15. Технические новшества средневековья

Именно в средние века изобрели ветряную мельницу, Роджер Бэкон изобрел очки, а Столетняя война способствовала созданию пушки. Было налажено производство бумаги, пришедшей на смену пергаменту. Изобрели доменную печь, которая обеспечила население и армию чугуном и сталью. В 15 веке появился наборный шрифт, предвестник книгопечатанья. Появились новые типы судов и морской коммуникации, парусная оснастка, позволяющая плавать против ветра, рулевое управление. Изобрели лаг - прибор для измерения пройденного в море расстояния. Усовершенствовали компас, астролябию и прочие навигационные приборы, что и позволило завершиться Средневековью и наступить Эпохе Великих Географических Открытий.

16. Развитие морского парусного транспорта

17. Возникновение огнестрельного оружия

Первое огнестрельное оружие (бамбуковое «огненное копьё» — прототип ручной пищали) появилось в Китае и известно с X века[2].

Официально считается, что в Европе огнестрельное оружие возникло в XIV веке, когда развитие техники позволило использовать энергию пороха. Это знаменовало новую эру в военном деле — появление артиллерии, в том числе отдельной отрасли артиллерии — ручной артиллерии.

Первые образцы ручного огнестрельного оружия представляли собой сравнительно короткие железные или бронзовые трубы, глухо запаянные с одного конца, который иногда заканчивался стержнем (целиком металлическим или переходящим в древко). Трубы без стержней прикреплялись к ложам, представлявшим собой грубо обработанные деревянные колоды.

Зарядка оружия осуществлялась самым примитивным образом — в канал засыпался заряд пороха, а затем туда вводилась железная или свинцовая пуля. Оружие стрелок зажимал подмышкой или упирал в плечо (впрочем, упором иногда служила и земля). Запал заряда производился путем поднесения тлеющего фитиля к небольшому отверстию в стенке ствола.

Уже в первой четверти XV века в устройстве ручного огнестрельного оружия появились первые усовершенствования — стволы стали длиннее, приклады изогнутыми, затравочные отверстия расположенными не на линии прицеливания, а сбоку (причем около этих отверстий располагались полочки, на которые насыпалась затравка), а на самом стволе появились прицельные приспособления. Такое оружие в Западной Европе называлось кулевринами. Эффективность стрельбы подобных образцов оставалась довольно низкой, а процесс зарядки занимал несколько минут. Большое неудобство представлял собой способ воспламенения заряда — тлеющий фитиль отвлекал стрелка от прицеливания.

18. Книгопечатание

Книгопечатание — процесс создания печатной продукции. Термин обычно употребляют в историческом контексте

Книгопечатание было изобретено дважды: в Китае и в средневековой Европе. Первым точно датированным печатным текстом является китайская ксилографическая копия буддийской Алмазной сутры, изданная в 868 году.

Ксилография

Печатание производилось следующим образом: на деревянных козлах, на которых вырезались выпуклые буквы, наносили жидкую краску, затем сверху накладывали лист бумаги и тёрли мягкой щёткой. Древнейшее дошедшее до нас произведение этого искусства, имеющее на себе дату печатания, относится к 1423 году (см. «Библия бедных»). Производилось ли печатание с помощью станка или с помощью щёток — неизвестно; во всяком случае дошедшие книги печатались анопистографически (то есть лишь с одной стороны листа). Из книг, напечатанных этим способом, наиболее известны так называемые «Донаты» (сочинение римского грамматика Элия Доната). Не доказано, что «Донаты» были напечатаны много раньше изобретения Гутенберга; с другой стороны, известно, что печатными досками пользовались ещё долго после Гутенберга; ксилография также существовала в 1475, в 1482 и даже в 1504 годах.

