Природно-наукова революція Арістотеля

Природно-наукова картина світу - ϶ᴛᴏ образ світу, який створюється на базі природничо-наукових знань про його будову і закони. Найважливішим принципом створення природно-наукової картини світу є принцип пояснення законів природи з досліджень самої природи, не вдаючись до неспостережуваних причин і фактам.

Розглянемо досягнення античної науки з точки зору розвитку природознавства. Οʜᴎ необхідні для адекватного розуміння концепцій сучасного природознавства

Спроба зрозуміти і пояснити світ без залучення таємничих сил була вперше зроблена древніми греками. У стародавній Греції з'явилися перші наукові установи: академія Платона, ліцей Аристотеля і Олександрійський музей, в рамках якого велися цікаві наукові дослідження, олександрійська бібліотека при музеї, в якій містилося до 700 тисяч рукописів. У Стародавній Греції вперше була висунута ідея єдиної матеріальної основи світу. Найгеніальнішою була ідея атомістичної будови матерії, вперше висунута Левкиппом (5в. До н.е.) і розвинена його учнем Демокрітом (460-370гг до н.е.). Життя Демокріта - зразок глибокої відданості науці, пізнання світу. Заняття наукою, філософією він ставив понад нд ?? його. Він багато подорожував по Сходу, був в Єгипті, Вавилонії, Індії та Ефіопії, засвоїв наукові і філософські досягнення давньосхідних культур.

Суть вчення Демокріта зводиться до наступного:

1) не існує нічого крім атомів і чистого простору;

2) атоми нескінченні за кількістю і нескінченно різноманітні за формою;

3) з''нічего'' не відбувається''нічего'';

4) ніщо не відбувається випадково, тільки з якого-небудь підстави і в зв'язку з вкрай важливо стю;

5) відмінність між речами походить від відмінності їх атомів в числі, величин ?? е, форму та порядок.

Математичним масштабом атомів є''амер'', як мінімальний масштаб фізичної протяжності розміру атома. Атоми перебувають у вічному русі. Причини, що викликають рух атомів, закладені в самій природі атомів: їм властива тяжкість, трясучесть (пульсування, тремтіння). Атоми це єдина реальність. Пустота͵ в якій відбувається рух атомів - ϶ᴛᴏ лише фон, позбавлений структури, нескінченний простір. Атоми, згідно Демокріту, різні за розмірами і бувають найрізноманітнішої форми - кулясті, крючкообразние, увігнуті, опуклі і т.п.

Демокріт вперше описав Чумацький Шлях як величезне скупчення зірок, Історичною заслугою античного атомізму є формування і вироблення принципу детермінізму (причинності). Відповідно до цього принципу будь-які події тягнуть за собою определ ?? енние слідства і в той же час являють себяследствіе з деяких інших подій.

Велику роль у розвитку природознавства зіграв Платон (4в. До н.е.) - античний філософ. Серед природничих ідей філософії Платона особливе місце займає концепція математики і ролі математики в пізнанні природи, світу, Всел ?? енной. З математики основної Платон вважав арифметику, оскільки ідея числа не потребує у своєму обґрунтуванні та інших ідеях. Ідея про те, що світ написаний на мові математики, глибоко пов'язана з вченням Платона про ідеї або сутності речей навколишнього світу. У Платона виходило, що астрономія ближче до математики, ніж фізика, оскільки астрономія спостерігає і висловлює в кількісних математичних формулах гармонію світу, створену Богом, найкращого і найдосконалішого, цілісного, нагадує величезний організм.

У міру накопичення знань про світ задача їхньої систематизації ставала вс ?? е більш актуальною. Це завдання було виконано Аристотель ?? їм (384-322ᴦ.ᴦ. До н.е.) - учнем Платона. Аристотель народився в Стагире, жив в Афінах, протягом 20 років навчався в Академії Платона, був його найкращим учнем, але часто не погоджувався зі своїм учител ?? їм (''Платон мені друг, але істина дороже''). Аристотель - філософ, засновник логіки, біології та теорії управління. Він був наставником і учител ?? їм Олександра Македонського. В роботі''Фізіка'' він розглядає питання про матерію і рух, про простір і час, про кінцевий і нескінченному. В іншій роботі''О небе'' він навів два вагомих доказів на користь того, що Земля не плоска тарілка, а кругла куля.

