Наука и техника эпохи Возрождения (XIV-XVI вв.)

В XIV-XVIвв. в культуре и технике Италии, а позже и других стран произошли изменения, подготовившие переход от Средневековья к Новому времени. Важной чертой эпохи Возрождения явился переход к новому мышлению, основным содержанием которого стал гуманизм. Гуманистами выдвигался идеал нового человека, творца своей судьбы и своего бытия.

Основная работа по развитию науки в период Ренессанса выпала на долю инженеров и практиков. Официальная наука, которую преподавали в университетах, себя исчерпала и начала тормозить развитие прогресса. Появление книгопечатания открыло невиданные возможности для распространения литературных и научных произведений. По своему значению изобретение книгопечатания сравнимо с изобретением колеса или письменности. Печатание книг не только удешевило их по сравнению с рукописными, но и сделало чтение и знания массовыми и общедоступными. Первым, кто придумал технологию для печатания, был Иоганн Гуттенберг, а первой книгой стала Библия. До конца XVв. типографии появились в Италии, Швеции, Франции.

С появлением пороха и нового оружия изменились способы ведения войны, что повлияло на фортификацию. В XVIв. придумали мушкеты – ружья с курком, снабженным тлеющим фитилем. В то же время изобрели пистолет и колесный замок для поджигания заряда. Так произошло разделение огнестрельного оружия на ручное, стрелковое, и тяжелое, артиллерийское. Спрос на оружие привел к развитию металлургии и увеличению добычи железной, медной и оловянной руд.

Появление пушек и огнестрельного оружия обезопасило путешествия. В XV в. появляется новый тип парусного судна каравелла. Эти корабли были невелики по размеру, имели небольшой экипаж, но вместительный трюм.

В XV в. активно развивалась картография и география. В 1490 г. М. Бехайм создал первый глобус. В конце XV – нач. XVI вв. поиски европейцев морского пути в Индию и Китай увенчались открытием побережья Центральной Америки Колумбом. В 1498 г. Васко да Гама достиг Индии, обогнув Африку. Идея достичь Индии и Китая западным путем была реализована экспедицией Магеллана – Эль-Кано, совершившей первое кругосветное путешествие. Эти открытия стимулировали развитие картографии. Карты стали более точными, на них стали наноситься широты, очертания берегов, порты. Для навигации использовались компас и астролябия, качество которых улучшилось к XVI в.

Последствия Великих географических открытий: «продовольственная революция» в Европе, связанная с внедрением новых культур: картофеля, кукурузы, томатов, подсолнечника, ананасов, широким импортом пряностей, какао, чая; распространение иноземных товаров в Европе; научно-технический прогресс. Но были отрицательные моменты: первооткрыватели вывезли из Нового Света много золота и серебра, что привело к снижению цен на драгметаллы, а, следовательно, увеличились цены на остальные товары; расцвет пиратства и работорговли, была уничтожена культура индейцев.

Ученые Возрождения. В эпоху Возрождения получили новый импульс развития многие науки. Самым известным ученым того времени считается Леонардо да Винчи. Насчитываются сотни его изобретений, самыми известными стали приспособления для передачи движения (цепная передача, ременная передача), роликовые опоры, разные станки, ткацкие машины, музыкальные инструменты. Леонардо принимал участие в организации мелиорационных работ, в устройстве гидросооружений, проектировал отвод русла реки Арно у Пизанского моста. Он сделал ряд наблюдений по теоретической акустике, заметил явление резонанса. Леонардо выдвинул универсальную физическую концепцию волнового движения. По этой концепции свет, звук, запах, магнетизм и даже мысль распространяются волнами. Много размышлял да Винчи над проблемой полета. В 1490 г. он спроектировал, а возможно построил, модель летательного аппарата с крыльями, как у летучей мыши. Аппарат должен был использовать мускульные усилия рук и ног. Да Винчи создал первый проект парашюта. Большинство проектов Леонардо остались невоплощенными.