История книгопечатания в современном смысле этого слова начинается с того момента, когда стали изготавливать металлические, подвижные, выпуклые буквы, вырезанные в зеркальном отображении. Из них набирали строки и с помощью пресса оттискивали на бумаге.В Европе наборный шрифт появился во второй трети XV века, и почти все исследователи приписывают его немцу Иоганну Гутенбергу.

Первопечатные книги (инкунабулы) сохранились в крайне незначительном числе экземпляров; они совершенно сходны с рукописными книгами как в шрифте, так и по своей внешности. Первопечатники во всём подражали рукописям, ибо последние ценились гораздо дороже, да и публика в первое время по привычке требовала рукописи, подозревая в печати вмешательство дьявола; на первых печатных экземплярах, выпускавшихся в виде рукописей, не отмечалось ни года, ни места напечатания, ни имени типографа.

Цай Лунь растолок волокна шелковицы, древесную золу, тряпки и пеньку. Всё это он смешал с водой и получившуюся массу выложил на форму (деревянная рама и сито из бамбука). После сушки на солнце, он эту массу разгладил с помощью камней. В результате получились прочные листы бумаги. На запад бумага попала в 8 веке

19. Средневековая оптика: Р. Гроссет и Леонардо да Винчи

20. Астрономия на рубеже веков: Коперник, Кеплер, Бруно, Галилей.

Коперник

Окончательно гелиоцентризм возродился только в XVI веке, когда польский астроном Николай Коперник разработал теорию движения планет вокруг Солнца на основании пифагорейского принципа равномерных круговых движений. Результаты своих трудов он обнародовал в книге «О вращениях небесных сфер», изданной в 1543 году. Одной из причин возвращения к гелиоцентризму было несогласие Коперника с птолемеевой теорией экванта; кроме того, он считал недостатком всех геоцентрических теорий то, что они не позволяют определить «форму мира и соразмерность его частей», то есть масштабы планетной системы. Неясно, какое влияние на Коперника оказал Аристарх (в рукописи своей книги Коперник упоминал о гелиоцентризме Аристарха, но в окончательной редакции книги эта ссылка исчезла[32]).

Коперник полагал, что Земля совершает троякое движение:

1. Вращение вокруг оси с периодом в одни сутки, следствием чего является суточное вращение небесной сферы;

2. Движение вокруг Солнца с периодом в год, приводящее к попятным движениям планет;

3. Так называемое деклинационное движение с периодом также примерно в один год, приводящее к тому, что ось Земли перемещается приближенно параллельно самой себе (небольшое неравенство периодов второго и третьего движений проявляется в предварении равноденствий).

Кеплер

Выдающийся вклад в развитие гелиоцентрических представлений внёс немецкий астроном Иоганн Кеплер. Ещё со студенческих лет (пришедшихся на конец XVI века) он был убеждён в справедливости гелиоцентризма ввиду способности этого учения дать естественное объяснение попятных движений планет и возможности вычислять на её основе масштабы планетной системы. В течение нескольких лет Кеплер работал с величайшим астрономом-наблюдателем Тихо Браге и впоследствии завладел его архивом наблюдательных данных. В ходе анализа этих данных, проявив исключительную физическую интуицию, Кеплер пришёл к следующим выводам:

1. Орбита каждой из планет является плоской кривой, причём плоскости всех планетных орбит пересекались в Солнце. Это означало, что Солнце находится в геометрическом центре планетной системы, тогда как у Коперника таковым был центр земной орбиты. Кроме всего прочего, это позволило впервые объяснить движение планет перпендикулярно к плоскости эклиптики. Само понятие орбиты, видимо, также было впервые введено Кеплером, поскольку ещё Коперник полагал, что планеты переносятся с помощью твёрдых сфер, как у Аристотеля.

2. Земля движется по своей орбите неравномерно. Тем самым впервые Земля уравнялась в динамическом отношении со всеми остальными планетами.

3. Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце (I закон Кеплера).

