Кудрявцев Павел Степанович Курс истории физики
 Скачать 7.55 Mb.
|
Исторические замечанияС середины XV в. в экономическом, политическом и культурном развитии Европы совершенно отчетливо выступают новые черты. Рост городов и отделение ремесленного (промышленного) производства от сельского хозяйства разрушали натуральное хозяйство, развивалась торговля, возрастало значение денег, появились новые общественные силы: купцы, банкиры, богатые ремесленники (буржуазия). Заинтересованная в росте производительности труда, буржуазия поощряла технические и организационные усовершенствования производства, появились первые мануфактуры, феодальные порядки мешали развитию промышленности и торговли, буржуазия нуждалась в крепком государстве, противостоящем удельным притязаниям феодалов, и в Европе начался процесс формирования национальных государств. Одновременно усиливалось недовольство бесправных крестьянских и городских масс, начиналась эпоха народных восстаний, направленных против власти феодалов и притязаний богатых горожан. Принимая религиозную, идеологическую окраску, эти восстания являлись выступлением и против духовной диктатуры церкви. Началось широкое протестантское движение в Германии, Швейцарии, Англии, франции, сломившее диктатуру католицизма. В этой бурной политической обстановке рождалось новое мировоззрение и новое естествознание. Историческую эпоху, вызвавшую к жизни новую науку, очень ярко и точно обрисовал ф. Энгельс. Характеризуя историческую обстановку, в которой рождалось опытное естествознание, Энгельс, в частности, указал на великие географические открытия, в результате которых «были заложены основы для позднейшей мировой торговли и для перехода ремесла в мануфактуру, которая, в свою очередь, послужила исходным пунктом для современной крупной промышленности ».(Энгельс ф. Диалектика природы. – Маркс К.,Энгельсф. Соч., 2-еизд., т.20, с. 346. ) После крестовых походов и захвата Византии турками поиски путей к сказочным богатствам Востока занимали умы предприимчивых европейцев, и прежде всего обитателей Пиренеев, раньше всех соприкоснувшихся с восточной культурой. Под эгидой испанского короля генуэзец Колумб предпринял смелый поход в Индию западным путем. Путешествие Колумба в 1492 г. привело к открытию новых земель, которые сам Колумб считал Индией. Позднейшие путешественники доказали, что это Новая Земля, и назвали ее (по имени одного из путешественников Америго Веспуччи) Америкой. В 1519–1522 гг. экспедиция фердинанда Магеллана совершила первое кругосветное путешествие, доказав экспериментально шарообразность Земли и по существу открыв ее как космическое тело. После Магеллана держаться устаревших средневековых представлений о Земле стало невозможно. Магеллан открыл путь новому пониманию Вселенной, и такое понимание было дано Николаем Коперником. Оно подготовлялось не одними географическими открытиями. Уже в XV в. были люди, провозгласившие новый подход к пониманию природы. В своем труде «Диалектика природы» ф.Энгельс писал о людях, подготовивших переворот в естествознании и мировоззрении. Начиная со второй половины XV столетия на историческую арену выходят великие художники итальянского Возрождения: Микеланджело, Леонардо да Винчи, Рафаэль и другие; религиозные реформаторы: Лютер и Кальвин; великие гуманисты: Томас Мор, Эразм Роттердамский, Франсуа Рабле и другие; отважные путешественники: Колумб, Васко да Гама, Магеллан и многие другие; ученые: Николай Кузанский, Тарталья, Кардано, Рамус, Коммандино, Телезий, Гвидо Убальди, Порта. Список имен можно было бы значительно расширить. «...Эпоха... нуждалась в титанах и... породила титанов по силе мысли, страсти и характеру, по многосторонности и учености», – писал Энгельс. Среди этих титанов Энгельс называет одним из первых Леонардо да Винчи, который «был не только великим живописцем, но и великим математиком, механиком и инженером, которому обязаны важными открытиями самые разнообразные отрасли физики».(Энгельс ф. Диалектика природы. – Маркс К., Энгельс ф.Соч.,2-еизд., т.20, с. 346. ) Леонардо да Винчи прожил беспокойную жизнь. Он родился вблизи небольшого городка Винчи 14 апреля 1452 г., обучался живописи и ваянию у флорентийского художника Вероккио. С 1472 по 1482 г. он жил и работал во Флоренции, затем переехал в Милан, где создал свою знаменитую «Тайную вечерю». После захвата Милана французами в 1499 г. Леонардо вернулся во Флоренцию. Однако, не найдя здесь благоприятных условий для осуществления своих замыслов, он в 1506 г. вернулся в Милан. В 1512 г. сын миланского герцога Моро отобрал Милан у французов, но обеспечить порядка не мог, и Леонардо уехал в Рим, где работал при папском дворе. В Риме им была создана знаменитая «Джоконда». В 1516 г. по приглашению французского короля он уехал во францию, где и умер 2 мая 1519 г. От Леонардо осталось большое количество заметок и проектов. Он записывал их зеркальным письмом, перемежая записи прямым письмом. Многие слова он записывал сокращенно и слитно с другими словами. Это очень затрудняло расшифровку его рукописей. Их начали расшифровывать и издавать в XIX в. В 1881-1891 гг. было издано шесть томов рукописного наследия Леонардо, которые были затем переизданы. Во время завоевания Италии Бонапарт вывез из Милана 13 рукописей Леонардо. Анализ физико-математических рукописей был сделан профессором Вентури, который доложил о них в 1797 г. в Национальном институте (французская Академия наук в Париже). Вентури высоко оценил научное наследие Леонардо и считал, что его надо «поставить во главе всех тех, кто в новое время занимался физико-математическими науками, придерживаясь правильного метода». Вентури был совершенно прав. Леонардо резко выступает против схоластического метода и бесплодных богословских дискуссий, противопоставляя им знание, основанное на опыте. «Мне