Первые достижения в области математики и астрономии относятся к сер. XVв., и связаны с именами Г. Пейербаха и И. Мюллера. Мюллером были созданы более совершенные астрономические таблицы – «Эфемериды», которыми пользовались Колумб и др. мореплаватели. Существенный вклад в развитие алгебры, геометрии внес итальянский математик Л. Пачоли. ВXVIв. Н. Тарталья и Дж. Кардано открыли новые способы решения уравнений третьей и четвертой степени. Кардано стал основоположником кинематики механизмов и разработал теорию и практику зубчатого зацепления, изобрел карданный механизм, получивший распространение в автомобилях. Испанский математик Франсуа Виет является творцом той алгебры, которую изучают и сейчас. Шотландский математик Джон Непер ввел логарифмы.

Голландский ученый С. Стевин применял математические, чаще геометрические методы к решению физических задач. Значительное внимание уделял гидростатике: получил доказательство закона Архимеда, опытным путем доказал существование гидростатического парадокса. Он построил ветряную повозку, использующую парус, она развивала скорость до 34 км/час.

Вклад в механику внес Джованни Баттиста Бенедетти. Он доказал следующее утверждение: «Два тела одинаковой формы и одинакового рода, равные или не равные между собой, в одной и той же среде проходят равные расстояния за равное время». Это утверждение было развито Галилеем.

В области оптики примечательны имена Франчески Мавролика и Джована Баттисты Порты. По Мавролику, хрусталик глаза работает как линза, строящая изображение на сетчатке. Отсюда последовало объяснение причин дальнозоркости и близорукости свойствами хрусталика. Мавролика впервые указал на семь цветов в радуге. Порта автор «Натуральной магии» в 20 книгах, по оптике, как приготовить фейерверки, духи, лекарства, как разводить животных, уроки кулинарии, косметики, описаны алхимические опыты, опыты по пневматике. В книге содержатся значимые открытия, например, применение камеры-обскуры для получения и проецирования рисунков. Принцип камеры-обскуры Порта использует для объяснения процесса зрительного восприятия. Он описал опыты по магнетизму, среди них опыт с железными опилками: первая демонстрация действия магнитного поля.

В. Гильберт занимался магнетизмом и описал ставшие классическими опыты с магнитной стрелкой. Он доказал, что магнит имеет полюсы, а свойства полюсов взаимопротивоположны, разноименные полюсы притягиваются, одноименные отталкиваются. Гильберт предположил, что Земля – большой магнит и что географические полюса совпадают с магнитными. Для доказательства он изготовил из естественного магнита шар. Приближая к шару легкую магнитную стрелку, он мог демонстрировать поведение этой стрелки при ее перемещении по поверхности шара как бы в различных точках земной поверхности. Значение опытов Гильберта с шаровым магнитом выходит за рамки технического эксперимента и приобретает мировоззренческий смысл. В условиях лаборатории впервые исследовалось явление космического масштаба. Гильберт расширил перечень материалов, обладающих свойством притяжения при натирании (алмаз, аметист, стекло и др.) и установил, что под воздействием пламени приобретенное свойство притягивать теряется.

Великие географические открытия, развитие астрономии, с одной стороны, и свободный дух эпохи Возрождения – с другой привели к перевороту в воззрении на устройство мира. Геоцентрическая система устройства мира Птолемея с Землей в центре Вселенной рухнула, начало этому крушению положила гелиоцентрическая теория Николая Коперника. В начале Эпохи Возрождения о подвижности Земли утверждал Николай Кузанский, но его обсуждение было философским. Коперник же считал движение планет равномерным и круговым. Он объяснил причины попятных движений планет, вычислил расстояния планет от Солнца и периоды их обращений. Объявляя Землю планетой, Коперник устранял разрыв между «надлунным» и «подлунным» мирами из философии Аристотеля. Результаты он обнародовал в книге «О вращениях небесных сфер».

