МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет» РЕФЕРАТ
advertisement
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет» Кафедра «Компьютерные технологии и системы» Дисциплина «История и философия нововведений» РЕФЕРАТ на тему «Развитие техники в древнем, античном и средневековом мире» Студент группы 13-ИН(мг) Попов И.С. ____________ «__» ______________ 2014 г. Преподаватель Мартыненко А.А. __________ «__» ______________ 2014 г. Брянск 2014 Содержание: 1.Техника в древнем мире 500- 4 тыс. лет до н.э ................................................. 3 1.1. Возникновение и распространение простых орудий труда ......................................................... 3 1.2. Открытие огня и способы его добывания ...................................................................................... 4 1.3. Накопление простых орудий труда ................................................................................................ 4 1.4. Изобретение лука и стрел................................................................................................................ 5 1.5. Появление сложных орудий труда ................................................................................................. 5 1.6. Первое применение металла .......................................................................................................... 6 1.7. Возникновение земледелия ............................................................................................................ 7 2. Античная наука и техника 4 тыс. до н.э.......................................................... 10 2.1. Развитие и распространение сложных орудий труда .................................................................10 2.2. Орудия труда из меди и бронзы ...................................................................................................14 2.3. Выплавка железа ............................................................................................................................15 2.4. Земледелие и оросительные сооружения ...................................................................................15 2.5. Обособление ремесла от земледелия .........................................................................................16 2.6. Строительная техника ....................................................................................................................17 2.7. Горное дело ....................................................................................................................................18 2.8. Улучшение способов передвижения ............................................................................................20 2.9. Возникновение отдельных отраслей естествознания в связи с потребностями производства .................................................................................................................................................................21 2.10. Периодизация античной науки ...................................................................................................21 3. Средневековая наука и техника V-XVI вв. ..................................................... 27 3.1. Распространение сложных орудий труда, приводимых в действие человеком ......................27 3.2. Техника земледелия ......................................................................................................................28 3.3. Развитие ремесла ...........................................................................................................................28 3.4. Выплавка металла ..........................................................................................................................29 3.5. Горное дело ....................................................................................................................................31 3.6. Крупнейшие изобретения..............................................................................................................31 3.7. Состояние естествознания .............................................................................................................33 Список литературы ............................................................................................... 38 2 1.Техника в древнем мире 500- 4 тыс. лет до н.э 1.1. Возникновение и распространение простых орудий труда Изобретение орудий труда означало, что предмет, данный природой (камень, палка, кость, раковина), был превращен в орган деятельности человека. Начальным этапом истории первобытнообщинного строя является первобытное стадо. Первобытнообщинный строй предусматривал политическое равноправие с незначительными привилегиями вождя и несущественное имущественное неравенство. Присваивающий тип хозяйства сопровождался дикостью, которому соответствовало общество, существовавшее за счет охоты и сбора пищи. Варварство - уровень общественной организации земледельческих народов, не достигших цивилизации. Техника на этом этапе характеризовалась появлением простых орудий: палок, дубин, копий, грубых каменных орудий. Хронологически этот этап охватывает весь древний палеолит, т.е. от 500 до 40 тыс. лет до н. э. Материалом для изготовления простейших орудий служил камень. Первые орудия древнейших людей (питекантропов) - эолиты трудно отличить от расколотых природными силами камней. В качестве сырья для них использовался кремень, который обладает большой твердостью, раскалывается на тонкие пластины с режущими краями и, кроме того, широко распространен в природе. С течением времени человек вместо эолитов стал изготовлять орудия труда, которым уже сознательно придавалась определенная форма. Эти орудия, получившие название ручных рубил (или ударников), представляют собой кремневые желваки различной величины и формы, поверхность которых с обеих сторон тщательно оббита более или менее частыми и крупными сколами. 