но различаться по "количеству" (то есть по продолжительности или краткостью). Этот закон способствовал укреплению представления о скорости как об абстрактном отношение, в определение которого входят ни понятия времени, ни понятия пути.

В XIII в. формируются понятия, на основе которых впоследствии была создана теория "импетуса" ("импетус" нельзя отождествлять с каким-либо современным термином, но в некоторых случаях его можно считать эквивалентом импульса). Впервые теорию "импетуса" сформулировал парижский номиналист Жан Буридан в "Вопросах к физике Аристотеля" и в "Вопросах к произведению Аристотеля« О небе », написанные в 1340" импетуса "Буридана называет некоторую силу, исходящую от тела, движущегося и воспринимается телом, побуждают к движению. Размер импетуса определяется как скоростью, предоставляется телу, так и его "количеством материи" (то есть массе). "Количество материи" является "мерой импетуса" в теле. Поэтому "труднее остановить большое колесо, быстро движется, чем маленькое ". Исчезновению импетуса способствует, во-первых, сопротивление среды, а во-вторых, его" направления в другое место ", если тело брошено не по вертикали вниз." движущей, приводя в движение движимое, запомнить " ятовуе некоторое импетус, - утверждал Буридана - то есть некоторую силу, способную двигать это тело в ту сторону, в который движущая его двигала: вверх, вниз, в сторону или по кругу ". Таким образом, он говорит о импетус и как о" движущую силу ", и как о причине продолжения движения. Он зафиксирован в этом теле таким образом, как магнитные свойства зафиксированы в железе. Как постоянное качество импетус теряется не сам по себе, а только в результате сопротивления среды или "противоположного сопротивления" тела. Исторически теория импетуса скорее была заключительным этапом развития теоретических построений, связанных с критикой Арис-тотелизму, чем началом новой линии развития, связанной со становлением классической механики. Она не привела, да и не могла привести к установлению понятия инерции движения, хотя и содержала некоторые зачатки идеи самодвижения.

Значение теории импетуса состояла, во-первых, в ее применении к движению небесных тел. Объясняя движение небесных тел с помощью этой теории, нет необходимости вводить нематериальные так называемые "интеллигенции", или "ангелов", которые постоянно его поддерживают. Нематериальном божественному вмешательству отводилась только скромная роль предоставления первоначального импетуса; дальнейшее движение уже не нуждался в его участия. Теория импетуса, таким образом, сочетала движение земных и небесных тел в единую систему, подчиняется общим законам механики. Используя понятие импетуса, Буридана утверждает, что в пустоте тела падают с разной скоростью, сохраняя силу "веса" и силу импетуса. Таким образом, сторонники теории импетуса допускали ту же ошибку, что и аристотелианцы: они считали, что скорость падения пропорциональна весу.

Вывод

Большинство механических проблем в средние века изучалась в аспект не столько физической, сколько в общефилософскую, в связи с общими понятиями изменения (движения), пространства, времени. Университетская наука была, как правило, оторванная от технической практики. Вместе с тем нельзя рассматривать средние века только как период умственного застоя, в течение которого наука не развивалась. Тогда были бы совершенно непонятными причины, породившие эпоху Возрождения. Механики эпохи Возрождения опирались в своем творчестве на результаты деятельности своих предшественников - ученых Востока и Западной Европы - как в критическом освоении античного научного наследия, так и в творческой разработке некоторых проблем механики.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >