История науки и техники

КУРС ЛЕКЦИЙ - УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОГЛАВЛЕНИЕ

Тема 5. Наука и техника в античном мире

До VII века до н. э. Греция была периферией ближневосточной цивилизации. Греки учились у Востока: они позаимствовали у финикийцев алфавит и конструкцию кораблей, у египтян – искусство скульптуры и начала математических знаний. Знаменитый философ Пифагор долго жил в Египте, пытаясь познакомиться с жрецами и проникнуть в их тайны; он привез из Египта теорему Пифагора и магию чисел. Подражая жрецам, Пифагор основал тайное общество философов; его последователи верили в переселение душ и утверждали, что Земля – это шар.

Греция была малоплодородной страной, ее население не могло прокормиться земледелием; многие занимались рыболовством, другие уезжали в поисках лучшей доли в дальние страны, основывали колонии на берегах Средиземного моря. Изобретением, которое сделало Грецию богатой страной, стало создание триеры – нового типа боевого корабля. Первая триера была построена около 630 года до н. э. коринфским мастером Аминоклом; это был корабль с тремя рядами весел и экипажем в 170 гребцов и 20-30 воинов. Длина триеры составляла 40-50 метров при ширине 5-7 метров, водоизмещение – около 230 тонн. Большая скорость и маневренность позволяли триере эффективно использовать свое главное оружие – таран, который пробивал днище кораблей противника.

Триера была фундаментальным открытием; она позволила грекам завоевать господство на Средиземном море и овладеть всей морской торговлей. Финикийцы, которые до этого были первыми купцами Средиземноморья, пытались противостоять грекам, но их флот был разгромлен греческими триерами в битве при Саламине. Все морские пути теперь проходили через Пирей и Коринф, огромные прибыли от посреднической торговли обеспечили процветание греческих городов. Прибыли от торговли вкладывались в ремесло; прежде всего в производство керамики; керамические сосуды были универсальной тарой того времени – зерно, вино, масло и многие другие продукты хранились в амфорах.

Афины стали главным ремесленным центром Средиземноморья, однако у греческих предпринимателей не хватало рабочей силы – тогда они стали покупать рабов. Рабов покупали у варваров, живших по берегам Черного моря, везли в Афины и обучали ремеслу; они работали в больших ремесленных мастерских, эргастириях. Таким образом, создание триеры породило греческую торговлю и греческое рабовладение. Греческое общество было буржуазным обществом купцов и предпринимателей; то обстоятельство, что эти предприниматели использовали рабский труд, не меняет сути дела: плантаторы американских южных штатов тоже использовали рабов. Основной чертой буржуазного общества является столкновение частных интересов, которое приводило к бесконечным судебным процессам.

В греческих судах каждый должен был защищать себя сам; на этих процессах истцы и ответчики изощрялись в ораторском искусстве; вскоре этому искусству стали учить в частных школах, в которых преподавали мудрецы-«софисты». Признанным главой софистов был Протагор; он утверждал, что «человек есть мера всех вещей» и что истина – это то, что кажется большинству (то есть большинству судей). Ученик Протагора Перикл стал первым политиком, освоившим ораторское искусство; благодаря этому искусству он 30 лет правил Афинами.

От софистов и Протагора пошла вся греческая философия; в значительной степени она сводилась к умозрительным рассуждениям, которые сегодня назвали бы ненаучными. Тем не менее, в рассуждениях философов встречались и рациональные мысли. Сократ первым поставил вопрос об объективности знания; он подвергал сомнению привычные истины и верования и утверждал, что «я знаю только то, что ничего не знаю». Анаксагор пошел еще дальше – он отрицал существование богов и пытался создать свою картину мира, он утверждал, что тела состоят из мельчайших частичек. Последователь Анаксагора Демокрит назвал эти частички атомами и попробовал применить бесконечно малые величины в математических вычислениях; он получил формулу для объема конуса. Однако афиняне были возмущены попытками отрицать существование богов, Протагор и Анаксагор были изгнаны из Афин, а Сократ по приговору суда был вынужден испить чашу с ядом.

Учеником Сократа был знаменитый философ Платон (427-347). Платон верил в существование души и в переселение душ после смерти. Для истории науки важны не философские искания Платона, а то, что он был основателем социологии, науки об обществе и государстве. Платон предложил проект идеального государства, которым управляет каста философов наподобие египетских жрецов (надо сказать, что Платон бывал в Египте). Опорой философов являются воины, «стражи», похожие на спартанцев, они живут одной общиной и имеют все общее – в том числе общих жен.

Платон утверждал, что его идеальное государство существовало в Атлантиде, стране расположенной где-то на Западе, на затонувшем впоследствии материке. Конечно, это была «научная фантастика» тех времен. Более важно, что Платон и его ученик Дион пытались создать идеальное государства в Сиракузах, на Сицилии; этот политический эксперимент привел к гражданской войне и разорению Сиракуз.

Социологические исследования Платона продолжал Аристотель; он написал знаменитый трактат «Политика», этот трактат содержал сравнительный анализ общественного строя большинства известных тогда государств.

Аристотель выдвинул ряд положений, принятых современной социологией; он утверждал, в частности, что ведущим фактором общественного развития является рост населения; что перенаселение порождает голод, восстания, гражданские войны и установление «тирании». Цель «тиранов» – установление «справедливости» и равномерный передел земли. Аристотель известен как основатель биологии; он описывал и систематизировал различные виды животных – так же как он описывал и систематизировал государства; таких исследователей позже стали называть «систематиками».

Аристотель был учителем Александра Македонского, знаменитого завоевателя полумира. Македонские завоевания были вызваны новым изобретением в военной сфере – созданием македонской фаланги. Воины Александра имели копья 6-метровой длины и стоявшие сзади клали свои копья на плечи передних. Действия в составе фаланги требовали большой слаженности, и отец Александра, Филипп, потратил много времени на обучение своих солдат. Македонская фаланга была фундаментальным открытием, это открытие вызвало волну македонских завоеваний и появление нового культурного круга, который историки называют эллинистическим миром.