4. Кеплер открыл закон площадей (II закон Кеплера): отрезок, соединяющий планету и Солнце, за равные промежутки времени описывает равные площади. Поскольку расстояние планеты от Солнца при этом также менялось (согласно первому закону), отсюда следовала переменность скорости движения планеты по орбите. Установив свои первые два закона, Кеплер впервые отказался от догмы о равномерных круговых движениях планет, с пифагорейских времён владевшей умами исследователей. Причём, в отличие от модели экванта, скорость планеты менялась в зависимости от расстояния от Солнца, а не от некоторой бестелесной точки. Тем самым Солнце оказалось не только геометрическим, но и динамическим центром планетной системы.

5. Кеплер вывел математический закон (III закон Кеплера), который связывал между собой периоды обращений планет и размеры их орбит: квадраты периодов обращений планет относятся как кубы больших полуосей их орбит. Впервые закономерность устройства планетной системы, о существовании которой догадывались ещё древние греки, получила математическое оформление.

На основании открытых им законов движения планет Кеплер составил таблицы планетных движений (Рудольфинские таблицы), по точности оставлявшие далеко позади все таблицы, составленные ранее.

Галилей

Одновременно с Кеплером на другом конце Европы, в Италии, трудился Галилео Галилей, оказавший двоякую поддержку гелиоцентрической теории. Во-первых, с помощью изобретённого им телескопа Галилей сделал ряд открытий, либо косвенно подтверждавших теорию Коперника, либо выбивавших почву из-под ног его противников — сторонников Аристотеля:

1. Поверхность Луны не гладкая, как подобало небесному телу в учении Аристотеля, а имеет горы и впадины, как Земля. Кроме того, Галилей объяснил пепельный свет Луны отражением солнечного света Землёй. Благодаря этому Земля стала телом, во всех отношениях подобным Луне. Устранялось противоречие между земным и небесным, постулировавшееся у Аристотеля.

2. Четыре спутника Юпитера (получивших впоследствии название галилеевых). Тем самым он опроверг утверждение, что Земля не может обращаться вокруг Солнца, поскольку вокруг неё самой обращается Луна (такой тезис часто выдвигали противники Коперника): Юпитер заведомо должен был вращаться либо вокруг Земли (как у Птолемея и Аристотеля), либо вокруг Солнца (как у Аристарха и Коперника).

3. Смена фаз Венеры, указывавшая, что Венера обращается вокруг Солнца.

4. Галилей установил, что Млечный Путь состоит из большого количества звёзд, неразличимых невооружённым взглядом. Это открытие совершенно не умещалось в космологию Аристотеля, но вполне было совместимо с теорией Коперника, из которой следовала огромная удалённость звёзд.

5. Одним из первых Галилей открыл солнечные пятна. Наблюдения над пятнами привели Галилея к выводу о вращении Солнца вокруг своей оси. Само существование пятен и их постоянная изменчивость опровергали тезис Аристотеля о «совершенстве» небес.

6. Галилей показал, что видимые размеры планет в различных конфигурациях (например, в противостоянии и соединении с Солнцем) меняются в таком соотношении, как это следует из теории Коперника.

7. Наоборот, при наблюдении звёзд в телескоп их видимые размеры не меняются. Этот вывод опровергал один из основных доводов Тихо Браге, заключавшийся в огромных размерах звёзд, которые следуют из ненаблюдаемости их годичных параллаксов. Галилей заключил, что при наблюдении звёзд в телескоп их видимый размер не меняется, следовательно, оценка Браге угловых размеров звёзд сильно преувеличена.

Вторым направлением деятельности Галилея было установление новых законов динамики. Им были сделаны важные шаги в установлении принципов инерции иотносительности, что позволило устранить традиционные возражения противников гелиоцентризма: если Земля движется, почему мы этого не замечаем[36]?

21. Рождение системы координат: Н.Орем и Р.Декарт

22. И.Ньютон и его открытия

23. Г.В. Лейбниц