Лекция 3. Естественнонаучная мысль в эпоху античности

География

Эллины первоначально представляли себе Землю как плоский диск, окруженный со всех сторон океаном. Они думали, что живут в центре этого диска, а его края населяют дикие варвары, странные животные и жуткие монстры. Эти взгляды были отражены в одном из самых известных эпических произведений Древней Греции – «Одиссее» Гомера. При внимательном чтении этой поэмы становится понятным, что и Гомер (если он существовал) и его современники очень мало знали о землях за пределами Египта. Известная им ойкумена ограничивалась Ливийской пустыней на юге, юго-западным побережьем Малой Азии и северной границей их родины. Побережье Черного моря было известно только через мифы и легенды, распространенные в то время. Фактически, большая часть мира Гомера представляет собой описание земель, ограниченных Эгейским морем.

Дополнительные сведения о географических знаниях в Древней Греции могут быть найдены в поэмах Гесиода (VIII в. до н.э.). Это поэмы «Труды и дни» и «Теогония». Гесиод знакомит читателей, в частности, с названиями таких рек, как Нил и Истра (Дунай), с берегами Босфора и Эвксина (Черное море), с побережьем Галлии, островом Сицилия. Высокому уровню его познаний в географии, вероятно, способствовало начало греческого колонизационного движения, особенно активного в VIII—VI вв. до н. э. (Напомню, колонизация привела к образованию греческих колоний на обширном пространстве от восточного побережья Пиренейского полуострова до северных берегов Черного моря).

Примерно в это время появляются первые карты Земли. Первым среди древних греков, кто создал карту мира, называется Анаксимандр из Милета (ок. 611-546 до н.э.). Он считал, что Земля имеет цилиндрическую форму и похожа на каменную колонну. Эта колонна плавает в пространстве, а на ее торце округлой, соответственно, формы живут все люди.

Карта Анаксимандра не сохранилась, но Гекатей из Милета (550-490 до н.э.), пятьдесят лет спустя создал новую карту, которая, по его словам, представляла собой усовершенствованную версию карты его знаменитого предшественника. Карта Гекатея описывает Землю как круглый диск окруженный океаном, в центре которого находится Греция. Достаточно популярное представление о форме Земли со времени Гомера. Эта карта должна была стать дополнением к географической работе Гекатея известной как «Periodos Ges» или «Кругосветное путешествие» (другие переводы названия - «Путешествия по миру», «Землеописание»). К сожалению, это сочинение утрачено и дошло до нас только в виде кратких цитат других авторов.

Мы видим, что еще со времени Гомера очень популярно было представление о Земле как о плавающем в океане диске. Однако уже в V в. до н. э. было выдвинуто умозрительное предположение о шарообразности Земли (Парменид). Убедительные доказательства этой гипотезы были приведены в сочинениях великого ученого древности Аристотеля (384—322 гг. до н. э.). Его аргументы можно выразить следующим образом:

- тень Луны на Солнце при солнечных затмениях всегда круглая (если бы Земля имела форму диска, тогда эта тень иногда была бы овальной);

- корабли словно тонут, когда они скрываются за горизонт и пропадают из поля зрения;

- некоторые звезды можно увидеть только из определенных регионов Земли.

В дальнейшем мысль о шарообразности Земли получила строгие математические доказательства, которые ее подтверждали. Эти успехи в развитии научного знания были достигнуты уже в эллинистическое время (III—I вв. до н. э.), после походов Александра Македонского, которые привели к существенному расширению границ ойкумены и важнейшим географическим открытиям. В это время наиболее крупным центром научной мысли была Александрия. Глава Александрийской библиотеки Эратосфен (276—194 гг. до н. э.) в своем труде «География» подробно рассмотрел вопрос о фигуре Земли. Он смог вычислить окружность Земли с точностью до 0,5% (длина меридиана получилась 39,7 тыс. км, по современным расчетам – 40 009 км). Свои вычисления он проводил следующим образом. Эратосфен измерил расстояния между двумя тенями в различных частях Египта в определенный момент времени, а затем их длины. Из этих данных он вычислил угол между тенями, и определил, какими размерами должна обладать Земля, если ее окружность составляет 360 градусов. Достижения Эратосфена в области картографии сразу стали использоваться в качестве новой методики для построения карт с меридианами, и параллелями.

Крупный шаг в дальнейшем совершенствовании изображений Земли был сделан крупнейшим астрономом древности Гиппархом (около 190—126 гг. до н. э.). О нем мы еще обязательно поговорим, когда будем рассматривать астрономию. Гиппарх предложил строить карты на сетке меридианов и параллелей и определять положение точек земной поверхности по широте и долготе. Для их обозначения он стал использовать заимствованное у вавилонян деление круга на 360 градусов и далее на минуты и секунды.