Александр проявлял интерес к наукам и помог Аристотелю создать первое высшее учебное заведение, «Ликей»; он взял с собой в поход племянника Аристотеля Каллисфена. Каллисфен и его помощники описывали природу завоеванных стран, измеряли широту местности, посылали Аристотелю чучела диковинных животных и собранные ими гербарии. После смерти Александра роль покровителя наук взял на себя его друг и полководец Птолемей. При разделе империи Александра Птолемею достался Египет, и он основал в Александрии по образцу Ликея новый научный центр, Мусей. Здания Мусея располагались среди прекрасного парка, там были аудитории для студентов, дома преподавателей. Обсерватория, ботанический сад, и замечательная библиотека – в ней насчитывалось 700 тысяч рукописей. Преподаватели Мусея получали царское жалование; среди них были не только философы и механики, но и поэты, и восточные мудрецы, переводившие на греческий язык египетские и вавилонские трактаты. Египетский жрец Манефон был автором трактата «Египетские древности», а вавилонский жрец Бероэс написал «Вавилонские древности»; 72 еврейских мудреца перевели на греческий язык Библию.

Мусей был первым научным центром, щедро финансируемым государством и его деятельность показала, что если есть деньги – то будет и наука. По существу, день рождения Мусея и был днем рождения античной науки. Главой Мусея, «библиотекарем», был географ Эратосфен, сумевший, измеряя широту в различных пунктах, вычислить длину меридиана; таким образом, было окончательно доказано, что Земля – это шар. Евклид создал геометрию – ту, которую сейчас проходят в школах. Он положил в основу науки строгие доказательства; когда Птолемей попросил у него обойтись без доказательств, Евклид ответил: «Для царей нет особых путей в математике». Ученик Евклида Аполлоний Пергский продолжил труды своего учителя и описал свойства эллипса, параболы и гиперболы. В Мусейоне активно обсуждалась гипотеза Аристарха Самосского о том, что Земля вращается по окружности вокруг Солнца - однако оказалось, что она противоречит наблюдениям (дело в том, что Земля движется не по кругу, а по эллипсу). В результате ученые Мусейона во главе с Клавдием Птолемеем (II в. н.э) создали теорию эпициклов. В соответствии с этой теорией Земля находится в центре Вселенной, вокруг располагаются прозрачные сферы, объемлющие одна другую; вместе с этими сферами по сложным эпициклам движутся Солнце и планеты. За последней сферой неподвижных звезд Птолемей поместил «жилище блаженных». Труд Птолемея «Великое математическое построение астрономии в 13 книгах» («Magiste syntaxis») был главным руководством по астрономии вплоть до Нового времени. Птолемей создал научную географию и дал координаты 8 тысяч различных географических пунктов – это «Руководство по географии» использовалось европейцами до времен Колумба.

Создание Мусея совпало по времени с новым переворотом в военном деле, изобретением военных машин, баллисты и катапульты. Появление баллисты изменило тактику морских сражений; если раньше главным оружием триеры был таран, то теперь стали строить огромные корабли с башнями, на которые устанавливали баллисты. Эти корабли назывались пентерами, за каждым веслом на них сидело по 5 и более гребцов, а общее число гребцов достигало тысячи человек. Именно баллиста позволила царю Птолемею завоевать господство на морях; Александрия заняла место Афин и стала главным торговым центром Средиземноморья. Из Александрии по каналу можно было попасть в Красное море, и корабли александрийских греков плавали даже к берегам Индии. Символом торгового могущества Александрии стал 130-метровый Фаросский маяк – одно из чудес света, построенное Состратом Книдским по приказу Птолемея II.

“Царь Птолемей посвящает богам-спасителям на благо мореплавателям”, - гласила надпись на гипсовой плите у подножия маяка – но со временем гипс отвалился и из-под него показалась другая надпись, вырезанная на мраморе: “Сострат из Книда посвящает богам-спасителям на благо мореплавателям”.

Создание баллисты знаменовало рождение инженерной науки, «механики». Первым великим механиком был знаменитый строитель военных машин Архимед, проживший большую часть жизни в Александрии. Архимед на языке математики описал использование клина, блока, лебедки, винта и рычага. Вместе с корабельным мастером Архием Архимед построил для сиракузского царя Гиерона «Сиракузянку» – огромный корабль-дворец с великолепными залами и бассейнами. Корабль приводили в движение две тысячи гребцов, а на башнях стояли баллисты, бросавшие в противника трехпудовые камни. Тысячи рабочих впряглись в канаты, чтобы спустить корабль на воду – но не смогли сдвинуть его с места; тогда Архимед сделал лебедку, с помощью которой царь сдвинул корабль в одиночку. Архимеду приписывается открытие законов гидростатики и изобретение «архимедова винта» – водоподъемного устройства, которое использовалось для орошения полей. Из других александрийских инженеров получили известность Ктесибий, изобретатель водяных часов и пожарного насоса, и Герон, создавший аэропил – прообраз паровой турбины. В Александрии был изобретен так же перегонный куб, который позже стали использовать для получения спирта.

В III веке до н. э. начинается эпоха римских завоеваний. Возвышение Рима было связано с новым военным изобретением, созданием легиона. Новое оружие римлян породило новую волну завоеваний и появление нового культурного круга, который историки называют pax Romana, «Римский мир». Завоевав Грецию и Египет, римляне переняли как греческую культуру, так научные достижения Мусея.

Главным техническим достижением римлян было создание цемента и бетона. Римляне научились использовать опалубку и строить бетонные сооружения; в качестве наполнителя использовали щебень. Во II в. н. э. в Риме был построен Пантеон, «Храм всех богов» с литым бетонным куполом диаметром 43 метра – позднее это сооружение стало образцом для архитекторов Нового времени. Римляне использовали цемент и бетон при строительстве дорог и мостов; римские дороги вызывали восхищение у историков последующих эпох. Мост через Дунай, построенный архитектором Аполлодором, был одним из чудес того времени – он имел в длину более километра. Вершиной римского строительного искусства стал храм Святой Софии в Константинополе, построенный Анфимием из Тралл; этот храм имел купол диаметром в 33 метра, установленный на пилонах 23-метровой высоты.

