Текст книги "Страницы истории науки и техники"
Автор книги: Владимир Кириллин
сообщить о нарушении
Текущая страница: 5 (всего у книги 34 страниц)
Содержание настоящего раздела – развитие науки и техники в европейских странах в средние века – касается очень большого периода времени, с заката классической греко-римской культуры (V в.) вплоть до эпохи Возрождения. Этот длительный отрезок времени включает упадок – на первой стадии – классической культуры, затем ее восстановление в условиях феодальной экономики и, наконец, переход к новой эпохе – времени, когда было положено начало современной науке. Необходимо отметить, что при феодальном строе значительные успехи были достигнуты в создании и использовании более совершенной техники; делалось это в гораздо более широких масштабах, чем во времена Римской империи.
На науку средних веков большой отпечаток наложила церковь. Ф. Энгельс писал: «Догматы церкви стали одновременно и политическими аксиомами, а библейские тексты получили во всяком суде силу закона… Это верховное господство богословия во всех областях умственной деятельности было в то же время необходимым следствием того положения, которое занимала церковь в качестве наиболее общего синтеза и наиболее общей санкции существующего феодального строя»[38]38
Там же, т. 7, с. 360–361.
[Закрыть].
Все то, что не укладывалось в религиозные догмы, встречало сопротивление церкви. Но каким образом может быть достигнуто согласие между наукой, делающей свои выводы исходя из результатов опыта и обобщения этих результатов, и схоластическим богословием, для которого истина уже готова – это существование бога и его созидающей и руководящей воли – и все старания сводятся только к подтверждению этой истины? Нельзя не согласиться со следующими словами Дж. Бернала, сказанными им о философии позднего классицизма, но целиком относящимися и к рассматриваемому нами историческому периоду: «Попытка согласовать философию со Священным писанием является бессмысленной и роковым образом сказывается на непредубежденном понимании природы. Вера и разум не могут быть примирены без того, чтобы не истолковать аллегорически одно и не исказить другое, в любом случае обескураживая честного мыслителя»[39]39
Бернал Дж. Наука в истории общества. М., 1956, с. 155.
[Закрыть].
Епископ Аврелий Августин (354–430), принадлежавший к так называемым отцам церкви, т. е. церковным деятелям, создавшим ее догматику и организационную структуру, был сторонником неоплатонизма. Он считал, что руководящая роль, мировое владычество должно принадлежать католической церкви, что под сенью церкви должна быть создана «вечная мировая божья держава». В то же время Августин, названный богословами Блаженным, отстаивал частную собственность и социальной неравенство.
Все большее влияние в странах Западной Европы приобретал римский епископ, получивший в V в. наименование папы[40]40
В наше время римский папа является главой расположенного в Риме государства – г. Ватикана с населением около тысячи человек.
[Закрыть] (от греч. pappas – отец). С этого времени Рим становится центром католической церкви, а папа, избираемый пожизненно из числа кардиналов, – его главой. Вместе с тем росло и влияние католической церкви. Как следствие этого в XI в. оформилась религиозная философия феодализма – схоластика, задача которой заключалась в оправдании и утверждении средневекового социального неравенства, защите церковных догматов, разжигании религиозного фанатизма и нетерпимости к любому инакомыслию.
Одним из наиболее крупных теологов и философов схоластиков является епископ Ансельм Кентерберийский (1033–1109), стремившийся к укреплению независимости церкви. Ансельм видел в вере основу любого научного знания. Существование бога Ансельм пытался доказать следующим догматическим рассуждением: самое высокое благо – это благо, существующее и в понятии (в представлении) и в реальности; для человека бог самое высшее благо; значит, бог существует.
Из числа философов эпохи феодализма нельзя обойти молчанием преподавателя монастырской школы в Париже, философа и писателя Пьера Абеляра (1079–1142). В основу своих трактатов Абеляр положил тезис: «Понимать, чтобы верить». Иными словами, он считал, что все, во что он верит, должно предварительно быть понято. Такое утверждение граничило тогда с ересью. Один из проповедников второго крестового похода – Бернар Клервосский называл Абеляра даже «антихристом» и «сатаной».
