Электричество и магнетизм

Механическая картина мира, которая начала разрабатываться Галилеем и получила завершение в работах Ньютона, долго использовалась для объяснения практически всех явлений природы, даже биологических. Однако ко второй половине XIX столетия на смену этой концепции постепенно приходит новая - электромагнитная. Электричество и магнетизм были известны еще в глубокой древности. Свойство янтаря, потертого о шерсть, притягивать легкие предметы или способность природных магнитов притягиваться друг к другу было известно еще в античные времена.

Вначале электрические и магнитные явления изучались независимо друг от друга. Первые научные объяснения этих явлений мы находим в книге врача английской королевы Елизаветы Уильяма Гильберта (1540 - 1603) " О магните, магнитных телах и о большом магните - Земле, новая физиология", вышедшей в 1600 г. В ней Гильберт дает правильное объяснение поведению магнитной стрелки в компасе: ее конец притягивается полюсами земного магнита. Он показал, что при разламывании магнита всегда получаются магниты с двумя полюсами. И сейчас не удается разделить полюсы магнита. Изучая электрические явления, он обнаружил, что кроме янтаря, свойством притягивать легкие предметы после натирания приобретают алмаз, сапфир, аметист, сера, смола и др., которые Гильберт назвал электрическими, т.е. подобными янтарю. Прочие тела он назвал неэлектрическими. Так, в науку вошел термин "электричество". Между электрическими и магнитными явлениями Гильберт не обнаружил никакого сходства, и его взгляд продержался в науке более 200 лет, пока не было открыто магнитное поле, создаваемое электрическим током.

Большой вклад в изучение электрических явлений внес один из основателей США Франклин (1706 - 1790). Он экспериментально доказал электрическую природу молнии, заявив, что молния есть ни что иное, как разряд, возникающий между двумя телами, заряженными электричеством противоположных знаков. Один из его опасных экспериментов Франклин провел в 1752 г. в грозу, когда он запустил змея, на котором было укреплено железное острие. К концу бечевки, с помощью которой был запущен змей, прикреплялся стальной ключ и шелковая лента, за которую держался Франклин. После того, как дождь смочил бечевку, заряд, извлекаемый из облаков, стекал по бечевке, и когда Франклин подносил к ключу палец, то возникала сильная искра. Эти эксперименты вызвали большой интерес. Известный русский ученый Рихман, изучая это явление, был убит молнией в грозу в июле 1753 г. Франклину принадлежит формулировка закона сохранения электрических зарядов, а также идея громоотвода.

Первый громоотвод, мало отличавшийся от современных, был установлен Франклином в 1760 г. в Филадельфии на крыше дома купца Венца. Это был железный стержень длиной три метра и диаметром 27 мм, который соединялся с землей проводами. Открытие Франклина медленно внедрялось. Только на родине ученого изобретение получило правительственную поддержку, и к 1782 г. в Филадельфии было установлено более 400 громоотводов на всех общественных зданиях, за исключением отеля французского посольства. Однако, в этом же году в это здание в грозу попала молния и убила французского офицера. Только после этого случая громоотвод был установлен на здании отеля. Для современного человека изобретение Франклина стало естественным и необходимым.

11 Геоцентрич. И гелиоцентрич. Модели строения мира

Астрономия в древности

Трудно точно сказать, когда именно зародилась астрономия: до нас почти не дошли сведения, относящиеся к доисторическим временам. В ту отдаленную эпоху, когда люди были совершенно бессильны перед природой, возникла вера в могущественные силы, которые будто бы создали мир и управляют им, на протяжении многих веков обожествлялась Луна, Солнце, планеты. Об этом мы узнаем из мифов всех народов мира.

Первые представления о мироздании были очень наивными, они тесно переплетались с религиозными верованиями, в основу которых было положено разделение мира на две части - земную и небесную. Если сейчас каждый школьник знает, что Земля сама является небесным телом, то раньше “земное” противопоставлялось “небесному”. Думали, что существует “твердь небесная”, к которой прикреплены звезды, а Землю принимали за неподвижный центр мироздания.

Геоцентрическая система мира

Гиппарх, александрийский ученый, живший во 2 веке до н.э., и другие астрономы его времени уделяли много внимания наблюдениям за движением планет.

Эти движения представлялись им крайне запутанными. В самом деле, направления движения планет по небу как бы описывают по небу петли. Эта кажущаяся сложность в движении планет вызывается движением Земли вокруг Солнца - ведь мы наблюдаем планеты с Земли, которая сама движется. И когда Земля “догоняет” другую планету, то кажется, что планета как бы останавливается, а потом движется назад. Но древние астрономы думали, что планеты действительно совершают такие сложные движения вокруг Земли.

Во 2 веке н.э. александрийский астроном Птолемей выдвинул свою “систему мира”. Он пытался объяснить устройство Вселенной с учетом видимой сложности движения планет.

Считая Землю шарообразной, а размеры ее ничтожными по сравнению с расстоянием до планет и тем более звезд. Птолемей, однако, вслед за Аристотелем утверждал, что Земля - неподвижный центр Вселенной. Так как Птолемей считал Землю центром Вселенной, его система мира была названа геоцентрической.

Модель геоцентрической системы. Фото: Carolina Adman

Вокруг земли по Птолемею, движутся (в порядке удаленности от Земли) Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн, звезды. Но если движение Луны, Солнца, звезд круговое, то движение планет гораздо сложнее. Каждая из планет, по мнению Птолемея, движется не вокруг Земли, а вокруг некоторой точки. Точка эта в свою очередь движется по кругу, в центре которого находится Земля. Круг, описываемый планетой вокруг движущейся точки, Птолемей назвал эпициклом, а круг, по которому движется точка около Земли, - деферентом.

Трудно представить, чтобы в природе совершались такие запутанные движения, да еще вокруг воображаемых точек. Такое искусственное построение потребовалось Птолемею для того чтобы, основываясь на ложном представлении о неподвижности Земли, расположенной в центре Вселенной, объяснить видимую сложность движения планет.

Птолемей был блестящим для своего времени математиком. Но он разделял взгляд Аристотеля, который считал, что Земля неподвижна и только она может быть центром Вселенной.

Система мира Аристотеля-Птолемея казалась современникам правдоподобной. Она давала возможность заранее вычислять движение планет на будущее время - это было необходимо для ориентировки в пути во время путешествий и для календаря. Эту ложную систему признавали почти полторы тысячи лет.

Также эту систему признавало Христианская религия. В основу своего миропонимания христианство положило библейскую легенду о сотворении мира Богом за шесть дней. По этой легенде Земля является “сосредоточием” Вселенной, а небесные светила созданы для того, чтобы освещать Землю и украшать небесный свод. Всякое отступление от этих взглядов христианство беспощадно преследовало. Система мира Аристотеля - Птолемея, ставившая Землю в центр мироздания, как нельзя лучше отвечала христианскому вероучению.

Таблицы, составленные Птолемеем, позволяли определить заранее положение планет на небе. Но с течением времени астрономы обнаружили расхождение наблюдаемых положений планет с предвычисленными. На протяжении веков думали, что система мира Птолемея просто недостаточно совершенна и пытаясь усовершенствовать ее, вводили для каждой планеты новые и новые комбинации круговых движений.

Гелиоцентрическая система мира

Свою систему мира великий польский астроном Николай Коперник (1473-1543) изложил в книге “О вращениях небесных сфер”, вышедшей в год его смерти. В этой книге он доказал, что Вселенная устроена совсем не так, как много веков утверждала религия.

Во все странах почти полтора тысячелетия владело умами людей ложное учение Птолемея, который утверждал, что Земля неподвижно покоится в центре Вселенной. Последователи Птолемея в угоду церкви придумывали все новые “разъяснения” и “доказательства” движения планет вокруг Земли, чтобы сохранить “истинность” и “святость” его ложного учения. Но от этого система Птолемея становилась все более надуманной и искусственной.

Задолго до Птолемея греческий ученый Аристарх утверждал, что Земля движется вокруг Солнца. Позже, в средние века, передовые ученые разделяли точку зрения Аристарха о строении мира и отвергали ложное учение Птолемея. Незадолго до Коперника великие итальянские ученые Николай Кузанский и Леонардо да Винчи утверждали, что Земля движется, что она совсем не находится в центре Вселенной и не занимает в ней исключительного положения.

Почему же, несмотря на это, система Птолемея продолжала господствовать?

Потому, что она опиралась на всесильную церковную власть, которая подавляла свободную мысль, мешала развитию науки. Кроме того, ученые, отвергавшие учение Птолемея и высказывавшие правильный взгляды на устройство Вселенной, не могли еще их убедительно обосновать.

Это удалось сделать только Николаю Копернику. После тридцати лет упорнейшего труда, долгих размышлений и сложных математических вычислений он показал, что Земля - только одна из планет, а все планеты обращаются вокруг Солнца.

Своей книгой он бросил вызов церковным авторитетам, разоблачая их полное невежество в вопросах устройства Вселенной.

Коперник не дожил до того времени, когда его книга распространилась по всему свету, открывая людям правду о Вселенной. Он был при смерти, когда друзья принесли и вложили в его холодеющие руки первый экземпляр книги.

Коперник родился в 1473 г. в польском городе Торуни. Он жил в трудное время, когда Польша и ее сосед - Русское государство - продолжало вековую борьбу с захватчиками - тевтонскими рыцарями и татаро-монголами, стремившимися поработить славянские народы.

