Ионийский этап развития древнегреческой науки

3.ИОНИЙСКИЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ ДРЕВНЕГРЕЧЕСКОЙ НАУКИ

Ионийцы исследовали первоначала всех вещей, ставя перед собой общие проблемы мироздания, что при незнании конкретных явлений природы принимало явно метафизический характер. Поэтому их умозрительные построения, представляют больший интерес для истории философии. Фалес, Пифагор, Анаксимандр не делали различий между наукой, философией и религией. У них не было противопоставления духовного и материального. Это разделение впервые появляется у Платона, с возникновением развитой западной науки – у Декарта, который окончательно провёл демаркационную линию: внутренний мир человека (его душа) – это сфера религии и искусства, а внешний мир (природа) подлежит изучению рациональным методом. Но именно благодаря ионийцам зародились основы рационального знания. Рациональное знание – это система абстрактных понятий и символов, которые возможно накапливать и совершенствовать. Только в русле логического мышления удаётся получить строго детерминированные следствия. Интуитивное восприятие мира, напротив глубоко индивидуально. Оно выходит за рамки логических конструкций и рождает всё новое, как в сфере искусства, так и в сфере науки. Современную науку в конечном итоге создало сочетание рационального и интуитивного познания мира.

Главным представителем материалистического направления ионийской школы был Фалес Милетский (625-550 г. до н.э.). С одной стороны он является персонажем из области преданий, тем, кого во времена Платона принято было считать одним из «семерых мудрецов» Греции. Его труды сохранились в упоминаниях более поздних авторов, например, Аристотеля и Евклида. В историю науки он вошёл как математик, впервые прибегнувший к доказательству. Именно труды Фалеса стали прообразом великой дедуктивной системы Евклида. Например, он доказал теоремы о равенстве вертикальных углов, о равенстве углов при основании в равнобедренном треугольнике, о делении круга пополам с помощью диаметра. Достоверно известно, что он измерил высоту пирамиды Хеопса по длине её тени (зафиксировав её в тот момент времени, когда тень человека равна его росту), пояснив согражданам свои рассуждения и расчёты свойствами подобных треугольников. «Предполагается, что пользуясь вавилонскими хрониками, ему удалось предсказать солнечное затмение, которое по современным данным наблюдалось в Милете в 585 г. до н.э. Даже если бы Фалес пользовался вавилонскими хрониками маловероятно, что он смог бы сделать это предсказание, потому что солнечное затмение наблюдается лишь в небольшом географическом регионе. Но тот факт, что предсказание именно этого затмения приписывается Фалесу, говорит о том, что он, вероятно, жил и работал в начале VI в. до н.э.» [5]

Однако в ту эпоху многие наблюдения сложно было объяснить, так как ещё не существовало основополагающих принципов. Например, Фалес услышал в Египте о том, что в 600 г. до н.э. по приказу фараона Нехо финикийские мореплаватели совершили плавание вокруг Африки. Выйдя из Красного моря, они через 3 года приплыли в Карфаген. В этом рассказе была одна деталь: огибая Африку с юга, мореходы видели, как Солнце движется по небосводу справа налево, а не наоборот, как мы привыкли видеть каждый день. Это означало, что финикийцы проплывали к югу от экватора. Рассказ сохранился в «Истории» Геродота. Но Фалес не мог сделать из этих наблюдений правильного вывода, так как Земля в те времена считали плоской, плавающей в мировом океане. Идея о шарообразности Земли впервые появляется в пифагорейской школе. Платон создаёт геоцентрическую модель мира, которая подтверждается наблюдениями Аристотеля, обратившего внимание на форму тени, отбрасываемой Землёй во время лунного затмения.

В Древней Греции возникли научные воззрения о свойствах пространства и времени, о движении, о структуре материи и др. Появилось понятие «природа» («физика», греч., «ϕνσιζ»-«природа»). «По - природе» означало естественно, правильно, в соответствии с законами мира и общества. Согласно Пифагору, природа связывала воедино Вселенную («космос») и человека («малый космос»). В Милете родилась ионийская натуральная философия. Ионийцами была выдвинута идея о единой материальной основе мира и развитии его из этой основы (материя от лат, «строительный лес»). Поэтому сейчас их относят к стихийным материалистам (stoikheion – греч., «первопринцип», «материя в своей базовой форме»).Фалес был уверен, что такой основой является вода. Возможно, он заимствовал её из религиозных учений вавилонян и египтян, которые считали, что мир возник из водного хаоса. Возможно, он вывел это положение из собственных наблюдений за агрегатными превращениями воды. Анаксимен (585 - 484 г.до. н.э.) полагал, что первооснова всего сущего – воздух. Он написал книгу, из всего содержания которой сохранилась одна фраза: «Подобно тому как душа…будучи воздухом, сдерживает нас, так дыхание и воздух объёмлет весь мир» [6]. На Анаксимене цепочка милетских философов материалистов заканчивается. Философ-иониец Ксенофан из Колофона (565 - 478 г. до н.э.) полагал, что «из земли всё возникло, и в землю всё обратится»[7]. Гераклит Эфесский (544 - 483 г. до н.э.) отводил роль первоосновы – огню, связывая с ним непрерывность всех изменений в природе. Он первым начал поиск правил, по которым эти изменения происходят. Он писал: «Этот космос, один и тот же для всех, не создал никто из богов и никто из людей, но он всегда был, есть и будет вечно живой огонь, мерно возгорающий и мерно угасающиий» [8].

Классический взгляд на то, что вещество состоит из всех четырёх стихий восходит к Эмпедоклу (490 - 430 г. до н.э.), философу дорийского, а не ионийского происхождения, жителю Сицилии. В поэме «О природе» он вводит две движущие силы - «любовь» и «ненависть», используя эти категории как метафоры порядка (силы притяжения) и беспорядка (силы отталкивания). Самую дерзкую гипотезу высказал ученик Фалеса Анаксимандр (610-546 г. до н.э.). Он предположил, что все наблюдаемые стихии суть разные формы одной природной сущности апейрона (греч, «беспредельное»), который породил две враждующие стихии – огонь и воду. Противоборство стихий привело к появлению и разделению веществ. В центре возникшего вихря оказалась Земля, окружённая водой и воздухом, а снаружи огонь – превратившийся в звёзды. Эта идея дошла до нас в изложении Симпликия Киликийского, философа-неоплатоника, жившего примерно тысячу лет спустя). «Употребление в рассуждениях о сути природы категорий человеческих эмоций «любовь» и «ненависть», пусть даже в роли метафор, …лишь свидетельствует о той пропасти, которая разделяет образ мысли древних досократиков и современных учёных-физиков» [9]. Все они считали стихии сплошными, недифференцированными средами. Ни один из античных стихийных материалистов не смог обосновать свои утверждения, как это делалось в геометрии. Своё завершение континуалистическая программа получила в трудах Аристотеля (384 – 322 г. до н.э.). Четыре стихии в сочетании с четырьмя свойствами (качествами), по - мнению учёного, и образуют разнообразие вещей видимого мира (земля – холодная и сухая, вода – холодная и влажная, воздух – горячий и влажный, огонь – горячий и сухой). 

Одним из первых философов материалистов был Анаксагор (500-428 г. до н.э.). Он не признавал божественной природы небесных тел и считал их раскалёнными камнями. Анаксагор учил, что мир состоит из мельчайших частиц – «гомеомерий» (греч, «подобочастных»). Кости состоят из маленьких косточек; кровь – из бесчисленного числа капель крови и т.д. Но он идёт дальше, утверждая, что каждая из гомеомерий – целая Вселенная, такая как наша. Внутри каждой частицы, какой бы малой она ни была, есть города, населённые людьми, светит Солнце, Луна и звёзды. Эти частицы – Вселенные содержат более мелкие и так без конца. Мир бесконечно повторяется вверх, в сторону больших размеров, и вниз – при уменьшении масштабов. Но на каждом этапе всё соразмерно и его обитатели не знают, на каком по счёту уровне они живут. Идею о бесконечной цепочке вложенных друг в друга миров разделял в XVII веке знаменитый немецкий математик Г.Лейбниц.

После завоевания Ионии персами в V веке до н.э. ионийская философская школа распространилась по всей Греции.Пифагор (580-500 г. до н.э.) и его последователь Филолай (470-390 г. до н.э.) стали родоначальниками идеалистического направления в философии. О личности Пифагора доподлинно ничего неизвестно. Он родился на острове Самос и очень юным покинул родину. После обучения у египтян и халдеев, он обосновался в Кротоне (на юге Италии) и основал там школу, которая больше походила на тайное общество (оно просуществовало с VI в. до н.э. до III в.н.э.). Пифагорейцы жили коммуной, имеющей строгие правила поведения. В него входила вера в метемпсихоз (переселение душ) и строгое вегетарианство. Причём им запрещалось употреблять в пищу бобы, потому что они напоминали зародыши человека. Целью братства было очищение души (греч., катарсис) для чего следовало созерцать, заниматься науками и искусствами и следовать определённым добродетелям.

Пифагорейцы считали, что в основе мироздания лежит числовая схема, а математика является ключом к пониманию всех закономерностей. Аристотель писал: «Пифагорейцы, занявшись математическими науками, впервые двинули их вперёд, и, воспитавшись на них, стали считать их началами всех вещей… всю Вселенную они признали гармонией и числом» [10]. Эта идея была воспринята Платоном. Вначале пифагорейцы имели дело только с целыми числами. Связано это было с тем, что числа представлялись камешками, раскладываемыми на песке. Вероятно, поэтому в пифагорейской математике отсутствовало понятие нуля, который нельзя увидеть. Весьма популярным у пифагорейцев было представление чисел в виде геометрических фигур. К примеру, числа 3, 6 и 10 были треугольными, 4 и 9 – квадратными. Именно к фигурным числам пифагорейцев и восходят привычные нам выражения «возвести в квадрат» и «возвести в куб». Наиболее уважаемым числом считалось число десять – «тетраксис». Оно являлось суммой первых четырёх чисел, необходимых для измерения Вселенной. Действительно, можно выделить четыре геометрических элемента – точку, соответствующую единице, 2 - линии, 3 - поверхности и 4 - телу.

Пифагорейцам также приписывают числовой анализ музыки. Из нумерологического описания музыки возникла общая концепция гармонии (музыки) сфер. В сохранившихся свидетельствах можно найти прямые указания на то, что пифагорейцы верно нашли связь между гармоническими интервалами и длинами струн, то есть между музыкальной гармонией и математикой. Они установили, что натянутая струна при колебаниях издаёт одну основную ноту. Ноты, которые звучат в гармонии с ней, издаются при делении струны на определённое количество частей. Например, отношение длин струн 1:2 характерно для одного музыкального интервала – октавы, 2:3 – для другого – квинты, ¾ - кварты. В какой-то мере его можно считать основателем математической физики. Уход от наглядного представления чисел (количеством камешков) был связан с открытием несоизмеримости. Несоизмеримость диагонали квадрата и его стороны означает, что отношение их длин не выражается отношением целых чисел. Хотя в настоящее время доподлинно известно, что это открытие принадлежит древним вавилонянам. Историк Диоген Лаэртский рассказывает, что это открытие было сделано и, главное, разглашено вопреки запрету, Гиппасом из Метапонта (574 - 522 г. до н.э.). Легенда гласит, что последователи Пифагора вывезли его в море и выбросили за борт, поскольку он разрушил их веру в то, что всё в мире может быть выражено целыми числами и их отношениями. Согласно другим данным, он был просто изгнан из пифагорейского братства. Греческая теория иррациональных чисел была построение Евдоксом примерно в 370 г.до н.э.

Центром учения Пифагора было понятие - «гармония». Секрет гармонии он видел в симметрии. Идеалом симметрично организованного пространства пифагорейцы считали круг, сферу, правильные многоугольники и многогранники. Они выделили пять правильных выпуклых многогранников: тетраэдр (пирамида), гексаэдр (куб), октаэдр, икосаэдр и додекаэдр. Все грани многогранников – правильные многоугольники (у тетраэдра, октаэдра и икосаэдра – треугольники, у куба – квадраты, у додекаэдра – пятиугольники). Многогранники могут быть вписаны в сферу, и сфера может быть вписана в многогранник. Возможно, Пифагор использовал эти математические конструкции для описания монокристаллов, использующихся во всевозможных обрядах. В XVI веке опираясь на совпадения числа планет с числом правильных многогранников немецкий математик И.Кеплер (1596) опубликовал небольшую книгу «Тайны мироздания», в которой изобразил модель Солнечной системы в виде последовательно расположенных сфер, содержащих многогранники. В центре всей системы находится Солнце. При расчёте этой модели им получено некоторое совпадение соотношения рассчитанных усреднённых радиусов орбит планет с данными астрономическими наблюдениями, что позволило ему утвердиться в правильности своего построения. И.Кеплер утверждал: «Геометрия со времён Пифагора владеет двумя сокровищами: одно из них – теорема Пифагора, а другое – деление отрезка в среднем и крайнем отношении». Знаменитая теорема Пифагора, известна с незапамятных времён в Египте и Китае. Гарпедонапты (держатели верёвок) намеряли верёвкой с 12 узлами наделы, после разлива Нила, натягивая её в форме треугольника. Однако только Пифагору удалось доказать что это - закономерность. Существует легенда, что Пифагор доказал эту теорему во дворце правителя острова Самос Поликрата. Ожидая, пока его допустят к правителю, Пифагор разглядывал узоры на полу внешнего зала дворца. Это была мозаика из квадратов. Он заметил, что если нарисовать диагональ, разделяющую квадрат на два прямоугольных треугольника, то площадь квадрата, построенного на диагонали, будет равна двум площадям квадратов построенных на боковой стороне. Иными словами – квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов. Однако это тоже только легенда. Доподлинно неизвестно кто и как это сделал. Многие историки науки приписывают её доказательство ученикам Пифагора, конкретно Архиту Тарренскому.

Система мира Филолая также отражает числовую магию пифаорейцев. Они первыми отказались от основной идеи всех древних цивилизаций – неподвижности Земли, придав ей, хотя и чисто умозрительно, сферическую форму. В центре Вселенной Филолая находится Центральный огонь (Гестия) освещающий весь мир, вокруг которого, укреплённые на прозрачных сферах, движутся Антиземля, Земля, Луна, Солнце и пять известных планет: Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн. На последней сфере находится Объемлющий огонь (совокупность неподвижных звёзд). Антиземля не видна с Земли, так как она движется синхронно с Землёй. При этом Земля и Антиземля сохраняют друг относительно друга неизменное положение. Земля всегда обращена к центру Вселенной одной стороной, иначе наблюдатель видел бы Центральный огонь. А вся обитаемая часть Земли находится на обратной от Центрального огня стороне Земли и освещается его светом, отражённым от Солнца. Таким образом, Солнце выступает в роли зеркала, отражающего свет Центрального огня. Антиземля, была придумана пифагорейцем Гикетом Сиракузским для того, чтобы довести число тел до 10 (тетраксиса).

Надо признать, что подчёркивание важности числовых отношений в природе способствовало развитию методов количественного анализа, утверждало необходимость применения математики в научном описании природы. «Поиски целочисленных закономерностей достаточно долго вдохновляли учёных. Достаточно вспомнить о поклоннике Пифагора гимназическом учителе Иоганне Бальмере (1825 - 1898), который эмпирическим путём подобрал формулу, описывающие частоты спектральных линий водорода. Спустя несколько десятилетий оказалось, что именно формула Бальмера – следует разработанной Нильсом Бором (1885 – 1962) теории водородоподобных атомов» [11].