Реферат: По словам французского писателя Жозефа Эрнеста Ренана (1823- 1892), «каждый школьник знаком те­перь с истинами, за которые Архимед отдал бы жизнь»

К ЧИТАТЕЛЮ

По словам французского писателя Жозефа Эрнеста Ренана (1823— 1892), «каждый школьник знаком те­перь с истинами, за которые Архимед отдал бы жизнь». За последние 400 лет человеческая цивилизация прошла путь познания, неизмеримо больший, чем за всю свою предшествующую историю. За эти годы люди освоили географию и недра Земли, покорили океан. Человек создал устройства, позволившие ему летать и пере­двигаться по земле с огромной ско­ростью, общаться с жителями других континентов, не выходя из собствен­ного жилища, и видеть происходящее в иных краях. Он освоил источники энергии, решил проблемы обеспече­ния пищей, научился предотвращать эпидемии самых страшных болезней. Быт среднего европейца конца XX в. вызвал бы восторженную зависть лю­бого властелина древнего государ­ства.

Эти достижения — плоды научно­го подхода к познанию природы. Научный дух зародился в Древней Греции. На смену мифам пришли натурфилософские представления о материи, пространстве и времени. Стало возможным от наблюдений перейти к размышлениям об устрой­стве мира, причинах и первоосновах происходящего на Земле. Именно «древнегреческому чуду» люди обя­заны зарождением физики — науки, преобразовавшей жизнь человека за сотые доли исторического пути ци­вилизации.

Подробный рассказ о становле­нии и развитии физики ждёт читате­лей в разделе «Биография физики». Как отмечал французский писатель Андре Моруа (1885—1967): «Итог знаний и воспоминаний, накоплен­ных поколениями, — вот что такое наша цивилизация. Стать её гражда­нином можно лишь при одном усло­вии — познакомившись с мыслями поколений, живших до нас».

Важнейшие физические открытия не только продвигали вперёд науку, переворачивая мировоззрение лю­дей, они не раз меняли судьбы мира. Система Коперника и теория относи­тельности сформировали облик со­временного человечества в не мень­шей мере, чем войны и революции.

Чем живёт современная «физи­ческая цивилизация»? Где находятся мировые центры подготовки высо­коклассных физиков? Как рабо­тают учёные, для чего они со­бираются на конференции и какие вопросы там реша­ют? Кого и почему выбирают в академики, за что присуждают Нобе­левские и другие пре­стижные премии? Как взаимодействуют фи­зика и религия, какова роль философии в фи­зических исследованиях? В чём различие между нау­кой и псевдонаукой? Обо всём этом говорится в разде­ле «Мир физики».



Средневековый учёный. Гравюра. XVI в.



5




Гарвардский университет. США.



Фрэнсис Бэкон. Портрет работы Пауля ван Сомера.

Один из творцов научного метода английский философ Фрэнсис Бэ­кон (1561—1626) произнёс фразу-формулу: «Scientia est potentia» (лат. «Знание — сила»), ставшую лейтмо­тивом Нового времени. Научными стали считать знания, которые мож­но проверить, сохранить и передать другому, т. е. наука должна изучать не любые явления, а лишь повторя­ющиеся в природе. Задача науки — выяснить законы, по которым про­исходят такие явления. В этом суть научного метода, сформулирован­ного в трудах Фрэнсиса Бэкона и Рене Декарта.

Ещё раньше английский философ и естествоиспытатель Роджер Бэкон (около 1214— 1292) писал: «Выше всех умозрительных знаний и искусств стоит умение производить опыты, и эта наука есть царица наук... Фило­софы должны знать, что их паука бес­сильна, если они не применяют к ней могущественную математику... Невоз­можно отличить софизм от доказа­тельства, не проверив заключение путём опыта и применения».

Благодаря итальянцу Галилео Га­лилею (1564—1642) в естествозна­ние вошло число, от наблюдений учёные перешли к измерениям и расчётам. Это позволило «спрессо­вать» и упорядочить огромный мас­сив фактов, переведя их на язык формул. В немалой степени делу со­хранения и передачи полученных знаний способствовало изобретение в XV в. книгопечатания Иоганном Гу­тенбергом. Из чисто аристократи­ческого занятия просвещённых одиночек стремление к знаниям стало доступным широким слоям обще­ства. С этим шагом сравнима лишь нынешняя компьютеризация, позво­лившая физике моделировать Все­ленную целиком.