Коперник рано лишился родителей. Его воспитал дядя по матери Лукаш Ватцельроде - выдающийся общественно-политический деятель того времени. Жажда знаний владела Коперником с детства, Сначала он учился у себя на родине. Потом продолжал образование в итальянских университетах, Конечно, астрономия там изучалась по Птолемею, но Коперник тщательно изучал и все сохранившиеся труды великих математиков и астрономию древности. У него уже тогда возникли мысли о правоте догадок Аристарха, о ложности системы Птолемея. Но не одной астрономией занимался Коперник. Он изучал философию, право, медицину и вернулся на родину всесторонне образованным, для своего времени, человеком.

По возвращении из Италии Коперник поселился в Вармии - сначала в городе Лицбарке, потом в Фромборке, Деятельность его была необычайно разнообразно. Он принимал самое активное участие в управлении областью: ведал ее финансовыми, хозяйственными и другими делами. В то же время Коперник неустанно размышлял над истинным устройством солнечной системы и постепенно пришел к своему великому открытию.

Что же заключает в себе книга Коперника “О вращении небесных сфер” и почему она нанесла такой сокрушительный удар по системе Птолемея, которая со всеми изъянами держалась четырнадцать веков под покровительством всесильной в ту эпоху церковной власти? В этой книге Николай Коперник утверждал, что Земля и другие планеты - спутники солнца. Он показал, что именно движение Земли вокруг солнца и ее суточным вращением вокруг своей оси объясняется видимое движение Солнца, странная запутанность в движении планет и видимое вращение небесного свода.

Гениально просто Коперник объяснял, что мы воспринимаем движение далеких небесных тел так же, как и перемещение различных предметов на Земле, когда сами находимся в движении.

Мы скользим в лодке по спокойно текущей реке, и нам кажется, что лодка и мы в ней неподвижны, а берега “плывут” в обратном направлении. Точно так же нам только кажется, что Солнце движется вокруг Земли. А на самом деле Земля со всем, что на ней находится, движется вокруг Солнца и в течение года совершает полный оборот по своей орбите.

И точно так же, когда Земля в своем движении вокруг Солнца обгоняет другую планету, нам кажется, что планета движется назад, описывая петлю на небе. В действительности планеты движутся вокруг Солнца по орбитам правильной, хотя и не идеально круговой формы, не делая никаких петель. Коперник, как и древнегреческие ученые, что орбиты, по которым движутся планеты, могут быть только круговыми.

Спустя три четверти века немецкий астроном Иоганн Кеплер, продолжатель дела Коперника, доказал, что орбиты всех планет представляют собой вытянутые окружности - эллипсы.

Звезды Коперник считал неподвижными. Сторонники Птолемея настаивали на неподвижности Земли, утверждали, что если бы Земля двигалась в пространстве, то при наблюдении неба в разное время нам должно было бы казаться, что звезды смещаются, меняют свое положение на небе. Но таких смещений звезд за много веков не заметил ни один астроном. Именно в этом сторонники учения Птолемея хотели видеть доказательство неподвижности Земли.

Однако Коперник утверждал, что звезды находятся на невообразимо огромных расстояниях. Поэтому ничтожные смещения их не могли быть замечены. Действительно, расстояния от нас даже до ближайших звезд оказались настолько большими, что еще спустя три века после Коперника они поддавались точному определению. Только в 1837 г. русский астроном Василий Яковлевич Струве положил начало точному определению расстояний до звезд.

Понятно, какое потрясающее впечатление должна была произвести книга, в которой Коперник объяснил мир, не считаясь с религией и даже отвергая всякий авторитет церкви в делах науки. Деятели церкви не сразу поняли, какой удар по религии наносит научный труд Коперника, в котором он низвел Землю на положение одной из планет. Некоторой время книга свободно распространялась среди ученых. Прошло не много лет, и революционное значение великой книги проявилось в полной мере. Выдвинулись другие крупные ученые - продолжатели дела Коперника. Они развивали и распространяли идею бесконечности Вселенной, в которой Земля - как бы песчинка, а миров - бесчисленное множество. С этого времени церковь начала ожесточенное преследование сторонников учения Коперника.

Новое учение о солнечной системе - гелиоцентрическое, утверждалось в жесточайшей борьбе с религией. Учение Коперника подрывало самые основы религиозного мировоззрения и открывало широкий путь к материалистическому, подлинно научному познанию явлений природы.

Во второй половине 16 века учение Коперника нашло своих сторонников среди передовых ученых разных стран. Выдвинулись и такие ученые, которые не только пропагандировали учение Коперника, но углубляли и расширяли его.

Коперник полагал, что Вселенная ограничена сферой неподвижных звезд, которые расположены на невообразимо огромных, но все-таки конечных расстояниях от нас и от Солнца. В учении Коперника утверждалась огромность Вселенной и бесконечность ее. Коперник также впервые в астрономии не только дал правильную схему строения Солнечной системы, но и определил относительные расстояния планет от солнца и вычислил период их обращения вокруг него.

