Наука в эпоху средневековья
Деятельность стала более сложной, опосредованной, многозвенной, многоступенчатой; усложнилась система ее целей, средств и результатов. Технически средневековье более оснащено, чем античность. Для средневекового хозяйства характерно наличие орудий труда, состоящих из многих элементов (плут, охотничьи западни, мельницы, метательные устройства и др.); широко распространен хозяйственно-культурный тип пашенных земледельцев, синтезирующих ручное земледелие и животноводство; разнообразны отрасли домашнего производства, ремесел, лесных промыслов и др.
Качественные сдвиги претерпела и сфера общения людей. Природно-определенные связи между людьми (кровно-родственные, территориальные и др.) преобразовываются и приобретают характер межличностных отношений. Межличностный тип социальных отношений в течение всего докапиталистического периода продолжает господствовать, сосуществуя с социально-классовыми отношениями. Именно господство межличностных отношений порождало сословный характер феодального общества. Сословный статус личности определял не только ее место и роль в обществе, ее правовое и имущественное положение, но и ее сознание, мировосприятие.
Вместе с тем преобразующее воздействие человека на природу оставалось незначительным. Вещный (несубъектный) элемент производительных сил был развит слабо: орудия труда были простейшими и как бы продолжали и дополняли естественные органы труда человека, но не заменяли их; энергетическим источником процесса труда был человек, его мускульные усилия или действия домашних животных. Товарное производство, а вместе с ним абстрактный труд и абстрактное мышление были развиты крайне недостаточно: господствовало патриархальное натуральное хозяйство.
Привязанность к земле, малая подвижность населения, подчиненность образа жизни ритмике природных процессов, слабость связей общения – все это определяло значительную слитность человека и природы. Духовная культура несет в себе еще весомые моменты первобытного мифологизма. По-прежнему человек в своем сознании наделял себя природными качествами, а природу – человеческими. Так, человек и место его жительства мыслились как нечто нераздельное, а восприятие человека другими людьми существенно зависело от места его обитания, видение мира опосредовалось чувственно-эмоциональным отношением к своему дому, к своей усадьбе, к семье, к общине.
Стержнем средневекового сознания явилось религиозное мировоззрение, в котором истолкование всех явлений природы и общества, их оценка, а также регламентация поведения человека обосновываются ссылкой на сверхъестественные силы, которые полностью господствуют над материальным миром, способны по своему произволу как угодно изменять ход естественных событий и даже творить бытие из небытия. Высшей сверхъестественной силой выступал Бог.
Средневековое сознание было ориентировано преимущественно на межличностные отношения. Но в их отношении и воспроизведении преобладают эмоциональные стороны, факторы сознания. Этим объясняется доминирование в средневековом сознании ценностно-эмоционального отношения к миру над познавательно-рациональным.
Знание рассматривалось не как главная цель духовной деятельности, а как некоторый ее побочный продукт. Религиозное удвоение мира в сознании на земной и небесный предполагало возможность приобщения к миру «по ту его сторону». Способом такого приобщения считались не знания, а вера.
Выделяя себя из природы, но не противопоставляя себя ей, средневековый человек не сформулировал еще своего отношения к природе как самостоятельной сущности. В качестве определяющего выступает у него отношение к Богу, а отношение к природе вторично и производно от отношения к Богу. Здесь знание природы подчинено «чувству божества». Природа рассматривалась как сфера, созданная, творимая и поддерживаемая всемогущим и всевидящим божеством, абсолютно зависящая от него; своими предметами, их поведением реализующая его волю во всем (в том числе и в отношении воздействия на людей, их судьбу, социальный статус, жизнь и смерть). Природа – проводник воздействия на людей божьей воли, вплоть до того, что она есть и средство их наказания.
Для средневекового человека природа – это мир вещей, за которыми надо стремиться видеть символы Бога. Поэтому и восприятие природы раздваивалось на предметную и символическую составляющие.
Средневековое сознание не ориентировано на выявление объективных закономерностей природы. Его главная функция – сохранение ценностного равновесия человека и мира, субъекта и объекта. В нем слабо развиты познавательные средства вообще и познавательные средства выражения нового в частности.