3 1.2. Открытие огня и способы его добывания Полезные свойства огня: его свет и способность размягчать растительную позаботиться и о животную его пищу - заставили первобытных поддерживании. Наиболее древними людей способами добывания огня являлись: выскабливание, высверливание, выпиливание и высекание огня при ударе камня о железо. При выскабливании (или выпахивании) огня деревяшку в виде полена, в которой имеется мелкий желобок или бороздка, удерживали коленом. Затем заостренной деревянной палочкой обеими руками водили по бороздке вперед и назад под углом в 30-35°. При большой скорости движения палочки бороздка выскабливается, в конце ее собираются опилки, которые через некоторое время начинают тлеть. При раздувании они загораются. При высверливании кусок сухого дерева, в котором делается небольшое углубление, кладут горизонтально и поддерживают ногами. Деревянная палочка с несколько закругленным концом вставляется в углубление и затем быстро вращается руками. В результате трения происходит нагревание, и сухой мох, положенный в углубление, опилки или другой какой-либо загорающийся материал воспламеняется. Выпиливание огня производится следующим образом: берется кусок ствола бамбука толщиною 10-15 см, расщепляется вдоль на две половины, одна из которых кладется на землю полой стороной вниз. Затем из пластинки бамбука изготовляется нож, которым и пилят ствол поперек. Древесина бамбука богата кремнеземом, поэтому очень тверда и сильно нагревается от трения, а сердцевина его способна легко воспламеняться. Высекание огня при помощи кремня и металла продержалось вплоть до появления спичек. Для успешного применения этого способа необходимо иметь трут, без которого невозможно уловить искру. 1.3. Накопление простых орудий труда В процессе жизненной практики человек накопил большое количество случайно отличавшихся друг от друга орудий. Первым набором специальных 4 орудий, которыми осуществлялись различные действия процесса резания, явились: остроконечник, прикреплявшийся к древку путем обвязывания или с помощью вязкого смолистого вещества; скребло для соскабливания и подчистки кожи, перерезывания мяса, сухожилий; скребок для более чистого выскабливания кожи; проколка. Для изготовления каменного орудия человек сначала брал желвак определенной величины и качества, служивший ядрищем, и с помощью второго твердого камня получал отщепы. Отщепы представляли собой только заготовку, которая подвергалась вторичной обработке. Для получения желаемой формы она оббивалась и подправлялась специальным приемом, получившим название «ретуши». Большая потребность в камне приводит к зарождению примитивной формы горного дела. Для добычи наиболее подходящего камня первобытный человек проходил воронкообразные вертикальные и горизонтальные выработки. 1.4. Изобретение лука и стрел С изобретением лука людям удалось использовать скрытые силы упругости. Лук -первый созданный человеком механизм, действующий по принципу накопления энергии. Лучник, постепенно натягивая лук, сообщал ему свою энергию, накапливающуюся и сохраняющуюся в луке до тех пор, пока она не будет освобождена в концентрированной форме в момент выстрела. Стремясь увеличить убойную силу стрелы, первобытный человек стал делать для них костяные и каменные наконечники. Вкладыши и наконечники для стрел получили название микролитов. Развитие возникновению хозяйственной 1.5. Появление сложных орудий труда охоты способствовало приручению первобытного деятельности скотоводства, мужчину. 5 животных поставившего Скотоводство во и главе способствовало выделению пастушеских племен, которые не только производили больше продуктов, чем охотники, но и могли накапливать их. В это время (поздний теодолит, охватывающий время с 4 по 3 тыс. лет до н. э.) характерными орудиями становятся каменный топор-колун и каменная мотыга. Топор, появившийся еще в раннем неолите, был неоценим при строительстве шалашей и хижин, но особенно он был важен для производства лодок - долбленых челнов. Вначале топор изготовлялся из кремневого отщепа треугольной формы. Длина его доходила до 10-15 см. Рабочей частью топора служило широко скошенное лезвие, первоначально образованное не шлифовкой, а сколом, полученным от удара отбойником сбоку. Крупнейшим изобретением этого времени является сверление, применявшееся как для добывания огня, так и для изготовления орудий. Сверление производилось сверлом, состоявшим из палочки с укрепленным на конце камнем. Для усиления действия сверла использовали песок и воду. Затем человек стал применять для сверления пустотелую кость и, наконец, изобрел специальные сверлильные снаряды. Рост потребности в орудиях труда заставлял отдельных членов родовой общины заниматься только добычей каменного сырья и изготовлением из него различных орудий. В связи с этим в поселениях неолитического человека возникают своеобразные мастерские по выделке орудий труда и оружия. 1.6. Первое применение металла Первые медные орудия, похожие на каменные, относятся еще к энеолиту, т.е. переходному периоду от каменного века к бронзовому (от 4 до 3 тыс. лет до н. э.) Медь по своей твердости уступает кремню, обсидиану, и многим другим плотным каменным породам. Однако она обладает большими преимуществами перед камнем. Самородную медь можно ковать, придавая 6 ей необходимую форму. Обработка самородной меди привела первобытных людей к важным наблюдениям. Во-первых, в результате ударов каменного молота медь становилась более твердой и поэтому пригодной для производства орудий. Во- вторых, занимаясь обработкой меди, человек открыл возможность плавки металла: от сильного нагревания происходило восстановление металла, который расплавлялся и, остывая, приобретал новый вид. Впервые выплавка меди из руд была освоена в 4 тыс. до н. э. в ряде стран Передней Азии, Египта, Индии. 1.7. Возникновение земледелия Переход от охоты к земледелию ослабил основу первобытнообщинного строя. Значение племени, как единого целого, уменьшилось, т.к. семья стала самообеспечивающейся единицей. В неолитическую эпоху возникает мотыжное земледелие. Мотыга представляла собой продолговатое, узкое каменное орудие, отделанное на поверхности крупными сколами и заканчивающееся заостренным или притуплённым концом. Труд первых земледельцев, имевших в своем распоряжении только грубые каменные и деревянные орудия, был изнурительным. Поэтому постепенно стали производиться специальные орудия для этих работ: мотыги, серпы, зернотерки, сосуды для хранения продуктов земледелия. Мотыга представляла собой продолговатое, узкое каменное орудие, отделанное на поверхности крупными сколами и заканчивающееся заостренным или притуплённым концом. Земледелие все больше и больше требовало оседлого образа жизни. Люди начинают строить поселки, состоящие из нескольких домов, пол и стены которых обмазывались толстым слоем глины. Основа такого дома делалась из столбов и прутьев. 