Становление гелиоцентрического мировоззренния

Учение Коперника было признано не сразу. Мы знаем: что по приговору инквизиции в 1600 году был сожжен в Риме выдающийся итальянский философ, последователь Коперника Джордано Бруно (1548-1600). Бруно, развивая учение Коперника, утверждал, что во Вселенной нет и не может быть центра, что Солнце - это только центр Солнечной системы. Он также высказывал гениальную догадку о том, что звезды - такие же солнца, как наше, причем вокруг бесчисленных звезд движутся планеты, на многих из которых существует разумная жизнь. Ни пытки, ни костер инквизиции не сломили волю Джордано Бруно, не заставили его отречься от нового учения.

В 1609 году Галилео Галилей (1564-1642) впервые направил на небо телескоп и сделал открытия, наглядно подтверждающие открытия Коперника. На Луне он увидел горы. Значит, поверхность Луны в какой-то степени сходна с земной и не существует принципиального различия между “земным” и “небесным”. Галилей открыл четыре спутника Юпитера. Их движение вокруг Юпитера опровергло ошибочное представление о том, что только Земля может быть центром небесных тел. Галилей обнаружил, что Венера, подобно Луне, меняет свои фазы. Следовательно, Венера - шарообразное тело, которое светит отраженным солнечным светом. Изучая особенности изменения вида Венеры, Галилей сделал правильный вывод о том, что она движется не вокруг Земли, а вокруг Солнца. На Солнце, олицетворявшем “небесную чистоту”, Галилей открыл пятна и, наблюдая за ними, установил, что Солнце вращается вокруг своей оси. Значит, различным небесным телам, например Солнцу, присуще осевое вращение. Наконец, он обнаружил, что Млечный путь - это множество слабых звезд, не различимых невооруженным глазом. Следовательно, Вселенная значительно грандиознее, чем думали раньше, и крайне наивно было предполагать, что она за сутки совершает полный оборот вокруг маленькой Земли.

Открытие Галилея умножили число сторонников гелиоцентрической системы мира и одновременно заставили церковь усилить преследования коперниканцев. В 1616 году книга Коперника “О вращениях небесных сфер” была внесена в список запрещенных книг, а изложенное в ней противоречащим Священному Писанию. Галилею запретили пропагандировать учение Коперника. Однако в 1632 году ему все-таки удалось опубликовать книгу “Диалог о двух главнейших системах мира - птолемеевой и коперниковой”, в которой он сумел убедительно показать истинность гелиоцентрической системы, чем и навлек на себя гнев католической церкви. В 1633 году Галилей предстал перед судом инквизиции. Престарелого ученого заставили подписать “отречение” от своих взглядов и до конца жизни держали под надзором инквизиции. Лишь в 1992 году католическая церковь окончательно оправдала Галилея.

Казнь Бруно, официальный запрет учения Коперника, суд над Галилеем не смогли остановить распространение коперничества. В Австрии Иоганн Кеплер (1571-1630) развил учение Коперника, открыв законы движения планет. В Англии Исаак Ньютон (1643-1727) опубликовал свой знаменитый закон всемирного тяготения. В России учение Коперника смело поддерживал М. В. Ломоносов (1711-1765), который открыл атмосферу на Венере, защищал идею о множественности обитаемых миров

8 Механическая картина Мира

Механическая картина мира сложилась в результате научной революции XVI–XVII вв. Свой вклад в ее формирование внесли Г. Галилей, И. Кеплер, Р. Декарт, П. Лаплас, И. Ньютон и многие другие ученые.

В основу новых представлений науки о мире легли идеи и законы механики, которая стала самым разработанным разделом физики. По сути дела, именно механика является первой фундаментальной физической теорией. Основу механической картины мира составил атомизм, который весь мир, включая человека, понимал как совокупность огромного числа неделимых частиц – атомов, перемещающихся в пространстве и времени в соответствии с немногими законами механики. Это корпускулярное представление о материи.

Законы механики, которые регулировали как движение атомов, так и движение любых материальных тел, считались фундаментальными законами мироздания. Поэтому ключевым понятием механической картины мира было понятие движения. Тела обладают внутренним врожденным свойством двигаться равномерно и прямолинейно, а отклонения от этого движения связаны с действием на тело внешней силы (инерции). Мерой инертности является масса. Универсальным свойством тел является тяготение.

Решая проблему взаимодействия тел, Ньютон предложил принцип дальнодействия. Согласно этому принципу, взаимодействие между телами происходит мгновенно на любом расстоянии, без каких-либо материальных посредников.