Познание мира, производство нового знания – историческая необходимость. Поэтому и в консервативном средневековом феодальном обществе складываются традиции познавательной деятельности. Они соответствовали трем основным моментам реального процесса познания: коллективный характер субъекта; предметно-преобразовательное отношение субъекта к объекту; чувственный контакт субъекта с объектом. Эти три закономерности познавательной деятельности определили формирование средневековых традиций познания, опирающихся на принципы:
авторитета – авторитет, предание (схоластико-умозрительная традиция);
ритуала – предметно-преобразовательное, рецептурно-манипуляционное начало (герметическая традиция);
личного опыта – личный опыт выступал базисомэмпирической традиции.
Схоластическая традиция. Авторитарность выступала опорой в таких формах познания, которые требовали для себя теоретико-рефлексивной деятельности, – в богословии, философии, математике и др. Авторитарность проявлялась в комментаторском характере познания и обучения, выработке процедур простейшей систематизации и логической упорядоченности знаний, накопленных предшествующими поколениями. На такой основе складывается схоластика, главным вопросом которой был вопрос о том, что в реальном бытии соответствует общим понятиям человеческого разума – добру, злу, истине, Богу, времени и др.
Герметическая традиция. В эпоху средневековья все формы человеческой деятельности и общения были пронизаны ритуалами. Все формы действий людей, включая коллективные, строго регламентировались. Магические, обрядовые и ритуальные действия рассматривались как способ влияния на природные и божественные стихии. С ними связывались надежды на дополнительную сверхъестественную помощь со стороны «добрых» сил и ограждение от «злых». Точное соблюдение ритуально-магических действий, обычаев, праздников, исполнение разного рода заклинаний, просьб – считалось необходимым условием благоприятного исхода деятельности.
Герметическая традиции нашла свое яркое и контрастное вопложение прежде всего в алхимии, а также в медицине, астрологии к других формах средневековой культуры.
Опытно-эмпирическая традиция. Личный опыт был и точкой отсчета, и критерием истинности, и основой композиционной структуры текста, а также доверия аудитории в прагматически ориентированных сферах деятельности — в политике, производстве, праве, в стихийно-эмпирическом познании природы, некоторых жанрах литературы. Традиция стихийно-эмпирического познания природы, начиная с XIII в., постепенно развивается в систему естественно-научного познания, под влиянием, в частности, естественно-научных произведений Аристотеля.
Из разделов механики наибольшее развитие получила статика, чему способствовали условия экономической жизни средневекового Востока. Интенсивное денежное обращение и торговля, как внутренняя, так и международная, требовали постоянного совершенствования методов взвешивания, а также системы мер и весов. Это определило развитие учения о взвешивании и теоретической основы взвешивания – науки о равновесии, создание многочисленных конструкций различных видов весов. Необходимость совершенствования техники перемещения грузов и ирригационной техники в свою очередь способствовала развитию науки о «простых машинах», конструированию устройств для нужд ирригации.
Арабские ученые широко использовали понятие удельного веса, совершенствуя методы определения удельных весов различных металлов и минералов. Для определения веса использовался закон Архимеда, грузы взвешивались не только в воздухе, но и в воде. Полученные результаты были исключительно точны.
Динамика развивалась на основе комментирования и осмысления сочинений Аристотеля. Средневековыми арабскими учеными обсуждались проблема существования пустоты и возможности движения в пустоте, характер движения в сопротивляющейся среде, механизм передачи движения, свободное падение тел, движение тел, брошенных под углом к горизонту.
Развитие кинематики было связано с потребностями астрономии в строгих методах для описания движения небесных тел. В этом направлении и развивается аппарат кинематико-геометрического моделирования движения небесных тел на основе «Альмагеста» К. Птолемея. Кроме того, в ряде работ изучалась кинематика «земных» движений.
Вершиной в области наблюдательной астрономии стала деятельность Улугбека. Улугбек построил в Самарканде по тем временам самую большую в мире астрономическую обсерваторию, имевшую гигантский двойной квандрант и много других астрономических инструментов. В обсерватории был создан труд «Новые астрономические таблицы», который содержал изложение теоретических основ астрономии и каталог положений 1018 звезд. Результатами наблюдений в обсерватории Улугбека долгое время пользовались европейские ученые.
В теоретической астрономии основное внимание уделялось уточнениюкинематико-геометрического моделей «Альмагеста», устранению противоречий в теории Птолемея и поиску нептолемеевских методов моделирования движения небесных тел.