Самым знаменитым ученым и инженером римского времени был Марк Витрувий, живший I веке до н.э. По просьбе императора Августа Витрувий написал «Десять книг об архитектуре» - обширный труд, рассказывавший о строительном ремесле и о различных машинах; в этом труде содержится первое описание водяной мельницы. В XV веке труд Витрувия стал пособием для архитекторов Нового времени.

Витрувий в своей работе использовал труды ученых из Александрийского Мусея, который функционировал до конца IV века. В последние века существования Мусея в нем работали такие знаменитые ученые как Папп и Диофант. В 391 году Мусей был разрушен во время религиозного погрома – христиане обвиняли ученых в поклонении языческим богам.

Роль христианства в развитии науки можно понять, только разобравшись в существе этой идеологии. Как известно, основатель социал-демократической партии Германии Карл Каутский считал Иисуса создателем социалистической идеологии. «Поди, все, что имеешь, продай и раздай нищим, - сказал Иисус богачу. – Удобнее верблюду пройти сквозь игольи уши, нежели богатому войти в Царствие Божие». «Все верующие были вместе и продавали имение и всякую собственность и разделяли всем, смотря по нужде каждого», - говорится в деяниях апостолов. Впоследствии христиане признали частную собственность, но истинно верующие монахи и теперь живут коммунами. Христианство было социалистической идеологией; благодаря этому оно стало религией народа и одержало победу.

Однако вместе с тем христианство претендовало на роль монопольной идеологии, он боролось с другими религиями и с другими богами, преследуя всякое инакомыслие. Никто не имел права усомниться в том, что написано в Библии – а в Библии было написано, что Земля лежит посреди Океана и накрыта как шатром, семью куполами неба, что в центре мира находится Иерусалим, а на Востоке, за Индией, расположен рай и там берут начало четыре священные реки: Тигр, Евфрат, Инд и Ганг. Это была древняя картина мира, позаимствованная когда-то из Вавилона, и она никак не совмещалась с античной наукой. В конце концов, отцы церкви, согласились принять систему Клавдия Птолемея, потихоньку признали, что наша планета – шар, и перенесли рай за седьмую птолемеевскую сферу, в «жилище блаженных». Однако в дальнейшем, когда церковь утвердилась, она уже не могла пойти на уступки Копернику и Галилею.

Церковь подавляла свободомыслие ученых, но причиной гибели античной науки было не всевластие церкви. В III веке н. э. далеко на Востоке появилось новое оружие, которое принесло гибель античной цивилизации.

Тема 6. Наука и техника в средние века

Катастрофа, погубившая цивилизацию древнего мира, была вызвана фундаментальным открытием кочевников – изобретением стремени. Стремя сделало всадника устойчивым в седле и позволило использовать длинный меч или саблю. Привстав в стременах, всадник обрушивал на римского легионера или китайского пехотинца удар, в который вкладывал всю массу своего тела. Изобретение стремени вызвало страшную волну нашествий, которая погубила цивилизацию Древнего мира.

«Смотри, сколь внезапно смерть осенила весь мир, - писал епископ Ориденций. - Те, кто сумели устоять перед силой, пали от голода… В городах и деревнях – повсюду смерть, страдания, руины и скорбь. Лишь дым остался от Галлии, сгоревшей во всеобщем пожаре». «Время вернулось к тиши, царившей до сотворения человека, - свидетельствует итальянский хронист, - ни голоса в полях, ни свиста пастуха. Поля превратились в кладбища, а дома людей – в логовища диких зверей».

Господами Европы стали потомки завоевателей, варваров-германцев. Это были тяжеловооруженные всадники-рыцари; они подчинили местных крестьян, обратили одних из них в рабов, а других заставили платить подати. Владение рыцаря называлось феодом, а социальную систему тех времен историки называют феодализмом; таким образом, фундаментальное открытие, изобретение стремени, породило рыцарей и феодализм.

После первой волны нашествий, пришедшей из глубин Евразии, пришла вторая волна – на этот раз с моря. Скандинавские норманны создали дракар – мореходное судно с 40-70 гребцами и прямоугольным парусом. Отличительным качеством дракара было то, что он мог с одинаковой легкостью преодолевать моря и подниматься по рекам, его можно было даже перетаскивать волоком через водоразделы. Благодаря дракару норманны могли внезапно появляться едва ли не в любом месте – там, где хотели; флотилия из 50-100 кораблей высаживала несколько тысяч воинов, которые грабили города и села и уходили, как только противник собирал крупные силы. Дракар позволил норманнам разграбить большую часть Западной Европы, но, не обладая преимуществом перед рыцарской конницей, они смогли закрепиться лишь в немногих областях, в Нормандии, в Сицилии, в Англии. На востоке Европы сложилась иная ситуация: здесь не было рыцарской конницы, и, благодаря своим мечам и кольчугам, норманны-варяги обладали военным превосходством над местным населением. В конечном счете, варяги завоевали страну славян; они дали этой стране свое имя, Русь – ведь по-фински русь означает «шведы». Позднее варяги превратились конных дружинников, русских бояр.

Хорошо известно, что русские князья носят скандинавские имена, Рюрих – это Рорих Ютландский, прославившийся разграблением Лондона, Олег – это Хельги, Ольга – это Хельга, Игорь – это Ингварр, Святослав (казалось бы, славянское имя) – это Свендислэйв, Владимир – это Вольдемар и так далее.

Варварские нашествия охватили всю Евразию, и был лишь один город, который сумел выстоять в этой буре, это была последняя крепость цивилизации – Константинополь. Варвары, тюрки и арабы, штурмовали Константинополь с моря и суши, но греков спасло изобретение греческого огня – зажигательной смеси, которую выбрасывали на корабли противника с помощью мощных насосов. Константинополь устоял – но страна была разорена, и долгое время грекам было не до наук и искусств. Положение изменилось лишь при императоре Василии I (867-886); будучи неграмотным крестьянином, Василий с почтением относился к учёным монахам и не жалел золота для возрождения греческой учености. В середине IX века под началом епископа Льва Математика в Магнавском дворце была вновь открыта высшая школа - началось возрождение древних наук и искусств. Преподаватели Магнавской школы стали собирать хранившиеся в монастырях старинные книги; знаменитый грамматик Фотий составил сборник с краткими пересказами 280 античных рукописей. Придворные грамматики собрали огромную библиотеку и участвовали в создании обширных компиляций по законоведению, истории и агрономии. Греки снова познакомились с Платоном, Аристотелем, Евклидом и снова узнали о шарообразности Земли. В Греции сохранялись и созданные римлянами принципы строительного искусства; именно греки учили окрестные народы строить каменные соборы – они построили собор Святого Марка в Венеции и собор Святой Софии в Киеве.