Концепция дальнодействия основана на понимании пространства и времени как особых сред, вмещающих взаимодействующие тела. Ньютон предложил концепцию абсолютного пространства и абсолютного времени. Абсолютное пространство представлялось большим «черным ящиком», универсальным вместилищем всех материальных тел в природе. Но даже если бы все эти тела вдруг исчезли, абсолютное пространство все равно бы осталось. Аналогично, в образе текущей реки, представлялось и абсолютное время. Оно становилось универсальной длительностью всех процессов во Вселенной. И абсолютное пространство, и абсолютное время существуют совершенно независимо от материи.

В механической картине мира любые события жестко предопределялись законами механики. Случайность в принципе исключалась из картины мира.

Жизнь и разум в механической картине мира не обладали никакой качественной спецификой. Поэтому присутствие или отсутствие человека в мире не меняло ничего. Если бы человек однажды исчез с лица Земли, мир продолжал бы существовать, как ни в чем не бывало.

На основе механической картины мира в XVIII – начале XIX в. была разработана земная, небесная и молекулярная механика. Быстрыми темпами шло развитие техники. Это привело к абсолютизации механической картины мира, и она стала рассматриваться в качестве универсальной.

В то же время в физике начали накапливаться эмпирические данные, противоречащие механической картине мира. Так, наряду с рассмотрением природы как системы материальных точек, что полностью соответствовало корпускулярным представлениям о материи, пришлось ввести понятие сплошной среды. Оно понадобилось для объяснения световых явлений. Так в физике появилось понятие эфира – особо тонкой и абсолютно непрерывной световой материи. Это уже были не корпускулярные, а континуальные представления о материи.

В XVIII веке появилось учение о невесомых веществах. В его рамках были введены понятия электрической и магнитной жидкостей, теплорода, флогистона. Они также были особыми разновидностями сплошной материи. Этого требовала механистичность классической науки, распространявшая принципы и подходы механики на другие разделы науки.

Таким образом, хотя механический подход к этим явлениям оправдывал себя не в полной мере, опытные факты искусственно подгонялись под механическую картину мира.

В XIX веке в физике наступил кризис, который был вызван исследованиями и открытиями в области электричества и магнетизма. Тогда стало ясно, что противоречия между опытными данными и механической картиной мира стали слишком острыми. Физика нуждалась в существенном изменении своих взглядов на мир.

Леонардо да Винчи

1.Естественно-научные взгляды и методология Леонардо да Винчи.

Новая наука, и в частности физика, начинается с Галилея и Ньютона.

Но она, как и новая культура, не явилась непосредственным продолжением

науки и культуры средних веков. На рубеже 15 в. старую, средневековую

культуру стран Западной и Центральной Европы сменила новую культуру,

характерными чертами которой были гуманизм, восстановление интереса к

античности, возрождение античных ценностей, отрицание схоластики, вера в

возможности человека и его разума.

Это эпоха Возрождения. В это время необычайно быстро развивается

живопись, скульптура, архитектура, литература и новое опытное

естествознание. И среди этих титанов эпохи Возрождения одним из первых

следует назвать Леонардо да Винчи, «которому обязаны важнейшими

открытиями самые разнообразные отрасли физики».

Для Леонардо искусство всегда было наукой. Заниматься искусством

значило для него производить научные выкладки, наблюдения и опыты. Связь

живописи с оптикой и физикой, с анатомией и математикой заставляла

Леонардо становится ученым. Особенно высоко Леонардо ценил математику.

Математика Леонардо – это математика постоянной величины, оно,

конечно, не могла овладеть сложными проблемами движения. Простота

математического аппарата и сложность задач, за которые он брался в

физики и технике, в ряде случаев заставляли его заменять математические

выкладки наблюдением и измерением, приводили к изобретению многих

приборов.

Что касается воззрений Леонардо да Винчи на пространство и время,

то они были такими же, как и у Аристотеля.

Очень характерно для механики Леонардо да Винчи стремление вникнуть

в сущность колебательного движения. Он приблизился к современной

трактовке понятия резонанса, говоря о росте амплитуды колебаний при

совпадении собственной частоты системы с частотой из вне.

Большое место в трудах Леонардо занимала гидравлика. Он начал

заниматься гидравликой еще в ученические годы и возвращался к ней в

течении всей своей жизни. Леонардо спроектировал и частично осуществил

постройку ряда каналов. Он почти в плотную приблизился к формулировки

закона Паскаля, а в теории сообщающихся сосудов практически предвосхитил

идеи 17 в.

Леонардо в первые и много занимался вопросами полета. Первые

исследования, рисунки и чертежи, посвященные летательным аппаратам,

относится, примерно, к 1487 г. В его летательном аппарате применялись

металлические части; человек располагался горизонтально, приводя

механизм в движение руками и ногами.

Он построил модель планера и готовил его испытание. Стремление

обезопасить человека в процессе этих испытаний привело его к изобретению

парашюта.