В першу чергу, Аристотель здогадався, що місячні затемнення відбуваються тоді, коли Земля опиняється між Місяцем і Сонцем. Земля нд ?? егда відкидає круглу тінь на Місяць, а це має бути лише в разі, якщо Земля має форму кулі.

По-друге, з досвіду своїх подорожей греки знали, що Полярна зірка на небі в південних районах розташовується нижче, ніж в північних. Знаючи різницю в уявній розташуванні Полярної зірки в Єгипті та Греції, Аристотель зумів обчислити довжину екватора.

Аристотель вважав, що Земля нерухома, а Сонце, Місяць, планети і зірки обертаються навколо неї по кругових орбітах.

Пристрій світу за Арістотелем виглядає наступним чином. Всел ?? енная має форму кулі з кінцевим радіусом. Поверхнею кулі є сфера, в зв'язку з цим Всел ?? енная складається з вкладених один в одного сфер.

Весь світ складається з п'яти елементів: вода, Земля, повітря, вогонь і променистий ефір.

Аристотель вважав, що світ створений з определ ?? енной метою. З цієї причини у нього під Всел ?? енной нд ?? е має своє цілий ?? евое призначення або місце: вогонь, повітря прагнуть вгору, Земля, вода - до центру світу, до Землі. У світі немає порожнечі, ᴛ.ᴇ. вс ?? е зайнято ефіром. Крім п'яти елементів є щось''неопредел ?? енное'', ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ прийнято називати''первой матеріей''. У його космології світ надлунний є вічним і незмінним. Закони надлунного світу відрізняються від законів світу підмісячного. Сфери надлунного світу рівномірно рухаються по колах навколо Землі, роблячи повний оборот за одну добу. На останній сфері знаходиться перводвигатель. Будучи нерухомим, він надає рух нд ?? йому світу.

У розумінні руху Аристотель розрізняв 4 види руху:

1) збільшення або зменшення;

2) перетворення або якісна зміна;

3) виникнення і знищення;

4) рух як переміщення в просторі.

Предмети щодо руху бувають нерухомі, саморушні, рухомі не спонтанно, а за допомогою дії інших сил.

Рух в просторі повинна бути круговим, прямолін ?? ейним і змішаним. Оскільки в світі немає порожнечі, то рух повинен мати безперервний характер, ᴛ.ᴇ. від однієї точки простору до іншої. Звідси випливає, що прямолін ?? ейное рух є неперервним, так, дійшовши до межі світу, промінь света͵ поширюючись по прямій, повинен перервати свій рух, ᴛ.ᴇ. змінити свій напрямок. Круговий рух Аристотель вважав найдосконалішим і вічним, рівномірним, саме воно властиво руху небесних сфер.

Світ, по філософії Аристотеля, є космосом, де людині відведено головне місце. У питаннях щодо живого і неживого, Аристотель був прихильником органічної еволюції. Теорія походження життя Аристотеля передбачає''спонтанное зародження з частинок вещества'', що мають в собі якесь активний початок, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ при деяких умовах може створювати організм.

У 2 ст. до н.е. олександрійський астроном Птоломей висунув свою систему світу. Вважаючи Землю кулястої, а розміри її незначними в порівнянні з відстанню до планет і, тим більше, до зірок, Птоломей слідом за Арістотелем ?? їм стверджував, що Земля - ​​нерухомий центр Всел ?? енной. Відповідно до його навчання, навколо Землі рухаються (у порядку далекості від Землі) Місяць, Меркурій, Венера, Сонце, Марс, Юпітер, Сатурн, зірки. Рухи Місяця і Сонця - кругові, а руху планет набагато складніше. Кожна з планет рухається навколо деякої точки, яка також рухається по колу, в центрі якого знаходиться Земля. Коло, описуваний планетою навколо крапки, Птоломей назвав епіциклом, а коло, по якому рухається крапка біля Землі, - деферентом.

