Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.5 Філософія і наука античного світу

2.5.1 Формування й розвиток античної цивілізації

Суспільство Стародавньої Греції і Риму в період з IX—VIII ст. до н.е. до IV-V ст. до н.е. прийнято називати античним світом.В античний час грецький світ, не обмежуючись південною частиною Балканського півострова й островами Егейського моря, вийшов далеко за їх межі. Численні грецькі міста були засновані на узбережжях Середземного й Чорного морів, а також на островах Кіпр і Сицилія. У VIII ст. до н.е. великий потік грецьких переселенців спостерігався в напрямку до узбережжя південної частини Італії; значення заснованих там великих полісів було настільки важливим, що ця частина еллінського світу одержала назву "Великої Греції". Масштаби розселення греків стали приводом для знаменитого римського оратора й політичного діяча Цицерона порівнювати їх із жабами, що сидять на берегах ставка.

Засновані на Сході грецькі міста суттєво відрізнялися від колишніх полісів. Розташовані на землях елліністичних монархій, вони перебували під владою їхніх правителів. Мешканці таких міст були підданими царів, чим істотно відрізнялися від своїх прабатьків — громадян невеликих еллінських самостійних республік.

У нових історичних умовах контакт греків з мешканцями країн Близького Сходу був незрівнянно більш тісним, ніж раніше. Це сприяло більш інтенсивному, ніж колись, культурному обміну між прибульцями й корінними жителями Сходу та становленню нової — елліністичної — культури, в якій різні елементи поєднувалися в складній взаємодії.

Свобода особи в республіках античної Греції сприяла всебічному розвитку їх культури, що корінним чином відрізняло ці республіки від деспотій Стародавнього Сходу. У своїй основі грецька культура була самобутнім явищем.

Греки зробили величезний внесок у світову скарбницю мистецтва й літератури, започаткувавши основні галузі науки, а також філософію.

Грецьке суспільство вирізнялося високим рівнем грамотності. На основі грецького алфавіту в стародавній період було створено латинський алфавіт, а в 863 р. н.е. слов'янську абетку — кирилицю, пряму попередницю сучасних слов'янських абеток. Таким чином, писемність усієї нинішньої Європи, Америки, Австралії, значної частини Азії і частково Африки виникла на давньогрецькій основі.

Еллінська наука формувалася й розвивалася в незрівнянно кращих умовах, ніж наука в країнах Стародавнього Сходу, де наукова діяльність була прерогативою жреців, що не могло не накладати на неї певний відбиток. Еллінська наука була суто раціональною і мала світський характер. Грецькі наукові традиції були сприйняті наукою елліністичного часу й набули подальшого розвитку.

Греки розробили начала багатьох найважливіших галузей науки. Гідним уваги є те, що такі назви, як астрономія, анатомія, ботаніка, геометрія, граматика, зоологія, історія, математика, механіка, фізика, фізіологія (і цілий ряд інших) — грецькі за походженням. Майже всі ці назви вимовлялися в давні часи так само, як вони звучать і тепер.

Особливих успіхів досягла грецька наука в галузі математики, де визначальна роль належить Піфагору та його учням.

Грецькі вчені створили геометрію і стереометрію, начала яких розробив Евклід. Його праці стали зразком для наслідування в усі наступні часи. На їх основі складалися шкільні підручники, за якими, до речі, навчаються й у нинішніх школах.

Архімед із Сиракуз — механік і військовий інженер; учений, який працював у багатьох галузях; створив основи тригонометрії. Він започаткував принципи аналізу нескінченно малих величин, а також основні закони гідростатики й механіки, що широко застосовувалися для практичних цілей.

Зародження знань з механіки припадає на глибоку давнину, а термін "механіка" з'явився в античному світі. Правда, у нього протягом тривалого часу, принаймні до середини XVII ст., вкладали дещо інший зміст. Цей термін походить від давньогрецького слова mechanc, яким називали все штучно придумане, тобто розуміли його як механічне мистецтво. Це стосувалося не тільки різних машин і механізмів, а й взагалі всіх "хитромудрих" винаходів. Слово mechane вживалося й у більш вузькому розумінні. Спочатку воно означало назву піднімальних машин, за допомогою яких у грецьких театрах опускали й піднімали акторів, і взагалі механізмів, що дозволяли за допомогою сили піднімати значну вагу на досить велику висоту. Пізніше цим словом почали називати різні метальні машини, що застосовувалися в античній військовій техніці. У наш час теорія машин і механізмів є одним з розділів механіки, а назва "механіка" поширилася на науку про всі види механічного руху.

Економічні основи рабовласницького господарства визначили характер античної механіки.

Розвиток рабства в Греції був однією з передумов для більш глибокого поділу праці у виробництві. До певного періоду це забезпечувало швидке зростання техніки й продуктивних сил, так як рабовласники одержали час для удосконалення інтелектуальної діяльності. Однак рабовласницьке господарство містило в собі елементи, які гальмували подальше зростання техніки. Рабам в основному доручалися такі примітивні роботи, які зовсім не потребували знарядь праці або виконувалися вкрай грубими знаряддями, тому раб, який сам був знаряддям праці, не міг виявляти зацікавленість ні в збереженні, ні в удосконаленні цих знарядь.

