2015-10-22
2997
Появление простых орудий труда. Открытие огня и способы его добывания. Современная наука предполагает, что примерно миллион лет назад в разных регионах Европы, Азии и Африки вследствие изменений природных условий и в связи с нехваткой пищи человекообразные обезьяны спустились с деревьев и стали наземными животными. Этот решающий шаг на пути перехода от обезьяны к человеку произошел в начале нынешнего, четвертичного периода в истории Земли.
Сначала человек пользовался готовыми дарами природы. Но постоянная борьба за выживание с различными врагами заставила его использовать для самозащиты камни и палки, что усиливало действие рук. В конце концов это привело к тому, что первобытный человек начал их обрабатывать, предавая им удобную форму.
Сознательно изготовив орудия труда, предок человека начал возвышаться над животным миром. Следствием преобразования человеческого мозга под влиянием труда и развитие речи было проявление чувств. Развитие мозга привело человека к сознательному изготовлению орудий труда.
Начальным этапом развития первобытного общества, которое охватывает весь древний палеолит 800–100 тыс. лет до н.э., было первобытное стадо. Основным материалом древних людей – питекантропов – был камень, из которого изготовляли эолиты. Древний человек находил камень соответствующей формы, а затем раскалывал его другим, получая орудия. Сырьем для таких орудий служил кремень. Он раскалывается на тонкие пластинки с острыми краями. В тех местах, где кремния не было, использовались другие породы: яшма, гранит, известняк.
Со временем человек начал использоваться орудия, которым сознательно предавались определенные формы. Они получили название ручных рубил. Первые рубила имели длину 18–20 см, вес от 50 г до 2 кг. Ими можно было очищать кору, разбивать орехи, защищаться от хищников и т.д. Рубила имели острые волнистые края и удлиненную верхнюю часть.
Изменения климата, связанные с последним ледниковым периодом (100–40 тыс. лет до н.э.) привели как к новым социальным условиям в жизни первобытного человека (появляется родовая община), так и к увеличению количества изготавливаемых орудий труда, что в итоге привело к их дифференциации. Первым набором специальных орудий, изготовленных из кремня, были: остроконечник, который крепился к древку; скребок для чистки кожи, разрезания мяса и сухожилий.
Совершенствование орудий труда, подготовило переход от первобытного стада к материнской родовой общине. Важное значение в подготовке этого перехода сыграло освоение различных способов искусственного добывания огня, которые были уже известны неандертальцам. Человек сначала познакомился с естественным огнем – действия вулканов, удар молнии в дерево и т.п. Постоянно поддерживая костер, зажигая один факел от другого, люди сохраняли огонь. Но прошло очень много времени, пока человек научился не только сохранять, но и добывать его.
Наиболее распространенными способами добывания огня были: выскабливание, высверливание, выпиливание и значительно позже – высекание.
Выскабливание: небольшое полено с желобом удерживали коленом, а заостренной деревянной палкой двумя руками двигали по желобу, в котором собирались опилки. Они через некоторое время начинали тлеть от высокой температуры, полученной при трении. Если опилки раздуть, то они загорались.
Высверливание огня применялось на всех континентах. Кусок сухого дерева с небольшим отверстием клали на землю и удерживали ногами. В отверстие вставляли круглую палочку, а затем быстро вращали. Во время трения происходил нагрев дерева, и опилки в углублении, загорались. Этот способ впоследствии был усовершенствован: для вращения стали использовать лук, тетива которого петлей охватывала палочку.
Выпиливание огня применялось в восточной и юго-восточной Азии. Кусок высохшего бамбука толщиной 10–15 см распиливали вдоль на две половины. Одну из них пустой стороной клали на землю. Затем с пластинки бамбука изготавливали нож, которым и распиливали ствол поперек. Древесина бамбука, обогащенная кремнеземом, быстро нагревалась от трения и сердцевина загоралась.