Така штучна побудова треба Птоломею для того, щоб, грунтуючись на неправильному уявленні про нерухомість Землі, розташованої в центрі Всел ?? енной, пояснити видиму складність руху планет.

Першою природничо-наукової революцією було створення послідовного вчення про геоцентричної системі світу

Система світу Аристотеля - Птоломея давала можливість заздалегідь обчислювати рух планет на майбутній час - ϶ᴛᴏ було вкрай важливо для орієнтування в шляху під час подорожей і для календаря. Цю хибну систему світу визнавали майже півтори тисячі років.

У Стародавній Греції зародилися основи нд ?? їм відомої шкільної геометрії, її постулати, її теореми - ϶ᴛᴏ не що інше, як перероблені''Начала'' Евкліда (3в. До н.е.). Його попередники багато зробили для розвитку геометрії, але вс ?? е це були окремі фрагменти. Єдину логічну схему геометрії зміг дати тільки Евклід у своїх''Началах'' - унікальний витвір в історії людської культури. Геометрія Евкліда - ϶ᴛᴏ перша математична теорія простору.

Іншим видатним вченим стародавнього світу є Архімед (287-212 ᴦ.ᴦ. до н.е.). Це був перший представник математичної фізики, що прагне втілити закони механіки (закон важеля, вчення про центр тяжкості, про плавання тіл) до чинних конструкції машин.

Загальновідомим в даний час є закон Архімеда. Цей закон викладено в сочин ?? еніі''О плаваючих телах'', де шляхом логічних міркувань приходить до його формулюванні: На тіло, занурене в рідину, діє виштовхуюча сила, рівна вазі рідини, витісненої тілом.

Розвиток наукового методу пов'язано не тільки з культурою і цивілізацією Давньої Греції. У давні цивілізації Вавилона, Егіпта͵ Китаю і Індії відбувалося розвиток математики, астрономії, медицини та філософії. У 301 ᴦ. до н.е. війська Олександра Македонського увійшли в Вавилон, в його завойовницьких походах брали участь представники грецької вченості. До цього часу вавилонські жерці мали досить розвиненими знаннями в області астрономії, математики та медицини. З цих знань греки запозичили справ ?? ення доби на 24 години, справ ?? ення окружності на 360 градусів, опис сузір'їв.

Геліоцентрична система Коперника.

Початок наукової революції поклав працю М. Коперника (1473-1543)''О обертання небесних тел''. Відповідно до його навчання, в центрі світу знаходиться не Земля, а Сонце. Навколо Землі рухається лише Місяць. Сама Земля є третьою за віддаленості від Сонця (після Меркурія і Венери) планетою. Вона обертається навколо Сонця і обертається навколо своєї осі. За орбітою Землі розташовані орбіти Марса, Юпітера і Сатурна. На дуже великій відстані від Сонця Коперник помістив''Сферу нерухомих звезд''. Система світу, запропонована Коперником, прийнято називати геліоцентричної. Він пояснив петлеобразное рух планет двома рухами Землі: її обертанням навколо своєї осі і зверненням разом з іншими планетами навколо Сонця. Коперник вперше в астрономії дав правильну оцінку будови Сонячної системи, визначив відносні відстані (в одиницях відстані від Землі до Сонця) планет від Сонця і обчислив період обертання планет навколо нього. Вчення Коперника стало потужним поштовхом для розвитку вс ?? його природознавства.

У 1609 році італійський вчений Галілео Галілей (1564-1642гг) зробив відкриття, що наочно підтверджують вчення Коперника, використовуючи тел ?? ескоп з двадцятикратним збільшенням. Він відкрив чотири супутники планети Юпітер.