На грани XII–XIII вв. на латинский язык были переведены сочинения Аристотеля, которым вплоть до эпохи Возрождения было суждено играть важную роль. В дальнейшем, начиная с Фомы Аквинского, ортодоксальная) католическая доктрина исказила многие представления Аристотеля, стремясь приспособить его учение к христианской догме. «Поповщина убила в Аристотеле живое и увековечила мертвое», – писал В. И. Ленин[41]41
Ленин В. И. Поли. собр. соч., т. 29, с, 325.
[Закрыть].
Возведенный в ранг святых католической церкви член монашеского нищенствующего ордена доминиканцев, в ведение которого папство передало в 1232 г. инквизицию, Фома Аквинский (1225–1274), создал наиболее распространенную в то время схоластическую систему, своего рода энциклопедию господствующей средневековой идеологии. В своих сочинениях он касался не только теологических, богословских проблем, но также вопросов права, морали, государства, экономики, естественных наук.
Философия настолько же ниже теологии, насколько человеческий разум ниже божественного, писал Фома Аквинский, и поэтому философия не должна противоречить теологии. Он считал, что истина в ее абсолютном значении раз и навсегда определена Священным писанием. В своих сочинениях Фома Аквинский писал, что если светские власти справедливо карают преступников смертной казнью, то тем более необходимо подвергать казни еретиков. Установленный на земле порядок, в частности социальные сословия, неравенство и эксплуатацию, он считал определенным богом навечно. Действия, направленные на нарушение этого порядка, рассматривались им как великий грех. Фома Аквинский смотрел на монарха как на помазанника божия, высшего главу государства. Однако он утверждал, что духовная власть, власть церкви, выше светских монархов, а папа римский, «наместник Христа» на земле, – господин над всеми светскими государями.
Материя, учил Фома Аквинский, представляет собой всего лишь пассивную возможность бытия, в то время как присущая ей форма делает ее реально существующей. Эта идеалистическая, по сути дела, точка зрения близка, как уже известно читателю, к позиции Аристотеля. В целом в понимании основных вопросов естественных наук Фома Аквинский следовал за Аристотелем. Он считал правильной геоцентрическую систему Птолемея. Человек, созданный богом по своему образу и подобию, утверждал Фома Аквинский, находится в центре мира на неподвижной Земле, вокруг которой обращаются Солнце и другие небесные тела.
В историю науки как передовой мыслитель вошел францисканский монах, философ и естествоиспытатель, англичанин Роджер Бэкон (около 1214–1292 гг.).
Он выступил с резкой критикой феодальной схоластики и церкви. Р. Бэкон говорил, что в церковь проникли неискренность и обман, духовенство живет в роскоши и теряет уважение к себе прихожан. Он разработал проект утопического государства – сословной республики, высшую власть в которой должно осуществлять народное собрание.
Более всего Р. Бэкон занимался естественными науками. Он считал, что важен не разум, а опыт, как единственно верное средство в поисках истины. Областями науки, в которых работал Р. Бэкон, были математика, астрономия, физика и химия. Приверженность Р. Бэкона к опыту, к вопросам практического значения видна из его речи в честь уважаемого им ученого Петра Пилигрима; произнесенные Р. Бэконом слова можно с полным основанием отнести и к нему самому: «Он знает естественную науку через эксперимент, и лекарства, и алхимию, и все вещи на небесах и под ними, и он был бы пристыжен, если бы какой-нибудь профан в этом деле, или старуха, или крестьянин, или солдат знали бы о почве то, чего он не знал бы. Он сведущ в литье металлов и в обработке золота, серебра и других металлов и всех минералов; он все знает о службе в армии, оружии и охоте; он изучил сельское хозяйство, межевание и возделывание земли; кроме того, он знает волшебства и гадание старух, и чары их и всех волшебников, и трюки, и иллюзии фокусников. Но, так как почести и награды отвлекали бы его от величия его экспериментальной работы, он презирает их»[42]42
Цит. по: Бернал Дж. Наука в истории общества, с, 184.
[Закрыть]. Жизнь Р. Бэкона была не из легких. Он подвергался гонению со стороны церкви, около 14 лет находился в тюрьме.