В начале VIII века приглашенные халифом греческие мастера возвели в Иерусалиме главную мечеть арабов – «Купол Скалы», Куббат ас-Сахра; эта мечеть и по сей день остается шедевром архитектуры. Правивший в IX веке халиф Мамун был большим почитателем греческой учености; под впечатлением легенд об александрийском Мусее он создал в Багдаде “Дом науки” с обсерваторией и большой библиотекой; здесь были собраны поэты, учёные и толмачи, которые переводили греческие книги. Рассказывают, что халиф платил за переводы столько золота, сколько весила книга; были переведены сотни рукописей, присланных из Константинополя или найденных в сирийских монастырях; мусульманский мир познакомился с трудами Платона, Аристотеля, Евклида. Из книги Клавдия Птолемея (которую арабы называли «Аль-Магест») мусульмане узнали о шарообразности земли, научились определять широту и рисовать карты. Сочинения Гиппократа стали основой для “Канона врачебной науки” знаменитого врача и философа Ибн Сины; Ибн Хайан положил начало арабской алхимии и астрологии. Особенно усердно работали арабские астрономы - их главной задачей было научиться определять, в какой стороне находится Мекка - именно в эту сторону должны были склоняться правоверные при молитве. Самым знаменитым арабским астрономом был ал-Хорезми, известный европейским переводчикам как Алгорисмус - от его имени происходит слово “алгоритм”. Ал-Хорезми позаимствовал у индийцев десятичные цифры, которые потом попали от арабов в Европу и которые европейцы называют арабскими. Однако главным занятием арабских мудрецов были поиски эликсира жизни и философского камня, который позволял превращать ртуть в золото.

Постепенно науки возвращались и в Европу. Искорки древних знаний издавна сохранялись в монастырях, где монахи переписывали старые книги и учили молодых послушников латинской грамоте, чтобы они могли читать святую Библию. В те времена латынь была единственным письменным языком и, чтобы научиться грамоте, нужно было научиться латыни: сначала выучить наизусть полсотни псалмов, а потом освоить азбуку. Кроме того, в монастырской школе учили церковному пению и немного - счёту, в этом и заключалось тогдашнее образование. Грамотные люди, само собой, считались монахами, их называли клириками, они носили тонзуру и пользовались большим уважением, клирик мог стать священником или писцом у графа - если только вёл достойную монаха жизнь, то есть не вступал в брак. С давних времён учёные монахи пытались собрать в одну книгу всё, что осталось от древних знаний и составляли обширные манускрипты, повествующие о житиях святых, магических свойствах чисел и немного - о медицине или географии. В VII веке Исидор Севильский написал двадцать томов “Этимологии”, а столетием позже Беда Достопочтенный составил обширную “Церковную историю Англии”.

Император Карл Великий в подражание древним создал свою Академию – но это был всего лишь маленький кружок ученых монахов, здесь сочиняли латинские стихи и вели летописи. Из этих летописей видно, что тогдашние грамотеи представляли землю плоской, в виде огромного диска, окружённого океаном. Край земли терялся во мраке и был населён чудными племенами - одноногими людьми и людьми-волками. Легенда говорит, что в X веке молодой монах Герберт отправился в поисках знаний в Испанию; он учился “запретным наукам” у одного арабского мудреца, а потом соблазнил его дочь и с её помощью похитил тайные книги. В этих книгах было написано, что земля имеет форму шара, что числа можно записывать с помощью особых значков-цифр, и ещё многое другое. Впоследствии монах Герберт рассказывал обо всем этом людям и за свою учёность был избран папой под именем Сильвестра II - но мрак невежества был столь густым, что слушатели Герберта мало что поняли из его рассказов, и франки по-прежнему считали землю плоской.

Мусульманская Испания была для европейцев ближе, чем Константинополь, поэтому они ездили в Испанию, где учились у арабов тому, что те позаимствовали у греков. После того, как христиане отвоевали у мусульман столицу Испании Толедо, им достались богатые библиотеки с сотнями написанных арабской вязью книг. Епископ Раймунду призвал учёных монахов со всей Европы, и они вместе с арабскими и еврейскими мудрецами перевели эти книги - среди них был медицинский трактат Ибн Сины (Авиценны), философские манускрипты Ибн Рушда (Авероэсса), алхимические штудии Ибн Хайана (Гебера), а также арабские переводы Платона, Аристотеля, Евклида, Птолемея. В Испании европейцы познакомились с бумагой, магнитной иглой, механическими часами, перегонным кубом для получения алкоголя. Труды переводчиков продолжались в течение всего XII столетия, и всё это время грамотеи Европы тянулись в Испанию за новыми книгами. Учёных подталкивало нетерпение их учеников - ведь в XII веке в Европе открылась тяга к знаниям, выросли торговые города, и купцы не могли обойтись без образования. В городах появились “общие школы”, доступные не только для монахов; в этих школах преподавали “семь свободных искусств”, распадавшихся на “тривиум” и “квадриум”. “Тривиум” - это были “грамматика”, “риторика” и “диалектика”, а “квадриум” состоял из “арифметики”, “астрономии”, “музыки” и “геометрии”, причём “астрономия” в действительности была астрологией, а “геометрия” - географией. В арифметике большую часть курса занимало истолкование тайного смысла цифр, а вершиной премудрости считалось деление многозначных чисел. Под риторикой разумелось искусство составлять письма, грамоты и юридические документы - это была очень важная для горожан наука, которая со временем легла в основу всего высшего образования.