Высекание огня с помощью кремня и металла появилось значительно позже и продержалось вплоть до появления спичек.
Использование огня стало одним из важных открытий человечества. Оно дало возможность победить тьму, холод, улучшило питание. Начался новый этап развития человеческого общества – объединение родов в племена в позднем палеолите (40–12 тыс. лет до н.э.). В это время сформировался человек современного вида (Homo Sapiens).
Потребность в качественном камне все время возрастала. Его начали использовать для обустройства костров, ограждения мест для хранения мяса и костей. Это привело к их собиранию, отбору, а впоследствии и к добыванию в земных недрах, то есть к зарождению горного дела. С этой целью сооружались воронкообразные вертикальные и горизонтальные выработки. Горные работы в это время осуществлялись с помощью оленьих рогов и палок.
Если неандертальцы жили в пещерах, то после отступления ледника человек начал строить землянки. Исходя из археологических данных, землянки позднего палеолита были длиной до 6 м и имели глубину до 3 м. Они перекрывались жердями и засыпались землей. Человек начал пользоваться гарпуном, лассо, сетью, научился делать узел.
Изобретение лука и стрел. Появление сложных орудий труда. Возникновение земледелия. Наблюдение за действием метательных орудий, а также различных упругих предметов (отогнутая ветка дерева) привели человека к изобретению лука и стрел. Лук, тетива и стрелы – эти большие технические достижения – были первыми сложными орудиями и олицетворяли весь предыдущий путь технического развития. Появление лука и стрел относится к эпохе мезолита (12–7 тыс. лет до н.э.) и делает их основным видом оружия вплоть до XVII в. (в некоторых регионах – до ХХ в.). Лук позволял поражать животных на расстоянии 100–150 м, а иногда – до 900 м. Возросли возможности добычи мясной пищи, а охота стала одним из основных видов хозяйства. Наконечники для стрел делались из куска кремня длиной 1–2 см. Позже их стали использовать как вкладыши для других орудий. Они получили название микролитов.
В мезолите было сделано еще одно важное изобретение: обжигание глиняной посуды. Это придавало ей прочность, а также значительно увеличивало водостойкость и огнестойкость. Сначала посуду делали из веток, которые обмазывали глиной. При случайном попадании в огонь ветки выгорали, а посуда приобретала новые качества. С изобретением глиняной посуды человек получил возможность готовить и хранить съестные припасы.
Развитие охоты способствовало приручению животных и возникновению первобытного скотоводства, поставило во главе хозяйственной деятельности мужчину. Вследствие этого начинает распадаться первобытная родовая община и возникает патриархальная семья. Скотоводство способствовало выделению племен, которые не только производили больше продуктов, но и смогли их хранить и накапливать. Это привело к возможности регулярного обмена. Одновременно начинает складываться примитивное земледелие. Землю обрабатывали мотыгой, выращивали пшеницу, ячмень и другие культуры.
Каменный топор появился еще в палеолите, но только в неолите (7–3 тыс. лет до н.э.) он становится основным орудием. Каменный топор был важным инструментом во время строительства первых жилищ, но главное – при сооружении лодок из цельных бревен. Сначала топор изготавливался из кремневых отщепов треугольной формы длиной 10–15 см. Каменное лезвие прикреплялось к деревянной ручке. Именно деревянный черенок имел большое значение для повышения эффективности руки человека.
Стремясь облегчить свой труд, человек начал намного лучше обрабатывать лезвие топора. Были освоены приемы шлифовки и полировки лезвия, а затем было изобретено шлифовальное устройство. КПД неолитического топора с шлифованным лезвием составил 0,78–0,89 – то есть был на уровне КПД современных ручных орудий. Мотыга имела удлиненную форму с вытянутым лезвием, обрамленным на поверхности большими сколами.
