Характерные особенности и основные направления развития науки в античном мире

Античные научные воззрения имели существенную гуманитарную составляющую как по форме, так и по содержанию. Научные труды облекались в форму литературных произведений, носили отпечаток мифологичности, романтизма, мечтаний. В античном мире появились умозрительные построения, научные догадки, идеи, получившие развитие в более позднее время. К таким идеям можно отнести, например, гипотезу о гелиоцентрическом устройстве мира, атомизм. Здесь же зародились традиции научных школ, первыми из которых были Академия Платона и Ликей Аристотеля.

В период античности наука возникла как обособленная сфера духовной культуры . Появилась особая группа людей, специализирующихся на получении новых знаний. Знания становятся системными, теоретичными и рациональными. Естественные науки существовали в форме натурфилософии, неотделимой от философии. Ученые античного мира были энциклопедистами, носителями как гуманитарных, так и естественнонаучных знаний. Экспериментальная база естественных наук была крайне ограничена. В методологическом плане важным достижением античности явилось создание дедуктивного метода исследований, закрепленного в наиболее законченном виде в «Логике» Аристотеля, и аксиоматического метода изложения научных теорий, использованного впервые в «Началах» Евклида. Формальная логика Аристотеля, обогащенная новыми правилами, называется сейчас традиционной. На ее основе возникла математическая логика. Как междисциплинарная наука формируется математика, используемая при решении научных и прикладных задач.

Обратившись к античной науке в период ее наивысших достижений, можно найти в ней черту, принципиально отличающую ее от современной науки: в ней отсутствовал экспериментальный метод. Античная наука понимала значение опытного познания, о чем свидетельствует Аристотель, а до него писал об этом Демокрит. Античные ученые умели наблюдать окружающую природу. Они достигли высокого уровня в технике измерения длин и углов (об этом можно судить по процедурам, разработанных ими), например, для выяснения размеров земного шара (Эратосфен), для измерения видимого диска Солнца (Архимед) или для определения расстояния от Земли до Луны (Гиппарх, Посидоний, Птолемей). Но эксперимента как искусственного воспроизведения природных явлений, при котором устраняются побочные и несущественные эффекты и которое имеет своей целью подтвердить или опровергнуть то или иное теоретическое предположение, античность еще не знала. Этим объясняется тот факт, что широкая область физико-химических явлений осталась в античности во власти исключительно качественных спекуляций, так и не дождавшись появления адекватного научного метода.

Одним из признаков настоящей науки является ее самоценность, стремление к знанию ради самого знания. Этот признак, однако, не исключает возможности практического использования научных открытий. В античную эпоху подобного взаимодействия науки и практики не было. Античная экономика, основанная на использовании ручного труда рабов, не нуждалась в развитии техники. По этой причине греко-римская наука, за немногим исключением (инженерная деятельность Архимеда), не имела выхода на практику. Технические достижения античного мира в области архитектуры, судостроения, военной техники никак не связаны с развитием науки. Отсутствие такого взаимодействия оказалось в конечном счете пагубным для античной науки.

Греческая и латинская письменность произошла от финикийской. Возникновение архаического греческого письма относится приблизительно к IX–VIII вв. до н. э. В дальнейшем греческая письменность разделилась на несколько разновидностей. На основе восточно-греческого письма появилась классическая греческая (аттическая) письменность. Некоторые ее буквы со временем были полностью утрачены, некоторые знаки приобрели новое звучание. Греки ввели в алфавит ряд дополнительных букв (например, «фи», «хи»), унаследованных впоследствии старославянской кириллицей. К IV в. до н. э. греки перешли к принятому позднее во всех европейских языках способу письма слева направо, в то время как финикийцы по-прежнему писали справа налево (сохранилось в ряде восточных языков). На основе западно-греческого письма в VIII–VII вв. до н. э. возникла этрусская, а затем латинская письменность. Классический латинский алфавит сложился ко II в. до н. э. Римляне не давали буквам особых названий. «Альфа» превратилась просто в «а», «бета» в «бе» и т. д.

У греков существовала вначале так называемая аттическая система исчисления, в которой имелись особые знаки для обозначения чисел 1, 5, 10, 50. Число 1 обозначал поднятый палец, число 5 – раскрытая ладонь с отставленным большим пальцем (пять пальцев), число 10 – две скрещенные руки (10 пальцев). Впоследствии (около V в. до н. э.) утвердилась ионическая алфавитная цифровая система, где числа обозначались буквами: например, число 1 обозначала буква «а» (альфа); число 10 – буква «j» (йота); число 100 – буква «р» (ро) и т. д. (для обозначения тысяч применялся штрих (')). В латинской же письменности сохранился принцип аттической системы (пришедшей через этрусков): число 1 обозначалось I, 2 – II, 5 – V, 10 – X, 50 – L, 100 – С и т. д. В IV в. до н. э. была создана саламинская доска – древнейшие сохранившиеся счеты. Они являлись основным счетным прибором вплоть до эпохи Возрождения. Вычисления осуществлялись перемещением счетных костей и камешков (калькулей) на плоскостях-углублениях для отдельных рядов десятков, что требовало вычислений в уме до 10.

Примерно в VII в. до н. э. греки писали на папирусе кистью или особой палочкой. Листок папируса по-гречески назывался «хартес» и «библион» (библос). В III в. до н. э. в античном мире в качестве материала для письма получает распространение пергамент (пергамен) – особым образом выделанная кожа телят и козлят. На пергаменте и папирусе греки и римляне писали чернилами с помощью заостренной палочки из тростника. Чернила делались из сажи или чернильных орешков. Чернильницы изготовлялись из бронзы, глины и дерева.

К античной эпохе относится возникновение математики  как самостоятельной науки. Большой вклад в развитие математики сделал Пифагор (ок. 570 – ок. 500 гг. до н. э.), а также его школа. Пифагор открыл математическую закономерность в музыке и стал основоположником математической акустики. Ему принадлежит заслуга применения математики в астрономии. Свое слово в развитии математики сказали и последователи Пифагора – пифагорейцы. Они сформулировали десять пар противоположных категорий – бинарных оппозиций, соединение которых, по их мнению, обусловило возникновение и поддержание порядка в мире. Знаменитая теорема Пифагора приписывается ему именно потому, что только его школа доказала справедливость ее общей формулировки.

Знаменита своими трудами ионийская школа. Продолжатели ее натурфилософских работ (V–IV вв. до н. э.) впервые выдвинули идею бесконечно малой величины. Эта идея нашла развитие и практическое применение в геометрии в трудах Демокрита и Евдокса Книдского. Последний разработал учение пифагорейской математики, вызванное открытием иррациональных чисел. Построенная им теория включала в себя как отношения целых чисел, так и отношения геометрических отрезков и представляла собой античную форму современной теории действительных чисел. Евдокс Книдский разработал метод исчерпания и применял его для решения математическими средствами парадоксов Зенона. Данный метод оказал заметное влияние на развитие идей о бесконечно малых величинах.

Первую попытку систематизировать достижения в геометрии сделал хиосский математик Гиппократ (ок. 440 г. до н. э.). Он доказал, что существуют определенные плоские фигуры, ограниченные дугами окружности, для которых можно найти прямоугольники равновеликой площади. Открытие Гиппократа послужило началом других исследований в области квадратуры круга. Диофант Александрийский (326–410 гг.) опубликовал «Арифметику», обобщив древнегреческие традиции. В этом трактате были впервые представлены алгебраическая символика, решение неопределенных уравнений в рациональных положительных числах, составлена часть теории чисел. Тем самым были заложены основы первой буквенной алгебраической системы.

