Курс истории физики - Кудрявцев Степанович

Вместе с тем это утверждение нельзя понимать упрощенно и искать для каждого научного открытия экономическую причину.

Законы развития науки гораздо сложнее. Экономические условия, способ общественного производства создают необходимую основу для всей жизни общества, в том числе и для науки. Но при наличии этой основы существенную роль играют и другие факторы. Так, для каждого исследования определяющими являются внутренние факторы: состояние научных знаний, актуальность проблемы, собственные интересы и способности и т. п. Наука не только приобретает самостоятельность (в известных пределах, определяемых социальными условиями), но и, в свою очередь, влияет на общественное производство, стимулирует и ускоряет развитие производительных сил, становясь сама производительной силой. Следует подчеркнуть, что взаимосвязь науки и производства также исторична и развивается по мере развития производства и науки.

Из сказанного следует, что задача изучения закономерностей развития науки, в том числе и физики, имеет вполне определенный смысл и большое научное значение. В современную эпоху, когда наука сама является фактором общественного развития, эта задача становится особенно актуальной. Необходимость вкладывать большие средства в развитие науки требует предвидения наиболее эффективных путей этого развития, подчинения его определенному плану. Это не исключает появления неожиданных научных открытий, которых было немало в истории науки, но планирование науки сегодня стало общественной необходимостью. Поэтому сейчас изучение законов развития науки стало актуальной задачей, вызвавшей к жизни новую науку — науковедение. История науки — основа науки о науке.

История науки играет важную роль и в теории познания. В. И. Ленин неоднократно подчеркивал важную роль истории науки в материалистической теории познания. В «Материализме и эмпириокритицизме» он писал:

«В теории познания, как и во всех других областях науки, следует рассуждать диалектически, т. е. не предполагать готовым и неизменным наше познание, а разбирать, каким образом из незнания является знание, каким образом неполное, неточное знание становится более полным и более точным».( Ленин В.И. Материализм и эмпириокритицизм. — Поли. собр. соч, т. 18, с. 102. )

В. И. Ленин включал историю науки в список тех областей знаний, «из коих должна сложиться теория познания и диалектика».(2 Ленин В. И. философские тетради.—Поли. собр. соч., т. 29, с. 314. ) Говоря о важнейшей идее науки — причинности и взаимосвязи, Ленин писал: «Тысячелетия прошли с тех пор, как зародилась идея «связи всего», «цепи причин». Сравнение того, как в истории человеческой мысли понимались эти причины, дало бы теорию познания бесспорно доказательную».(1 Ленин В. И. философские тетради. — Поли. собр. соч., т. 29, с. 311. )

В современной физике вопросы теории познания приобрели огромное значение, и указания В. И. Ленина на важность истории науки для материалистической теории познания звучат особенно актуально. Сам В. И. Ленин придавал истории науки настолько большое значение, что считал диалектическую обработку «истории человеческой мысли, науки и техники» продолжением дела Маркса.(1 Ленин В. И. философские тетради. — Поли. собр. соч., т. 29, с. 311. )

Таким образом, изучение истории науки, развития научных понятий обогащает теорию познания и, следовательно, саму науку. В этом заключается основное научное значение истории науки.

История науки имеет также важное методическое и воспитательное значение. Нередко исторический путь сообщения знаний является наиболее эффективным. Поэтому для учителя физики, например, знание истории физики необходимо, оно вооружает его методически и научно. История науки воспитывает любовь и уважение к науке, способствует выработке правильного мировоззрения, нравственных человеческих качеств. Чрезвычайно существенно, что знание истории науки помогает борьбе с догматизмом и формализмом в школьном преподавании и расширяет научный и культурный кругозор учащихся.

Таким образом, знание истории физики способствует повышению научного и профессионального уровня подготовки будущих учителей физики. Важность истории науки для преподавания не подлежит сомнению, и следует пожалеть, что она еще недостаточно используется для этого. В будущем, однако, по мере развития истории науки ее роль в школьном обучении, несомненно, возрастет.