Таким чином, з особливостями рабовласницької економіки були пов'язані примітивний характер техніки і її повільна еволюція. До важеля й клина в елліністичну епоху, що почалася на межі IV—III ст. до н.е., додаються ще блок і гвинт. У виноробстві й маслоробстві використовувався прес — як важільний, так і заснований на принципі клина, шо вдавлюється; пізніше почали використовувати і гвинтовий прес. Для піднімання й горизонтального пересування ваги греки й римляни застосовували коловорот з горизонтальною віссю в першому випадку і з вертикальною — у другому. У будівельній справі використовувалися також блоки й системи блоків — поліспасти. Обертальний рух перетворювали за допомогою систем зубчастих коліс. Більш складні механічні знаряддя (водяне колесо, черв'ячна передача, гвинт, насос і т.д.) застосовувалися порівняно рідко — рабська праця не стимулювала поширення механічних пристосувань.

Однак в античному світі існували види діяльності, не пов'язані або майже не пов'язані із застосуванням рабської праці. Це військова й морська справа, потреби яких значною мірою визначали розвиток античної техніки. На грецьких і римських судах, як цивільних, так і військових, рабів використовували лише як веслярів. Більш відповідальні операції — кермування, керування вітрилами й т.д. — були справою вільних громадян. Рівень розвитку техніки у військовій справі (особливо в елліністичний і римський періоди) був значно вищим, ніж у сільському господарстві. Уже в V ст. до н.е. (Пелопонеська війна) в афінській армії застосовувалися тарани, що досягали гігантських розмірів. Для метання важких стріл використовувалися катапульти; прототипом кулемета був полібол для невпинного метання стріл; балісти були призначені для метання каменів. Бони давали можливість ядро вагою в 4 фунти перемістити на відстань 300 метрів. Існували спеціальні прицільні пристосування й прилади для зміни траєкторії.

Дуже важливим видом діяльності, що сприяв розвитку техніки й механічних пристроїв, було ремісницьке виробництво. В елліністичному світі, особливо в Греції, воно було значною мірою справою вільних громадян. Саме з ремісницьким виробництвом пов'язана розробка різних способів піднімання й переміщення: вантажів за допомогою механічних пристроїв, "хитромудрих приспособ" у ткацькій, гончарній, ювелірній справі й т.д., тобто всього того, що, використовуючи сучасну термінологію, можна об'єднати в поняття "технічна механіка".

Значним стимулом для удосконалення механічних пристроїв був розвиток торгівлі (як внутрішньої, так і, головним чином, міжнародної). Як обмінний еквівалент використовувалося золото, а також коштовне каміння. Це сприяло удосконаленню важеля в різних його різновидах, так як торговельні операції вимагали якомога точніших способів зважування. З'являються ваги й безміни найрізноманітніших конструкцій: із рухомою точкою опори, з нерухомою точкою опори, але з вантажем, що переміщується, і тд. Зважування на безмінах базувалося на емпіричному знанні закону важеля; таким чином, ці закони перевірялися на практиці. У будові безміна було використано твердження, що подвійному вантажу, підвішеному до одного плеча важеля (з нерухомою точкою опори й постійною за величиною противагою), відповідає вдвічі більша відстань противаги від точки опори.

Принципово новим в античній механіці порівняно з науковими досягненнями Стародавнього Сходу було те, що поряд зі стихійним застосуванням результатів багатовікового практичного досвіду велику роль починають відігравати механічні теорії.

Характерною рисою античної механіки є відірваність учення про рух — кінематики — від учення про рівновагу — статики. Розвиток цих основних галузей механіки протягом тривалого часу (аж до XVII ст. — періоду об'єднання їх у єдину науку) відбувався відособлено. Цс значною мірою визначалося традиціями античної науки. Учення про рух розроблялося в рамках загального вчення про природу: питання про сутність руху було однією з фундаментальних проблем давньогрецької філософії. Власне, кінематичний опис рухів став справою астрономів, які створили для своїх спостережень і вимірювань досить складні інструменти й механічні моделі світобудови: рух небесних тіл згідно із загальноприйнятими в античній науці поглядами не потребував причинних пояснень. Учення про рівновагу розвивалося на основі дослідів, у яких використовувалися різні пристрої.

Таким чином, у теоретичній механіці античного світу, яка зародилася в Стародавній Греції в VI-V ст. до н.е. й розвивалася пізніше в елліністичних державах і в створеній римлянами імперії приблизно до V ст. н.е., можна виділити три напрямки й три лінії розвитку. Статика була безпосередньо пов'язана з технічними запитами суспільства; її основним завданням було обчислення виграшу в силі, якого можна досягти за допомогою відомих механічних пристроїв, і виявлення умов рівноваги при зважуванні й плаванні тіл. Кінематичний напрямок був пов'язаний, принаймні в елліністичну епоху, з астрономічними традиціями, які вже мали на той час багатовікову історію. В обох цих галузях було досягнуто досить високого рівня математизації науки — з використанням геометрії, тригонометрії і методів інфінітезимального характеру. Загальне вчення про рух, з яким мали справу філософи, було, в основному, якісною теорією. Воно, відповідно до установок головних філософських шкіл епохи, залишало осторонь кількісний бік справи й займалося пошуком пояснення причин механічних явищ, спираючись на повсякденний досвід і спостереження, вдаючись до порівнянь і зіставлень.