Во времена Леонардо да Винчи беспредельно господствовала

геоцентрическая система мира Птолемея. На несостоятельность ее Леонардо

указывал неоднократно. Можно считать, что Леонардо независимо от

Коперника приблизился к пониманию гелиоцентрической системы мира.

Леонардо пытливо наблюдал природу, и уже по одной этой причине он

не мог не интересоваться вопросами геологии, палеонтологии и агрономии.

Так родилась его теория окаменелостей. Леонардо не боится отказаться от

библейских представлений о катастрофах и наводнениях на Земле. Он

утверждает, что нахождение окаменелых раковин и растений в загадочных

местах ничего общего не имеет с библейскими утверждениями, а вызвано

медленным перемещением суши и моря.

Трудно перечислись все инженерные проблемы, над которыми работал

пытливый ум Леонардо. Он изобрел много типов станков для прядения,

тканья и других целей. Среди сохранившихся его записей есть описание

циркуля с передвижным центром, землечерпалки, приспособление для

водолаза, различных типов бурового инструмента. Особенно много

изобретений сделал Леонардо в области военного и военно-инженерного

дела.

В 1502 – 1503 гг. Леонардо да Винчи пишет письмо турецкому султану,

где предлагает ему несколько своих изобретений и проектов, в том числе

проект моста через бухту Золотой Рог, который соединил бы Галату со

Стамбулом и под котором могли бы проплывать парусные судна.

В этот же период Леонардо да Винчи составляет проект моста через

Босфор. Это бал бы огромный мост шириной около 24 метра, высотой от вода

41 метр и длиной 350 метров, причем 233 метра шли над морем, остальные

117 метра – над сушей. Это были исключительно смелые проекты и идеи,

получившие свою реализацию значительно позднее.

Многие художники того времени, несмотря на строгий запрет церкви,

изучали анатомию человека. Леонардо вначале интересовался вопросами

анатомии как художник. Он изучал мускулатуру тела при различных

положениях рук и ног, но вскоре значительно расширил объем анатомических

исследований: он стал интересоваться сердцем, кровеносной системой,

легкими; он впервые дал правильное описание позвоночного столба и

приблизился к современному пониманию роли легких в организме. Значение

анатомических работ Леонардо для развития медицины бесспорно. Следует

заметить, что деятельность организма, его различных органов,

разнообразные движения Леонардо да Винчи рассматривал с точки зрения

механики.

Можно только удивляться и восхищаться многогранностью интересов и

пытливостью ума этого мыслителя.

Подводя итоги научной деятельности этого гиганта, хотелось бы

обратить внимание на его методологические взгляды.

«Истолкователем природы является опыт. Он не обманывает никогда,

ошибаются только наши суждения, которые ждут от него то, что он не

способен дать. Надо производить опыты, изменяя обстоятельства, пока не

извлечем из них общих правил».

Высоко ценя роль опыта, роль практики, Леонардо да Винчи не был

узким практицистом, он хорошо сознавал необходимость теории:

«Увлекающийся практикой без науки – словно кормчий, входящий на корабль

без руля или компаса: он никогда не уверен, куда плывет. Всегда практики

должна быть воздвигнута на хорошей теории. Наука – полководец, а

практика – солдаты». Такова методология познания Леонарда да Винчи,

сохранившая свою ценность и по сей день.

Н.Коперник

2. Гелиоцентрическая система Мира Николая Коперника. Геоцентрическая система Птолемея, несмотря на высказываемыесомнения в ее правильность и верные догадки о движении Земли,продержалась в науке 14 веков. И только с началом географическихоткрытий, с переходом от феодального средневековья к новому времениназрела необходимость заменить теорию Птолемея новой. В1506г. Коперник, получив образование (математика, каноническоеправо, медицина, астрономия) вернулся из Италии на Родину в Польшу и втечение 10 лет оформил свои идеи, рожденные в годы учебы и странствий,в виде научной теории – гелиоцентрической системы Мира. В этой системеКоперник низвел Землю до роли рядовой планеты, Солнце он поместил вцентре системы, а все планеты вместе с Землей двигались вокруг Солнцапо круговым орбитам. В течение 16 лет Коперник ведет астрономическиенаблюдения Солнца, звезд и планет. В1532г., накануне своегошестидесятилетия, он закончил труд всей своей жизни “О вращенияхнебесных сфер”. В феврале 1543 г., бессмертное творение Н. Коперника “овращениях небесных сфер” было напечатано Но сам Коперник увидел своюкнигу лишь за несколько часов до смерти (24 мая 1543 г.). Сочинение “Овращениях небесных сфер” состоит из 6 книг. В первой книге приводятсявсе логические и физические аргументы в пользу движения Земли. Втораякнига содержит элементы сферической астрономии и заканчиваетсякаталогом, содержащим координаты 1025 звезд. Третья книга содержиттеорию движения Солнца, четвертая книга – теорию движения Луны. Самойглавной является пятая книга, в которой дано полное развитиегелиоцентрической теории планетных движений со всеми математическимидоказательствами. В шестой книге изложено видимое движение планет. Огромное значение созданной Коперником гелиоцентрической системыМира обнаружилось после того, как Кеплер открыл истинные законыэллиптического движения планет, а И.Ньютон на их основе – законвсемирного тяготения; когда Леверье и Адамс на основании данных этойсистемы предсказали существование и теоретически определилиместоположение неизвестной планеты (Нептун), а Галле, направив телескопв указанную ими точку неба, открыл неизвестную планету. В настоящеевремя учение Коперника не утратило своего значение т.к. оно раскрылоистинную картину Мира и совершило революционный переворот “в развитиисистемы научного мировоззрения”.