К концу XII – началу XIII в. Обозначился застой в социально-экономическом и культурном развитии ближневосточных стран. Страны же Западной Европы, напротив, стали «Обгонять» мусульманский Восток и Византийскую империю. В основе такого «исторического рывка» лежало развитие производительных сил (как в сельском хозяйстве, так и в ремесле).
Происходит технологическая революцияв агротехнике: появляется тяжелый колесный плуг, используется боронование, совершенствуется упряжь тягловых животных, что позволяет в 3-4 раза увеличить нагрузки, внедряется трехпольная система земледелия, создается земельно-хозяйственная кооперация, осваиваются новые источники энергии – сила воды и ветра. Благодаря изобретению кривошипа и маховика механизированы многие ручные операции. Рационализируется организация хозяйственной деятельности.
Производство избыточной сельскохозяйственной продукции стимулирует развитие торговли, ремесла. Усиливается тенденция урбанизации. Формируется дух уважительного отношения к физическому труду, к деятельности изобретателей, инженеров. Дух изобретательности и предприимчивости все в большей степени пронизывает культурную атмосферу общества. Превращение физического труда в ценность, в достойное занятие порождает необходимость его рационализации, так как тяжесть физического труда осознается как нечто нежелательное.
В период позднего средневековья (XIV – XV вв.) постепенно осуществляется пересмотр основных представлений античной естественно-научной картины мира и складываются предпосылки для создания нового естествознания, новой физики, новой астрономии, возникновения научной биологии.
Одно из главных противоречий, попытки разрешения которого приводили к «разрушению» старой естественно-научной картины мира, состояло следующем: как совместить аристотелевскую идею замкнутого космоса с христианской идеей бесконечности божественного всемогущества? Ссылки на божественное всемогущество служили основанием для отказа от ряда ключевых аристотелевских положений и выработки качественно новых образов и представлений, которые способствовали формированию предпосылок новой механистической картины мира.
Качественные изменения происходят как в кинематике, так и в динамике. В кинематике средневековые схоласты вводят понятия «средняя скорость», «равноускоренное движение». Постепенно вызревает понятие ускорения.
В эпоху позднего средневековья значительное развитие получила динамическая «теория импетуса». Благодаря теории ипетуса исследовательская мысль постепенно сосредотачивалась на расстоянии движущегося тела от начала движения: тело, падающее под действием импетуса, накапливает его все больше и больше по мере того, как отдаляется от исходного пункта. Эти выводы стали предпосылками для перехода от понятия импетуса к понятию инерции. Кроме того, теория импетуса способствовала развитию и уточнению понятия силы.
Алхимия складывалась в эпоху эллинизма на основе слияния прикладной химии египтян с греческой натурфилософией, мистикой и астрологией. Алхимия – это самозабвенная попытка найти способ получения благородных металлов. Алхимики считали, что ртуть и сера разной чистоты, соединяясь в различных пропорциях, дают начало металлам, в том числе и благородным. В реализации алхимического рецепта предполагалось участие священных или мистических сил, а средством обращения к этим силам было слово. Поэтому алхимический рецепт выступал одновременно и как действие, и как священнодействие.
В средневековой алхимии выделялись две тенденции. Первая – это мистифицированная алхимия, ориентированная на химические превращения и в конечном счете на доказательство возможности человеческими усилиями осуществлять космические превращения. В русле этой тенденции арабские алхимики сформулировали идею «философского камня» – гипотетического вещества, ускорявшего «созревание» золота в недрах земли; это вещество заодно трактовалось и как эликсир жизни, дающий бессмертие.
Вторая тенденция была больше ориентирована на конкретную практическую технохимию. В этой области достижения алхимии несомненны. К ним следует отнести: открытие способов получения сернорй, соляной, азотной кислот, «царской водки», селитры, сплавов ртути с металлами, многих лекарственных веществ, создание химической посуды и др.
Вплоть до середины XVIII в. Алхимия оставалась элементом европейской духовной культуры.
В области биологии средневековье не дало новых идей. При это многие античные достижения были либо утеряны, либо переинтерпретированы в религиозном духе. Особенно это касается таких мировоззренческих проблем, как происхождение жизни и происхождение человека. В рамках религиозного мировоззрения происхождение жизни человека рассматривались как прямое, непосредственное творение их Богом. В той или иной форме этот взгляд характерен для всех трех мировых религий – христианства, мусульманства и буддизма.