7 Медные мотыги, имевшие деревянные рукояти, и лопаты позволили выполнять большие земляные работы, требуемые для сооружения оросительных каналов в засушливых районах. Досуг, которым перемежался труд земледельца, позволял ему заниматься изобретательством. Долгое проживание на одном месте благодаря земледелию позволяло создавать, накапливать и использовать орудия, которые для охотника были тяжелой обузой. Появилась привычка подчинять природу ради собственной выгоды. Общественное разделение труда и расширение обмена привели к возникновению в первобытнообщинном обществе частной собственности и имущественного неравенства, к разделению общества на классы и к эксплуатации человека человеком. Это привело к разложению первобытнообщинного строя. Первобытная культура в целом была синкретична. Все было органично включено в различные формы жизнедеятельности: миф, ритуал, танец, хозяйственная деятельность. С самого начала человеческой истории, помимо науки, возникают концепции мира в высшей степени символические и являвшиеся результатом отвлеченного мышления, в языке описываемые в мифопоэтической представлениях космологической форме. выступает Человеческое как телеологией. общество сложное Для в сочетание первобытного первобытных элементов сознания с все космологизовано, поскольку все входит в состав Космоса, который образует высшую ценность внутри мифопоэтического универсума. Люди не выделяли себя из окружающей их природы. Кормовая территория, растения, животные и само племя - это единое целое. Природе приписывались человеческие свойства, вплоть до кровно-родственной организации и дуалистического разделения на две взаимобрачные половины. К концу палеолита представления о природе не ограничивались обширным кругом точных эмпирических знаний. Было достигнуто, по-видимому, нечто большее: сформировались идея Вселенной как единого целого, семиричная "модель 8 мира" с тремя вертикальными и четырьмя горизонтальными делениями, выделялись четыре стихии, сходные с "первоэлементами" древнегреческих космологических концепций (вода, земля, воздух, огонь). Таким образом, у людей, живших в каменном веке, были свои собственные представления о Вселенной; жизнь на земле, явления природы в их глазах - акт проявления божественной силы; жизнь человека для них находилась в тесной связи с состоянием солнца и планет. В период, продолжавшийся с X по III тыс. до н.э. произошли коренные изменения в материальной и духовной жизни людей, что позволило выделить этот этап и назвать -неолитическая революция. Неолитическая революция характеризуется переходом от охоты к скотоводству, от собирательства к земледелию, освоению технологических операций при формировании новых социальных отношений в обществе. Постепенно возникают ремесла и появляются люди, специально ими занимающиеся. Суммируя основные достижения в доцивилизационный период можно утверждать, что люди обладали технологией основных форм деятельности, обеспечивающих поддержание жизни (охота, собирательство, скотоводство, земледелие, рыболовство); знанием повадок животных и избирательностью в выборе плодов; природоведческими знаниями (свойства камня, их изменения с нагревом, виды древесины, ориентация по звездам); медицинскими знаниями (простейшие приемы залечивания ран, хирургические операции, лечение простудных заболеваний, кровопускание, промывание кишечника, остановка кровотечения, использование бальзамов, мазей, обработка укусов, прижигание огнем, психотерапевтические действия); элементарной системой счета, измерением расстояний с помощью частей тела (ноготь, локоть, рука, полет стрелы и т.д.); элементарной системой измерения времени с помощью сопоставления положения звезд, разделения времен года, знанием явлений природы; передачей информации на расстояния (дымом, световыми и звуковыми сигналами). 9 К основным достижениям материального и технического прогресса древнего общества можно отнести: использование и получение огня; создание сложных, составных орудий труда; изобретение лука и стрел; изготовление изделий из глины и обжиг на солнце и огне; зарождение первых ремесел; выплавка металла и сплавов; создание простейших транспортных средств. 2. Античная наука и техника 4 тыс. до н.э. 2.1. Развитие и распространение сложных орудий труда К 3000 г. до н. э. на смену простым варварским общинам примерно равных по своему благосостоянию земледельцев пришли государства, в которых подавляющая часть населения жила на грани физического существования в качестве рабов или крепостных, а все излишки плодов их труда использовались для создания роскошных условий жизни немногочисленного привилегированного класса. Классовое деление стало основой структуры общества. Классовое общество при абсолютном его делении на автократические группы правителей и огромные массы трудового населения не смогло обеспечить непрерывного технического прогресса. Зависимое население не было заинтересовано в усовершенствовании орудий труда, т.к. в силу занятости у него не оставалось времени на изобретательство, а свободный добавочный продукт изымался. Господствующий класс не обладал знаниями и навыками совершенствования методов техники. Продвижение общества вперед в период цивилизации бронзового века основывалось на возможностях больших организационных систем, накопивших в своих руках значительную часть материальных и финансовых средств. Только они могли создавать эффективные ирригационные системы, которые служили основой процветания Египта, Месопотамии и Индии. Многие технические достижения периода, предшествовавшего 3000 г. до н. э., не только вызвали социальные перемены, но и, в свою очередь, 10 зависели от постепенно усиливавшегося деления общества на классы, т.к. обеспечивали сосредоточение богатств. Основной причиной замедления и прерывания технического прогресса являлся процесс резкого деления общества на классы. Производственные отношения рабовладельческого строя характеризуются частной собственностью рабовладельцев на средства производства, а также на самого работника-раба. Совершенствование средств труда, увеличение поголовья скота и использование его как тягловой силы позволило расширить масштабы земледелия и скотоводства, организовать крупные рабовладельческие латифундии, в которых порою были заняты сотни и тысячи рабов. Дешевый рабский труд мало способствовал изобретению новых технических средств. Только благодаря простой кооперации труда народы Египта, Индии, Китая, Рима, Греции, Закавказья, Средней Азии смогли воздвигнуть гигантские сооружения. Специализация работника только на одном виде ремесла создала условия для появления целого ряда изобретений, невозможных в предшествующий период (плуг, мельница, прессы для винограда и маслин, грузоподъемные механизмы, способы термической обработки железа, применение пайки, штамповки и травления металла, изготовление кислого хлеба, развитие механизмов, построенных на ротационном принципе). Большое влияние на развитие техники рабовладельческого общества оказало третье крупное