Г.Галилей

Галилео Галилей и рождение опытного естествознания. Галилео Галилей – великий итальянский ученый, один из создателейклассической механики, родился 15 февраля 1564г., в семье небогатогопизанского дворянина. Первое образование Галилей получил в монастыре.Семнадцати лет он поступает в Пизанский университет сначала намедицинский факультет, а затем переходит на юридический, гдеосновате6льно изучает математику и философию. В 1589г. Галилей былназначен профессором математики в Пизанский университет. В эти годыГалилей занимается опровержением учений Аристотеля о пропорциональностискорости падения весу тела. Чтобы опровергнуть данное учение он беретдва тела, одинаковые по форме и размерам (чугунный и деревянный шары).Находя соотношения между скоростью падения и временем падения, междупройденным путем и временем падения, Галилей опроверг многовековоезаблуждение и доказал постоянство ускорения свободного падения. Но вуниверситете механику и астрономию приходилось излагать в духеАристотеля и Птолемея. В 1592г он становится профессором университета вПадуе, где проработал 18 лет (по 1610г.). К концу падуанского периодаГалилей начинает открыто выступать против системы Птолемея –Аристотеля. Сделав зрительную трубу с увеличением в 32 раза и направив ее нанебо, Галилей обнаружил неровности Луны; Млечный Путь оказалсясостоящим из множества звезд, число которых росло с ростом увеличениятрубы; у Юпитера были найдены четыре спутника. Все это несоответствовало учению Аристотеля о противоположности земного инебесного, а подтверждало систему Коперника. В 1612г Галилей издает “Рассуждения о телах, пребывающих в воде, итех, которые в ней движутся”, эта работа была направлена противмеханики Аристотеля. Вслед за ней появляется письмо Галилея осолнечных пятнах. Это было тоже опровержение Аристотеля, но оно немогло пройти незамеченным церковью, церковь обвиняет Галилея в том, чтоон доказывает движение Земли и неподвижность Солнца; они пытаютсядобиться запрещения учения Коперника. В 1615г Галилей едет в Рим, чтобызащитить себя и предотвратить запрещение учения Коперника. Но 5 марта1616г учение Коперника “как ложное и целиком противное СвященномуПисанию” было запрещено, Галилей получил от святой инквизиции негласныйприказ молчать. В 1623г он снова едет в Рим, чтобы добиться отменыограничений в своей научной деятельности, но официальной отменыограничений ему добиться не удалось. Несмотря на ограничения Галилейготовит к опубликованию свою основную работу “Диалог о двух главнейшихсистемах мира: Птолемеевой и Коперниковой”. В феврале 1632г книга вышлав свет, туда вошли все произведения Галилея, все то, что было созданоим с 1590г по1625г. Цель ученого – представить не толькоасторономические, но и механические доводы в пользу истинности ученияКоперника. Вращение Земли, по словам Птолемея, должно было бы рассеятьнаходящиеся на ней тела; тела при падении должны были бы двигаться невертикально, а наклонно, так как они будут отставать от движущейсяЗемли; птицы и облака должны были бы уноситься на запад. Опровергая этиаргументы Галилей приходит к открытию закона инерции. Открытием этогозакона было ликвидировано многовековое заблуждение, выдвинутоеАристотелем, о необходимости постоянной силы для поддержанияравномерного движения. Современная формулировка этого закона такова:Всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейногодвижения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не выведетего из этого состояния. Галилей определил механический принципотносительности: никакими механическими опытами, проведенными внутризамкнутой инерциальной системы, невозможно установить: покоится системаили движется равномерно и прямолинейно. Разговоры собеседников о различных астрономических открытиях(неровностях Луны, пятнах на Солнце, фазах Венеры, спутниках Юпитера)утверждает мысль о справедливости теории Коперника. Успех “Диалога” был потрясающим, единомышленники восторженноприветствуют Галилея с открытием новой эры в изучении природы.Противники же в свою очередь пустили слух, что под маской защитникаАристотеля и Птолемея выведен сам Папа. Началась травля Галилея, всентябре Галилею было передано повеление папской инквизиции явиться вРим, но из –за болезни Галилея дают небольшую отсрочку. В феврале 1633гГалилей прибывает в Рим, на допросе он отрицал, что разделялКоперниково учение после того, как инквизиция объявила его еретическим.Галилей твердо стоял на том, что в дискуссионном порядке огелиоцентрической системе Мира и писать, и говорить не запрещалось, асама книга была выпущена с разрешения цензуры. После допроса Галилейбыл арестован и заключен в кандалы инквизиции. 22 июня 1633г в церквиСвятой Марии при большом стечении народа состоялся последний актсудилища над Галилеем. По приговору его книга была запрещена, а сам онподлежит тюремному заключению, длительность, которого оставлена наусмотрение Святой службы. Унизительный акт судилища и отречения сильноподорвали здоровье больного Галилея, но несмотря не на все Галилеймысленно видел свое будущее произведение “Беседы и математическиедоказательства”, в котором идеи “Диалога” получали свое дальнейшееразвитие. «Беседы» были закончены в 1637г. В книге обобщено все то, чтосделал Галилей в области механики. В 1642г Галилея не стало. Ушел изжизни один из замечательных мыслителей, великий астроном, механик,физик, математик. Галилей считается одним из основоположников опытного естествознанияи новой науки. Именно он сформулировал требования к научномуэксперименту, состоящие в устранении побочных обстоятельств, в умениивидеть главное. Путем эксперимента Галилей опроверг учение Аристотеля опропорциональности скорости падения весу тела, показал, что воздухимеет вес и определил его плотность. Он был первым, кто направилзрительную трубу на небо в научных целях, тем самым, расширив сферупознания. Мысленные эксперименты Галилея построены на идеализациидвижения шаров, тележек и других материальных объектов по горизонтали инаклонной плоскости. Мысленный эксперимент получил в дальнейшем широкоераспространение в физике и стал важнейшим методом познания, импользовался Максвелл при создании теории электромагнитного поля.Мысленные эксперименты позволили многим ученым (Максвелл, Больцман,Карно и др.) установить закономерности в хаотическом тепловом движениии термодинамики. Таким образом, и принцип относительности Галилея,получивший свое дальнейшее развитие в теории относительности, имысленный эксперимент, введенный в науку им же и ставший необходимымметодом современной физики, свидетельствуют о чрезвычайно высокомметодологическом уровне, на котором в своих исследованиях стоял великийитальянский ученый.