Исследования в астрономии продолжил Иоганн Кеплер. Кеплер пришел к следующим выводам: орбита каждой планеты является плоской кривой, причем плоскости всех орбит пересекались в Солнце. Это означало, что Солнце находится в центре планетной системы. Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце (Первый закон Кеплера). Кеплер открыл закон площадей (Второй 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 отказался от догмы о равномерных круговых движениях планет, с давних времен владевшей умами ученых. Солнце оказалось не только геометрическим, но и динамическим центром планетной системы. Кеплер вывел математический закон (Третий 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 получила математическое оформление. На основании открытых им законов движения планет Кеплер составил таблицы планетных движений. Эти таблицы уточнил английский астроном Дж. Хоррокс.

Одновременно с Кеплером трудился Г. Галилей. С помощью изобретенного им телескопа Галилей сделал ряд открытий: поверхность Луны не гладкая, а имеет горы и впадины. Он объяснил пепельный свет Луны отражением солнечного света Землей. Благодаря этому Земля стала телом, подобным Луне. Были открыты четыре спутника Юпитера (получивших название галилеевых). Галилей установил, что Млечный Путь состоит из множества звезд, неразличимых невооруженным взглядом, открыл солнечные пятна, а наблюдения за ними привели его к выводу о вращении Солнца вокруг своей оси. Галилей показал, что видимые размеры планет в различных конфигурациях меняются точно в том соотношении, как следует из теории Коперника. Вторым направлением деятельности Галилея было установление законов динамики: им была открыта инерция и принцип относительности.

Новые области знания. Нидерландский ученый Андрей Везалий положил начало анатомии. Вскрытием трупов он доказал, что у мужчины и у женщины 24 ребра и опроверг теорию о том, что у мужчин на одно ребро меньше, поскольку Бог из ребра Адама создал Еву. Анатомируя человеческие трупы, Везалий описал скелет человека, мышцы, внутренние органы, клапаны сердца и создал предпосылки для последующего обоснования кругового движения крови. Свои наблюдения Везалий изложил в «Анатомических таблицах». Везалий обогатил науку данными, полученными в результате многочисленных опытов; исправил ошибки предшественников и впервые привел все знания в систему, т. е. сделал из анатомии науку.

Рождение физиологии как науки связано с именем английского врача, физиолога и эмбриолога Уильяма Гарвея, который создал теорию кровообращения. Основываясь на достижениях предшественников, Гарвей рассчитал и экспериментально обосновал теорию кровообращения, согласно которой кровь возвращается к сердцу по малому и большому кругам. После многолетней проверки Гарвей изложил свою теорию в книге «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных».

Большое влияние на развитие естествознания и физиологии оказала деятельность философа Ф. Бэкона. В своем труде «О достоинстве и усовершенствовании наук» он сформулировал три задачи медицины: «первая состоит в сохранении здоровья, вторая в излечении болезней, третья в продолжении жизни». Занимаясь экспериментальными работами в области физиологии, Бэкон поставил перед медициной ряд вопросов: об изучении анатомии не только здорового, но и больного организма, о введении обезболивания, об использовании при лечении природных факторов и развитии бальнеологии.

Французский ученый Рене Декарт разработал схему рефлекторной дуги. Все нервы он разделил на центростремительные, по которым сигналы поступают в мозг, и центробежные, по которым из мозга сигналы движутся к органам. Декарт считал, что жизненные действия имеют рефлекторную природу и подчиняются механическим законам. Декарт явился типичным представителем ятрофизики направления в естествознании и медицине, которое рассматривало живую природу с позиций физики.

Другим направлением в естествознании была ятромеханика. Ее основные положения изложены в сочинении «О движении животных» итальянского анатома и физиолога Джованни Альфонсо Борели, основоположника биомеханики. С позиций ятромеханики живой организм подобен машине, в которой все процессы можно объяснить при помощи математики и механики.

Среди выдающихся достижений эпохи, имевших отношение к физике и к медицине изобретение термометра (воздушного термоскопа). Его автор Галилео Галилей. В отличие от современного термометра в нем расширялся воздух, а не ртуть. Одновременно с Галилеем врач-физиолог Санторио создал свой прибор, с помощью которого он измерял теплоту человеческого тела.