общественное разделение труда, выделение класса купцов, которые занимались только обменом продуктов. Античное производство базировалось почти исключительно на железной технике. Железный сельскохозяйственный инвентарь первого тысячелетия до н. э. - топоры, лопаты, заступы, вилы, кирки, мотыги, косы, ножницы, двуручные пилы - позволили увеличить посевные площади за счет расчистки лесных массивов, улучшить обработку почвы, ввести стрижку овец (до этого овечью шерсть выщипывали), трехпольный севооборот (озимые- яровые - пар), создать пилораму. Более совершенные кузнечные 11 мехи (гармоника), железные клещи, зубила, сверла, молотки поставили металлообработку на новый уровень. В горном деле широко применялись обрушение породы, подъемные ручные ворота. Плавка металла производилась в муфельной печи, вращение мельничных жерновов - при помощи водяного колеса. Технический прогресс происходил, как правило, в военном деле, в вооружении или там, где нельзя было применить дешевый рабский труд. Когда рабы подорожали, на полях появились жатвенные машины и даже механизированная молотилка. Подавляющая часть выплавляемого металла шла на создание вооружения. Предметом особой гордости являлся военный и торговый флот. Самым крупным военным тоннажем располагали Афины и Рим, но даже небольшие средиземноморские полисы имели десятки триер - двухмачтовых, трехмачтовых парусногребных судов. В период образования и начала внешней экспансии Римского полиса в экономике италийского села главную роль играл обычный крестьянский двор, обслуживаемый трудом свободного крестьянина, его семьи и одного или двух рабов. Свободные крестьяне, составляли основу военной фаланги, своей кровью обеспечивали гегемонию Рима. Оказалось, что это обрекло их на разорение и вытеснение из производства. Труд мелких крестьянских хозяйств не мог конкурировать с дешевым трудом рабов. Крестьяне покидали свои земельные участки, уходили в Рим и другие города, становясь наемной рабочей силой. Крестьянские земли рабовладельцы приращивали к своим владениям. Так возникали латифундии -обширные плантации, обслуживаемые трудом рабов, живших на казарменном режиме. Рабский труд постепенно перестал быть рентабельным; число рабов, приобретаемых на войне, стало сокращаться, тогда как потребность в рабочей силе возрастала. В результате резко повысились цены на рынках. Уже в середине I в. н. э. сельское хозяйство стало экономически невыгодным. При этом изменилась и социальная организация многих латифундий. В них отказались от применения рабского труда, а плантации стали разбивать на небольшие 12 участки (парцеллы), которые отдавали в аренду рабам или свободным крестьянам, получившим название колонов. Постепенно колоны потеряли свою независимость и из арендаторов превратились в людей, прикрепленных к земле, которые могут быть проданы вместе со всей парцеллой. Античная экономика окончательно погибла с распадом Римского государства. Имеющийся обширный фактический материал по истории античной техники и технологии традиционно группируется и рассматривается по отраслевому принципу: транспорт, горное дело, металлургия, кузнечное дело, ремесло и земледелие, виноградарство и виноделие, строительство, вооружение, тепловые машины. Однако не менее важным является выяснение условий и особенностей возникновения и развития античной техники и технологии, столь похожих и не похожих в греческий и римский периоды. Огромный творческий взлет был характерен для греческого периода и энциклопедическая основательность - для римского. В последнее время взгляды существенно меняются на уровень экономики и, соответственно, производства в античных полисах. Оценка этого уровня, как примитивного, не выдерживает критики. Например, раскопки мастерских организовано в Помпеях производство, показали, работавшее на как рационально рынок. То же было самое подтверждается организацией труда в каменоломнях, рудниках, в имениях, где учитывались особенности почвы и климата, применялись соответствующие орудия труда и методы для облегчения и ускорения различных операций, усовершенствовались плуги, грабли, бороны, мотыги, кирки, серпы, ножи, топоры и т.д. Современная археология вносит много нового в оценку уровня античной экономики. На затонувших римских кораблях, например, находят сложные механизмы с зубчатыми колесами, которые по своему устройству, как считалось ранее, могли появиться лишь в конце XVII в. Тоннаж судов, предназначавшихся для перевозки зерна, вина, масла, керамики из разных мастерских, и скорость движения судов были превзойдены только к началу 13 XVIII в. Гавани были прекрасно оборудованы доками, механизмами для погрузки и разгрузки судов, имелись склады, гостиницы. Не хуже обстояло дело и с наземным транспортом, строительством. Примитивная экономика несовместима со способностью государства в кратчайший срок вооружать, снаряжать и содержать огромные вооруженные силы. 2.2. Орудия труда из меди и бронзы С введением в обиход меди процесс накопления излишков возрос. Развитие общества пошло двумя путями: 1) Установление господства путем определения размера дани или арендной платы за землю, возникновение класса рабовладельцев и рабов, создание царств, способных себя защитить и покорять с помощью армии другие местности; 2) Образование класса жрецов, которые благодаря своей особой духовной роли получили возможность распоряжаться излишками, предназначая их в дань богам, а на деле накапливая в зернохранилищах храма. Наблюдения над свойствами медных руд, содержащих незначительные (до 2%) примеси олова, привели к важному открытию: прибавление к меди олова придает металлу лучшие качества. Так был изобретен первый искусственный сплав- бронза. Бронза имеет более низкую температуру плавления (700-900°), более высокие литейные качества, а при охлаждении обладает значительной прочностью и твердостью. Медное орудие в основном ковалось, а бронзовое отливалось. Этот древнейший период употребления металлов получил название бронзового века, приблизительные хронологические границы которогоначало III тыс.- I тыс. до н. э. Бронзовое литье в Древнем Египте производилось следующим образом: на низких кострах, в которых огонь поддерживался углем и раздувался специальными мехами, металл расплавлялся в тиглях. Рабы снимали их с огня при помощи эластичных тростей. Из тиглей 14 расплавленный металл выливался через небольшие воронки в каменные формы для выделки орудий и оружия. Распространение металла привело к освоению ряда методов его обработки. Горячая обработка осуществлялась путем литья, паяния и сварки. Холодная обработка металла употреблялась при ковке, выделке листовой меди, при волочении медной, золотой и свинцовой проволоки. 