Д.Бруно.

Космология Джорда́но Бру́но — один из ключевых компонентов учения выдающегося итальянского философа эпохи Возрождения Джордано Бруно (наст. имя: Филиппо, прозвище — Ноланец; 1548, Нола близ Неаполя — 17 февраля 1600, Рим)^{[K 1]}. Космологические вопросы затрагивались во многих сочинениях Джордано Бруно, наиболее полно в диалогах Пир на пепле (1584) и О бесконечности, Вселенной и мирах (1584) и поэме О безмерном и неисчислимых (1591).

Памятник Джордано Бруно на площади Кампо деи Фиори в Риме, установленный на месте казни философа (скульптор Этторе Феррари, 1889 г.)

Ряд положений космологии Бруно имеет новаторский и даже революционный для своего времени характер, в значительной мере предвосхитившие многие положения космологии Нового времени: представление о бесконечностиВселенной и числа миров в ней, отождествление звёзд с далёкими солнцами, представление о материальном единстве мироздания. Большое значение для развития науки имеет его пропаганда гелиоцентризма. Вместе с тем, некоторые представления Джордано Бруно (в первую очередь, идея о всеобщей одушевлённости материи) были вскоре оставлены наукой.

Метафорический язык Бруно, его богатая поэтическая фантазия, неразрывная связь его космологии с теологией, метафизикой, этикой, эстетикой затрудняют оценку его научных представлений и являются причиной непрекращающихся споров среди историков науки и философов.

При всём разнообразии космологических воззрений, развивавшихся в эпоху, предшествующую деятельности Джордано Бруно, они характеризуются рядом общих черт, отличающих их от современных представлений об устройстве Вселенной:

1. Представление о существовании центра мира;

2. Конечность мира, выражаемая в виде представления о существовании границы материального мира, обычно совпадавшей со «сферой неподвижных звёзд» или её внутренней поверхностью;

3. Представление о существовании небесных сфер, переносящих небесные светила;

4. Противопоставление «земного» и «небесного»;

5. Мнение о том, что мир существует в единственном экземпляре.

Хотя отдельные мыслители считали возможным отказаться от одного или нескольких этих положений, вся система этих постулатов в целом сохранялась непоколебимой. Основной заслугой Джордано Бруно в космологии является создание новой картины мира, в которой осуществлён отказ от каждого из этих положений.