Своеобразным итогом развития географии в эллинистических странах стали труды Страбона (около 63 г. до н. э. - 23 г. н. э.). В своей «Географии в 17 книгах» он дал обстоятельное изложение целей географической науки как страноведения, систематизировал большой фактический материал и характеризовал для своей эпохи общее состояние географических и картографических знаний.

В Древнем Риме развитие географии и картографии напрямую зависело от военной, административной и торговой политики государства. Экономическая и политическая жизнь Рима во многом зависела от транспортных связей с его удаленными провинциями и сопредельными странами. Густая сеть дорог покрывала владения Римской державы. Изображение дорог на карте могло дать ценное пособие для военных, административных и торговых надобностей, и такие карты были созданы. По решению сената при Юлии Цезаре были начаты измерения дорог, обозначавшихся через каждую милю каменными столбиками с указанием расстояний. Результаты этих измерений, завершенных при Августе, позволили Марку Випсанию Агриппе (около 63—12 гг. до н. э.) подготовить материалы для создания карты известного римлянам мира, законченной после смерти Агриппы (не сохранилась).

Замечательно приспособление римских дорожных карт для использования в пути. Одна из таких карт, известная под названием Пёйтингеровой таблицы, скопированная с некоторыми позднейшими добавлениями с оригинала IV в., дошла до наших дней. Она имеет вид свитка длиной около 7 м при ширине в 1/3 м. Карта изображает Римскую империю и другие известные в то время страны от Британских островов до устья Ганга включительно. С севера и юга материки омываются океаном. На карте изображены населенные пункты, укрепления, стоянки римских легионов, дорожная сеть, реки, горы, озера и леса. Для населенных пунктов использованы перспективные условные знаки. Карта замечательна по подробности изображения, обилию сведений и своему реализму.

В картографическом отношении особенно интересны сводные научные труды по картографии Древнего мира. В эпоху Римской империи они достигли своего расцвета в работах Клавдия Птолемея (II в. н. э.), греческого математика, астронома и картографа, жившего, подобно Эратосфену, в Александрии. Его «Руководство по географии» в восьми книгах, несомненно, принадлежащее к замечательным творениям античной культуры, почти на четырнадцать столетий предопределило развитие картографической науки. Птолемей совершил революцию в изображении сферической Земли на плоскости, и предложил точные методы для определения положения географических объектов на поверхности земли с использованием системы координат с параллелями широты и меридианами долготы.

Много места в «Руководстве по географии» уделено сведениям, предназначенным для составления географических карт. Шесть книг из восьми посвящены описанию Земли в пределах, известных Птолемею. По каждой стране описание включает систематическое перечисление населенных пунктов, рек, гор и т. д., положение которых определяется географическими координатами. Так же последовательно указываются племена, заселяющие страну, и их местообитания. Значительная часть сведений представлена в табличной форме, удобной для непосредственного перенесения на карту. Общее число указанных географических объектов достигает 8000.

Труд Птолемея поражает богатством материала, продуманностью и строгостью его систематизации, своими научными основами. «Руководство по географии» приобрело на многие века силу и славу непоколебимого авторитета.

Однако он не лишен недостатков. Наиболее важной является его ошибка с расчетом окружности Земли. Он считал, что Евразия охватывает 180 ° окружности мира. В этом так же был убежден и Христофор Колумб. Он хотел воспользоваться этим фактом, чтобы переплыть Атлантику, и найти более простой и быстрый способ добраться до Индии. Если бы Колумбу было известно, что истинное расстояние от Европы до Индии на запад намного больше, то возможно, что он бы никогда не отправился в свое важное путешествие.

Итак, мы видим, что истоки современной географии и картографии берут начало в античной Греции. Греки установили шарообразность Земли и вычислили ее размеры. Им принадлежат первые картографические проекции и введение в научный обиход меридианов и параллелей. Они являются создателями географических карт в строго научном понимании этого термина.

Биология и медицина

Накопление рациональных биологических знаний в античности

В эпоху античности продолжают активно накапливаться эмпирические биологические знания. Кроме того, формируется концептуальный аппарат будущей биологии. (Концептуальный аппарат - ?). Конструктивную роль в развитии данной области знания сыграла Пифагорейская школа. К ее представителям относится основоположник античной анатомии и физиологии - Алкмеон Кротонский. Возможно, именно он одним из первых начал анатомировать трупы животных для научных целей. Из его научных достижений следует упомянуть установление функции мозга как органа ощущений и мышления, а также роль нервов, которые идут от органов чувств (глаз, ушей) к мозгу.

Одной из древних медико-биологических школ была Книдская школа, сложившаяся еще в VI в. до н.э. под влиянием восточной медицины. Она продолжала традиции вавилонских и египетских врачей. Ее принципы нацеливали на детальное описание отдельных комплексов болезненных симптомов и требовали разработки для каждой болезни своей особой (и часто сложной) терапии. Сочинения представителей Книдской школы до нас не дошли, но их фрагменты, очевидно, вошли в состав трактатов Свода Гиппократа.