Обзор современных представле­ний о строении мира, о способах по­лучения этих знаний читатель найдёт в разделе «Огромный загадочный мир». Он совершит «путешествие» в пространстве и во времени, полу­чит массу «дорожных впечатлений» от поражающих фантазию образов и масштабов макро- и микромира. «Маршруты» путешествия прорабо­таны физикой в разной степени: для некоторых направлений составлены подробные «карты» и «путеводители», а в иных местах придётся пробирать­ся по едва намеченным тропам.

Несмотря на грандиозные успехи науки, мир полон загадок, а перед физикой множество нерешённых проблем. В главе «Начала и мето­ды физики» рассказывается о сегод­няшнем «арсенале» познавательных средств науки. Здесь говорится о современных приборах и правилах обработки экспериментальных дан­ных, изложены основные принципы построения физических теорий.

Наблюдения — теория — экспери­мент... И снова всё сначала! Такова познавательная спираль современ­ной науки. Как сказал немецкий поэт, философ и естествоиспытатель Иоганн Вольфганг Гёте (1749—1832): «Всякий раз, когда мы внимательно вглядываемся в мир, мы создаём тео­рию». Так, постепенно, сверяя каж­дый шаг с данными опыта и интуи­тивно выбирая пути развития, естествознание преобразовывалось в физику. Именно в ней нашёл своё воплощение научный метод, и имен­но физика одной из первых стала на­укой в современном понимании, ибо она раньше иных наук смогла очер­тить круг задач и проблем, относя­щихся к сфере её возможностей. За 2 тыс. лет знания о явлениях приро-

6


ды увеличились многократно, а пред­мет физики при этом сузился.

Эрнест Резерфорд, британский учёный, открывший «атомную эру» в физике, с присущими ему добро­душием и иронией говорил: «Все науки можно разделить на две груп­пы, а именно — на физику и коллек­ционирование марок». Сказано это было в начале XX в., когда физика заняла лидирующее положение в естествознании. В отличие от других естественных дисциплин она уже располагала целым рядом не только эмпирических, но и фундаменталь­ных законов. На их основе можно было предсказывать явления, а также рассчитывать, как протекают слож­ные процессы, работают машины, механизмы и т. д.

Российский философ, химик и историк науки Бонифатий Михайло­вич Кедров (1903—1985) развил тео­рию циклов естествознания, соглас­но которой на каждом этапе научного прогресса существует свой лидер. С момента возникновения современ­ного естествознания эта роль при­надлежала механике и оставалась за ней на протяжении XVII—XVIII вв. — почти 200 лет. Механика способство­вала развитию родственных отраслей знания, распространяя на них свои методы и понятия. По теории Кед­рова, лидер расчищает дорогу уже целой группе новых отраслей.

К началу XIX в. ведущее положение заняли науки о строении материи: физика, химия, геология и биология. Затем из этого комплекса выдвинулся новый лидер — физика, остававшаяся им в течение почти всего XX в. Она стимулировала развитие ядерных и космических технологий, полупро­водниковой и лазерной техники, ки­бернетики, молекулярной биологии. Эти новые направления лидировали в последней четверти XX в. В конце столетия в роли лидера естествозна­ния утвердилась биология.

«Наука ищет пути всегда одним способом, — писал в начале XX в. русский мыслитель и естествоиспыта­тель Владимир Иванович Вернадский (1863—1945). — Она разлагает слож­ную задачу на более простые, затем, оставляя в стороне сложные задачи, разрешает более простые и тогда только возвращается к оставленной сложной». Именно так проходило ста­новление предмета механики. Все материальные процессы можно све­сти к движению — механическому,


^ ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ СТИХИОЛОГИЮ?

Физика есть наука о существе, свойствах, силах, действиях и цели всех видимых в свете тел. Как называются особенные части физики? Сома­тология, стихиология, метеорология, минералогия, химия, зоология и телеология.

(Энциклопедия, или Краткое начертание наук и всех частей учёности. Переведена с немецкого на российский И. Шуваловым. М., 1781 г.)

Физика, греч. Природознание, естествознание; наука, составляющая часть философии, имеющая своим предметом природу вообще и всех есте­ственных тел, их свойств, явлений и взаимного друг на друга действия.

(Новый словотолкователь. Составил Н. М. Яновский. СПб., 1806 г.)

Физика (греч. слово), наука или учение о природе (греч. physis), в насто­ящее время учение о законах явлений, происходящих в неодушевлённой природе, помимо химических превращений, происходящих в телах.

(Большая энциклопедия. Словарь общедоступных сведений по всем от­раслям знания. Пол ред. С. Н. Южакова. СПб., 1905 г.)