Большое значение имело возникновение первых университетов. В 1160 г. был образован Парижский университет, примерно в то же время – Болонский, в 1167 г. – Оксфордский, в котором был преподавателем и Р. Бэкон, в 1209 г, – Кембриджский, в 1222 г, – Падуанский,
в 1224 г, – Неапольский, в 1347 г. – Пражский, в 1364 г. – Краковский. Хотя эти университеты сначала занимались главным образом подготовкой духовенства, но все же обучение в них носило более, чем когда-либо раньше, систематический характер. Изучались медицина, математика, геометрия, астрономия, физика, грамматика, философия и некоторые другие предметы. Обучение велось посредством чтения лекций и проведения диспутов.
В XI в. западные страны пришли в соприкосновение с богатствами арабской цивилизации, в XII в. активно изучалось античное наследство, в XIII в. мы. видим начало эксперимента и введение аристотелизма в университетах, равно как и дальнейшее совершенствование статики Архимеда. Наконец, в XIV в. происходит процесс критического пересмотра прежней философской и естественнонаучной традиции. Научная мысль XIII–XIV вв. концентрируется вокруг двух университетских центров – Парижа и Оксфорда, ученым которых и принадлежит наиболее выдающаяся роль в развитии естествознания средневековья.
В статике наиболее существенный прогресс был достигнут учеными парижской школы во главе с Иорданом Неморарием (вторая половина XIII в.) – они развили античное учение о равновесии простых механических устройств, решив задачу, с которой античная механика справиться не могла, а именно задачу о равновесии тела на наклонной плоскости. Иордан Неморарий был создателем, по существу, повой науки – науки о весе, в основу которой было положено понятие о «тяжести соответственно положению». Он проводил различие между весом и тяжестью, считая, что, в то время как вес остается всегда постоянной величиной, тяжесть может изменяться в зависимости от положения тела (например, помещенного на плече рычага). С помощью такого понятия Иордан смог подойти к задачам статики с более общих позиций, чем это делал, например, Архимед, и дать формулировку не только правила рычага, но и правила виртуальных перемещений («то, что поднимает вес на высоту h, может поднять n-кратный груз на n-ю часть высоты»), а также, как уже говорилось, правила равновесия на наклонной плоскости, которое в его формулировке гласило: «Если два груза опускаются по путям с различными наклонностями, которые пропорциональны весам грузов, взятым в обратном порядке, то эти грузы имеют одинаковые тяжести по положению».
В XIV столетии в полемике с античными авторами рождались идеи, подготовившие возникновение новой физики, используются математические методы, позднее сделавшие возможным появление точного естествознания, а также возникают зачатки науки о движении. Наибольшая заслуга в этом принадлежит ученым Оксфордского университета. К середине XIV в. в Мертоиском колледже Оксфордского университета оформилось направление, которое приспособило философию номинализма к изучению явлений природы. Наиболее замечательная фигура из оксфордцев – это Томас Брадвардин (1290–1349). Он родился в Чичестере, поступил в Мертонский колледж, а в 1328 г. написал трактат «О пропорциях», который можно оценить как попытку написать математические начала натуральной философии своего времени.
По Брадвардину, именно математика в каждом случае открывает подлинную истину, так как она знает каждый секрет и хранит ключ к любому тончайшему смыслу: «Тот, кто имеет бесстыдство изучать физику и в то же время отрицать математику, должен был бы знать с самого начала, что никогда не войдет во врата мудрости». Если учесть, что Брадвардин не пользовался никакими математическими символами, а строил свои выводы на основе одних лишь рассуждений, которые сегодня могли бы назвать словесной алгеброй, то приходится лишь удивляться его способности оперировать столь сложными математическими понятиями.
Другим важным достижением Брадвардина было введение понятия мгновенной скорости и попытка введения общей меры для кругового и прямолинейного движения.
Исследования Брадвардина вдохновили целое поколение оксфордских ученых, получивших имя «калькуляторов». В первую очередь это его непосредственные ученики – Ричард Киллингтон, Ричард Суиссет (Суайнсхед), Уильям Хейтесбери и Джон Дамблтон. Областью, в которой труды калькуляторов получили свое развитие, были так называемые физические софизмы – так именовались проблемы, связанные с традиционными понятиями аристотелевской физики, например проблемы изменения скорости, а также начала и конца движения. Дальнейшее развитие идеи ученых Мертонского колледжа получили в работах одного из виднейших представителей парижской школы Никола. Орема (1325–1382), который излагал их в более наглядной и потому доступной форме.