Важным изобретением эпохи неолита было открытие сверления, которое применялось не только для добывания огня, но и для изготовления орудий из камня. Первые сверла – это палочка с прикрепленным к одному из концов камнем, действие которых усиливалась с помощью песка и воды. Впоследствии для сверления стали применять пустотелую кость, а в неолите изобрели специальные сверлильные снаряды.
В эпоху неолита спрос на каменное сырье постоянно возрастал. Для этого времени характерны сооружения из мегалитов – огромных каменных глыб. К ним относятся: менгиры – отдельно стоящие камни, которые обозначали границы племенных территорий или места захоронений; кромлехи – менгиры, которые располагались по кругу; дольмены – погребальные камеры из валунов. До нашего времени сохранились мегалитические сооружения, составленные из вертикально поставленных и перекрытых глыб. Наиболее известным из них является Стоунхендж в Британии. Некоторые из менгиров достигают высоты 20 м и весят до 350 т, а вес плиты дольмена достигает 40 т. Для создания таких сооружений человек эпохи неолита применял такие средства, как рычаги, деревянные катки, клинья, наклоненные плоскости т.д.
В эпоху неолита возникает мотыжное земледелие. Некоторые племена, в частности, Трипольской культуры – на территории современной Украины, постепенно переходят от собирательства к земледелию и от охоты к скотоводству. Это был важный шаг, который давал возможность человеку производить и заготавливать пищу и уменьшал его зависимость от окружающей среды. Работа первых земледельцев была очень тяжелой. Они тратили много усилий во время обработки почвы, ухода за посевами, уборки урожая. Постепенно начали производиться специальные орудия для выполнения этих работ: мотыги, серпы, зернотерки т.д. Разведение домашних животных позволило человеку использовать мясо, шерсть, шкуры, молоко. Скотоводство дало толчок развитию транспорта, а главное – привело к применению тягловой силы в земледелии.
Полуоседлый и оседлый образ жизни человека становится условием существования земледельческих племен. Возникают поселки, состоящие из нескольких десятков жилищ. В зависимости от климатических условий, это могли быть дома, основой которых были закопанные в землю столбы, а стены изготавливались из жердей и обмазывались толстым слоем глины, а также – полуземлянки (поселение раннетрипольских племен).
В III тыс. до н.э. в Междуречье и Египте стали применять деревянный плуг. Используя вспашку в земледелии, человек значительно повысил производительность труда, улучшил его условия.
При первобытнообщинном способе производства появляются и накапливаются простые орудия труда, что в дальнейшем приводит к возникновению сложных орудий. Изобретение лука и стрел изменило способы охоты, привело к приручению животных и появлению скотоводства. Важным открытием того времени явилось добывание огня, изготовление керамики, использование металла для производства орудий труда.
Рост производительных сил привел к возникновению добавочного продукта и концентрации его в руках отдельных социальных групп. Это стало источником имущественного неравенства и социального расслоения, что привело к возникновению государства.
Использование металлов в производственном процессе. Первые цивилизации возникли в странах Древнего Востока в конце IV–IІI тыс. до н.э. в Египте, Месопотамии, Индии, Китае, где были благоприятные природно-климатические условия, пригодные для орошаемого земледелия. Здесь произошел переход от первобытнообщинного строя к ранним государствам. В I тыс. до н.э. рабовладельческие государства возникают в Европе (Греция, Рим). Именно в это время начинают применять сложные орудия труда, как отдельные отрасли производства развиваются скотоводство, земледелие, различные виды ремесел.
Человечество еще в эпоху энеолита начало использовать самородную медь, свойства которой открыли при добыче камня. Она по своей твердости уступала кремню и многим другим каменным породам. Но самородную медь можно было ковать, придавая ей нужную форму. При обработке каменным молотком медь становилась более твердой, пригодной для изготовления орудий труда. Но главное – сокращалось время на их производство. Так, каменный топор с обработкой заготовки и шлифовкой изготавливали в течение многих недель, а медный – за день.