Религиозная концепция происхождения человека была влиятельным элементом общественного сознания в европейских странах вплоть до середины XIX в. Так, например, даже в начале XIX в. Такой видный французский палеонтолог, как Жорж Кювье из религиозных соображений отрицал существование ископаемых человека.
Историческая роль средневекового сознания состояла не в поиске новых рациональных форм знания, отражающих объективные законы природы, а в пролиферации, умножении связей и отношений чувственных образов. Существенные связи и отношения мира даны субъекту не только в абстрактных понятийных формах, но и в допонятийных формах отражения, в том числе и в перцептивных образах. В этом случае они как бы впаяны в содержание образов наряду с множеством случайных свойств объекта и должны быть отделены друг от друга. Для перехода к научному познанию природы сознание должно было сформировать структуры, позволяющие отбирать из множества связей и отношений чувственных образов такие, которые носят существенный, закономерный характер.
Реализация данной задачи возможна тогда, когда структурная часть приобретает ярко выраженную самостоятельность по отношению к субстратной части познавательных систем. Иначе говоря, логико-понятийное начало, выражавшее собой апробированные практикой всеобщие, универсальные связи и отношения мира, на определенном этапе истории познания должно подняться на уровень систематического превалирования над чувственно-образно началом. Такой революционный качественный переход, затрагивающий самые глубины деятельности сознания, несла с собой эпоха Возрождения.
********************************************************
К V в. н. э. Римская империя утратила свое господство над Западной Европой. Причиной распада, в частности, стали ее чрезмерная протяженность и рост народонаселения в Азии, в результате которого новые воинственные народы устремились к границам Рима. Между тем Восточно-Римская империя со столицей Византии (позднее Константинополь, ныне Стамбул) переживала период расцвета вплоть до VII в., когда она подверглась нападению с востока.
Арабский халифат, к VIII в. простиравшийся от Индии до
Пиренеев, внес заметный вклад в развитие математики
и химии. Именно тогда были заложены основы для обмена
научными познаниями между различными народами.
Взаимное влияние культур
Родина арабов-Аравийский полуостров. Примерно за 100 лет они захватили значительную часть Среднего Востока, Северной Африки, вторглись в Испанию и даже во Францию. Новые завоеватели не имели собственной развитой культуры, но заимствовали познания у сирийцев, греков, индусов и других народов, с которыми они сталкивались во время походов и путешествий. Именно арабы впервые внесли в науку дух интернационализма. Они стремились к энциклопедическим знаниям. Выдающимся ученым-энциклопедистом средневекового Востока был Ибн Сина, или Авиценна (980-1037).
У мусульман сложились прочные торговые традиции. Их интересовали способы расчета доли товаров, причитающейся каждому из участников торгового предприятия, и распределения наследства. Захватив Индию, арабы познакомились с индийской математикой.
Индийцы изобрели числовую систему, которая ныне используется всюду, ввели нуль и десятичные дроби. Их работы стали известны величайшему арабскому математику АльХорезми (около 780-850), служившему библиотекарем при халифе в Багдаде. В 830 г. АльХорезми опубликовал трактат «Китаб аль-джебр валь-мукабала», от названия которого произошло слово «алгебра». В нем исследовались решения квадратных уравнений различных типов. Значения переменной, при которых левая часть уравнения обращается в нуль, Аль-Хорезми назвал корнями уравнения. Матема*гические познания средневековой Европы основывались главным образом на латинских переводах его работ. Одним из наиболее известных продолжателей Аль-Хорезми был персидский поэт Омар Хайям (около 1048-1123), рассмотревший некоторые частные случаи кубических уравнений.
Арабская карта, напоминающая современные графические
изображения, показывает моря и участки суши, известные
арабским географам Шарообразная форма Земли с опоясы-
вающим ее океаном и обширность территорий, нанесенных
на карту, свидетельствует о важном вкладе арабов в сокро-
вищницу человеческих знаний.
Арабы много занимались фармакологией и астрономией. Они составили подробные тригонометрические таблицы, служившие для определения точного времени молитв и для плавания по Индийскому океану. Крупнейшим центром духовной жизни Европы стала Кордова в Испании.
Влияние арабов на средневековую Европу весьма отчетливо видно на примере Аделарда из Бата, отправившегося в 1120 г. учиться в Кордову под видом мусульманина. В Англию он вернулся с сочинением Евклида, ставшим учебником математики для феодальной Европы в последующие 4 века.
