03. Алхимия и век разума

Практические познания в обработке материалов люди приобрели давно, но работа ремесленника считалась тогда занятием низким. Такое отношение отчасти объяснялось тяжелыми условиями труда ремесленников. Египетский писец (1500 г. до н.э.) отмечал: «от ремесленника разит, как от тухлой рыбы».

Алхимия и эпоха Возрождения
В III в. император Диоклетиан (245-313) приказал уничтожить все книги по обработке золота, серебра и меди, чтобы предотвратить изготовление фальшивых монет. Тогда возрос интерес к магии как средству превращения неблагородных металлов в золото. Центром новой науки, которую арабы назвали алхимией, стала Александрия.

Алхимические процессы, изображенные в этой арабской рукописи, отражают взаимное влияние различных культур. Арабы почерпнули свои познания в алхимии главным образом в Александрии и примерно в XI в. распространили их в Западной Европе. Усовершенствовав методы египтян, арабы тем не менее не избежали влияния их мистических воззрений и наделяли все предметы душой.

Александрийские алхимики изобрели приборы для нагревания, плавления, фильтрации и очистки веществ. Они создали стеклянные колбы и реторты, без которых и по сей день не обходится ни одна химическая лаборатория. Арабы восприняли, обобщили и распространили эти достижения. Величайшим арабским химиком был Джабир ибн Хайян, или Гебер (около 721-815); он занимался "превращением" металлов и выдвинул теорию их строения, непревзойденную вплоть до XVIII в. Гебер не просто знал такие химические процессы, как кристаллизация, растворение и восстановление, но и пытался объяснить их. Он открыл азотную кислоту.

Основы современной науки были заложены в эпоху Возрождения в Италии, где городское население было преобладающим. Итальянские ремесленники обрели свободу, и некоторые из них стали знаменитыми. Наиболее яркий представитель этого сословия-Леонардо да Винчи (1452-1519). Он не был ученым-схоластом, а занимался экспериментальными исследованиями в области естественных наук, математики и механики.

Астролябия, изобретенная древнегреческим астрономом Гиппархом около 150 г. до н. э. и усовершенствованная арабами, появилась в Европе примерно в X в. На двух металлических дисках нанесены проекции небесной и земной сфер. Вращающаяся рукоять позволяет определять склонение светил над горизонтом. Астролябия использовалась и как навигационный прибор для определения широты и времени.

Коперник и Галилей
Николай Коперник (1473-1543), родом из Торуни, учился в Кракове и Болонье в 90-х годах XV в. Из латинских и греческих текстов он узнал, что Гераклит (388-315 до н.э.) приписывал Земле движение «на манер колеса, влекомого своей осью». Коперник пришел к заключению, что непротиворечивое описание движений планет можно получить только предположив, что Земля обращается вокруг Солнца. Свою теорию Коперник изложил в трактате «Об обращениях небесных сфер», вышедшем в свет в 1543 г., когда он уже находился на смертном одре. Теория Коперника - воз можно, наиболее важная научная теория за всю историю человечества, поскольку она в корне изменила представление человека о его месте в мире. До Коперника человек считал Землю и себя центром мироздания. После выхода труда Коперника человек осознал, что он лишь крохотная частичка, затерянная в бескрайних просторах Вселенной.

Коперник изобразил планеты обращающимися вокруг Солнца по траекториям, представляющим собой сложные комбинации круговых движений. Система Коперника предсказывала положения планет не точнее, чем система Птолемея, но она ознаменовала триумф идей, показавших истинное место человека в мире. В 1609 г. Иоганн Кеплер доказал, что планеты движутся вокруг Солнца по эллипсам.

Наука эпохи Возрождения достигла своего апогея в трудах Галилео Галилея, проложившею путь современной науке. Коперник выяснил, как действует механизм Солнечной системы. Галилей впервые исследовал движение тел на Земле. Галилей родился в 1564 г. в Пизе, а умер в 1642 г. (когда родился Исаак Ньютон). Он учился в Пизанском университете. По преданию, внимание Галилея как-то привлекла качающаяся люстра в соборе: он заметил, что продолжительность колебания не зависит от размаха (амплитуды). Галилей проверил свое Наблюдение на маятнике, сделанном из обрывка струны и пули. Позднее он использовал это фундаментальное свойство маятника в конструкции маятниковых часов.

Английский квадрант, изобретенный в 1595 г. естествоиспытателем Джоном Дэвисом, позволил производить измерения, не глядя непосредственно на Солнце. На верхней из двух дуг с делениями имеется ползунок, отбрасывающий тень на прорезь, что позволяет одновременно определять направление на Солнце и визировать горизонт. Сумма двух показаний дает высоту Солнца в зените, по которой вычисляется географическая широта.

Став профессором университета, Галилей должен был излагать студентам науку по Аристотелю (384-322 до н. э.). Это заставило его тщательно проанализировать идеи Аристотеля, особенно относящиеся к движению тел. В своей теории Аристотель исходил из того, что скорость падающего тела пропорциональна его весу. Галилей решил экспериментально измерить скорость падающего тела и обнаружил, что она одинакова для всех тел. Галилей совершил немало других открытий. Воспользовавшись для астрономических наблюдений телескопом, он обнаружил, что аристотелева картина мироздания неполна и ошибочна.

Галилей доказал, что движение тел может быть точно описано путем сочетания эксперимента и математических рассуждений. Идеи Галилея развил Исаак Ньютон (1643-1727), показав, что все известные к тому времени физические явления природы можно полностью описать при помощи математической теории, законы которой согласуются с экспериментом. Основной труд Ньютона «Математические начала натуральной философии» - одно из величайших творений в истории науки.

Галилей открыл закон постоянства периода колебаний маятника и использовал его в маятниковых часах (В). Построив телескоп, Галилей впервые наблюдал планеты и обнаружил спутники Юпитера [описанные в трактате «Звездный вестник» (1610 г.), страница из которого воспроизведена здесь (Б)].

Век разума
Достижения Ньютона убедили мир в силе человеческого разума. Во Франции Пьер Лаплас (1749-1827) и Жозеф Ла-гранж (1736-1813), используя математические методы, обобщили и обосновали теорию Ньютона. Значение эксперимента и расчета признали и другие науки. Антуан Лавуазье (1743-1794) совершил переворот в химии, освободив ее от магии и мистицизма и заложив тем самым основы современной химии.

Исаак Ньютон вычислил скорость, при которой тело, брошенное с вершины горы по горизонтали, не упадет на Землю, а начнет обращаться вокруг нее. Выполненный Ньютоном чертеж траектории искусственного спутника (Б) был опубликован в 1728 г., через год после его смерти. Гений Ньютона расцвел в Кембридже. За несколько лет он разработал основы дифференциального и интегрального исчислений, исследовал природу света и цвета и возможности применения математического анализа в физических теориях. Основные труды Ньютона в области физики: «Математические начала натуральной философии» (1687) и «Оптика» (1704).

Антуан Лавуазье, объяснивший природу горения, заложил основы современной химии. До него считалось, что горение связано с передачей особой субстанции-флогистона, иногда выделявшегося в виде огня. Нагревая ртуть и воздух в колбе с изогнутым горлышком, Лавуазье смог точно измерить, насколько уменьшился объем газа и возросла масса ртути за 12 суток непрерывного нагревания. Пользуясь своим прибором (А) (рисунок взят из сочинения самого Лавуазье), он показал, что наблюдаемые изменения можно объяснить при помощи открытой Джозефом Пристли (1733 1804) активной которую Лавуазье назвал кислородом Идея флогистона была отвергнута, и химия стала развиваться, всецело опираясь на количественные измерения.