Занимаясь обработкой меди, человек открыл ее новые свойства. Так, кусок руды, содержащий металл самородной меди, попадая в огонь, приобретал новые качества. От сильного нагрева происходило не полное восстановление металла, который во время остывания получал новые качества.
В процессе плавки древние металлурги замечали красно-коричневые, черные или коричневые куски, названные «оловянным камнем» – каспаритом. Это позволило им сделать важное открытие: добавление к меди незначительных примесей олова улучшает качество металла. Так был открыт первый искусственный сплав – бронза, который имел значительные преимущества перед медью. Во-первых, температура ее плавления примерно 700–900°С – ниже, чем чистой меди. Во-вторых, бронза имеет более высокие литейные качества. В-третьих, после охлаждения она значительно прочнее меди. Все это открывало возможность распространения массового производства орудий труда (топоры, серпы, мотыги, ножи) и оружия (копья, мечи, стрелы, щиты, доспехи). Кроме того, в то время из бронзы изготавливали украшения, скульптуры, посуду. Этот период получил название эпохи бронзы (конец III–II тыс. до н.э.).
Так, в Египте в кострах, где огонь поддерживался с помощью древесного угля и кожаных мехов, металл расплавлялся в тиглях. Затем рабы снимали их с огня и разливали жидкий металл по каменным формам. При горячей обработке бронзы применялась пайка и сварка, а с помощью холодной – производились листовая медь и проволока. В ювелирном деле начали применяться скань, инкрустация, филигрань.
Развитие металлургии требовало производственной специализации, а распространение изделий из меди и бронзы – новых форм обмена. В Египте, Индии, Китае это привело к выделению ремесла и торговли в отдельные отрасли человеческой деятельности. Но бронза была дорогим и довольно редким материалом. Поэтому, даже после ее появления основные орудия труда продолжали изготавливать из камня и дерева, а бронза в основном шла на производство оружия и украшений.
Важным достижением человечества было открытие производства железа. Именно оно окончательно вытеснило каменные орудия труда. Железо было известно в Египте около 2800 г. до н.э., в Китае – в 2357 г. до н.э. Но в то время оно еще не получило широкого применения. Начиная с Х в. до н.э. железо становится основным материалом для производства орудий труда и оружия. Этому способствовало широкое распространение во всех регионах Земли, в том числе и в Европе, болотных, озерных, луговых руд.
Первым методом производства железа был сыродутный процесс в ходе которого восстановление металла из руды достигается при температуре 900°С. Сначала руду измельчали, а затем обжигали на открытом огне. После этого в небольших глиняных печах происходило восстановление металла. Для этого в горн добавляли древесный уголь и нагнетали воздух с помощью кожаных мехов. Постепенно на дне печи образовывалась железная крица – тестообразный кусок пористого и очень загрязненного железа весом до 8 кг. Затем его подвергали длительной горячей проковке. Только после этого начинали изготавливать разнообразные изделия.
Но кричное железо было мягким. Еще около 1400 г. до н.э. в Армении в городке Шохдок-Карадат около горы Арарат был открыт способ получения более твердого металла, а также закаливание (цементирование) готовых железных изделий. Здесь были богатые залежи гематитов – железных руд и крупные лесные массивы. В этом регионе еще в начале II тыс. до н.э. разрабатывали залежи медных руд и выплавляли из них металл. Отсюда железо шло в Шумерское царство, Месопотамскую долину, Переднюю Азию, Египет. Впоследствии возникают и другие центры производства железа.
В первой половине I тыс. до н.э. распространяются изделия из стали, которые были прочнее железных. В древней Греции уже различали понятия «сидеро» – железо и «халипс» – сталь. Железо осуществило переворот во всех отраслях производства, поскольку было дешевым металлом. Оно оказывало влияние на ловлю рыбы и охоту, обработку дерева, из которого строили дома, средства передвижения по воде и суше.