Астрономия медленно освобождалась от фантастических представлений, питаемых религиозными традициями и умозрительным характером античной натурфилософии. Последнему противостоял прежде всего накопленный запас наблюдений за видимым движением небесных светил и за другими астрономическими явлениями. Однако даже ионийцы выдвигали в астрономии ряд совершенно произвольных гипотез. По Фалесу Милетскому (625–547 гг. до н. э.), Земля имеет форму плоского диска, плавающего на поверхности океана; по Анаксимандру (ок. 610 – ок. 546 гг. до н. э.) – форму цилиндра, а по Анаксимену (ок. 548 – 528 или 525 гг. до н. э.) – форму стола. Лишь позже было выдвинуто предположение, что и Земля, и все светила имеют форму шара. Это утверждение принадлежит пифагорейцам. Они же отказались от мысли о том, что Земля занимает центральное положение во Вселенной (геоцентризм). Один из ученых-пифагорейцев – Филолай  (ок. 470 – ок. 390 гг. до н. э.) утверждал, будто шарообразная Земля, Солнце, Луна и другие планеты вращаются вокруг некоего «центрального огня», находясь в прозрачной сфере. Аристотель (384–322 гг. до н. э.) попытался обобщить эмпирические космологические сведения и даже создал собственную геоцентрическую систему мира с подлунной и надлунной сферами.

Одним из важных практических результатов астрономических наблюдений было уточнение календаря. В III в. до н. э. афинский историк Тимей ввел систему летосчисления по олимпиадам (олимпиады проводились один раз в четыре года). Началом отчета стал 776 г. до н. э. – год проведения первых игр в Олимпии. В 46 г. до н. э. по приказу Юлия Цезаря александрийские астрономы во главе с Сосигеном (Созиген) произвели реформу римского календаря. Год стал насчитывать 365 дней, а каждый четвертый – 366. В новом календаре сохранился только один добавочный день (после 23 февраля). Таким образом, шестой день до мартовских календ (календы – первое число месяца, совпадающее с новолунием) стал двойным (bissextilis), отчего и произошло наше слово «високосный». Начало года переносилось на 1 января. Юлианский год приблизился к астрономическому солнечному, но все же несколько запаздывал (за 128 лет это отставание составляло сутки). В честь Юлия Цезаря римский месяц квинтилис был переименован в юлиус. Позднее император Август велел назвать своим именем месяц секстилис. С этого момента (I в. н. э.) римские месяцы имеют знакомые нам названия. Как уже говорилось, первое число месяца, совпадающее с новолунием, называлось у римлян календами, 5-е или 7-е число приходились на ноны – день первой четверти Луны, а 13-е или 15-е число на иды. С IV в. н. э. в римский календарь введена семидневная неделя.

Для более точного определения времени в древности применялись солнечные часы – плита, на которой были обозначены двенадцать делений – «часов». Через эти деления проходила тень от вертикальной стрелки – гномона. Она указывала положение Земли относительно Солнца. В V в. до н. э. появились водяные часы.

Термин «физика», принятый Аристотелем как заглавие одного из его трактатов, был известен античным авторам, но смысл его был иным, чем сейчас. Он означал учение о природных явлениях вообще, т. е. натурфилософию. Физика в нашем понимании еще не была развита, за исключением одного раздела – механики. Среди естественнонаучных сочинений этого периода ведущая роль принадлежит трудам Аристотеля, который пытался заложить фундамент физики, основываясь на наблюдениях и эксперименте. Аристотелю принадлежит ряд справедливых положений. Он дал представления о кинематической энергии, распространении света и осмотических явлениях, предложил верное толкование распространения звука в воздухе, объяснил явление эха как отражение звука от препятствия и т. д. Выдающуюся роль в развитии механики сыграл Архимед. Он подверг математической обработке начала статики. Это способствовало выделению статики в особую теоретическую дисциплину. Дальнейшие исследования Архимеда по теории рычага, наклонной плоскости послужили выработке им понятий «центр тяжести», «статический момент», «вес», «равновесие рычага» и т. д. Архимеду принадлежит открытие основных законов гидростатики.