Физика, наука, изучающая... наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи и законы её движения. Понятия физики и её законы лежат в основе всего естествознания.

(Физический энциклопедический словарь. М., 1983.)



«Учёный изучает природу не по­тому, что это полезно: он изуча­ет её потому, что это доставляет ему удовольствие, потому, что она прекрасна... Я, конечно, не говорю здесь о той красоте, которая поражает наши чувства, о красоте качеств и внешней формы вещей; она в стороне от науки. Я говорю о той красоте, более интимной, внутренней, которая сквозит в гармоничном порядке частей и которую вос­принимает только чистый интел­лект... Красота, воспринимаемая интеллектом, есть красота само­довлеющая, существующая для самой себя, и это ради неё, быть может, более чем для будущего блага человечества, учёный обре­кает себя на многолетнюю и уто­мительную работу».

Ж. А. Пуанкаре

7




Исаак Ньютон. Портрет работы Дж. Торнхилла.

«Для многих людей наука — это измерения, выполняемые со скрупулёзной тщательностью. Такие измерения играют важную роль в разработке открытия, но очень редко ведут к нему... Научный метод — не столбовая дорога к открытиям, как думал Бэкон. Скорее это совокупность правил, иногда общих, иногда частных, которые помогают исследователю в пути в джунгли поначалу разрозненных, проти­воречащих друг другу фактов. Научное исследование — это искусство, а правила в искусстве, если они слишком жёстки, при­носят больше вреда, чем пользы».

Д. П. Томсон

«Раньше я видел смысл лишь в точных уравнениях. Мне каза­лось, что если пользоваться приближёнными методами, то результат становится невыноси­мо уродливым, а мне страстно хотелось сохранить математи­ческую красоту.

Вначале я считал, что сущест­вуют точные законы Природы и всё, что надо делать, — это получать из них следствия. Типичным примером точных за­конов являются законы движе­ния Ньютона. Но мы узнали, что эти законы не точные, а приближённые, и я заподозрил, что все остальные законы При­роды — тоже лишь приближе­ния... Все наши уравнения надо рассматривать как приближения, отражающие существующий уро­вень знаний, и воспринимать их как объекты для попыток их усо­вершенствования...»

П. А. М. Дирак

тепловому, химическому и т. д. Про­стейшее среди них — механичес­кое движение, т. е. перемещение тел в пространстве за промежуток време­ни. Но чтобы выявить первый закон механики — закон инерции, — Галилео Галилею пришлось преодолеть многовековую инерцию мышления: вместо причин, удерживающих тело в движении, он переключил внима­ние на причины, изменяющие его движение.

Любой современный школьник, зная определения скорости, ускоре­ния и владея азами дифференциаль­ного и интегрального исчисления, на одной-двух страничках может вы­вести все закономерности механи­ческих движений. Сам способ инте­грирования, изобретённый молодым бакалавром Тринити-колледжа Исаа­ком Ньютоном во время уединения в Вулсторпе, положил начало триум­фальным завоеваниям механики.

Механика обрела естественный для неё математический язык. Бла­годаря ему необозримый массив дан­ных о движении огромных небесных тел и мельчайших песчинок удалось свести к трём законам Ньютона и фундаментальному закону всемирно­го тяготения. Так родилась первая на­учная картина мира. Вселенная Нью­тона — система материальных точек,

между ними без каких-либо посред­ников мгновенно действуют цент­ральные силы, и всё это находится в абсолютном пустом пространстве и развивается в абсолютном непре­рывном времени. Основные досто­инства такого видения мира из­ложены в разделе «Механическая картина мира», которым заверша­ется первая часть тома «Физика».

Как и любое великое свершение, создание первой картины мира не обошлось без жертв. Прежде все­го, выделяя суть движений и явлений, творцы механики заменили реаль­ные объекты их идеальными моде­лями. Физические тела рассматри­вались либо как точки, либо как абсолютно твёрдые тела — «жёсткие» конгломераты таких точек, жидкости лишались присущей им вязкости. Прямолинейное движение оказалось тоже идеализацией, поскольку в при­роде не бывает абсолютно прямых траекторий. Абсолютные простран­ство и время Ньютона не могли быть обнаружены в экспериментах. Па­радоксальный факт: удивительно эф­фективная механика Ньютона, ста­вшая фундаментом современных знаний о природе и первых техни­ческих революций, фактически ос­нована на понятиях и образах, не су­ществующих в реальности.