Найбільш ранні твори античних авторів, присвячені механічним теоріям, не збереглися. Однак немає сумніву в тому що більшість із них стосувалися проблем статики, а в їх основі лежав принцип важеля. Наступний етап в розвитку технічних і математичних проблем був пов'язаний з обґрунтуванням принципу дії гвинта.

Як зазначалося вище, уже на ранніх стадіях розвитку грецької філософії можна виявити початки двох принципово різних механічних концепцій — кінетичної і динамічної.

Основні положення динамічної концепції зводилися до таких положень: матерії не властивий самостійний рух — сама по собі вона може лише перебувати в спокої; рух матерії спричинюється впливом на неї активних рушійних начал — сил, що існують незалежно від неї і діють ззовні. За Емпедоклом, наприклад, рух матерії зумовлений двома суперечливими світовими силами: любов'ю і ворожнечею.

Навпаки, з погляду кінетичної концепції, у природі немає яких-небудь особливих начал руху, не пов'язаних із матерією: матерія здатна до самостійного руху.

В епоху античності відбулося виділення статики в особливу теоретичну дисципліну, яку древні називали "мистецтвом зважувати" й ставили поряд з арифметикою ("мистецтвом рахувати"). Статика належала до тих природничонаукових дисциплін, які у Стародавній Греції зазнали найбільшої математизації. Яскравим прикладом цього може бути статика Архімеда, створена за зразком геометрії Евклі-да. З античною епохою пов'язане зародження в статиці двох напрямків: кінематичного й геометричного.

Перший напрямок, очевидно, виник на основі практики використання простих механізмів (важеля, похилої площини й ін.) для пересування й піднімання вантажів. При цьому закони рівноваги тіл вивчалися шляхом розгляду явищ, які відбуваються при порушенні рівноваги: наприклад, розглядали не врівноважений важіль, тобто важіль у русі. Доведення основних теорем статики в цьому випадку було пов'язане з прихованими або очевидними припущеннями з галузі динаміки.

Другий напрямок розвивався у зв'язку з необхідністю розрахунків умов рівноваги, коли йшлося про архітектурні конструкції: балки, плити й т.п., підперті в одній чи кількох точках, а також рівновагу підвішених важких тіл, тобто усіляких різновидів тягарів. Завдання полягало в тому, щоб звести задачу до схеми нерухомого й урівноваженого важеля. З геометричним напрямком статики пов'язане виникнення поняття центру ваги.

У VI ст. до н.е. було закладено основи географії. Цьому чимало посприяло розселення греків на великих просторах і пожвавлене судноплавство в Середземному й Чорному морях. Із часом греки складають описи Індії, куди проникають через океан (Скілак), північного Причорномор'я, Близького Сходу, Єгипту, Месопотамії, Персії і навіть північнного узбережжя Німеччини, Британії та прилеглих до неї островів (Піфій із Масалії).

Художня творчість Стародавньої Греції вражає глибокими началами гуманізму. Багатогранне грецьке мистецтво, особливо в період розквіту полісної системи, відрізняється почуттям міри й гармонії. Живопис у сучасному розумінні цього слова вперше з'явився в Греції (до цього на Сході був відомий тільки розфарбований плоский малюнок). Архітектура, скульптура й художнє ремесло досягли небачених ще висот.

Виникнення театру теж пов'язано з Грецією; тут зародилися основні види драматичного мистецтва: трагедія і комедія. Становлення грецької науки сприяло розвитку прозаїчних жанрів; пізніше в греків з'явився роман. Гарячі дебати під час обговорення нагальних політичних питань, пов'язаних з долею держави, а також суперечки сторін під час судових процесів сприяли розвитку ораторського мистецтва. Ці сфери творчості сприяли розвитку теорії поезії й риторики.

Не менше значення має грецька література: епос і лірика. Міфи про героїв були для древніх такою ж незаперечною істиною, як міфи про богів, а самі герої ставали предметом поклоніння. Героїчні перекази перепліталися один з одним і з міфами про богів. Виникали зібрання (цикли) міфів, що об'єднувалися як послідовністю фактів, що лежали в їх основі, так і законами релігійного мислення й поетичної фантазії. Міфи були ґрунтом, на якому виріс грецький героїчний епос. Найважливішою сюжетною лінією грецького епосу був великий похід на Трою.

Але від часу створення епосу ці події були відділені трьома, а то й чотирма століттями, і тому до картин життя, що відійшли в минуле, але запам'яталися з незвичайною точністю, додалися деталі й подробиці, запозичені з життя, яке оточувало невідомих нам творців епосу. Як і у всіх народів, героїчний епос у греків був усною творчістю і письмове його закріплення знаменувало останній етап в історії жанру. Виконавцями епічних творів і разом з тим їхніми співтворцями, співавторами були співаки (грецькою — "аеди").