Христианизация физики
Римская империя, оружием объединившая большую часть тогдашней Ойкумены и установившая Римский мир (Pax Romana, 27 до н. э. 180), особого вклада в теорию физики Аристотеля-Птолемея не внесла, хотя в поэме «О природе вещей» Тита Лукреция Кара (1 век) была отражена её критика с позиций атомизма Демокрита. Римляне зато продемонстрировали высочайший уровень развития инженерного искусства (строительство зданий, дорог, водопроводов, военных машин и т. п.), опирающегося на греческую традицию. После раздела Римской империи в 395 году на Западную и Восточную части, первая вскоре пришла в упадок, будучи завоевана варварами, вторая, став Византийской империей, просуществовала еще свыше тысячи лет до османского завоевания в 1453 году. Запад погрузился во мрак «Тёмных веков» (610 век) так принято называть этот период европейской истории не только за скудость источников, но и за упадок научного знания, общий цивилизационный регресс вплоть до забвения даже греческого языка.
Цивилизационную эстафету подхватил мусульманский мир, который после арабских завоеваний (710 веков) создал огромную империю Арабский халифат (6321258). В рамках халифата сложилось культурное пространство, которое продолжало существовать и после его распада. Благодаря этому, исламские учёные, писатели и деятели искусства смогли внести существенный вклад в развитие мировой науки и культуры. В частности, они сохранили в переводах на арабский язык достижения греков. Так, трактат Птолемея «Математическое собрание в 13 книгах» стал «Альмагестом» (Величайшим собранием), работы Аристотеля (в том числе «Физика», «О небе»), мусульманские ученые неоднократно переводили и комментировали. Сами арабы достижениями в механике не прославились их больше интересовала медицина, химия, фармакология, математика (алгебра).
Средневековье Европы (515 век) бурная эпоха формирования национальных государств, когда значительно возросшее в период после 1000 года население (с 64 до 187 млн. человек) в более позднее время (14 век) уменьшилось до (130 млн. человек) за счет голода, эпидемий чумы и перманентных войн. Христианство, ставшее в 389 году государственной религией Римской империи, пережило крушение её западной части и раскол в 1054 году на Римско-католическую и Православную церкви. Католическая церковь заняла главенствующие позиции в средневековой Европе и даже пыталась ставить себя выше европейских монархов. Христианская церковь центральный институт Средневековья, она контролировала все стороны тогдашней жизни, очагами культуры которой были многочисленные монастыри. При монастырях существовали школы, скриптории (мастерские по переписке манускриптов) и библиотеки. Однако монастырские школы не могли удовлетворить потребности Церкви в нужных ей специалистах, и она начала основывать университеты: Болонский (1088), Парижский (1160), Оксфордский (1167), Кембриджский (1209), Саламанка (1254). Обучение было двухступенчатым: низшая ступень тривиум (грамматика, риторика, диалектика), и высшая ступень квадривиум (арифметика, геометрия, астрономия и музыка). Всё обучение в университетах велось на латыни, поэтому студенты, свободно перемещаясь по Европе, понимали друг друга. Независимость от государственной власти позволяла университетам устанавливать собственные законы. В большинстве таких первых учреждений царила демократия и свобода студенты могли самостоятельно выбирать профессоров и деканов.
Основные проблемы, занимавшие средневековых ученых, были богословскими, философия понималась как способ истолкования Священного Писания, логической формулировки догматов Церкви и рациональных доказательств бытия Бога. Учения Аристотеля и Платона, ставшие частично известными благодаря трудам исламских переводчиков и оставшимся контактам с Византией, стали отправной точкой религиозных споров. Если Аристотель принимался за основной источник сведений по логике и физике, то за Платоном признавался наивысший авторитетом в метафизике и богословии. Аристотель дал богословам наукообразный аппарат, но платонизм как учение оказался настолько всеобъемлющим, что позволял удовлетворить различные духовные запросы и стал основой различных, подчас взаимоисключающих философско-религиозных доктрин. Интересно, что платонизм больше импонировал православным богословам, а аристотелизм был ближе схоластам-католикам. Благодаря авторитету Отцов Церкви и в первую очередь Фоме Аквинскому (12251274) философия Аристотеля и его физика оказались интегрированы с христианским вероучением, что существенно ограничивало пересмотр ошибочных гипотез, лежащих в их основе. Главным технологическим достижением Средневековья, сыгравшим революционную роль в расширении аудитории, которой стали доступны книги, является изобретение в 1440 году немцем Иоганном Гуттенбергом печатного станка.