Отделение ремесла от земледелия. Возникновение отдельных отраслей естествознания. Особенно важное значение распространение железа имело для развития земледелия. Соха с железным лемехом и железный топор способствовали этому в первую очередь. Землю начали обрабатывать не только в степных регионах, но и в лесистой местности, предварительно вырубив деревья. Развитие земледелия сказалось и на скотоводстве. Оно или превратилось в дополнение к земледелию или развилось в самостоятельную отрасль – кочевое скотоводство.
В пахотном земледелии основным орудием был плуг с железным лемехом и креплениями, а также бороны, серпы, косы. Распространяются в зависимости от географических условий две системы залежных земледелия. В степных регионах собственно переложная, а в лесных – подсечная, во время которой перед началом пахоты выжигали деревья. При переложной системе землю обрабатывали в течение 3–4 лет, затем 10–15 лет ее не использовали, а потом цикл повторялся.
В Египте распространилось орошаемое (ирригационное) земледелие, которое существовало также в Месопотамии, Индии и некоторых других регионах. Для задержания воды сооружали земляные плотины из хвороста, ила, камыша. Камень использовался только для создания горловины плотины. Воду на поля отводили с помощью системы каналов. В Египте для поднятия воды на высоко расположенные поля использовали шадуф – кожаное ведро, прикрепленное к шесту, на другом конце которого был противовес. Шест устанавливался на стояке. За 1 час шадуф поднимал на высоту 2 м около 3400 л воды. Если воду нужно было поднять на большую высоту, то устанавливали несколько шадуфов, расположенных один над другим. Создание ирригационных систем привело к осушению болот по берегам Нила, значительному расширению посевных площадей и накоплению зерновых излишков.
Постепенная специализация ремесел показала, что производительность труда зависит не только от ловкости ремесленника, но и от совершенствования орудий труда, которая заключалась в постепенной дифференциации инструментов. Так, кузнецы начали использовать три разновидности молотка: кувалду, ручник и молоток для чеканки. Ремесла, которые возникли как вспомогательная форма деятельности земледельца и скотовода уже в Египте, Месопотамии, Индии, Китае, становятся основным видом деятельности определенных групп людей. Выделяются в первую очередь горное дело, обработка металла, гончарство, ткачество, строительство. Так, гончарный круг (ручной и ножной) получает распространение на Востоке в конце IV–III тыс. до н.э., в Северном Причерноморье – в VII в. до н.э.
В ткачестве в этот период распространяется веретено. Ткацкие станки различной конструкции много веков использовались для производства многих видов ткани. С развитием земледелия в ткачестве начинают использовать новые виды сырья – лен и коноплю.
В строительном деле в то время доминирует строительство культовых и фортификационных сооружений. Так, пирамида Хеопса в Египте строилась 30 лет из каменных блоков весом от 2,5 до 30 тонн. Ее высота составляла 146,5 м. В Месопотамии была сооружена многоступенчатые Зиккураты со святилищем, царским дворцом и хранилищем для продуктов питания. Один из крупнейших городов Древнего Востока – Вавилон имел три оборонительных стены, толщиной до 8 м, вымощенные камнем улицы, водопровод, канализацию.
Значительным инженерным достижением Древнего Востока было сооружение Великой китайской стены, которое велось с начала III в. до н.э. и продолжалось до ХVI в. Ее протяженность составила свыше 4 тыс. км, высота достигала 10 м. По верхней части могли ездить запряженные лошадьми телеги и передвигаться колонны войск. Через каждые несколько сотен метров находились сторожевые башни, а у главных ворот – крепости. Стена перекрывала северо-восточное направление от нападений кочевых народов, а также защищала караваны, шедшие на запад из Китая. Материалы, которые использовались для ее строительства – камень, дерево, кирпич.