кажется, – пишет он, – что пусты и полны заблуждений те науки, которые не порождены опытом – отцом всякой достоверности – и не завершаются в наглядном опыте...» Он считает сомнительным то, «что восстает против ощущений, каковы вопросы о сущности бога и души и тому подобное, по поводу которых всегда спорят и сражаются». «Истинные науки, – продолжает Леонардо, – те, которые опыт заставил пройти сквозь ощущения и наложил молчание на язык спорщиков». Леонардо очень точно изложил основы метода нового естествознания: опыт и математический анализ. «Все наше познание начинается с ощущений»,– пишет он. «Мудрость – есть дочь опыта». «Никакой достоверности нет в науках там, где нельзя приложить ни одной из математических наук, и в том, что не имеет связи с математикой». Говоря специально о механике, Леонардо утверждает: «Механика есть рай математических наук, посредством нее достигают математического плода». Леонардо, таким образом, действительно является предшественником Галилея, Декарта, Кеплера, Ньютона и других основателей современного естествознания. Он одним из первых начал борьбу со схоластическим методом, провозгласил основы нового метода и начал применять его к решению конкретных задач, в частности к изучению движения. Вопреки Аристотелю, утверждающему, что движение требует для своего сохранения силы, Леонардо писал: «Всякое движение стремится к своему сохранению, или иначе: всякое движущееся тело всегда движется, пока сохраняется в нем сила его двигателя». «Всякое движение будет продолжать путь своего бега по прямой линии, пока в нем будет сохраняться природа насилия, произведенного его двигателем». Это еще не открытие инерции и не формулировка закона инерции, но уже и не аристотелевский вывод из повседневных наблюдений. Леонардо живет в другое время, существенно отличное от времени Аристотеля. Он знает порох, наблюдал неоднократно полет снарядов и пуль, и число наблюдаемых движений, продолжающихся и после действия толкающей силы, у него больше, чем у Аристотеля. Поэтому он делает следующий шаг в понимании природы движения и фиксирует в природе наличие инерции и инерционного движения, приписывая его сохранению «природы насилия». «Насильствен-ность, – записывает Леонардо, – слагается из четырех вещей: тяжести, силы, движения и удара». И в этом утверждении отражается механический опыт Леонардо. «Сила есть причина движения, движение есть причина силы... Сила при некоторых своих действиях, разрушая сь, переходит на то тело, которое мчится впереди и при помощи движения рождает удар большей действенности, а после себя оставляет разрушение, как это видно при движении ядра, гонимого силой бомбарды».  По мнению Леонардо, сила рождается двояким образом: «Во-первых, при внезапном увеличении редкого тела в плотном; таково увеличение огня в бомбарде, – не находя в ее полости достаточного вместилища для своего прироста, он бешено мчится к более обширному пространству, гоня всякое препятствие, противостоящее его стремлению». То же, по мнению Леонардо, производит течение воды и ветер.«Во-вторых, сила создается в телах согнутых и скрученных вопреки их естественному состоянию – таковы самострел или другое подобное орудие, которое неохотно дает себя согнуть и, будучи нагружено, стремится распрямиться; и лишь только им дана свобода, они с бешенством гонят ту вещь, которая противилась их бегу». В записях Леонардо немало рассуждений о тяжести, легкости, силе как «духовной способности» в духе средневековых схоластов. Но когда он размышляет над конкретными вещами, над действием бомбард, самострелов, течением воды и воздуха, у него возникают те идеи, которые в своем развитии приводят к основным понятиям механики. Механика Леонардо, Галилея и Ньютона обобщила новую практику артиллеристов, конструкторов оружия, кораблестроителей, мореплавателей. В распоряжении Аристотеля не было такого богатого механического опыта, и он, прекрасно понимая, например, что в пустом однородном пространстве тело будет покоиться или вечно двигаться, считал это невозможным в реальной среде. Наблюдательность и острота физического мышления Леонардо позволили ему сделать интересные наблюдения и сформулировать ряд положений и задач. Так, он фиксирует важное свойство звуковых и водяных волн распространяться, не мешая друг другу (принцип суперпозиции): «Хотя звуки, проникающие в этот воздух, кругообразно расходятся от своей причины, тем не менее круги, распространяю щиеся от различных исходных точек встречаются друг с другом... и проходя \ один через другой, всегда сохраняя в качестве центра свою причину. Так как во всех случаях движения вода имеет большое сходство с воздухом, я свяжу это ради примера с выше приведенным положением. Я говорю: если бросишь одновременно два камешка на некотором расстоянии друг от друга на гладкую и неподвижную поверхность воды, то увидишь, как вокруг обоих мест удара возникают два независимых друг от друга множества кругов, которые, ростя, наконец встретятся, потом войдут одно в другое, пересекаясь друг с другом и всегда сохраняя в качестве своего центра те места, куда камни ударились». Вот еще одно важное наблюдение Леонардо: «Можно создать гармоничную музыку из различных каскадов, как я видел у источника в Римини, – как я видел это 8 августа 1502 года». Пройдет почти 200 лет, и аналогичное наблюдение запишет Гюйгенс. О нем вспомнят в дискуссии о природе белого цвета в конце XIX в., а о более раннем наблюдении Леонардо забудут. Это вполне естественно. Шифрованные записи Леонардо не вошли своевременно в жизнь науки, и его богатое научное наследие не смогло послужить делу научного прогресса. Но то, что Леонардо жил, работал, думал, имело огромное значение. Устои средневековой науки расшатывались, и деятельность Леонардо, художника, инженера, мыслителя, помогала сокрушать старое и создавать новое.  |