Средневековье Европы заканчивается Ренессансом (Возрождением) тектоническим периодом, предшествующим Новому времени и характеризуемым становлением гуманистического мировоззрения и возрождением античной науки. Ренессанс не столько исторический период, сколько интеллектуальное и культурное движение. Явление наблюдалось сразу в нескольких европейских странах, поэтому точно назвать место и время появления Ренессанса трудно. Но раннее итальянское Возрождение началось в 14-ом веке во Флоренции. Из Италии Ренессанс просочился в другие европейские страны. Так, французский Ренессанс расцветает с конца 15-ого века, в Англии, Германии и Нидерландах, так называемое «Северное Возрождение» началось позже, и оказалось тесно связанным с движением за Реформацию церкви (1617 века), породившим новые христианские конфессии (лютеранство, кальвинизм, англиканство и т. д.), то есть протестантизм.
Астрономическая революция 17 века
«Почему движутся планеты?» этот вопрос интересовал людей с глубокой древности. Планеты (в дословном переводе с латинского «блуждающие звезды») всегда были в центре внимания пытливых умов. По мнению Платона, планеты наделены разумом и в силу этого сами понимают, каким образом и куда им надо двигаться. Аристотель предложил в качестве «перводвигателя планет» неподвижного Бога. В средние века планеты доверили двигать ангелам. Декарт заменил ангелов и перводвигатель эфирными вихрями, увлекающими в своем движении планеты. Убеждение, что планеты надо двигать, а не то они остановятся, было всеобщим. К концу 16-того века некоторые ученые стали понимать, что если исключить силы трения, то нет необходимости в силах, поддерживающих движение. Планеты стали двигаться в пустоте. Коперник, «остановив Солнце и заставив двигаться Землю», сделал Землю планетой.
Иоганн Кеплер (15711630)
Иоганн Кеплер немецкий математик, астроном, механик, оптик, первооткрыватель законов движения планет Солнечной системы. В ходе астрономических исследований Кеплер внёс вклад в теорию конических сечений. Он составил одну из первых таблиц логарифмов, ввел понятие о среднем арифметическом значении, исследовал симметрию снежинок, развивал идеи, ведущие к понятиям интеграла и проективной геометрии. Ввёл в физику термин «инерция», независимо от Галилея сформулировав первый закон механики Ньютона, построил общую теорию линз и их систем. Усовершенствовав телескоп Галилея, предложил свой вариант «телескоп Кеплера», вытеснивший предшественника и использующийся даже сегодня.
В начале 17 века Иоганн Кеплер, обрабатывая наблюдения Тихо Браге за движением планет (в основном Марса), открыл три закона планетных движений, известных как законы Кеплера:
1) Каждая планета движется в пространстве по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.
2) Радиус-вектор планеты описывает равные площади за равные промежутки времени.
3) Квадраты периодов обращения двух планет вокруг Солнца пропорциональны кубам больших полуосей их орбит.
1-ый закон Кеплера
2-ый закон Кеплера
3-ый закон Кеплера
Из всех открытий Кеплера отметим только революционное для его эпохи открытие траектории планет являются эллипсами, а не окружностями! Вся сложная система эпициклов, введенных, чтобы объяснить неравномерные и даже попятные движения планет (того же Марса), наблюдаемые с Земли, оказалась ненужной. Коперник за счет переноса центра с Земли на Солнце смог уменьшить число эпициклов с 77 (у Птолемея) до 34, а Кеплер свел их нулю! Как ни удивительно, но ни Галилей, ни Браге с этим не согласились. Принять уродливые эллипсы вместо божественно совершенных окружностей для них было противоестественно.
Сам Кеплер, обнаружив, что планеты движутся по «некрасивым» эллиптическим орбитам, начал искать новую красоту в устройстве Мира. И вскоре он её «нашел» оказалось, что орбиты планет вписаны в правильные многогранники (платоновы тела), которых оказалось ровно столько, чтобы «объяснить», почему планет только шесть (другие планеты еще были неизвестны). Обнаружение других планет разрушило эти построения в очередной раз красота пифагорейской идеи оказалась миражом.
Рождение физики
Физика сравнительно молодая наука. Общепринято датировать её рождение 17-ым веком и связывать с именами Галилея и Ньютона. Ранее она была растворена в «Натуральной Философии» сложном коктейле сведений, весьма разбухшем по сравнению с античной натурфилософией. В него включились разнородные факты из механики, астрономии, химии, геологии, физиологии и т. п., разбавленные буферным раствором религиозно-философских идей.