Основным материалом для строительства крепостей, дворцов и монументальных сооружений в то время был камень. Он в 6 раз имеет меньшее сопротивление прогибу, чем сжатию. Это не давало возможности перекрывать большие пространства, когда строители и архитекторы пользовались балкой или глыбой, которая работала на прогиб. Именно этим объясняется доминирование в архитектуре Египта и Греции блочных конструкций с применением колоннады. Наибольшей каменной балкой было перекрытие входа в Афинский Акрополь – 3,75 м, а плитой – потолок усыпальницы фараона в пирамиде Хеопса – 5,2 м. Там, где нужно было перекрывать большие площади, строители пользовались рядами колонн.
Но уже в конце I тыс. до н.э. в древнем Риме строители изобрели арки и своды, где камень работает только на сжатие. Так, акведук близ французского города Ним имеет размеры арки 24,4 м, а диаметр купола в мавзолее императора Адриана в Риме достигал 13,5 м.
Хотя бетон был изобретен греками, но именно в Риме он нашел широкое применение, поскольку давал возможность строить монументальные сооружения. Он изготавливался из щебня и известнякового раствора. Так, Пантеон в Риме цилиндрической формы имеет высоту 22 м, толщину стены около 4 м и перекрыт куполом из бетона диаметром 43 м.
В строительстве того времени использовали песчаник и известняк, которые тщательно обтесывали и шлифовали. Новостройки украшали орнаментами и надписями, широко начали применять штукатурку из извести и гипса. Кирпич как строительный материал начали использовать еще в IV тыс. до н.э. в Египте. Его изготавливали из речного ила и высушивали на солнце. Наиболее распространенные размеры – 85×52×30 см. Но этот кирпич не был прочным. Уже в Месопотамии и Индии опыт гончарного дела был перенесен в строительство и кирпич-сырец начали обжигать в специальных печах.
В строительном деле во II–I тыс. до н.э. широко использовалось и дерево. Леса вырубали металлическими топорами и пилами, применяли бур, сначала деревянные, а затем и металлические гвозди.
Развитие строительства ставило все новые задачи в области транспортировки материалов и техники. Уже во II тыс. до н.э. постепенно начали заменять трение-скольжение трением-качанием, широко применяя катки. Поднятие грузов на большую высоту осуществляли с помощью рычагов и изобретенного в то время блока – колеса с желобом через который перебрасывали канат. Применение блока дало возможность изменить направление тяги и получить значительный выигрыш в силе.
В эпоху железа происходит развитие горного дела. Начинается применение огневого способа добычи руды, который применялся вплоть до XVII в. В забое раскладывали костер. Огонь нагревал породу. Затем ее поливали водой, она трескалась, что значительно облегчало добычу полезных ископаемых.
Самостоятельное значение приобрело прохождение горизонтальных горных выработок для строительства водоотливных штолен, которыми подавалась вода в города и крепости. Разработка более глубоких пластов требовала откачки воды, строительства водоотливных штолен и применения механизмов – архимедова винта и водочерпальных колес.
Историю государств II–I тыс. до н.э. можно рассматривать как историю сплошных войн, поскольку благодаря им пополнялось количество рабом. В I тыс. до н.э. основным оружием стал железный меч, а видом защиты – щиты различной формы и назначения с железными пластинами, а также нагрудники и шлемы. Копья, лук и стрелы были также усовершенствованы.
Постоянная угроза нападения заставляла усиливать защиту городов: появляются высокие каменные стены со сторожевыми башнями, земляные валы, рвы. Необходимость ведения как осады, так и обороны городов требовала создания штурмовых машин различного назначения и оборонительных механизмов. Наибольшее распространение они получили во второй половине I тыс. до н.э. в Древней Греции. Известно имя инженера Диада, жившего во времена Александра Македонского. Он разработал разборные штурмовые башни, специальный бурав для сверления стен, тараны для разрушения крепостных ворот. В 304 г. до н.э. была построена башня высотой 53 м на 8 колесах.
В 213–212 гг. до н.э. во время осады г. Сиракузы известный ученый Архимед построил метательные машины, которые были способны бросать на значительные расстояния большие каменные глыбы и бревна. Он также изобрел специальные захваты, которые поднимали и переворачивали неприятельские корабли.