Свод Гиппократа сложился в Косской медицинской школе. Эта школа получила свое название от острова Кос. Здесь жили поколения врачей, которые считали себя потомками легендарного героя, получеловека-полубога Асклепия. Считается, что не все трактаты Свода принадлежат самому Гиппократу. Большинство из них было написано его учениками и последователями. Свод – достаточно интересный источник по истории медицинских знаний. В частности, на его страницах планомерно развивается идея о естественных причинах болезней. Среди факторов, которые вызывают болезни, называются и возраст больного, и его образ жизни, и наследственность, и др. Свод учит, что лечить надо не болезнь, а больного, поэтому все назначения должны быть строго индивидуальны.

Завершителем античной биолого-медицинской традиции был Клавдий Гален. Родился в Пергаме, затем жил в Риме. Гален — универсальный и плодовитый писатель и ученый. Его перу принадлежит свыше 125 сочинений, из которых сохранилось и дошло до наших дней около 80.

Гален был прекрасным анатомом. Поскольку в Риме в ту эпоху вскрытие трупов было запрещено, он изучал анатомию не столько человека, сколько разных животных - быков, овец, свиней, собак и др. Интересно, что проводя опыты над мартышкой, он заметил большое сходство в строении человека и обезьяны. Физиологические воззрения Галена во многом базировались на идеях Свода Гиппократа. Гален детально изучал центральную и периферическую нервные системы, искал связь спинномозговых нервов с процессами дыхания и сердцебиения, описал анатомическое строение сердца. В области терапии Гален развивал принципы воздухо- и водолечения, диетологии, изучал свойства лекарственных препаратов; сам создавал такие препараты, подчас очень сложные, включавшие в себя десятки компонентов. Элементы народной медицины и даже знахарства, содержавшиеся в рецептурных предписаниях Галена, способствовали его популярности и в античности, и в средневековье.

Античные толкования проблемы происхождения и развития живого

В трудах античных натурфилософов биологического характера мы видим не только описание и классификацию растительного и животного мира, но и первые попытки решения вопроса о происхождении и развитии живого. Эти попытки носили умозрительный характер. В результате размышлений было выработано два подхода к объяснению происхождения и развития жизни.

Первый подход. Считалось, что жизнь на Земле является следствием божественного творческого акта. Этот подход в дальнейшем получил название креационизма. Кроме того, считалось, что из-за божественного происхождения всем существам свойственна особая, независимая от материального мира жизненная сила. Эта сила направляет все процессы жизни (данное направление было названо витализм).

Второй подход. В его основе представление о том, что под влиянием естественных, природных, факторов живое может возникнуть из неживого, органическое из неорганического. Так сложилась концепция самозарождения живого из неживого.

Теории происхождения жизни были созданы многими древнегреческими натурфилософами, но самые известные из них - Анаксимандр, Эмпедокл и Аристотель.

Античные представления о происхождении человека

Античные философы задумывались и над проблемой происхождения человека. В эпоху первобытного и раннеклассового общества, интересуясь своим прошлым, человек представлял его в виде генеалогических и этнологических мифов и легенд, т.е. устных преданий о деяниях и героических подвигах предков, о происхождении родов и племен. Это нашло выражение, в частности, в гениальных произведениях древнегреческих поэтов Гомера («Одиссея», «Илиада») и Гесиода («Теогония», «Труды и дни»). В эту эпоху формируется и концепция «золотого века» человечества, т.е. представление о том, что в далеком прошлом жизнь людей была намного лучше, чем впоследствии (ведь люди произошли от богов); что история человечества — это история не улучшения, а ухудшения, усложнения жизни людей.

Древнеримский философ и поэт Лукреций Кар в поэме «О природе вещей» нарисовал картину развития древних людей от дикого состояния до изобретения огня, одежды, жилищ и т.д. Он высмеял легенды о сотворении людей богами, о «золотом веке», с которого будто бы начинается жизнь людей на Земле. Он утверждал, что люди делали важнейшие изобретения, подгоняемые нуждой. Лукреций Кар образно рисует первобытное состояние человека, когда люди еще не знали ни одежды, ни жилищ и вели жалкое существование, питаясь желудями и ягодами и охотясь на диких зверей. Предложил периодизацию истории человечества в виде трех эпох в зависимости от материала, из которого изготавливались орудия труда: каменный, медный (бронзовый) и железный (О природе вещей, V, 1283-1287). Своей догадкой Лукреций Кар опередил выводы археологии почти на 19 столетий.