2.3. Выплавка железа В чистом виде железо в природе встречается в метеоритах, которые стали предметом культа у некоторых народов. При сыродутном процессе получения железа восстановление железа из руды достигается при температуре 900°. Для получения железа сыродутном способом руда дробилась, затем обжигалась на открытом огне; после этого в ямах или небольших глиняных печах производилось восстановление металла. Для восстановления металла в горн добавлялся древесный уголь и нагнетался воздух. образовывалась В крица- результате комок процесса пористого на дне глиняной тестообразного и печи сильно загрязненного железа весом от 1 до 8 кг. Ее необходимо было подвергать многократной горячей проковке, после чего из нее изготовляли различные орудия труда и оружие. Кожаные меха, которыми нагнетался воздух в горны, были изобретены для ускорения плавки меди. Для получения более твердого железа применялось сваривание, а также закалка железных изделий или их цементация. Способ получения сварного железа, а также методы поверхностной закалки были впервые применены в 1400 г. до н. э. в Армении, в небольшом местечке Шохдок-Карадаг, расположенном к северу-востоку от горы Арарат. 2.4. Земледелие и оросительные сооружения Железный топор и соха с железным лемехом способствовали расширению обработки земли. Условием возникновения пашенного земледелия явились, с одной стороны, применение металлических орудий, а с 15 другой - развитое скотоводство, давшее необходимую тяговую силу. Основным орудием был первобытный плуг - деревянное почвообрабатывающее орудие с отдельными металлическими частями. Также использовались борона, серпы и косы. В Египте и других рабовладельческих государствах применялась залежная система земледелия. В зависимости от географических условий использовались две модификации этой системы: для степных районов собственно залежная, а для лесных - подсечная или огневая. Природные условия земледелия в засушливых странах Востока, особенно в Египте, привели к введению искусственного орошения. Для задержания воды и ее поднятия использовались плотины, которые сооружались из земли, вынутой при рытье каналов, из хвороста, тростника, камыша и ила, смешанного с соломой. В Египте для подъема воды на высоко расположенные поля наиболее широкое распространение получили так называемые шадуфы. Кожаное ведро привязывалось веревкой к концу длинного шеста, укрепленного на стойке таким образом, чтобы оно могло подниматься и опускаться. На другом конце шеста имелся груз, который уравновешивал ведро, наполненное водой. При помощи такого сооружения можно было в течение часа поднять на высоту двух метров 3400 л воды, на высоту трех метров - 2700 л, на высоту шести метров - 1550 л. 2.5. Обособление ремесла от земледелия Большую роль в выделении ремесла сыграло гончарное дело, развитие которого было связано с изобретением гончарного круга - приспособления, позволяющего производить глиняную посуду более правильной формы и с большей производительностью труда. Вначале был изобретен ручной гончарный круг, состоящий из вертикальной оси с вращающимся на ней горизонтальным кругом. Мастер, вращая левой рукой круг, правой лепил сосуд из жгутов глиняного теста, которые укладывались в виде спирали. В центре круга прикреплялась 16 небольшая дощечка, позволявшая формировать дно сосуда. Более производительным явился ножной гончарный круг. В нижней части оси он имел тяжелое маховое колесо, которое приводилось в движение ногами. Это позволяло мастеру работать двумя руками. Сосуд на ножном круге вытягивался из сплошного куска глины. Важную роль в развитии текстильного ремесла сыграло изобретение веретена. Применение веретена позволило изготовлять длинную тонкую нить, равномерную по толщине. 2.6. Строительная техника Создание городов в Южном Двуречье (Месопотамская долина), в Египте, Малой Азии, Закавказье, Индии, Китае относится к III - I тыс. до н. э. Обычно в центре крупного месопотамского города того времени возвышалось сооружение с высокой ступенчатой пирамидой (зиккурат), святилищем и царским дворцом. Отсюда осуществлялся надзор за работой рабов и свободных общинников, которые обрабатывали царскую и храмовую земли. Продукты, взимаемые с сельского населения в виде налога, хранились в этих пирамидах. Вокруг располагался внутренний город, который обносился высоким валом или стенами, а за ними находились пригороды. Строительство Великой Китайской стены началось в IV- III вв. до н.э. Постепенно ее протяженность была доведена до 4000 км. Высота стены доходила до 10 м. Эта стена прикрывала северо-восточные границы Китая от нападения кочевых народов и обеспечивала безопасность караванного пути на запад. То обстоятельство, что камень сопротивляется изгибу в 6 раз меньше, чем сжатию, не давало возможности перекрывать при помощи его большие пролеты до тех пор, пока пользовались работающими на изгиб балкой и плитой. Это привело к господству в древних архитектурах Средней Азии, Египта и Греции балочностоечных конструкций с применением колоннады. Наибольшей каменной балкой в то время было перекрытие - вход в 17 Афинский Акрополь - Пропилеев, не превышавшее 3,75 м, а плитой потолок усыпальницы фараона в пирамиде Хеопса, длина которой достигала 5,2 м. Увеличить величину пролетов удалось лишь после изобретения арки и свода, в которых камень работает на чистое сжатие. Римские строители применили изобретенный древними греками новый строительный материал - бетон. Приготовляемый из щебня и известкового раствора, который втрамбовывался в слой щебня деревянными бабами, бетон дал возможность строить монументальные сооружения в любом месте империи. Изготовление кирпича, которое являлось одним из старейших видов ремесла, дало строительный материал, получивший применение при возведении жилищ и различных сооружений. Используя опыт гончарного ремесла, человек стал обжигать кирпич-сырец, что повысило его прочность. Обожженный кирпич впервые начали употреблять в Древней Месопотамии и Древней Индии. Важную роль в строительном деле играло дерево. Универсальным инструментом для обработки дерева было тесло. Строительство крупных сооружений потребовало решить задачу транспортировки больших тяжестей и их подъема на значительную высоту. Для этого широко использовался известный уже рычаг, затем был изобретен блок в форме колеса с желобом (ручьем) по окружности, через который перекинут канат или другая гибкая тяга. Применение блока позволило изменять направление тяги и получать выигрыш в силе или в скорости. Благодаря замене трения скольжения трением качения намного облегчалась транспортировка тяжестей. 