Гениальность Ньютона — в чёт­кой постановке посильных для его метода задач. Неразрешимые в то время вопросы он завещал последо­вателям. Для объяснения механиче­ских движений ему потребовались силы как меры взаимодействия тел, чем Ньютон и пользовался, не зада­ваясь вопросом о природе этих сил. Последующее развитие физики вы­явило электромагнитную природу всех «механических» сил (вязкости, упругости, трения, сопротивления и т. д.), за исключением силы тяготе­ния. Сущность последней — загадка и для современных физиков.

Говоря о ясности и простоте нью­тоновской картины мира, Альберт

8




Альберт Эйнштейн и Чарльз Чаплин.

Эйнштейн восклицал: «Счастливый Ньютон, счастливое детство науки!.. Природа для него была открытой книгой, которую он читал без усилий. Концепции, которыми он пользо­вался для упорядочения данных опыта, кажутся вытекающими непри­нуждённо из самого опыта». Именно Эйнштейн завершил создание следу­ющей, полевой, картины мира. Её описание открывает вторую часть тома «Физика».

Известно, что проще всего дей­ствовать и мыслить по аналогии. Именно по аналогии с механикой Ньютона пытались строить первые теории электрических и магнитных явлений французский военный ин­женер Шарль Огюстен Кулон и ма­тематик Андре Мари Ампер, англий­ский физик Джеймс Кларк Максвелл и многие другие учёные. Однако прорыв в новое измерение физиче­ской науки было суждено осуще­ствить человеку, который увлёкся физикой, переплетая чужие научные трактаты. Его имя — Майкл Фарадей. Именно ему мы обязаны понятием незримой, но более чем реальной субстанции — поля.

Основываясь на глубоких идеях Фарадея и его неожиданных откры­тиях, а также на законах Кулона и Ам­пера, Максвелл синтезировал элект­рические, магнитные и оптические явления природы в одну матема­тическую систему. Его знаменитые уравнения привели к новой, поле­вой, картине мира. Место корпускул,

управляемых в пустом пространстве законами Ньютона, заняли заряды и поля, пронизывающие всё мирозда­ние. Именно полевая форма материи была признана первичной, а иные наблюдаемые на опыте формы ве­щества рассматривались как вторич­ные проявления (сгустки или возбуж­дения) физических полей.

В результате анализа уравнений Максвелла Генрихом Герцем, Хендриком Антоном Лоренцем, Жюлем Анри Пуанкаре и Альбертом Эйнштейном на рубеже XIX—XX вв. были устра­нены многие нереальные черты кар­тины мира по Ньютону. Галилеевский принцип относительности механи­ческих движений распространили на все физические процессы. Между взаимодействующими телами обна­ружились посредники — поля. Для всех взаимодействий и процессов была установлена предельная ско­рость — скорость света. Пространст­во и время утратили ненаблюдаемую абсолютность, объединившись в еди­ную арену физических событий — пространство-время.

Триумфом полевых теорий стало создание Эйнштейном в начале XX в. общей теории относительности, свя­завшей гравитацию с геометрией искривлённого пространства-време­ни и предсказавшей эффекты, бле­стяще подтверждённые опытами. Успех был настолько поражающим

«Наша цель — получить единую всеобъемлющую теорию, при­годную для описания всей физи­ки в целом. Теория предположи­тельно должна состоять из некоей схемы уравнений и пра­вил приложения и интерпрета­ции этих уравнений. Сами по себе уравнения ещё не составля­ют физической теории. Только тогда, когда они сопровождаются правилами, указывающими, как этими уравнениями пользо­ваться, мы действительно имеем физическую теорию...

Вряд ли необходимо говорить вам, что такая общая теория ещё не создана. Она является той конечной целью, к достижению которой стремятся все физики».

П. А. М. Дирак



Майкл Фарадей.



9


воображение, что результаты науч­ных экспериментов впервые стали предметом комментариев на стра­ницах массовых газет.

Классическая механика Ньютона заняла своё место (со строго очер­ченными границами применимос­ти) в стройном здании релятивист­ской физики Эйнштейна. Но физика на этом не закончилась; заверши­лось лишь построение классической теории. В мире Ньютона — Макс­велла — Эйнштейна не было прин­ципиальных различий в описании макро- и микрообъектов, все при­чинно-следственные связи между событиями считались однозначны­ми, раз и навсегда установленными. Однако эксперименты по структуре вещества всё чаще давали резуль­таты, не отвечающие законам клас­сической физики.