Нужно сказать, что в эпоху господства варваров не существовало права и законов в том смысле, как мы их понимаем теперь. У варваров были свои варварские «правды», сборники законов, но главным законом был «божий суд» – судебный поединок на мечах. Кто побеждал – тот и был прав. Купцы, которые не хотели сражаться на мечах, пользовались законами погибшей Римской империи, сохранившимися отрывками кодекса, составленного когда-то императором Юстинианом.

В конце XI века болонский ритор Ирнерий восстановил римский кодекс законов и основал первую юридическую школу. Со временем эта школа разрослась, в Болонью стали приезжать тысячи учащихся со всей Европы, и в конце XII века школа Ирнерия превратилась в “университет” - учёную “корпорацию”, цех с мастерами-магистрами, подмастерьями-бакалаврами и учениками-студентами. Как у всех цехов, у университета было своё знамя, свой устав, своя казна и свой старшина-ректор. Звание магистра (или доктора) присваивалось после экзамена-диспута, когда нового “мастера” облекали в мантию и вручали ему кольцо и книгу - символ науки. Римские папы поддерживали уважение к учёному цеху и наделяли докторов бенефициями - доходами от церковного имущества; они строили и общежития для бедных студентов, “коллегии”; позднее доктора стали читать в этих коллегиях лекции, и, таким образом, появились новые учебные заведения - колледжи. В университете было четыре факультета, один из них, “артистический”, считался подготовительным: это была прежняя “общая школа”, где изучали “семь свободных искусств”. Лишь немногие студенты выдерживали все испытания и продолжали учёбу на старших факультетах - юридическом, медицинском и богословском. Юристы и медики учились пять лет, а богословы - пятнадцать; их было совсем мало, и по большей части это были монахи, посвятившие свою жизнь богу.

Появление университета принесло Болонье почёт и немалые выгоды, поэтому вскоре и другие города принялись заводить высшие школы по болонскому образцу. В середине XIII века в Италии было 8 университетов. Самым знаменитым университетом Англии был университет в Оксфорде, где в XIII веке преподавал знаменитый астролог и алхимик Роджер Бэкон.

Бэкон жил в башне, на вершине которой ночами проводил свои наблюдения, что-то измерял и чертил с помощью странных приборов - его считали колдуном и суеверно боялись. Он составил трактат, в котором в нарочито туманных, понятных лишь посвящённым, фразах писал о секрете пороха и увеличительных стёкол; он учил определять местонахождение с помощью широты и долготы. Бэкон писал также о том, что в будущем появятся машины, которые будут возить людей и машины, которые будут летать по небу – трудно сказать, как в те времена могли прийти в голову такие мысли. В конце концов, Бэкона обвинили в колдовстве и заточили в тюрьму, откуда он вышел лишь незадолго до смерти.

С точки зрения развития техники основным достижением средних веков стало использование лошади. Средние века были эпохой, когда лошадь стала первым помощником человека; жизнь европейского крестьянина стала немыслимой без лошади. Изобретение стремени привело к широкому распространению верховой езды. Появление хомута позволило использовать лошадь на пашне - ведь раньше пахали на быках. Запряженные лошадьми телеги и кареты стали главным средством транспорта. Из других достижений нужно отметить распространение водяных и ветряных мельниц – хотя мельницы появились еще в древнем Риме, их широкое применение относится именно к средним векам.

Средние века были временем господства кавалерии. В XIII веке в руках кочевников вновь оказалось новое оружие – это, был монгольский лук, “саадак”, стрела из которого за 300 шагов пробивала любой доспех. Это была сложная машина убийства, склеенная из трех слоев дерева, вареных жил и кости и для защиты от сырости обмотанная сухожилиями; склеивание производилось под прессом, а просушка продолжалась несколько лет – секрет изготовления этих луков хранился в тайне. Для натяжения монгольского лука требовалось усилие не менее 75 кг – вдвое больше, чем у современных спортивных луков и больше чем у знаменитых английских луков – тех, которые погубили французское рыцарство в битвах при Креси и Пуатье. Саадак не уступал по мощи мушкету, и все дело было в умении на скаку попасть в цель – ведь луки не имели прицела и стрельба из них требовала многолетней выучки.

Обладая таким всесокрушающим оружием, монголы не любили сражаться врукопашную. «Вообще они не охотники до ручных схваток, - отмечал известный историк С. М. Соловьев, - но стараются сперва перебить и переранить как можно больше людей и лошадей стрелами, и потом уже схватываются с ослабленным таким образом неприятелем. Классическим примером такой тактики явилась битва с венграми на реке Сайо, когда венгерская рыцарская армия так и не смогла навязать монголам рукопашного боя и была расстреляна из луков во время шестидневного отступления к Пешту.

Монгольский лук был фундаментальным открытием, которое породило новую волну завоеваний. Монголы опустошили половину Евразии, разрушили города и истребили большую часть населения. Развитие Китая, Ирана, России было отброшено на столетия назад. Лишь Западной Европе удалось избежать этого страшного нашествия – и с этого времени Европа стала убежищем для наук и искусств.

Тема 7. Начало Нового времени

Монгольский лук недолго господствовал над миром; волею судьбы через столетие на смену ему пришло еще более грозное оружие - аркебузы и пушки. Первооткрывателем пороха был китайский алхимик и медик Сунь Сымяо, живший в VII веке; он писал в одном из трактатов, что нагревание смеси из селитры, серы и древесного угля приводит к сильному взрыву. В битвах с монголами китайцы использовали пороховые бомбы, которые бросали во врага из баллист – однако это спасло их от поражения. Из Китая порох попал на Ближний Восток; здесь неизвестные арабские мастера создали первую пушку - “модфу”. Поначалу модфа представляла собой выдолбленный деревянный ствол, куда засыпали порох, закатывали камень и производили выстрел. В XII веке стали делать железные модфы, стрелявшие свинцовыми ядрышками - “орехами”. Затем появились большие бомбарды весом в несколько тонн с многопудовыми каменными ядрами - эти орудия предназначались для разрушения крепостных стен. В XIII веке арабы применили бомбарды при осаде испанских городов, а затем, в XIV столетии, с новым оружием познакомилась вся Европа.

