Естествознание эпохи Возрождения. Революции в науке

Период конца XV-XVI веков, получивший название эпохи Возрождения, ознаменовал переход от средневековья к Новому времени. Наука Нового времени отличалась существенным прогрессом и радикальным изменением миропонимания, которое явилось следствием появления гелиоцентрического учения великого польского астронома Николая Коперника (1473-1543). Также он является создателем теории о вращении Земли вокруг Солнца, о суточном вращении Земли вокруг своей оси. Эта теория вступала в противоречие с существовавшими представлениями о Земле как избраннице Божией, стоящей, согласно схеме Птолемея, в центре мира. Коперник высказал очень важную мысль о движении как естественном свойстве небесных и земных объектов, подчиненном некоторым общим закономерностям единой механики. Тем самым было разрушено догматизированное представление Аристотеля о неподвижном «перводвигателе», якобы приводящем в движение Вселенную.

Одним из активных сторонников учения Н. Коперника был знаменитый итальянский мыслитель Джордано Бруно (1548-1600). Он пошел дальше Коперника, отрицая наличие центра Вселенной вообще и отстаивая тезис о бесконечности Вселенной. Ряд новых положений, которыми Дж. Бруно дополнил систему Н. Коперника:

 о существовании бесконечного количества миров;

 о том, что Солнце не является неподвижным, а меняет свое положение по отношению к звездам;

 о том, что атмосфера Земли вращается вместе с нею.

Главная идея Дж. Бруно – идея о материальном единстве Вселенной как совокупности бесчисленных миров, таких же планетных систем, как наша. 17 февраля 1600 г., как нераскаявшийся еретик, Дж. Бруно был сожжен на костре, на Площади цветов в Риме инквизицией.

Трагическая гибель Джордано Бруно произошла на рубеже двух эпох: эпохи Возрождения и эпохи Нового времени. Последняя охватывает три столетия – XVII, XVIII, XIX века. В этом трехсотлетнем периоде особую роль сыграл XVII век, ознаменовавшийся рождением современной науки, у истоков которой стояли такие выдающиеся ученые, как Галилей, Кеплер, Ньютон.

Галилео Галилей (1564-1642) – великий итальянский астроном и физик, создатель основ механики, борец за передовое мировоззрение. Он сформулировал принцип инерции:

тело либо находится в состоянии покоя, либо движется, не изменяя направления и скорости своего движения, если на него не производится какого-либо внешнего воздействия.

Также он установил, что скорость свободного падения тел не зависит от их массы (как думал Аристотель), а пройденный падающим телом путь пропорционален квадрату времени падения. Именно Г. Галилей открыл, что траектория брошенного тела, движущегося под воздействием начального толчка и земного притяжения, является параболой. Ему принадлежит экспериментальное обнаружение весомости воздуха, открытие законов колебания маятника, немалый вклад в разработку учения о сопротивлении материалов. Велики его заслуги в области астрономии:

 открыл 4 спутника Юпитера;

 открыл пятна на Солнце и кольца Сатурна;

 увидел, что поверхность Луны гористого строения, и что Луна имеет либрацию (видимые периодические колебания маятникового характера вокруг центра);

 убедился, что кажущийся туманностью Млечный Путь состоит из множества отдельных звезд;

 принял теории Коперника о строении Вселенной;

 считался «отцом» экспериментальной физики, так как верным считал то, что может быть доказано опытным путем;

 единственным критерием истины считал чувственный опыт, практику.

Галилею пришлось предстать перед судом инквизиции. После длительных допросов он был вынужден отречься от учения Коперника и принести публичное покаяние.

Однако прервать преемственность научной мысли было уже невозможно, и с астрономическими наблюдениями Галилея ознакомился и высоко оценил Иоган Кеплер (1571-1630) – один из крупнейших математиков и астрономов конца XVI – первой трети XVII века. На основе обобщения данных астрономических наблюдений он установил три закона движения планет относительно Солнца.

1-й закон:

каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

2-й закон:

радиус-вектор, проведенный от Солнца к планете, в равные промежутки времени описывает равные площади.

3-й закон:

квадраты времен обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы их средних расстояний от него.

Также Кеплер разработал теорию солнечных и лунных затмений, предложил способы их предсказания, уточнил величину расстояния между Землей и Солнцем, составил Рудольфовы таблицы (с помощью этих таблиц можно было определять положение планет в любой момент времени с высокой степенью точности). Кеплеру принадлежит решение ряда важных для практики стереометрических задач. Он был сторонником гелиоцентрической космологии Коперника.

Творчеством одного из величайших ученых человечества, каковым был Исаак Ньютон (1643-1727), завершалась вторая научная революция. Его научное наследие чрезвычайно разнообразно. Самое главное научное достижение И. Ньютона было продолжение и завершение дела Галилея по созданию классической механики. Ньютон сформулировал три основных закона движения, которые легли в основу механики как науки.

1-й закон:

всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения до тех пор, пока оно не будет вынуждено изменить его под действием каких-то сил.

2-й закон:

приобретаемое телом под действием какой-то силы ускорение прямо пропорционально этой действующей силе и обратно пропорционально массе тела.

3-й закон:

действия двух тел друг на друга равны по величине и направлены в противоположные стороны.

Данная система законов движения была дополнена открытым Ньютоном законом всемирного тяготения, согласно которому все тела, независимо от их свойств и от свойств среды, в которой они находятся, испытывают взаимное притяжение, прямо пропорциональное их массам и обратно пропорциональное квадрату расстояния между ними. Ньютон создал дифференциальное и интегральное исчисления. Он сделал важные астрономические наблюдения, внес большой вклад в развитие оптики (опыты в области дисперсии света). В 1687 году вышел в свет главный труд Ньютона «Математические начала натуральной философии», заложивший основы современной теоретической физики.