Творцы полевой картины мира Максвелл и Эйнштейн наряду с Гер­маном Людвигом Фердинандом Гельмгольцем, Уильямом Томсоном и Людвигом Больцманом параллель­но заложили основы следующей, более широкой картины природы — квантово-статистической. Об этом подробно говорится в шестом разде­ле тома. В нём показаны универсаль­ные возможности термодинамичес­кого подхода, которому подвластны не только молекулы газа, но и таин­ственные чёрные дыры.

Первый шаг в развитии кванто­вых представлений сделал в 1900 г. немецкий физик Макс Планк, кото­рый ввёл ограничение на величину воздействия — квант действия. Он назван постоянной Планка, ставшей

универсальным критерием различия между макро- и микрообъектами.

В разделе «На пути к единой кар­тине мира» читатель откроет для себя увлекательный мир элементар­ных частиц. Современная физика изучает свойства объектов и явле­ний, которые находятся далеко за пределами человеческого воображе­ния. Именно в микромире делаются сейчас наиболее важные физические открытия. Здесь прокладываются пути к созданию единой картины мира, способной связать все извест­ные в природе взаимодействия.

Заключительный раздел книги на­зывается «Универсалии природы и физики». При огромном разнообра­зии явлений, во всех сменяющих друг друга теориях мирового устройства существуют общие черты и работа­ют универсальные методы. Есть и универсальные задачи, для решения которых приходится использовать весь арсенал современной физики. Наиболее известная задача такого рода — эволюция Вселенной и про­исхождение жизни на Земле.

Универсальные процессы и явле­ния обладают одной характерной чертой: они нелинейны. Как ни странно, всё происходившее в физи­ке за истекшие 300—400 лет можно считать лишь линейным приближе­нием к физическим реалиям. Осо­знали это совсем недавно — чуть бо­лее 30 лет назад. Уже появились определённые успехи, но вопросов пока больше, чем ответов. Тем не ме­нее читателей ждёт рассказ о самых важных идеях, которыми живёт со­временная «нелинейная физика».

Физическая наука наших дней насчитывает около двух десятков крупных направлений. То здесь то там на их стыках образуются новые области иссле­дования, возникают интереснейшие проблемы и задачи. Экспериментальные и теоретические методы физики всё чаще применяются в таких далёких от физики сферах, как экономика, социология, экология, психология. Вполне возможно, что, утратив лидерство среди наук о природе, физика постепенно преобразуется в универсальный язык этих наук и со временем будет выпол­нять ту роль, которую сейчас играет математика в физических исследованиях.

10







^ СТАНОВЛЕНИЕ ФИЗИКИ

РОЖДЕНИЕ НАУЧНОГО ДУХА


Если математическое знание овеяно дыханием вечности (дважды два -четыре во все времена), то на знании о природе как будто лежит тень ми­молётности, зыбкости, сиюминутно­сти, если, конечно, судить по исто­рическим меркам. История физики знает по крайней мере две револю­ции, перевернувшие фундаменталь­ные представления человечества о мироздании, долгое время казавшие­ся незыблемыми. Возможно, и совре­менные представления о природе в дальнейшем будут отброшены, так же как теперь отброшены цар­ствовавшие веками представления Аристотеля о центральном положе­нии Земли во Вселенной или осно­вополагающее утверждение и древ­ней, и новоевропейской физики о том, что «природа не терпит скач­ков», которое отвергла возникшая в

XX столетии квантовая механика. Каждая такая революция вносила су­мятицу в умы людей, заставляя ду­мать, что все наши знания о природе не более чем предположения. Исто­рия естествознания, казалось бы, подтверждает правоту Цицерона*, ещё в I в. до н. э. провозгласившего: «Вероятностные знания — вот пре­дел человеческого разумения». Ему вторит австрийский философ Карл Раймунд Поппер, один из авторите­тов в методологии науки XX в., объ­явивший естественнонаучное зна­ние гипотетическим, вероятным.

Возможна ли вообще наука о при­роде как строгое знание об устрой­стве мира или на долю физиков вы­пало только бесконечное улучшение расчётов, а их взгляды на мир рано или поздно будут представлять лишь исторический интерес? Но если даже

*Марк Туллий Цице­рон — римский полити­ческий деятель, писатель и оратор.

12




в физике, в которой человечество преуспело более, чем в других об­ластях (кроме математики), позна­ние является лишь предположитель­ным, то что тогда можно сказать об остальных науках?

Или же, напротив, прав Альберт Эйнштейн, полагая, что на физиче­ском знании, так же как и на ма­тематическом, лежит печать вечно­сти: «Физик видит утешение в том, что полученные им ценой упорных усилий результаты навсегда оста­нутся достоянием науки». Познание природы похоже на замысловатый детектив, в котором новые улики опрокидывают предыдущие версии и не ясно, будет ли, в конце концов, разгадана вся истина.