Итак, в эпоху античности были сделаны значительные достижения в развитии биологических и медицинских знаний. Продолжалось накопление эмпирического материала, развивались знания об анатомии животных и человека, нередко подчеркивалось сходство их строения. Были поставлены вопросы происхождения и развития живого, в том числе вопросы происхождения человека, и предложены первые схемы умозрительного характера, дающие ответы на эти вопросы. Античность реализовала функцию первичного накопления эмпирического материала об органических явлениях и процессах. Это еще не научная биология, но уже ее отдаленные предпосылки. Это значительный прогресс в развитии естественнонаучной мысли. Однако достижения античности в области математики, физики и астрономии было более выдающимися.

Математика.

Геометрия Евклида.

Величайшее достижение древнегреческих мыслителей – идея математического доказательства. Мы знаем, что в древневавилонской и древнеегипетской математике такая идея отсутствовала. Древневосточная математика, как было отмечено на прошлой лекции, была представлена множеством алгоритмов, операций, которые обеспечивали вычислительный эффект. Они не имели логического, теоретического обоснования. Однако, одно дело – сформулировать задачу и предложить алгоритм ее численного решения, а совсем иное дело – численно решив задачу, доказать, что это решение не только возможное, но и единственно истинное.

Для возникновения идеи доказательства надо научиться формировать принципы решения класса задач определенного типа. Это значит, что мышление должно оперировать некоторыми всеобщими понятийными структурами. Среди таких структур важнейшая – категория субстанции.

На уровне чувственного восприятия люди осознают, что окружающий их мир представляет собой многообразие самых разнообразных вещей – деревья, кустарники, поля, реки, озера, сами люди, звездное небо и т.д. Категория субстанции позволяет сформулировать вопрос, существует ли за этим многообразием вещей некое единое начало. Первоначало. Первоначало, из которого возникают все вещи и в которое они со временем превращаются.

Проблема субстанции мира в целом была сформулирована философами Милетской школы (Милет, Малая Азия). Основатель – Фалес Милетский. Традицию продолжает Герклит из Эфеса - один из самых глубоких мыслителей Греции, оказавший значительное влияние на последующее развитие науки и философии. С мыслителями Милетской школы его связывала проблема субстанции мира, первоосновы бытия. Но в центре учения Гераклита другая важнейшая идея – идея безостановочной изменчивости вещей, их текучести. От представления о том, что субстанция может быть текучей, изменчивой, легко перейти к мировоззрению, согласно которому мир кажется порождением мысленной абстракции. Этот важный шаг был осуществлен пифагорейцами.

Пифагорейский союз сложился в городе Кротоне (побережье южной Италии). Его основателем был Пифагор. Мыслитель, о котором сложено много легенд, но мало что известно достоверно. Союз просуществовал VI века до середины IV века до нашей эры.

Основное мировоззренческое положение, которое принадлежало Пифагору – все есть число. Мир целостен, гармоничен, в нем все взаимосвязано. Все числа связаны между собой. Эти связи устанавливает математика с помощью логических доказательств.

Пифагорейская школа внесла значительный вклад в развитие конкретно-научного познания и прежде всего математики. Основные направления математических исследований раннего Пифагорейского союза:

1. доказательства тех положений, которые были получены в египетской и вавилонской математике (включая и теорему Пифагора);

2. разработка теории пропорций, музыкальной теории (важнейшие гармонические интервалы могут быть получены при помощи соотношений чисел 1, 2, 3, 4);

3. арифметика из простого искусства счета быстро перерастает в теорию чисел.

В целом, пифагорейцы заложили основы такого представления о мире и его познании, в соответствии с которым математические знания (о числах и их отношениях) являются ключом к познанию природы. Начиная с Пифагора, в истории культуры развивается установка на широкое развитие математических исследований.

Физика и Астрономия.

Древние греки поставили проблему познаваемости мира. Они заметили, что в сознании человека существует две картины мира. Первая – получена через наблюдение посредством органов чувств. Вторая – получена с помощью разума, логики, рационального мышления. Эти картины мира могут быть принципиально противоположны друг другу. Эта проблема рассматривалась в рамках Элейской школы (город на юге Апеннинского полуострова). Основатель – Ксенофан. Наиболее известны Парменид и Зенон. Элеаты считали, что из двух картин мира подлинная та, которая постигается разумом. Софисты, Демокрит и Платон делают разные выводы из учения элеатов и по-разному решают поставленную элеатами проблему. Софисты используют качественное различие двух картин мира, двух путей познания для обоснования субъективного и прагматического характера познания, вплоть до скептицизма. Демокрит и Платон занимали иную позицию в вопросе о познаваемости мира. Они верили в познание мира, в возможность и необходимость естествознания, хотя по-разному понимали объекты и пути познания. Демокрит и Платон – основатели двух исторически первых естественнонаучных программ познания природы.