В период феодализма, вплоть до эпохи Возрождения, в странах Западной Европы жило и работало немало крупных ученых-естествоиспытателей. Кроме упоминавшихся уже Р. Бэкона, а также ученых университетов Парило и Оксфорда, можно назвать таких математиков и астрономов, как итальянец Леонардо Пизанский Фибоначчи (XIII в.), занимавшийся алгеброй, француз Леви бен Герсон (XIII–XIV вв.), изобретший простейший секстант, англичанин Джеффри Чосер (XIV в.), работавший над совершенствованием астрономических приборов, а также занимавшийся оптикой англичанин Роберт Гроссетест (XIII в.), энциклопедисты своего времени Бартоломео Англичанин (XIII в.) и Винцент де Бове (XIII в.). Тем не менее рассматриваемый период времени нельзя отнести к числу ярких страниц развития науки.
Успешнее обстояло дело с прогрессом техники. Приведем некоторые примеры. До середины XIV в. железо (химически чистое железо в технике не применяется; под словом «железо» обычно понимается его сплав с относительно малым количеством углерода) получали путем нагревания смешанной с топливом руды в низкой печи или горне. Для лучшей тяги воздух подкачивался с помощью мехов. В печи происходило прямое восстановление железа. Получаемое железо, содержавшее различные примеси и шлаковые включения, проковывалось, после чего шло в дело. Таким путем получали мягкое (малоуглеродистое) железо довольно высокого качества. Но описанный процесс имел большие недостатки: извлечение железа из руды было низким (обычно ниже 50 %), производительность печей невысокой, полученный металл не мог использоваться для литья.
В середине XIV в. были построены первые доменные печи, устройство которых постепенно совершенствовалось, а производительность росла. В доменную печь закладывалась руда (обычно обогащенная), каменный уголь с высоким содержанием углерода (в дальнейшем кокс) и необходимые добавки. Содержимое доменной печи продувалось снизу воздухом; позднее подаваемый в печь воздух стали предварительно подогревать. Получаемый в доменной печи металл стали называть чугуном. Обычно к чугуну относят сплав железа с углеродом при содержании углерода 2–4 %. Если углерода содержится менее 2 %. металл называется сталью. В составе стали часто имеются и другие элементы, иногда в значительных количествах; такие стали именуются легированными. Чугуны делятся на две основные группы: литейный чугун и передельный чугун, перерабатываемый в сталь.
На протяжении многих лет железо получали двухстадийным способом: сначала – чугун в доменных печах, а затем – сталь из чугуна в сталеплавильных печах. Интересно отметить, что в настоящее время одностадийный процесс прямого восстановления железа, минуя стадию производства чугуна в доменных печах, снова привлекает большое внимание.
В качестве второго примера развития техники в средние века назовем водяные и ветряные мельницы (точнее, водяные и ветряные колеса или даже двигатели, так как применялись они не только для помола зерна). Правда, водяное колесо было известно и нашло некоторое скромное применение еще в Древнем Риме, а ветряное колесо, можно предполагать, впервые использовалось в Персии. Однако широкое применение они нашли только в средние века, в Европе. В Древнем Риме очень дешевый труд рабов (конкретный пример консерватизма рабовладельческого строя) делал невыгодным использование водяных колес.
Первоначально наибольшее распространение получили водяные мельницы. Большинство феодалов имели свои мельницы и сделали их средством своего обогащения: они требовали, чтобы все работающие на них крестьяне (крепостные) мололи свое зерно только на мельнице своего сюзерена (некоторая аналогия с более поздним «порядком»: фабрикант требовал, чтобы рабочие делали покупки только в его фабричной лавке).
Позднее, особенно после изобретения кривошипного механизма, делающего возможным превращение вращательного движения в возвратно-поступательное, водяные колеса стали применяться также в металлургии для приведения в действие воздушных мехов, для пиления дров, валяния сукна и в некоторых других случаях. Ветряные мельницы появились в европейских странах позднее, приблизительно в XII в. Как уже сказано, в средние века водяные и ветряные колеса впервые нашли широкое применение, однако более всего они использовались уже после промышленного переворота.