Одним из первых европейцев, познавших секрет пороха, был немецкий монах Бертольд Шварц; он занимался в своем монастыре алхимией, и за это был посажен в тюрьму, где продолжал свои опыты. Как все алхимики, Шварц пытался получить золото путем соединения различных веществ; однажды он составил смесь из древесного угля, серы и селитры, поджег ее - и едва уцелел после произошедшего взрыва. Научившись изготовлять порох, Шварц стал известным пушечным мастером и, поступив на службу к англичанам, участвовал в битве при Креси.

Однако в те времена еще не было ни картузов для пороха, ни чугунных ядер, и зарядить пушку стоило столь большого труда, что за день сражения она успевала сделать лишь несколько выстрелов. Кроме того, бомбарды были очень непрочными, их делали из железных полос, скрепленных обручами, и для предохранения от вырывавшихся в щели пороховых газов обтягивали кожей. Ствол бомбарды укладывали в деревянную колоду, и пушка была столь тяжелой, что сменить позицию в ходе боя было практически невозможно, - поэтому артиллерию применяли в основном при осаде крепостей. Лук продолжал господствовать на поле боя, пока в литейном деле не произошли новые революционные перемены. В XIV веке артиллерийские мастера научились лить бронзовые и медные пушки в песочных формах. Изобретение цельнолитой пушки было ФУНДАМЕНТАЛЬНЫМ ОТКРЫТИЕМ, изменившим облик человеческого общества; рыцари и лучники отступили перед новым богом войны - артиллерией. Отныне могли выжить только те государства, которые имели металлургическую промышленность, артиллерию и профессиональную армию. Цивилизация, наконец, получила в руки оружие, которое остановило волны нашествий из Великой Степи.

Огнестрельное оружие было создано на Востоке и первой армией, взявшей его на вооружение была армия Османской империи. При султане Мураде I (1362-1389) были созданы первые подразделения янычар – это был корпус регулярной пехоты, составленный из воинов-рабов, с детства воспитанных в казармах. Дисциплина, порядок и мужество янычар помогали им одерживать победы в сражениях, но настоящая слава пришла к ним тогда, когда в руках «новых солдат» оказалось «новое оружие». При Мураде II (1421-1451) большая часть янычар была вооружена аркебузами-«тюфенгами»; был создан мощный артиллерийский корпус, «топчу оджагы» - таким образом, на свет явилась регулярная армия, вооруженная огнестрельным оружием.

Пушки тех времен были слишком тяжелыми, чтобы передвигаться по полю боя, поэтому их устанавливали на центральной позиции, обычно на холме. Батареи прикрывались укреплениями из деревянных щитов и повозок – получался укрепленный лагерь, в окопах впереди лагеря и в самом лагере располагались стрелки-янычары, а конница сипахи выстраивалась по сторонам и позади лагеря. Задача конницы состояла в том, чтобы завязать бой и заманить вражескую кавалерию на укрепления янычар, где она попадала под губительный огонь пушек и аркебуз, – потом конница возвращалась и добивала уцелевших врагов.

При преемнике Мурада, Мехмеде II, для овладения городами были созданы огромные осадные орудия – в том числе знаменитая пушка Урбана, которая в 1453 году разрушила стены Константинополя. Это была бомбарда длиной 8 метров, стрелявшая каменными ядрами весом полтонны; чтобы доставить эту махину к Константинополю, пришлось выравнивать дорогу и укреплять мосты, пушку тащили 60 быков, а 200 человек шли рядом, чтобы поддерживать ее в равновесии.

Создание вооруженной огнестрельным оружием регулярной армии было фундаментальным открытием турок; это открытие вызвало волну османских завоеваний. В течение двадцати лет после взятия Константинополя турки овладели Сербией, Грецией, Албанией, Боснией, подчинили Валахию и Молдавию. Затем они обернулись на Восток, окончательно покорили Малую Азию, и в 1514 году в грандиозной битве на Чалдаранской равнине разгромили объединенные силы господствовавших над Ираном кочевников. Затем были завоеваны Сирия и Египет, и султан Селим Грозный (1512-1520) провозгласил себя заместителем пророка, халифом.

Известие о взятии Константинополя турками прозвучало в Европе как раскат грома; все короли спешили создать собственную артиллерию. Новый толчок развитию артиллерии дало появление доменных печей и чугунного литья. В середине XV века в Вестфалии, на границе Германии и Франции, были построены первые доменные печи; от прежних сыродутных печей их отличали большие размеры (до 6 метров высоты) и механическое дутье с приводом от водяного колеса. Высокая температура, создаваемая в таких печах, позволяла получать жидкий чугун, который использовали для литья ядер – а потом и орудийных стволов. Чугун содержал большое количество углерода и был хрупок, для получения железа его пускали в переплавку, эта технология называлась кричным переделом.

Другим важным нововведением в артиллерийском деле стало изобретение колесного лафета. Колесный лафет появился во Франции в конце XV века; появление лафета позволило брать пушки в дальние походы; в 1494 году подвижная артиллерия позволила французскому королю Карлу VIII завоевать Италию. Постепенно развивалась теория артиллерийского дела. Итальянский математик Никколо Тарталья изобрел квадрант и первым попытался вычислить траекторию снаряда. Тарталья установил, что вес ядра пропорционален кубу его диаметра и ввел орудийные калибры.

Как отмечалось выше, порох был изобретен в Китае. Другим великим китайским изобретением было книгопечатание, появившееся в Китае в XI веке. Поначалу для печати использовались вырезанные из дерева доски, затем деревянные литеры, потом – чугунные литеры, изобретателем которых считается кузнец Би Шен. В Европе книгопечатание, по-видимому, было открыто независимо, его создателем был ремесленник Иоанн Гутенберг из Страсбурга. В 1440 году Гутенберг изготовил свой первый печатный станок, а в 1455 году напечатал первую книгу – конечно, это была самая популярная книга тех времен, Библия.

