Начало дифференциации науки в период эллинизма

Развитие производства, расширение торговых связей, все усиливающаяся классовая борьба, учащающиеся военные столкновения между отдельными государствами приводят к началу III в. до н.э. к экономическим и политическим изменениям в древнем мире. В III в. до н.э. царь Македонии Александр, покорив всю Грецию, овладел государствами Малой Азии, Палестиной, Египтом, Персией и другими странами. Возникла огромная империя, объединившая колоссальную территорию и многочисленные народы Европы, Азии и Африки.

После смерти Александра Македонского его империя распалась на три крупных рабовладельческих государства, которые представляли собой конгломераты отдельных порабощенных государств и народов. Государством подобного типа была и Римская империя, объединившая огромные территории Европы, Африки и Азии.

Усложнилась хозяйственная и политическая жизнь. Быстрее стали развиваться производительные силы. Более совершенной стала техника, хотя в ней и не произошло принципиальных изменений. Ускорение развития производительных сил и усложнение техники стимулировали более быстрое накопление естественнонаучных знаний. Вследствие этого возникла необходимость их обобщения, но уже не в форме натурфилософии, а в виде отдельных наук и теорий. Начиная с этого времени, намечается дифференциация науки, разделение ее на отдельные области, которые получают известную самостоятельность и оформляются в самостоятельные отрасли, или науки, отделяясь от философии.

Развитие древней науки, начиная с III в. до н.э., в значительной степени связано с древним городом Александрией, основанным Александром Македонским. Благодаря выгодному географическому положению и ряду других обстоятельств Александрия к началу III в. стала научным и культурным центром. Здесь была создана знаменитая библиотека-музей, имевшая по преданию около 500000 рукописей. В Александрии работали крупнейшие ученые того времени — астрономы, математики, механики. Птолемеи, цари египетские, приглашали в свою столицу виднейших ученых из других стран и создавали им условия для научной деятельности.

В период эллинизма получили дальнейшее развитие астрономия и математика (особенно геометрия), которые выделились теперь как самостоятельные науки. В этот же период начинает развиваться и первая область физических наук — статика твердых и жидких тел, в которой устанавливаются некоторые из основных положений равновесия твердых тел и жидкостей. В это же время происходит дальнейшее накопление естественнонаучных знаний в других областях физики, и, наконец, было; положено начало опытному исследованию природы.

1. Развитие астрономии и математики

В период эллинизма в астрономии были получены важные результаты. Александрийский астроном Эрастофен уже в III в. до н.э. при помощи астрономических методов измерил окружность Земли. Другой александрийский астроном Аристарх Самосский в этот же период определил расстояние от Земли до Луны.

Аристарх Самосский (ок.320 – 250 гг. до н.э.) выдвинул гипотезу о гелиоцентрическом строении Вселенной. Он сравнил размеры Солнца, Земли и Луны. Вышло, что Солнце – громадный шар; полученный результат так поразил Аристарха, что он поместил светило в центр мироздания. Таким образом, по Аристарху, в центре Вселенной находится Солнце, вокруг которого вращаются Земля и планеты. Однако его учение не получило в то время (а затем и в течение всего средневековья) развития, и только Коперник возродил и разработал идею Аристарха (рис.5).

Крупный астроном того времени Гиппарх (II в. до н.э.) значительно усовершенствовал методы астрономических измерений, уточнил положение и движение небесных светил, составил большой звездный каталог, содержащий свыше 1000 неподвижных звезд. Гиппарху принадлежит также уточнение системы мира Аристотеля. Уже раньше астрономы заметили, что предположение Аристотеля о круговых орбитах Луны, Солнца и планет с центром в центре Земли находится в противоречии с видимым их движением. Собственные измерения Гиппарха еще больше убедили его в этом. Он, например, точно определил, что Солнце меняет свое расстояние от Земли. Чтобы устранить противоречие, Гиппарх предположил, что, хотя Солнце, Луна и планеты движутся по круговым «совершенным» орбитам, тем не менее центры их орбит не совпадают с центром Земли (теория эксцентриков).

В скором времени выяснилось, что и теория эксцентриков не объясняет видимых движений небесных светил. Однако астрономы не решились отказаться от основных положений системы Аристотеля. Была выдвинута теория об эпициклических движениях. Согласно этой теории, небесные светила движутся по круговым орбитам — эпициклам, центры же этих орбит, в свою очередь, совершают круговые движения — деференты — вокруг Земли. Дальнейшее накопление фактического материала потребовало усложнения теории движения планет и Солнца. Были введены эпициклы, так сказать, второго и т.д. порядков.

Таким образом, искусственным путем в какой-то мере были устранены на определенное время противоречия между наблюдаемыми движениями небесных тел и основными идеями Аристотеля о Земле как центре мира и о круговых орбитах небесных тел как совершенных траекториях.

Теория эпициклов и эксцентриков была приведена в систему александрийским астрономом Птолемеем (ок.90-160 гг. н.э.) и изложена им в труде «Великое построение» («Альмагест»), в котором с большой точностью описаны движения планет (рис.4), а также составлен каталог 1022 звезды. Астрономия теперь получила законченную форму, которая долгое время на протяжении почти 1500 лет, вплоть до Коперника, не подвергалась каким-либо существенным изменениям.

Необходимо отметить, что при всей ложности системы Птолемея она была закономерным этапом в развитии науки, подобно теории флогистона в химии. Она, хотя и в неправильной и искаженной форме, все же давала возможность привести в единую систему накопленный материал и освободить его от донаучных примитивных предположений. Однако в последующем геоцентрическая система Аристотеля и Птолемея, будучи канонизирована церковью, сыграла весьма реакционную роль в развитии науки. Теория эпициклов и эксцентриков в средние века порождала домыслы о сверхъестественных силах, действующих на эти центры орбит планет, о душах планет и т.д.

Больших успехов в этот период достигла математика. Знаменитый александрийский математик Евклид (III в. до н.э.) подвел итоги и обобщил в своих «Началах» все, что было сделано до него в области математики. Он создал настолько совершенную и законченную систему элементарной геометрии, что она почти в неизменном виде просуществовала многие столетия. Эвклид придал геометрии исключительную логическую строгость и безукоризненность. Его система геометрии многие века считалась образцом научной системы; ей следовали самые крупные математики, физики, механики и даже философы последующих времен.

В период эллинизма получили развитие и элементы высшей математики. Здесь большая заслуга принадлежит Архимеду, решившему труднейшие математические проблемы своего времени, например вычисление площадей криволинейных фигур. Однако высшая математика не была приведена еще в систему; это было сделано гораздо позже Ньютоном и Лейбницем.

Рис.4. Система мира по Птолемею.