2.7. Горное дело Для добычи твердых пород металлическим орудием делали врубы, куда вбивали сухие деревянные клинья. Характерной особенностью горного дела при рабовладельческом строе является переход к добыче руд меди и олова. 18 Вплоть до XVII в. применялся огневой способ добычи руды: в забое раскладывался костер, который нагревал породу, затем пласт обливали водой, он растрескивался. Самостоятельное значение приобрела проходка горизонтальных горных выработок, связанных со строительством водоотливных штолен, по которым подавалась вода в города и крупные крепости. Для разработки более глубоких горизонтов стали применять водоотливные штольни, архимедов винт и различные водочерпальные колеса. 3.8.Развитие военной техники Воины Древнего Востока, Рима и Греции были вооружены луком и стрелами, копьем и мечом. Необходимость ведения осады и обороны городов требовала создания осадных и оборонительных машин и механизмов. При Александре Македонском инженер Диад, руководивший осадой Тира и других городов, широко применял изобретенные или усовершенствованные им военные механизмы. Он придумал разборные осадные башни, специальный бурав для сверления крепостных стен, лестницу для подъема на стены, тараны для разрушения стен. Во время осады г. Сиракуз в 213-212 гг. до н. э. ученый Архимед построил метательные механизмы, при помощи которых можно было бросать на довольно большие расстояния огромные камни и целые бревна, топившие римские суда. Защитники города зацепляли специальными захватами неприятельские корабли, поднимали их и, бросив вниз, топили. Были изобретены тараны для пробивания крепостных и городских стен, различные машины для метания камней, длинных стрел и зажигательных снарядов. Также применялись метательные машины двух типов: баллисты и катапульты. Баллисты предназначались для разрушения стен, а катапульты для поражения противника, который укрывался за оборонительными сооружениями. Метательные машины приходилось делать очень громоздкими. При их помощи можно было метать камни и стрелы на 19 расстояние до 500-1000 м, причем вес бросаемых снарядов доходил до 150200 кг. 2.8. Улучшение способов передвижения С ростом военной техники и расширением торговли было связано и развитие способов передвижения. Повозка с колесами стала применяться с 4 тыс. до н. э. в Мохенджо-Даро (Индия). Открытие вращательного движения сопровождалось изобретением многочисленных технических приспособлений и открытием новых путей использования вращательного движения. Но только изобретение колеса позволило коренным образом изменить способы передвижения по суше. При переходе к скотоводству и земледелию примитивная волокуша была заменена повозкой. Сначала колесо наглухо укреплялось на подвижной оси. Затем было изобретено колесо со ступицей, насаживающейся на неподвижную ось. В этом случае оба колеса вращались независимо одно от другого, и поэтому при поворотах не возникало скольжения. Стремясь уменьшить вес повозки, стали вместо сплошных деревянных колес изготовлять колеса со спицами. В дальнейшем появились металлические оси и колеса. Особенно сильно морское дело стало развиваться в рабовладельческом обществе. В Древних странах Востока мореплавание было почти исключительно каботажным, люди плавали в основном вдоль берегов или от острова к острову. Однако крупные греческие суда уже отваживаются пускаться в открытое море. В 325-320 гг. до н. э. было совершено путешествие греком Питием (Пифей из Массилии). Он решил проникнуть на Север с целью приобретения олова и янтаря. Питий прошел за Геркулесовы столбы (Гибралтар), достиг Британии, обогнул ее, приблизился к устью Эльбы и исследовал берега Норвегии вплоть до Полярного круга. Льды и туманы помешали ему плыть дальше, и он вынужден был вернуться. Значительно улучшаются пристани, гавани, появляются маяки. Основным типом боевого греческого корабля являлась триера с тремя рядами 20 весел. Корабль имел надводный медный таран. Экипаж состоял из гребцов рабов, отряда воинов и матросов, управляющих парусами. Численность экипажа достигала 150-200 чел. Желая увеличить быстроходность кораблей, греки, а затем и римляне стали сооружать суда с четырьмя этажами гребцов (тетреры), пятью этажами (пентеры) и даже восемью этажами (ектеры). 2.9. Возникновение отдельных отраслей естествознания в связи с потребностями производства В рабовладельческом обществе из всех отраслей науки естествознания начинают складываться в самостоятельные науки лишь астрономия и механика, которые обслуживались математикой. Естествознание, естественнонаучные воззрения входили в единую философскую науку. 2.10. Периодизация античной науки Первый период - период ранней греческой науки, получивший у древних авторов наименование науки "о природе". Эта "наука" была нерасчлененной, спекулятивной дисциплиной, основной проблемой которой была проблема происхождения и устройства мира, рассматривавшегося как единое целое. До конца V в. до н. э. "наука" была неотделима от философии. Высшей точкой развития и, в то же время, завершающей стадией науки "о природе" была всеобъемлющая научно-философская система Аристотеля. Второй период - эллинистические науки. Это период дифференциации наук. Процесс дисциплинарного дробления "единой науки" начался еще в V до н. э., когда одновременно с разработкой метода дедукции произошло обособление математики. Работами Евдокса было положено начало научной астрономии. В трудах Аристотеля и его учеников уже можно усмотреть появление логики, зоологии, эмбриологии, психологии, ботаники, минералогии, географии, музыкальной акустики, не считая гуманитарных дисциплин, таких как этика, поэтика и др., которые никогда не были частью науки "о природе". Позже приобретают самостоятельное значение новые дисциплины - геометрическая оптика (в частности, катоптрика, т.