Из других достижений средних веков хотелось бы назвать усовершенствование часового механизма, применение магнитного компаса, книгопечатание, создание очков и развитие архитектуры. Разумеется, приведенный перечень технических достижений далеко не исчерпывает всего, что было сделано в средние века.
Устройства для измерения времени – часы известны очень давно. По-видимому, первым видом часов, которыми начали пользоваться люди, были солнечные, известные уже с 3-го тысячелетия до н. э. Отсчет времени по солнечным часам применялся в Древнем Египте и в Древней Греции. В Самарканде большие солнечные часы (высотой около 50 м) были сооружены Улугбеком впервой половине XV в. Издавна (приблизительно, со 2-го тысячелетия до н. э.) использовались также водяные часы, которые действуют благодаря непрерывному и равномерному поступлению воды в сосуд, проградуированный по времени. Вода обычно поступала по каплям из другого, расположенного выше сосуда, всегда заполненного до краев (например, за счет источника). Водяные часы имеют то несомненное преимущество перед солнечными, что могут действовать в любое время суток и при любой погоде. Давно известны также песочные часы. Важным шагом явилось создание механических часов, имеющих для хода или гири, или заводную пружину, Известно, что простейшие механические башенные часы были построены в Милане в 1335 г. Средние века были временем совершенствования механических часов. В 1657 г. знаменитый ученый голландец Христиан Гюйгенс (1629–1695) создал прототип современных часов – маятниковые часы, в которых маятник служит для равномерности хода.
Очень нужным прибором, особенно для мореплавания, явился магнитный компас. Как известно, магнитный компас[43]43
Кроме магнитного компаса, существуют также: гироскопический компас, основанный на свойстве быстро вращающегося тела (гироскопа) сохранять неизменным направление оси вращения; астрономический компас, специальное устройство которого всегда следит за каким-либо небесным светилом; радиокомпас, могущий фиксировать направление на радиомаяках.
[Закрыть] действует на следующем принципе: постоянный магнит (магнитная стрелка) всегда устанавливается определенным образом по отношению к магнитному полю Земли, практически в меридиональном направлении. Магнитный компас был изобретен в Китае, по-видимому, более 2 тыс. лет назад. В средние века он был усовершенствован и получил широкое распространение. Сначала магнитная стрелка укреплялась на куске пробки, плававшем в воде, затем конструкция делалась все более совершенной, приспособленной, в частности, к корабельной качке.
Книгопечатание – изготовление нужными (большими) тиражами книг (журналов, газет), печатаемых на бумаге, – имеет огромное значение в истории человечества. Бумагу научились делать давно. Впервые бумагу стали производить в Китае. В Европе начало изготовления бумаги относится к XII в. Высокое качество бумаги и ее относительно низкая стоимость по сравнению с применявшимся ранее изготовлявшимся из кожи пергаментом создали благоприятные условия для развития книгопечатания. Начало книгопечатанию было положено в Китае в XI в. Отправной точкой книгопечатания в Европе явилось создание немецким изобретателем Иоганном Гутенбергом в сороковых годах XV в. ручного печатного станка. Литеры, т. е. прямоугольные элементы с рельефным изображением буквы или другого знака (цифры, знаки препинания), изготовлялись методом отливки из типографского сплава. Затем литеры в надлежащем порядке располагались в так называемой наборной кассе, покрывались сверху краской и с них снимались оттиски на бумагу. Так получались страницы книги.
Дальнейшее техническое усовершенствование книгопечатания и его развитие происходило быстро как в средние века, так и в последующее время. Первая книга в России (в Москве) была напечатана И. Федоровым и П. Мстиславцем в 1564 г. Совершенствование печатного станка шло сначала по пути механизации отдельных процессов. В начале же XIX в. был сделан важный шаг вперед – создана механизированная печатная машина, которой 29 ноября 1814 г. был отпечатан номер газеты «Таймс». В последующие годы технический уровень книгопечатания был намного повышен.