Оживленное судоходство греков по Средиземному и Черному морям, их колонизация содействовали тому, что уже в VI в. до н. э. появилась потребность в обобщении знаний об окружающем мире. Из Греции первым (660 г. до н. э.) в западную часть Средиземноморья попал Колай с острова Самос. Он доплыл до финикийской колонии Гадес. По имеющимся отрывочным сведениям, около 550 г. до н. э. Анаксимандр Милетский (610 – ок. 546 гг. до н. э.) сконструировал первый глобус и создал первую географическую карту в виде медной доски с нанесенными на поверхность очертаниями материков, островов и рек. Во второй половине VI в. до н. э. Гекатей Милетский (ок. 546 – 480 гг. до н. э.), посетив множество стран и обобщив рассказы купцов и моряков, написал книгу «Землеописание», которая была снабжена новой картой, ставшей образцом для греческой картографии вплоть до IV в. до н. э. Землю Гекатей представлял себе в виде круга, омываемого величайшей из рек – Океаном. В V в. до н. э. «отец истории» Геродот (ок. 490/480 – ок. 430/429 гг. до н. э.) в описание истории греко-персидских войн включил интересные сведения о Северном Причерноморье, Египте, Месопотамии, Персии и других странах. В его труды вошли наблюдения из собственных многочисленных путешествий.

Достижения греческих путешественников и географов были продолжены римлянами. Римские географические открытия относятся главным образом к периоду империи и связаны с сухопутными и морскими военными походами, а также с коммерческой деятельностью купцов. Ученым, который обобщил сведения о всех географических открытиях до середины II в. н. э., был Клавдий Птолемей. Он использовал астрономические координаты (градусная сетка с обозначением градусов и минут) различных географических пунктов древнегреческого путешественника Марина из Тира. Труд Птолемея «Руководство по географии» в восьми книгах явился наиболее подробной подборкой знаний античных ученых по географии. В этом труде была дана методика составления географических карт на основе астрономических координат земных объектов. Всего Клавдий Птолемей привел координаты восьми тысяч географических пунктов, отмечая не только береговую линию, но и расположение гор, рек и различных стран. Труд Птолемея отличался большей полнотой по сравнению с «географией» Страбона. Вплоть до XV–XVI вв. – начала эпохи великих географических открытий – книги Птолемея являлись самым авторитетным и полным источником сведений о странах и континентах.

Начала биологии были заложены в Греции. Основатель «элейской школы» Ксенофан из Колофона (VI–V вв. до н. э.) по останкам окаменевших морских животных, найденным им вдали от моря во время путешествий по Греции, Сицилии и Южной Италии, сделал заключение, что Земля когда-то была покрыта водой.

Величайшим представителем античной медицины, а также учения о человеческом организме был Гиппократ (460 – ок. 370 гг. до н. э.) – уроженец острова Косс. Он учил, что все части организма связаны между собой. Гиппократ отрицал сверхъестественное происхождение болезней. Здоровье, как и болезни, он ставил в непосредственную зависимость от климата страны, где обитает человек, а также от санитарных и бытовых условий его жизни. Несмотря на ограниченность, а иногда и на прямую ошибочность многих физиологических представлений Гиппократа, его медицинские выводы и лечебные предписания часто удивляют своей глубиной. Известно изречение ученого о последовательности методов лечения: «Что лекарства не излечивают, железо излечивает; что железо не излечивает, огонь излечивает; что и огонь не излечивает, лишь смерть излечивает». Медицинская школа Гиппократа положила начало профессиональным объединениям медиков – цехам. Цех разрабатывал профессиональные морально-этические нормы поведения, которые принимались как присяга (клятва Гиппократа). В Риме врачебное дело получает развитие только в I в. до н. э. Здесь появляются специальные больницы: сначала для богатых землевладельцев, а затем для военных.