Мы говорили о том, что в средние века роль хранительницы древних знаний играла Византия. Когда в XV веке к Константинополю подступили полчища турок, ученые греческие монахи стали спасаться бегством на Запад. Они привозили с собой драгоценные древние рукописи и учили европейцев греческому языку. Городом, куда держали путь ученые греки, была Флоренция - в тамошнем университете преподавали греческий язык, и греки находили здесь теплый прием; они переводили на латынь привезенные с собой труды Аристотеля, Платона, Полибия и передавали флорентинцам сокровенные мысли древних философов. Правитель Флоренции, знаменитый банкир Козимо Медичи, был страстным поклонником Платона и создал на своей вилле в Кареджи кружок любителей античности, который позже, по примеру афинской школы Платона, назвали “Академией”. Друзьями Козимо были не только философы, но и архитекторы, скульпторы и художники, стремившиеся возродить в своих произведениях древние образцы. Архитектор Филиппо Брунеллески был настолько увлечен античностью, что провел несколько лет среди руин римского форума; он измерял и зарисовывал остатки древних строений и проводил долгие часы в Пантеоне, который тогда считали чудом света: бетонный купол этого храма имел 43 метра в диаметре, и с тех времен ни один мастер не имел ни знаний, ни смелости, чтобы сотворить подобное. Когда Брунеллески предложил возвести такой же купол над огромной, недостроенной еще со времен Чумы церковью Санта Мария дель Фьоре, флорентинцы поначалу сочли его за сумасшедшего - но, в конце концов, выделили рабочих и деньги. Пятнадцать лет вся Флоренция с удивлением следила за невиданной стройкой: купол поднимался все выше и выше и, наконец, достиг высоты в 114 метров - это было самое грандиозное здание из всех, построенных до тех пор человеком, новая Вавилонская башня, символ начинающегося Нового Времени.

Возрождение древних знаний и древней культуры - таковы были суть и содержание новой эпохи, и волею случая старый банкир Козимо оказался человеком, понявшим эту суть; он первым понял, сколь огромную роль играет поддержка правителей в судьбе культуры. Он щедро раздавал деньги талантам - и под конец жизни оказался окружен людьми, совершившими революцию в мире искусства. Все это были его друзья - Донателло, воскресивший античную скульптуру, и Филиппо Липпи, воскресивший античную живопись. К концу жизни Козимо во Флоренции появились художественные мастерские, в которых учились десятки будущих живописцев - это было начало великой эпохи, которую позднее назвали Эпохой Возрождения. В мастерской Андреа Веррокьо проводились первые опыты работы с масляными красками; если раньше художники писали лишь настенные фрески по влажной штукатурке, то теперь появились настоящие картины, блистающие яркостью и глубиной красок. Это было рождение нового искусства, и при этом рождении присутствовали два ученика Веррокьо - Сандро Боттичелли и Леонардо да Винчи.

Появление масляных красок – это пример того, как открытия в области технологии производят переворот в мире искусства. Художники, первыми освоившие эту технику, почти автоматически стали великими мастерами – как Сандро Боттичели, Леонардо да Винчи, Микеланджело и Рафаэль; остальным была уготована участь подражателей. Великие мастера тех времен были не только художниками, но и скульпторами, архитекторами и изобретателями. Микеланджело построил самый большой собор в мире – собор Святого Петра в Риме с куполом высотой 130 метров. Леонардо да Винчи оставил после себя множество проектов – он подражал Архимеду, создателю античной механики и конструировал различные военные машины. Многие его проекты были неосуществимы на тогдашнем уровне техники; но одно из его изобретений нашло очень широкое применение – это был колесцовый замок для пистолетов, именно Леонардо да Винчи создал кавалерийский пистолет.

Итальянское Возрождение было возрождением античных искусств и наук – в том числе и географии. Друг Брунелески, Паоло Тосканелли воскресил географию Птолемея, базирующуюся на определении широт и долгот. Тосканелли установил на вершине Флорентинского собора гномон, и, замеряя его тень, попытался заново вычислить длину меридиана. Неточность измерений привела к тому, что Тосканелли приуменьшил размеры Земли и сделал вывод, что расстояние от Испании через океан до Индии составляет лишь 6 тысяч миль – втрое меньше действительного. Расчеты Тосканелли попали в руки другого итальянца, Христофора Колумба, который загорелся желанием достичь этим путем Индии. Этот проект казался реальным благодаря изобретению каравеллы, судна с косым парусом и корабельным рулем; каравелла отличалась от своих предшественников тем, что могла, меняя галсы, плыть на парусах против ветра. В 1492 году Колумб отправился в Индию и открыл Америку. В 1498 году Васко да Гама обогнул Африку и открыл настоящую дорогу в Индию. В 1519 году Магеллан отправился в первое кругосветное путешествие. Каравелла сделала доступными для европейцев все океаны и подарила им господство на морях. Каравелла – это было фундаментальное открытие, резко расширившее экологическую нишу европейских народов. Испания стала обладательницей богатейших колоний, сотни тысяч переселенцев отправились за Океан в поисках новых земель и богатств. Через полтора века после открытия Америки Испания опустела – ее население уменьшилось вдвое, а в Америке выросли тысячи городов, населенных колонистами.

Последствием открытия Америки стала агротехническая революция. Европейцы познакомились с новыми сельскохозяйственными культурами, прежде всего с кукурузой и картофелем. Эти культуры были значительно продуктивнее пшеницы, и введение их в оборот позволило увеличить производство пищи. За расширением экологической ниши последовал рост населения, к примеру, население Франции в XVIII веке возросло в полтора раза. С другой стороны, американские плантации стали производителями сахара, кофе, хлопка, табака – продуктов, которые находили широкий сбыт в Европе. Однако, чтобы наладить производство этих товаров у плантаторов не хватало рабочей силы. В конечном счете, они стали привозить рабов из Африки; развитие плантационного хозяйства привело к невиданному расцвету работорговли. Все это были последствия великого фундаментального открытия, изобретения каравеллы.

Тема 8. Рождение современной науки

Возрождение коснулось и астрономии, в 1543 году учившийся в Италии польский священник Николай Коперник издал книгу, в которой он воскресил идею Аристарха Самосского о том, что Земля вращается вокруг Солнца. Однако, как и в древние времена, эта теория не согласовывалась с наблюдениями астрономов, в частности с наблюдениями датского астронома Тихо Браге, создавшего обширные и точные астрономические таблицы. В 1609 году Иоганн Кеплер, астроном и астролог при дворе германского императора, проанализировал таблицы Тихо Браге и путем кропотливых вычислений показал, что Земля вращается вокруг Солнца – но не по кругу, а по эллипсу. Таким образом, ученые Нового времени впервые превзошли ученых Древнего мира.