Часть первая. Возникновение физики (от древности до Ньютона)

Глава первая. Физика древности

Зарождение научных знаний

Человек добывал знания об окружающем его мире в суровой борьбе за существование. В этой борьбе обособились от животного мира его далекие предки, развились его руки и интеллект. От случайных и неосознанных применений палок и камней для защиты и добывания пищи он перешел к изготовлению орудий, сначала в виде грубо и примитивно обработанных кусков камня, затем ко все более совершенным каменным орудиям, к луку и стрелам, рыболовным снастям, охотничьим ловушкам — этим первым программирующим устройствам. Величайшим завоеванием человека было получение и использование огня. В этой занявшей тысячи и тысячи лет эволюции формировалось сознание человека, развивалась речь, накапливались знания и представления о мире, возникли первые антропоморфные объяснения окружающих явлений, остатки которых сохранились и в нашем языке. Как и у первобытного человека, у нас солнце «ходит», месяц «смотрит» и т. д.

Другого способа понять природу, как уподоблять ее себе, живому существу, наделить ее чувствами и сознанием, У первобытного человека не было. Из этого источника развились и научные знания, и религиозные представления.

В библейском мифе о сотворении мира, записанном уже в эпоху развитого рабовладельческого общества, очень ярко выражены эти антропоморфные представления о боге, который поступает подобно человеку-земледельцу; проводит мелиоративные работы (отделил воду от земли), зажигает огонь («да будет свет»), создает все окружающие вещи и после трудов отдыхает.

Наряду с этими фантастическими представлениями о природе человек обогащался реальными знаниями о небесных светилах, растениях и животных, о движении и силах, метеорологических явлениях и т. д. Накопленные знания и практические навыки, передаваясь от поколения к поколению, образовывали первоначальный фон будущей науки. По мере развития общества и общественного труда накапливались предпосылки для создания устойчивой цивилизации. Решающую роль здесь сыграло возникновение земледелия. Там, где сложились условия для получения устойчивых урожаев на одном и том же месте и из года в год, создавались поселения, города, а затем и государства.

Такие условия возникли в Северной Африке в долине Нила, ежегодные разливы которого оставляли на полях плодородный ил, в двуречье между реками Тигр и Евфрат, где уже в IV тысячелетии до н. э. стали складываться древнейшие рабовладельческие государства, ставшие колыбелью современной науки. Система орошаемого земледелия, добыча металла (меди) и его обработка, развитие техники и изготовление орудий создали предпосылки для возникновения сложного общественного организма с развитой экономикой. Общественные потребности привели к появлению письменности: иероглифов в Египтe, клинописи в Вавилонии, к возникновению астрономических и математических знаний.

Сохранившиеся до наших дней великие пирамиды Египта свидетельствуют о том, что уже в III тысячелетии до н. э. государство могло организовывать большие массы людей, вести учет материалов, рабочей силы, затраченного труда. Для этой цели необходимы были специальные люди, работники умственного труда. Хозяйственные записи в Египте вели писцы, которым принадлежит заслуга фиксации научных знаний своего времени. Известные памятники II тысячелетия: папирус Ринда, хранящийся в Британском музее, и Московский папирус—содержат решение различных задач, встречающихся в практике, математические вычисления, вычисления площадей и объемов. В Московском папирусе дана формула для вычисления объема усеченной пирамиды. Площадь круга египтяне вычислили, возводя в квадрат восемь девятых диаметра, что дает для к достаточно хорошее приближенное значение — 3,16.

Определение времени начала разлива Нила требовало тщательных астрономических наблюдений. Египтяне разработали календарь, состоявший из двенадцати месяцев по 30 дней и пяти дополнительных дней в году. Месяц был разделен на три десятидневки, сутки — на двадцать четыре часа, двенадцать дневных, двенадцать ночных. Поскольку продолжительность дня и ночи менялась со временем года, величина часа была не постоянной, а менялась со временем года.

Высокого уровня достигли вавилонская математика и астрономия. Вавилоняне знали теорему Пифагора, вычисляли квадраты и квадратные корни, кубы и кубичные корни, умели решать системы уравнений и квадратные уравнения. Им принадлежит также разделение эклиптики на двенадцать созвездий зодиака.