Типичная средневековая аптека была выдержана
в духе арабских традиций. Арабы принесли с собой знание
персидских и индийских лекарств и специй: камфоры, гвоз-
дики, мускатного ореха и т. д. Их влияние на европейскую
фармакологию осуществлялось главным образом через
монахов-бенедиктинцев. В XIV в. занятия фармакологией,
медициной, химией и торговля бакалейными товарами нередко
совмещались и аптекари и бакалейщики объединялись в
гильдии.
Китайская наука и техника
Через арабов Европа познакомилась с китайскими открытиями и изобретениями: порохом, магнитным компасом, книгопечатанием подвижными литерами и удобной конской упряжью.
Китайцы изобрели спусковой механизм для водяных часов (по преданию, это сделал Йи Хоин в 725 г.). Это позволило им построить первые точные механические часы. В Китае появился и первый сейсмограф, сделанный Чан Хеном в 132 г. В 1054 г. китайцы наблюдали взрыв новой звезды, породившей Крабовидную туманность, сегодн я это один из важнейших объектов радиоастрономических наблюдений.
Арабы оказали цивилизации неоценимую услугу, познакомив западный мир с научными идеями Индии и Китая. Но ни Индия, ни Китай не стали основателями современной науки-она зародилась в Европе.
Этот спусковой механизм для часов был изобретен
в Китае в VIII в. (А). Запор 2 удерживает спицу 1 до
тех пор, пока ковш 3 заполняется с постоянной
скоростью водой 4. Запор освобождается (Б), когда
полный ковш зацепляет вилку 5, перетягивает
противовес 6 и зацепляет язычок 7, который тянет
за рычаг 8 с противовесом 9. Рычаг тянет цепь 10,
освобождает запор, и колесо вращается по часовой
стрелке, пока запор не падает и не упирается в
следующую спицу, которая удерживается
храповиком 11.
Сейсмограф, сделанный в 132 г. Чан Хеном, представ-
лял собой вазу с отверстиями, расположенными
через равные промежутки по ободу. При колебании
земной поверхности металлические шарики, слабо
удерживавшиеся в каждом отверстии, падали в
подставленные сосуды. По тому, какие шарики упа-
ли и какие остались на месте, определялось направ-
ление толчка. В реконструированном ныне приборе
движением шариков управляет маятник с плечами
и коленчатые рычаги.
Наука в средневековой Европе
Европейская часть Римской империи распалась на множество мелких владений. Рабство было уничтожено. Складывался феодальный строй. Люди, селившиеся внутри крепостей, получили название «буржуа», так как жили за стенами крепости – «бурга». Многие из них были ремесленниками. Они немало восприняли от арабов, но к оценке старых знаний обычно подходили критически.
Среди представителей нового сословия был и Леонардо Пизанский (около 1180-1240), сыгравший важную роль в развитии средневековой науки. Его отец работал на севере Африки, где Леонардо выучился арабскому языку и арифметике. Он ввел арабские цифры в Европе.
Самым известным из английских средневековых ученых был Роджер Бэкон (1214-1292). Он предложил комбинировать линзы в телескопах и, как предполагают, изобрел очки. Бэкон чрезвычайно высоко ценил Петра Перегрина из Марикура, опубликовавшего в 1269 г. трактат о магнетизме, за его экспериментальное искусство. Бэкон подчеркивал важность эксперимента в науке и по праву считается одним из предшественников современной науки, сочетающей в себе теорию и эксперимент.
А
Б
В
Бэкон не был ни экспериментатором, ни математиком, но понимал
важность эксперимента и математики для развития науки. Обладая
широким кругом интересов, он составил замечательное собрание
научных гипотез – от смутных идей до четких схем. Он объяснил,
почему наполненная водой сферическая колба 2 действует как зажи-
гательное стекло 3, фокусируя лучи Солнца (Б), а выпуклая линза 4
создает увеличенное изображение 5 расположенного под ней пред-
мета 6 (В).
Мельницы появились при римлянах. Они строили водяные мельницы с подлив-
ными и верхнебойными, или наливными, колесами. Первые приводились в
действие импульсом падающей воды, вторые – ее весом. На рисунке изображена конструкция современной мельницы с приводом от подливного колеса 6 бун-
кером 1 для зерна и желобом 2, по которому зерно подается к жерновам 3.
Мука попадает в лоток 4 и оттуда ссыпается в мешок 5.