е. наука о зеркалах), механика (статика и ее приложения), гидростатика. Расцвет 21 эллинистической науки был одной из форм расцвета эллинистической культуры в целом и обусловлен творческими достижениями таких великих ученых, как Евклид, Архимед, Эратосфен, Апполоний Пергсский и др. Именно тогда, в III -II вв. до н. э., античная наука по своему духу и своим устремлениям ближе всего подошла к науке Нового времени. Третий период - период постепенного упадка античной науки. Хотя к этому времени относятся работы Птолемея, Диофена, Галена и др., все же в первые века нашей эры наблюдается усиление регрессивных тенденций, связанных с ростом иррационализма, появлением оккультных дисциплин, возрождением попыток синкретичного объединения науки и философии. Астрономия возникла в глубокой древности в связи с потребностями хозяйства и необходимостью измерять время по движению Солнца, планет звезд и ориентироваться на море и на земле. Вначале она была связана с астрологией и использовалась жрецами. Отдельные элементы астрономии были заложены в Древнем Египте (IV в. до н. э.) Наблюдения за разливом Нила и за движением небесных светил позволили отметить, что ранний утренний восход звезды Сириуса совпадает с началом подъема воды в Ниле. Совпадение этих явлений повторялось ровно через 365 дней. Таким образом, была определена продолжительность года. В Древнем Египте он делился на 12 месяцев, по 300 дней каждый, а в конце каждого года, перед началом следующего, прибавлялось по 5 дней. Для наблюдения за звездами пользовались отвесом и визировальной дощечкой. Солнечные часы использовались еще в III в. до н. э. Для наблюдений ночью в Древнем Египте были созданы водяные часы. Греки стремились дать астрономии математическое обоснование. Они были хорошо знакомы с явлениями, связанными с кажущимся суточным вращением небесного свода и видимым движением планет, они знали о шарообразности Земли и определили длину земной окружности. Знаменитый греческий астроном Аристарх Самосский (около 250 г. до н. э.) выдвинул мысль о вращении шарообразной Земли вокруг оси и о движении ее вокруг 22 Солнца, но его взгляды не получили распространения. Характерным для античной астрономии было учение известного астронома, математика и географа Клавдия Птолемея (II в. н. э.), по которому Земля представлялась неподвижной в центре мира, а небо с планетами изображалось как ряд твердых концентрических сфер, окружающих Землю и находящихся в равномерном вращении. Эта геоцентрическая система мира, служившая в течение более тысячи лет, вплоть до учения Коперника, основой всех астрономических знаний, была изложена Птолемеем в сочинении, названном его арабскими переводчиками «Альмагест». В результате накопления опыта в производстве орудий труда и в создании различных искусственных сооружений были открыты некоторые законы механики. Примерно к началу IV в. до н. э. уже были известны простейшие законы сложения и уравновешивания сил, приложенных к одной точке, вдоль одной и той же прямой. Особый интерес привлекала задача о рычаге, теория которого была создана великим ученым древности -Архимедом (около 287 г. - 212 г. до н. э.) В своем сочинении «О рычагах» он установил правило сложения и разложения параллельных сил, дал определение понятия центра тяжести системы двух грузов, подвешенных к стержню, и выяснил условия равновесия такой системы. Архимеду принадлежит открытие основных законов гидростатики, изложенные им в труде «О плавающих телах». Также были открыты и исследованы некоторые законы физики. Были проведены наблюдения над притяжением магнита и наэлектризованных тел (Фалес Милетский), установлены законы отражения света в зеркалах (Эвклид), исследовано преломление света (Птолемей), создано учение об атомах (Левкипп и Демокрит). Физико-механические знания древних ученых нашли отражение в работах Герона Александрийского (около 1 в. н. э.), среди которых наибольший интерес представляет работа «Об искусстве изготовлять автоматы». В этом труде содержится описание того, как простейшими 23 механизмами, с помощью груза и системы блоков, а также зубчатых колес и рычагов, можно получить автоматическое движение различных фигурок, которые могли бы разыгрывать перед зрителями целые пьесы. Герон сделал целый ряд открытий и в области физики. Среди них стоит упомянуть «геронов шар», в котором водяная струя выбрасывается посредством сжатого воздуха. На этом же принципе основан и паровой шар, представлявший собой полый шар, укрепленный на оси. В него впускается пар из особого резервуара, в котором вода подогревается до точки кипения. В шар вставлены две трубки с загнутыми в противоположные стороны концами. Пар, вырываясь из трубок, приводит шар в быстрое движение. Период элементарной математики начался в Древней Греции и продолжался до начала XVII в. Большой вклад в развитие математики сделали Эвклид, Архимед, Эратосфен, Аполлоний Пергский. В знаменитых «Началах» Эвклида геометрия вылилась уже в строго продуманную логическую систему. В них были впервые заложены основы систематической теории чисел. Огромную роль для развития математики имело создание индийскими учеными современного начертания чисел. В нем значение каждой цифры определялось ее положением, а десятая цифра выражалась, так же как и в нашем исчислении, нулем. В области математики китайские ученые также сделали большие открытия. В сочинении «Арифметика» (первая половина II в. до н. э.) излагаются приемы решения системы уравнений первой степени с двумя неизвестными. Первый, донаучный период в развитии химии получил название алхимии. Он начался в 1 в. н. э. и продолжался в Западной Европе до XVI в. Древние цивилизации обладали большим практическим опытом, благодаря которому возводились грандиозные по размеру и замыслу сооружения. Ими были выработаны конкретные знания в области математики, астрономии, медицины, которые транслировались по принципу исключительной принадлежности, от старшего к младшему по возрасту и рангу внутри касты жрецов. Знание - от Бога, покровителя касты, поэтому 24 знание практически находилось в "застывшем " виде, оно не обсуждалось, критически не анализировалось, оно было исключительно рецептурным. Обучение строилось по принципу передачи готовых детерминированных алгоритмов. Этот способ передачи знания внутри профессиональной и социальной групп определяется моделью, в которой место индивида занимает коллективный обобщенный хранитель. Ярким представителем подобной модели являлась египетская цивилизация. Для цивилизаций Междуречья, Индии и Китая характерны более динамичные процессы накопления и обновления знания. В целом знания древних цивилизаций носили прикладной характер, им были не свойственны фундаментальность, теоретичность и системность (в современном смысле этих терминов). Знания нужны были исключительно для повседневной жизни, а также для исполнения религиозных обрядов. Даже в точных науках - математике, астрономии не было различия между точным и приближенным решениями задач. Любое решение оказывалось приемлемым, если оно приводило к желаемым результатам. Даже решение сложных математических задач с использованием многостепенных уравнений, а также частных проектных проблем не выводило жрецов, тогдашних носителей знания, на необходимость обобщений, создание логического инструмента исследований, системы доказательств, т. к. в этом случае знание теряло бы свою сакральность. Утверждение