^ КОГДА МОГЛА ПОЯВИТЬСЯ НАУКА?

Человека можно определить как жи­вотное, обладающее знаниями. Жи­вотные прекрасно обходятся без них: знания, передаваемые из поко­ления в поколение небиологичес­ким путём, им заменяет генетически наследуемый инстинкт. Человек от­личается от животного прежде всего тем, что рождается на свет совер­шенно беспомощным: не только не может добывать себе пищу, но и лишён жизненно необходимого умения ориентироваться в среде обита­ния. Это умение, представляющее собой определённое знание, не за­ложено в нём биологически, и че­ловек должен ему научиться у стар­шего поколения. Однако не всякое знание является научным.

Люди древних эпох накопили ог­ромное количество сведений о при­родных явлениях. Они часто оказы­вались полезными для житейских целей, но назвать их научным знани­ем только на этом основании нельзя. Для того чтобы накопленный наблю­дательный материал и его осмысле­ние превратились в зародыш науки о природе, должно было случиться нечто необыкновенное — знание должно было стать ценностью само по себе. В какой-то момент истории люди осознали, что знания нужны не только чтобы выжить, более того, жизнь дана человеку, чтобы позна­вать. Этот переворот в мышлении и есть рождение науки.

Задолго до того, как могла возник­нуть наука, должны были появиться и укрепиться первые цивилизации, должна была начаться история. В тот период люди заметили время — они поняли, что прошлое отличается от настоящего, что раньше было не так, как теперь. Представления о време­ни зарождаются в мифах о происхождении мира, причём эти мифы



13


^ ВРЕМЯ И ЛЮДИ

У всех народов есть мифы о том, как всемогущий Бог-творец, демиург, создаёт мир из ничего. Но вот вопрос: а что было до момента сотворе­ния мира? Если созданию мира предшествовала бесконечность, то поче­му он был создан именно в это мгновение, а не на миллиард лет раньше или позже? Все моменты бесконечности одинаковы, и если мы имеем дело с бесконечной далью времени, то всё, что в принципе могло про­изойти, должно было уже произойти. Разные цивилизации по-своему разрешали парадокс возникновения мира и времени, и их ответ, в свою очередь, влиял на судьбу и облик цивилизации.

Один ответ был дан на Востоке, в Индии. До того, как возник наш мир, существовало бесконечное количество миров, которые рождались и умирали. Демиург, осознанно творящий мир согласно своему плану, не от­вечает такой картине мира. Его заменил брахман — безличное духовное начало, наполняющее пульсирующий мир: вдох-выдох, весна-осень, рож­дение-смерть. В плену бесконечной смены циклов не только люди, снова и снова возвращающиеся в мир (теория реинкарнации), но и сами боги, рождающиеся в начале каждого цикла и умирающие в его конце. Эта вели­чественная картина не даёт ответа на очень важный для людей вопрос: а зачем всё? Зачем учиться, стремиться к чему-то, если за каждым подъёмом неминуемо последует спад, смена циклов обесценит всё сделанное?

Иначе был разрешён парадокс возникновения времени на заре запад­ной цивилизации, в Древней Греции. Философ Платон первым заметил, что «время возникло вместе с небом», а значит, бессмысленно спраши­вать, что было до того, как демиург создал мир, — не было самого поня­тия «раньше». Демиург вместе с миром «творит для вечности, пребываю­щей в едином, вечный же образ, движущийся от числа к числу, который мы называем временем. Ведь не было ни дней, ни ночей, ни месяцев, ни годов, пока не было рождено небо... „Было" и „будет" суть виды возникше­го времени, и, перенося их на вечную сущность, мы незаметно для себя де­лаем ошибку... Этой сущности... подобает одно только „есть"...». Позже эту мысль развил средневековый мыслитель Августин, а сегодня её под­тверждают данные космологии. Мир (пространство) и время неразрывно связаны. Такая концепция более сложна, но в ней уже возможна идея прогресса, с которой неразрывно связан путь западной цивилизации.

не самые древние. Характерно, что в греческой мифологии символ време­ни титан Кронос родился от первых богов: Геи, матери-Земли, возникшей из первоначального Хаоса, и её су­пруга Урана — Неба. И лишь затем рождается бог мирового порядка Зевс, которому удаётся свергнуть сво­его отца Кроноса. Так в мифологии постепенно стали в скрытом виде прорабатываться категории будуще­го естествознания.