В Греции использовались метательные машины двух типов: баллисты и катапульты. Баллисты предназначались для разрушения стен; катапульты – для ударов по врагу, который скрывался за крепостными стенами. С их помощью можно было бросать камни и стрелы на расстояние до 1000 м весом до 200 кг. Но они были очень громоздкими (до 6 тонн).
Развитие общества требовало улучшения средств передвижения человека по суше и воде. Важное значение имело изобретение тележки с колесами. В IV тыс. до н.э. в Мохенджо-Даро (Индия) была создана первая известная тележка. Сначала колесо наглухо крепилось на подвижную ось. Во II тыс. до н.э. было изобретено колесо со ступицей. Ось стала неподвижной, а каждое колесо вращалось независимо от другого. Это значительно облегчило повороты. Само колесо со сплошного деревянного было заменено колесом со спицами, а впоследствии получило железный обод. Это значительно его облегчило и продлило срок службы.
Мореплавание в I тыс. до н.э. сделало новый шаг вперед, что было связано с использованием железа для скрепления деталей корпусов судов и парусов из крепких тканей. В странах Востока распространение получило каботажное плавание (вдоль берегов). Греки освоили и моря. В 325–320 гг. до н.э. Пифей из Массалии, возглавивший экспедицию в поисках олова и янтаря, решил проследовать за Геркулесовы Столбы (Гибралтар). Он обошел Британские острова, вошел в устье Эльбы, а затем направился в норвежские фьорды и за полярный круг. Его заставили повернуть назад только поля сплошного арктического льда.
Улучшилось строительство пристаней, гаваней, появились маяки (Александрия). Основной греческий корабль – триера (3 ряда весел) имела медный таран в носовой части. Кроме гребцов – рабов, экипаж состоял из 150–200 матросов и солдат. Были также тетреры (4 ряда весел), пентеры (5) и даже эктеры (8).
Астрономия и механика, где применялась математика – это научные знания, которые получили распространение в I тыс. до н.э. Необходимость ведения счета и измерений привела к возникновению арифметики. Потребности строительства, вычисление объемов и площадей, наблюдение за планетами привели к созданию основ геометрии. Но только после накопления большого фактического материала стало возможным создание математики как самостоятельной науки с систематическим и логическим построением. Большой вклад в ее развитие сделали Архимед, Эратосфен, Аполлоний Пергский. Период элементарной математики, который начался в Древней Греции, продолжался до Позднего Средневековья.
Естественнонаучные знания в то время входили в единую философскую науку. Астрономия – измерение времени по движению солнца. В ІV в. до н.э. был изобретен календарь в Египте. Ранний восход Сириуса совпадает с началом разлива Нила и повторяется через 365 дней. Установили продолжительность года, поделив его на 12 месяцев по 30 дней, а в конце года добавляли еще пять. Визирная доска и отвес использовались для наблюдения за звездами. В III в. до н.э. в Египте было изобретены водные и солнечные часы.
Греки знали о том, что Земля – шар. Астроном Аристарх Самосский (около 250 г. до н.э.) утверждал, что Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца. Но его взгляды не получили распространения. Клавдий Птолемей (II в. до н.э.) утверждал, что Земля неподвижна, а небо с планетами движется вокруг нее. Это учение было доминирующим более 1000 лет, вплоть до Коперника. Взгляды Птолемея были изложены в сочинении, названном арабскими переписчиками «Альмагест».
В Древней Греции были открыты некоторые законы механики – науки о простых формах движения материи. В IV в. до н.э. развивается статика, наука, которая исследовала силу мышц. Были известны простейшие законы составления и равновесия сил, примененных к одной точке вдоль одной прямой. Задача о рычаге была создана известным ученым античности Архимедом (около 287–212 гг. до н.э.). Сочинение «О рычагах» установило правило сложения и разложения параллельных сил, дало определение понятия центра тяжести двух грузов, подвешенных к стержню, и выяснило условия равновесия такой системы. Его труд «О плавающих телах» исследовал основные законы гидростатики. Основная же заслуга Архимеда заключалась в том, что он свои разносторонние знания применил на практике.