Первые сведения об очках идут еще из античного времени, но начало их широкого использования было положено в Италии в XIII в. Уже известный нам Р. Бэкон тогда же описал принцип их действия. Среди людей, как известно, немало близоруких и дальнозорких. У человека с вполне нормальным зрением изображения предметов фокусируются на сетчатке глаза. У близоруких фокусное расстояние меньше, чем нужно, а у дальнозорких – больше. В обоих случаях изображение предмета в точности на сетчатку не попадает. Отсюда дефекты зрения. Оба эти недостатка полностью устраняются с помощью очков: правильно подобранные очки возвращают изображение предмета на сетчатку. Близорукость и дальнозоркость – наиболее часто встречающиеся дефекты зрения, устраняемые (компенсируемые) очками, но есть и другие недостатки зрения (например, астигматизм – искажение изображения, вызываемое недостатками оптической системы глаза), при которых употребление очков также весьма полезно. За последние десятилетия все более широкое распространение получают контактные линзы, выполняемые чаще всего из специальной пористой пластмассы и (форма внутренней поверхности контактной линзы должна соответствовать поверхности глазного яблока) помещаемые прямо на глазное яблоко. Ношение контактных линз, не в пример ношению очков, не мешает заниматься любым видом спорта. Контактная линза, надетая на глазное яблоко, практически незаметна. Однако очень многие предпочитают все-таки очки.
В период средневековья в западных европейских странах существовали два основных архитектурных стиля: романский (X–XII вв.) и готический (XII–XV вв.). Первый из них, романский, нашел свое выражение главным образом в таких постройках, как церкви и монастырские комплексы, замки и крепости. Он отличался суровостью, сооружения располагались обычно на возвышенных местах, господствовавших над близлежащей местностью. В сочетании со скульптурами и росписями религиозного содержания, выполненными в устрашающей форме, это должно было создавать впечатление могущества и силы божества, слабости и незащищенности человека. Следует отметить, что в сооружениях романского архитектурного стиля использовались и элементы народного творчества.
На смену романскому архитектурному стилю пришел готический, названный так уже в эпоху Возрождения от слова «готы» – наименования германского племени. Это название подчеркивало варварское происхождение средневекового искусства (в том числе архитектуры).
Разумеется, готическая архитектура была детищем своего времени – феодализма, на нее оказала большое воздействие церковь. Но готическая архитектура возникла в годы нового этапа развития феодализма, когда формировались национальные государства, росли города, расширялась торговля, укреплялось и набирало силу ремесленное производство, большее значение приобретала светская сторона жизни.
В готической архитектуре так же, как и в романской, центральное место занимают учреждения церкви. Высшим достижением готической архитектуры, скульптуры и живописи стали городские соборы. Их огромные размеры, устремление вверх, многочисленные витражи, скульптуры и живопись производили на посетителей большое впечатление, подавляли их. Наряду с соборами строились здания городского управления – ратуши, торговые ряды, различного рода башни (сторожевые вышки, маяки, административные здания), жилые дома и даже городские ансамбли. Замки феодалов постепенно теряли свой крепостной вид.
Для готической архитектуры (в первую очередь для соборов) свойственны каркасные конструкции, придающие сооружению по сравнению с постройками романской архитектуры большую легкость, высокие ажурные башни, стрельчатые окна с грандиозными цветными витражами, скульптуры, сложный орнамент. Может быть, особенно большой прогресс был достигнут в скульптуре этого стиля. Вместо застывших романских изваяний впервые после античного искусства произведения скульптуры снова стали пластичными и динамичными, возродилось стремление к физической красоте и совершенству. В готике в гораздо большей мере, чем в романском стиле, нашли отражение человеческие чувства: материнство, душевная стойкость, мученичество, лиризм, сатира.
Готическая архитектура представлена выдающимися творениями. Среди них: собор Парижской богоматери (время строительства 1163–1257 гг.), собор в Генте с Гентским алтарем (XII–XIV вв., Бельгия), собор в Реймсе (1211–1311 гг., Франция), ратуша в Штральзунде (XIII–XV вв., ГДР), собор в Глостере (1329–1377 гг., Англия), ратуша в Брюсселе (1401–1455 гг.).