В тот момент, когда началась ис­тория, время как бы вырвалось из рук человека. Если шаман -- главный «идеолог» доцивилизационных сооб­ществ — с помощью колдовства сам

творил будущее, подчиняя различных земных духов своей воле, то вавилон­ский жрец был не творцом, а лишь прорицателем будущего, астрологом. Он читал по небесным светилам волю богов, с которыми невозможно всту­пить в открытую борьбу.

Так родилась идея высшего бо­жественного знания, недоступного обычному человеку, которое может мистически открываться только посвящённым. Это знание существенно отличалось от знания того, как высле­дить зверя или сделать копьё.

Тайное, мистическим образом по­стигаемое знание — антипод буду­щей науки. Научное знание, подоб­но божественному, претендует на вечность, но творцы его — сами люди, оно в принципе доступно каж­дому человеку. Лишь после многове­ковых усилий по овладению вре­менем, после превращения его из божества в понятие в умах людей могла совершиться революция, озна­меновавшая возникновение науки.

А пока что люди выведывали волю богов, внимательно наблюдая за не­бом. Точные наблюдения — очень непростое занятие, требующее мно­го времени и сил. Для того чтобы за­ниматься кропотливыми наблюдени­ями, нужен серьёзный стимул. Он был на Древнем Востоке — в Египте, Ассирии и Вавилоне*, а также в других древнейших цивилизациях, посколь­ку в них небесные светила считались божествами. В результате многове­ковых наблюдений был открыт один из первых в истории законов при­роды. Вавилонские и египетские жрецы столетиями скрупулёзно счи­тали полные и частные затмения Луны и Солнца, и их упорные наблю­дения привели к открытию «велико­го повторения». Вавилонское слово «cap», означавшее период в 3600 лет, греки превратили в «сарос», называя так 18-летний цикл, именуемый ва­вилонянами просто «восемнадцать». Сарос — это период времени (18 лет 11 дней 8 часов), в течение которого

*Вавилон — древний город в Месопотамии, рас­положенный к юго-западу от современного Багдада; столица Вавилонии (нача­ло II тысячелетия — 539 г. до в. э.).

**Древний Египет — госу­дарство в Северо-Восточ­ной Африке. Зародилось в конце IV тысячелетия до н. э. и достигло наивыс­шего расцвета в XVI— XV вв. до н. э.

***Ассирия — древнее государство в Северном Двуречье(на территории современного Ирака). В XIV—VIII вв. до н. э. неоднократно завоёвывала всю Северную Месопотамию.

14




происходят 28 лунных и 43 сол­нечных затмения (среди солнечных 13 полных). Зная сарос, можно с точ­ностью до нескольких дней предска­зать дату будущих, а равно и прошлых затмений. Труднее дело обстоит с предсказанием на основе сароса мес­та затмения.

Разумеется, древние звездочёты занимались астрономическими на­блюдениями не с целью чистого по­знания. Также вряд ли главной их целью было решение хозяйственных задач, например создание календаря для земледельческих работ, как часто полагают под влиянием материалис­тического мировоззрения. Проблема в том, что здесь возникает голово­ломка типа «Что появилось раньше — курица или яйцо?». Что возникло раньше — земледелие или календарь? Для земледелия нужен календарь, но для того чтобы возникла потреб­ность в календаре, земледелие уже должно существовать. Жрецы искали в расположении светил прежде все­го волю богов, стремясь прочитать по ним будущее. Косвенным резуль­татом многовековых наблюдений стали знания, которые оказались по­лезными для организации ирригаци­онного земледелия, предполагающе­го создание системы оросительных каналов, умение измерять землю и составлять календарь. Можно сказать, что астрология внесла свой вклад в

появление земледелия и тем самым дала людям возможность добывать «хлеб насущный».

^ ДРЕВНИЙ ВОСТОК— НАУКА ПРАВИЛ И РЕЦЕПТОВ

Наука древних египтян и вавилонян о небесных явлениях была наукой наблюдательной, или эмпирической (от греч. «эмпейрия» — «опыт»). Тео­ретически доказанных обобщений у них почти не было. Ни в египетских папирусах, ни на вавилонских гли­няных табличках учёные не нашли ничего похожего на обоснование каких бы то ни было положений или доказательства математических тео­рем. В то же время к некоторым ре­зультатам, полученным вавилонски­ми жрецами (они, например, умели решать задачи, сводящиеся к квадрат­ному уравнению), нельзя было прий­ти исключительно методом проб и ошибок, без теоретического анализа, без отвлечённого рассмотрения сто­явших перед ними проблем.