Экспериментальное подтверждение теории Кеплера было дано великим итальянским ученым Галилео Галилеем. С давних времен основным возражением против гелиоцентрической теории было то, что Луна вращается вокруг Земли – по аналогии считали, что и другие небесные тела должны вращаться вокруг Земли. В 1609 году Галилей одним из первых создал подзорную трубу и с ее помощь сделал много сенсационных для того времени открытий. Он обнаружил много новых звезд и открыл четыре спутника, вращающиеся вокруг Юпитера, - теперь стало ясно, что Луна – это не планета, а спутник, подобный спутникам Юпитера, а планеты, в отличие от спутников, вращаются вокруг Солнца. Галилей энергично выступил в поддержку учения Коперника и был привлечен к суду инквизиции; он был вынужден, стоя на коленях, публично отречься от своих заблуждений. Галилею тогда было уже 70 лет, и он провел остаток жизни под домашним арестом – но продолжал работать и ставить опыты. Он установил, что Аристотель был не прав, утверждая, что тяжелые тела падают быстрее легких, что пушечное ядро летит по параболе и что время колебания маятника не зависит от амплитуды. Галилей открыл закон инерции, закон равноускоренного движения и установил принцип сложения (суперпозиции) движений. Эти открытия стали началом современной механики.

Опыты Галилея продолжал его ученик Торричелли (1608-1647), открывший вакуум, атмосферное давление и создавший первый барометр. Исследование вакуума заинтересовало ученых многих стран. Француз Блез Паскаль совершил с этим барометром восхождение на одну из гор и обнаружил, что по мере подъема атмосферное давление падает. Немец Отто Гернике и англичанин Роберт Бойль почти одновременно изобрели воздушный насос. Бойль также установил, что объем, занимаемый газом, обратно пропорционален давлению (известный закон Бойля-Мариотта). Начатое Галилеем исследование маятника было продолжено голландцем Христианом Гюйгенсом (1629-95), который в 1657 году создал первые маятниковые часы.

По мере развития науки решалась проблема правильного обоснования научных истин и теорем. Английский философ Фрэнсис Бэкон в сочинении «Новый Органон» (1620) дал определение индуктивного и дедуктивного методов доказательства. Французский философ Рене Декарт (1596-1650) ввел в новую науку правила математического доказательства; он настаивал на необходимости доказательства любого утверждения. Когда у Декарта попросили доказать, что он существует, он ответил: «Я мыслю – следовательно, я существую». Декарт первый стал изображать кривые в виде графиков функций и создал аналитическую геометрию, он ввел понятие «количество движения» (это произведение массы на скорость – mv) и установил закон сохранения количества движения в отсутствие внешних сил.

Идеи Декарта были восприняты Исааком Ньютоном (1643-1727). Величайшим открытием Ньютона был его «второй закон механики», утверждавший, что «изменение количества движения пропорционально приложенной силе». «Изменение количества движения» – это масса, умноженная на производную скорости, таким образом, второй закон давал начало дифференциальному исчислению. Другим великим открытием Ньютона был закон всемирного тяготения, при доказательстве этого Ньютон использовал формулу центробежной силы, полученную ранее Гюйгенсом.

Честь создания дифференциального исчисления оспаривал у Ньютона знаменитый немецкий ученый Готфрид Лейбниц (1646-1716). Лейбниц, в частности, установил закон сохранения кинетической энергии. Работы Лейбница и Ньютона в области механики и дифференциального исчисления продолжал швейцарский ученый Иоганн Бернулли (1667-1748).

Успехи ученых привлекли внимание королей и министров. В 1666 году знаменитый министр Людовика XIV Жан-Батист Кольбер уговорил короля отпустить средства на создание Французской Академии наук. Это было восстановление традиций Александрийского Мусея, в Академии были созданы обсерватория, библиотека и исследовательские лаборатории, выпускался научный журнал. Академикам платили большое жалование; в числе академиков были такие знаменитости как Гюйгенс и Лейбниц. Кольбер ставил перед Академией практические задачи, под руководством Пикара был точно измерен градус меридиана и составлена точная карта Франции – причем оказалось, что размеры страны меньше, чем полагали прежде. Людовик XIV в шутку сказал, что «господа академики похитили у него часть королевства». Ученик Гюйгенса Дени Папен был создателем парового цилиндра и работал над созданием паровой машины. Гюйгенс и Папен были протестантами; когда во Франции после отмены Нантского эдикта начались гонения на протестантов, они были вынуждены покинуть страну. Папен уехал в Германию, где построил первую паровую машину, установил ее на лодку и в 1709 году приехал на этом «пароходе» в Лондон. Он просил денег на продолжение своей работы у Лондонского королевского общества. Королевское общество было создано приблизительно в одно время с Французской Академией, и президентом общества в то время был Исаак Ньютон. Однако английское правительство практически не давало обществу средств, и оно было вынуждено отказать Папену. Папен умер в нищете и неизвестно, что стало с первым пароходом.

По примеру Людовика XIV своими Академиями поспешили обзавестись многие европейские короли. В 1710 году по инициативе Лейбница была создана Берлинская академия. В 1724 году, незадолго до смерти, Петр I подписал указ о создании Российской академии наук. Главной знаменитостью Российской академии был ученик Бернулли знаменитый математик швейцарец Леонард Эйлер. Эйлер продолжал разработку теории дифференциальных уравнений, начатую в работах Лейбница и Бернулли. Теория дифференциальных уравнений была величайшим открытием XVIII века; оказалось что все процессы связанные с движением тел, описываются дифференциальными уравнениями, и решив их, можно найти траекторию движения. В 1758 году французский математик и астроном Клеро рассчитал траекторию кометы Галлея с учетом влияния притяжения Юпитера и Сатурна – это была блестящая демонстрация возможностей новой теории. Эта теория нашла свое завершение в знаменитой книге Жозефа Лагранжа «Аналитическая механика», увидевшей свет в Париже в 1788 году.