Важливу роль у розвитку природознавства зіграв принцип відносності, вперше сформульований Галілеєм для механічного руху. Механічний рух і його характер залежить від системи відліку. Система відліку - ϶ᴛᴏ довільно обрана система матеріальних тіл, з якою пов'язана система прямокутних координат. Ця система координат дозволяє визначити положення тіл в просторі і зміна їх положення відносно інших тіл в даному просторі результаті їх механічного руху.

Так система отсчета͵ в якій виконується 1 закон Ньютона, прийнято називати ін ?? ерціальной системою відліку. Це така система, яка або покоїться, або рухається рівномірно і прямолін ?? ейно щодо якоїсь нерухомої. Дослідним шляхом встановлено, що з великим ступенем точності ін ?? ерціальной можна вважати геліоцентричну систему отсчета͵ початок координат якої знаходиться в центрі Сонця, а осі проведено в напрямку определ ?? енних зірок. Система отсчета͵ пов'язана з Землею, неїн ?? ерціальная, проте ефекти, зумовлені її неїн ?? ерціальностью, пов'язані з обертанням навколо власної осі і зверненням навколо Сонця, при вирішенні багатьох завдань нехтує малі і в цих випадках можна вважати ін ?? ерціальной. У разі якщо системи відліку рухаються відносно один одного рівномірно і прямолін ?? ейно і в одній з них справедливі закони динаміки Ньютона, то ці системи - ін ?? ерціальние.

Встановлено, що у НД ?? ех ін ?? ерціальних системах відліку закони класичної динаміки мають однакову форму. У цьому сутність механічного принципу відносності Галілея. Він означає, що рівняння динаміки при переході від однієї ін ?? ерціальной системи відліку до іншої не змінюються, ᴛ.ᴇ. інваріантні по відношенню до перетворення координат (інваріантність означає незмінність фізичних величин або властивостей природних об'єктів при переході від однієї системи відліку до іншої).

Галілей звернув увагу на те, що ніякими механічними дослідами, проведеними в даній ін ?? ерціальной системі отсчета͵ не можна встановити, покоїться вона рухається рівномірно і прямолін ?? ейно. Рівномірний і прямолін ?? ейное рух, так само як і спокій, може існувати за відсутності будь-яких сил.

У 1616 році книга Коперника''О обертання небесних сфер'' була заборонена церквою, а викладене в ній вчення оголошено таким, що суперечить Святому Письму. Галілею заборонили пропагувати вчення Коперника. В1633 році Галілей став перед судом інквізиції, де його змусили підписати зречення від своїх поглядів. Лише в 1692 році католицька церква остаточно виправдала Галілея.

При цьому ніякі заборони не змогли зупинити поширення вчення Коперника. В Австрії Іоганн Кеплер (1571-1630гг) розвинув вчення Коперника, відкривши закони руху планет. У 1600ᴦ. впритул зайнявшись дослідженням Марса, він прийшов до висновку, що орбіта Марса повинна бути еліпсом. У сучасному формулюванні закони Кеплера звучать так:

1) кожна планета рухається по еліпсу, в одному з фокусів якого знаходиться Сонце;

2) кожна планета рухається в площині, що проходить через центр Сонця, причому площа сектора орбіти, описувана радіусом-вектором планети, змінюється пропорційно часу звернення;

3) квадрати часів обертання планет навколо Сонця відносяться як куби їх середніх відстаней від нього.

Крім сказаного, Кеплеру належить чимало заслуг в астрономії та математики. Він розробив теорію сонячних і місячних затемнень, запропонував способи їх передбачення, уточнив величину відстані між Землею і Сонцем, склав таблиці, за якими в будь-який момент часу можна було з високим ступенем точності визначати в будь-який момент часу положення планет.

При цьому він не пояснив причини руху планет, бо не існувало понять сили і взаємодії.

ВУкаіни вчення Коперника сміливо підтримував М. В. Ломоносов (1711-1765гг), який відкрив атмосферу на Венері, захищав ідею про множинність населених світів і в дотепних віршах висміював прихильників геоцентризму.