Знания, полученные учёными жре­цами первых цивилизаций, можно назвать магически-прикладными. Пе­ред древней наукой не стояла задача обосновать добытые знания. Перед ней стояли практические задачи,



Древнеегипетский календарь.



15




Жрецы и небесные светила. Вавилонский барельеф XIII в. до н. э.

связанные с мифологией и хозяй­ственными потребностями: когда проводить праздничные ритуалы, как построить пирамиды, как изме­рить землю для ирригационной си­стемы и т. д. Все эти конкретные дей­ствия требовали конкретных знаний. Например, нужно было уметь ра­ботать с наклонной плоскостью, ры­чагом, клином и блоком; создавать гигантские статуи по их небольшим моделям. Возможно, что при получе­нии подобных знаний были выра­ботаны определённые теоретиче­ские положения, но сами по себе они никого не интересовали, как никого не интересовало и то, каким путём получено данное знание. Поэтому теорию не записывали, а фиксирова­ли только конечный результат в виде указания к действию — рецепта. Аб­страктное знание только подразуме­валось, а преподавалось оно на кон­кретных примерах и использовалось в частных случаях. На доказательства,



в особенности на доказательства оче­видных вещей (например, что верти­кальные углы равны), сил не тра­тилось.

В отличие от греков, которые позднее увидели в теоретическом ис­следовании самостоятельную и даже высшую ценность, для египтян и ва­вилонян важнее всего было найти ка­кое-нибудь решение задачи и убе­диться в его истинности на практике. Можно сказать, что для них именно практика служила критерием истины.

Это не случайно: сам характер восточных цивилизаций предопре­делил то, что теоретическое мышле­ние не было востребовано обще­ством. Знание исходило сверху вниз, от жрецов к народу, а жрецам вери­ли и без доказательств — ведь они общались с самими богами.

Зачатки будущих научных знаний возникли также в Древнем Китае и Древней Индии. В Древнем Китае физика проделала достаточно боль­шой путь. Именно здесь впервые было сформулировано нечто похожее на теорию импетуса — предшествен­ника современного понятия импуль­са, историю которой, как правило, начинают с трудов александрийско­го учёного VI в. Филопона. Однако уже в древнекитайской философской школе моистов, последователей муд­реца Мо-цзы (479—400 до н. э.), учи­ли: «Если нет противодействующей силы, движение никогда не прекра­тится. Это так же верно, как то, что бык — не лошадь».

По поводу силы, называемой ими «ли», монеты говорили: «Сила — это то, что заставляет двигаться пред­меты, имеющие форму... Тяжесть есть сила. Падение одного предмета или подъём чего-нибудь другого есть движение, вызванное тяжестью». Речь здесь идёт о блоке — колесе с пере­кинутой через него верёвкой, к кон­цам которой подвешены грузы. Один груз опускается, другой поднима­ется, причиной этого движения явля­ется тяжесть.

16




Была развита в Древнем Китае и оптика зеркал. Здесь использовалась камера-обскура, причём китайцы умели правильно строить геометри­ческий ход лучей. Ничего похожего на законы преломления света не бы­ло известно.

Уже в VI в до н. э. китайцы открыли явление естественного магнетизма. Через несколько веков они изобрели компас («указатель юга»), считая, что естественные магниты ориентиру­ются из-за воздействия звёзд.

Развитие физики в Древнем Китае было загублено по мировоззренчес­ким причинам. Отрицательную роль в этом процессе сыграло конфуци­анство, которое считало прикладную деятельность выше общих рассужде­ний. Последователи Конфуция пола­гали пустым времяпрепровождением рассмотрение таких вопросов, как движение тела в пустом простран­стве, различие между белизной и твёрдостью и т. п. Они указывали, что «ремесленник и без этих знаний мо­жет оставаться хорошим ремеслен­ником».

Значительно дальше китайцев в физике продвинулись древние ин­дийцы. Возможно, это было связано с кастовым устройством индийско­го общества, не позволявшем госу­дарству тотально вмешиваться в ин­теллектуальную деятельность. Среди древнеиндийских текстов в плане развития физических вопросов выделяется так называемая «Вайш ешика-сутра» (от санскр. «вишеша» — «раз­личие», «особенность»), написанная в VII в. до н. э. В течение последующих столетий учение вайшешика развива­лось совместно с учением ньяя (на­звание это означает «правило», «рас­суждение»). Начиная с XI в. н. э. они н