В Греции были открыты также некоторые законы физики. Притяжение магнита и наэлектризованных тел изучал Фалес Милетский. Эвклид исследовал законы отражения света в зеркалах, Птолемей – преломление света. Левкипп и Демокрит создали учение об атомах. Около I в. н.э. Герон Александрийский написал труд «Об искусстве создания автоматов», в котором описал принципы создания игрушек с помощью рычагов и зубчатых колес.
Знания по арифметике и геометрии получали в Древней Греции в философских школах Фалеса, Пифагора, Платона, Аристотеля, Демокрита. В «Началах» Эвклида впервые были заложены основы систематической теории чисел, геометрия вылилась в строго продуманную логическую систему.
В Индии в IV в. до н.э. было создано современное написание цифр (десятая – 0). Индийские математики могли решать уравнения с двумя неизвестными. Во II в. до н.э. в Китае в десятитомной «Арифметике» были изложены приемы решения системы уравнений первой степени с двумя неизвестными, способы извлечения квадратного и кубического корней. В этот период происходит накопление знаний в различных отраслях, которые интересуют человечество прежде всего с прикладной точки зрение.
Таким образом, в начале I тыс. до н.э. человечество окончательно отказалось от камня как сырья для изготовления орудий труда и оружия. Применение металлов привело к совершенствованию орудий труда, к увеличению их ассортимента. Эти факторы содействовали увеличению производства различных изделий, продуктов питания и, как следствие, привели к социальной дифференциации общества, к формированию социальных групп и классов, к созданию рабовладельческих государств.
Применение новых материалов для создания орудий труда и оружия дало возможность в III–I тыс. до н.э. получить излишки продуктов для пропитания возрастающего количества населения (рабов), труд которых, в свою очередь, использовался в крупных ремесленных мастерских, рудниках, на орошаемых полях. Развитие ремесел и торговли привело к образованию городов, в которых строительное дело занимало ведущие позиции, поскольку постоянно велось сооружение храмов, общественных зданий, дворцов и оборонительных сооружений. Потребности в камне и металле способствовали развитию горного дела. С развитием производства в рабовладельческом обществе возникают отдельные отрасли знания: математика, астрономия, механика. Зарождение естественных наук положило начало отделению умственного труда от физического.
Рабовладельческий способ производства по сравнению с первобытным обществом был огромным шагом вперед. Однако производство, основанное на труде рабов, было низкопроизводительным, так как работники не были заинтересованы в результатах своего труда. Со своей стороны, рабовладельцы не занимались рационализацией рабского труда. Много веков при рабовладельческом способе производства применялись ручные орудия труда и простая кооперация работ, основной движущей силой являлась физическая сила людей и животных. С исчерпанием возможности экстенсивного развития рабовладельческого производства общество вошло в полосу системного кризиса.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие первые орудия труда изготовил первобытный человек?
2. Какие способы добывания огня, применявшиеся в древности, Вы знаете?
3. С чем было связано развитие горного дела?
4. Какие новые методы строительства нашли применение в Древнем Риме?
5. В чем заключается различие взглядов древнегреческих астрономов Аристарха Самосского и Клавдия Птолемея?
Основные понятия
Неолитическая революция – переход от присваивающих форм хозяйствования (собирательство, охота, рыбная ловля) к воспроизводящим (земледелие, скотоводство).
Бронза – сплав меди и олова. Первый искусственный материал, который научился изготавливать человек.
Эпоха железа – наступает в начале I тыс. до н.э., когда орудия, изготовленные из более дешевого и технологичного в производстве железа окончательно вытесняют камень и бронзу.