Развитие получила и ятрохимия. Ятрохимики считали, что процессы, совершающиеся в организме, являются химическими, поэтому с химией должно быть связано как изучение этих процессов, так и лечение болезней. Одним из основоположников ятрохимии и опытного метода в науке является выдающийся врач и химик Парацельс. Во времена Парацельса хирургия не считалась областью медицины и в университетах не преподавалась, Парацельс настаивал на объединении хирургии и медицины. С Парацельса начинается перестройка химии в ее приложении к медицине: от поисков путей получения золота к приготовлению лекарств. Согласно Парацельсу, здоровье связано с нормальным содержанием в организме человека трех начал: серы, ртути и соли; нарушение их правильных соотношений приводит к болезни. Вот почему врачи и аптекари Возрождения придавали большое значение лекарственным препаратам, содержащим серу, ртуть и соли.

Развитие медицинской химии привело к расширению аптекарского дела. Аптека возникла во вт. пол. VIII в. на Востоке, в Европе первые аптеки появились в XI в. в Испании, и к XV в. они распространились по континенту.

Согласно цеховой организации, хирурги считались ремесленниками и объединялись в свои профессиональные корпорации. Врачи представляли официальную медицину, которая следовала слепому заучиванию текстов и была далека от клинических наблюдений и понимания процессов, происходящих в организме. Ремесленники-хирурги, напротив, имели практический опыт. Их профессия требовала конкретных знаний и энергичных действий при лечении переломов и вывихов, помощи раненым на полях сражений.

Переворот в хирургии связан с именем Амбруаза Паре. Он усовершенствовал технику хирургических операций, применил перевязку сосудов вместо их перекручивания и прижигания, сконструировал ряд хирургических инструментов и ортопедических приборов, включая искусственные конечности и суставы. Многие из них были созданы после смерти Паре по чертежам и сыграли важную роль в развитии ортопедии. Деятельность Паре определила становление хирургии как науки и способствовала превращению ремесленника-хирурга во врача-специалиста.

Итого:

Название периода, Возрождение или Ренессанс, связано с возрождением интереса европейцев к наследию античной цивилизации. В этот сравнительно короткий промежуток времени жили знаменитые ученые Леонардо да Винчи, Н. Коперник, Г. Галилей; были сделаны Великие географические открытия.

Эпоха Возрождения знаменуется развитием промышленности, торговли, военного дела, то есть развитием материального производства, а, следовательно, развитием техники, естествознания, механики, математики. Перемены в жизни общества сопровождались обновлением культуры – расцветом наук, литературы на национальных языках и изобразительного искусства. Совокупность экономических, политических, социально-психологических факторов повлияла на возникновение гуманизма, главной идеей которого была идея индивидуальности, провозглашающая самоценность личности. Мощь этой идеи проявлялась в двух направлениях в подрыве основ католицизма и утверждении всемогущества человека. Мыслитель Возрождения остается человеком религиозным, но человек и природа становятся актуальными реальностями, предметом пристального интереса исследователя.

В эпоху Возрождения зарождаются технические науки, наука соединяется с практикой, на первое место выходит эксперимент. Величайшим достижением эпохи стала идея Коперника о гелиоцентрической системе мира, основанная на описательной астрономии. Все это подрывало основы христианского мировосприятия. Церковь защищала свои позиции, сочинение Н. Коперника «Об обращениях небесных сфер» было запрещено. А продолжатель учения Коперника, Д. Бруно был обвинен в ереси и сожжен инквизицией.

В своем отношении к окружающему миру человек не мог опираться только на веру в Бога, и был вынужден рассчитывать на свой разум. Гуманизм Возрождения способствовал утверждению в Европе веротерпимости, свободы научного поиска. Рушились прежние установки, таяла вера во всемогущество церкви. И все эти процессы происходили на фоне перемен социальных, общественных, политических. А так как жить без веры нельзя, возникла новая вера в науку. Начиналась новая эпоха рационализма и критического отношения к реальности, получившая название Нового времени.

Лекция 6.