общезначимого гражданского права означало секуляризацию общественной жизни, высвобождение ее из-под власти религиозных и мистических представлений. Отношение к закону не как к слепой силе, продиктованной свыше, а как к демократической норме, принятой большинством в процессе всенародного обсуждения, основывалось на риторике, искусстве убеждения и аргументации. Все входящее в интеллектуальную сферу подлежало обоснованию, каждый имел право на особое мнение, это приводило к осознанию того факта, что истина является не продуктом догматической веры, принимаемым в силу авторитета, а 25 результатом рационального доказательства, основанного на аргументах и понимании. Сформировался аппарат логического рационального обоснования, превратившийся в универсальный алгоритм производства знания в целом, в инструмент передачи знания от индивида в общество появилась наука как доказательное знание. Важным шагом становления науки был отказ от материальнопрактического отношения к действительности и порождение идеализации. В Греции возникли такие формы познавательной деятельности, как систематическое доказательство, рациональное обоснование, логическая дедукция, идеализация, из которых в дальнейшем развивалась наука. Важнейшим результатом греческой мысли явилось объективное рассмотрение природы как реальности, независимой от политических интересов и моральных норм. Греческую мысль отличали стремление к точному познанию действительности, доказательству, критический дух и смелость выводов. Все это в значительной степени объясняет независимость греческой науки и философии от мифологии, из недр которой они вышли. Шел процесс трансформации мифологических представлений в теоретическое мышление. Первой научной программой стала математическая программа, представленная Пифагором и позднее развитая Платоном. В ее основе, как и в основе других античных программ, лежит представление о том, что Космос - это упорядоченное выражение целого ряда первоначальных сущностей, которые можно постигать по-разному. Пифагор нашел эти сущности в числах и представил в качестве первоосновы мира. Свое завершение программа получила в философии Платона, который нарисовал картину истинного мира - мира идей, представляющего собой иерархически упорядоченную структуру. Мир вещей, в котором мы живем, возникает, подражая миру идей, из мертвой, косной материи. Творцом всего является Бог-демиург. Второй научной программой античности стал атомизм, основателями которого были Левкипп и Демокрит. Атомизм являлся физической 26 программой, т.к. наука, по Демокриту, должна объяснить явления физического мира. Объяснение понимается как указание на механические причины всех возможных изменений в природе - движение атомов. Программа Аристотеля стала третьей научной программой античности. Аристотель отказывается признать функционирование идей или математических объектов, существующих независимо от вещей. В его теории воссоздается мир как целостное, естественно возникшее образование, имеющее причины в себе самом. Это образование предстает перед нами в виде двойственного мира, имеющего неизменную основу, но проявляющегося через подвижную эмпирическую видимость. Заслугой Аристотеля явилось постановка на прочный фундамент логически обоснованного мышления с использованием понятийно-категориального аппарата и систематизация накопленных знаний. Все дальнейшее развитие науки было развитием и преобразованием этих научных программ. Античная наука это еще не наука в современном смысле слова. Еще нет понятия универсального природного закона; еще невозможно применение математики в рамках физики. Это - разные науки, между которыми нет точек соприкосновения; еще нет эксперимента как искусственного воспроизведения природных явлений, при котором устраняются побочные и несущественные эффекты и который имеет своей целью подтвердить или опровергнуть то или иное теоретическое предположение. Естествознание греков было абстрактно - объяснительным, лишенным деятельного, созидательного компонента. 3. Средневековая наука и техника V-XVI вв. 3.1. Распространение сложных орудий труда, приводимых в действие человеком Феодальные производственные отношения были основаны на полной собственности феодала на землю и другие средства производства, а также на работников производства -крепостных крестьян и ремесленников. Крепостные крестьяне и ремесленники находились в личной зависимости от 27 феодалов, осуществлявших в отношении своих крепостных судебную и административную власть. Феодал - собственник земли - присваивал созданный трудом крепостных прибавочный продукт в виде различных форм феодальной ренты. Завоевавшие Римскую империю племена обладали более низкой техникой, чем римляне. Германцы умели добывать железо, пользовались железными лемехом, топором и лопатой, применяли тягловую силу скота, занимались полеводством, прибегали к раскорчевыванию лесов и расчистке их иод пашню и луг. Им оказалась не по плечу римская техника с ее передковым плугом, грузоподъемными приспособлениями и сильно специализированными ремеслами. 3.2. Техника земледелия В этот период получает распространение паровая система земледелия. Вначале срок оставляемой многолетней залежи (пара) сокращался до нескольких плодородные лет, а почвы, затем стали стал одногодичным. подвергать пар Стремясь усиленной повысить обработке, использовать его для пастьбы скота, искусственно удобрять. В дальнейшем происходит переход к трехпольной системе, при которой пашня делится на три поля, причем поочередно одно поле используется под озимые культуры, другое - под яровые, а третье остается под паром, свободным. Затем через год порядок изменяется. Такая система сохранила свое значение до XIX в. Орудиями труда служили соха с железными сошниками, борона, мотыга, серп, коса, грабли, вилы, цеп, лопата, топор. Несколько позже стал применяться плуг двух видов: легкий и тяжелый с колесным передком. Также была сделана замена деревянных частей плуга и бороны железными. 3.3. Развитие ремесла Одним из крупных средневековых городов был Лондон, население которого в XIV в. достигало 40 тыс. чел. Борьба против эксплуатации и 28 притеснений феодалов, рост конкуренции стекающихся в города беглых крестьян заставили ремесленников объединяться в цехи. Цех объединял городских ремесленников одного или нескольких близких промыслов. Полноправными имевшие членами небольшое цехов были количество только подмастерьев ремесленники-мастера, и учеников. Цех регламентировал процесс производства. Он являлся феодальной формой организации ремесла. В XI-XV вв. был достигнут более высокий уровень развития производительных сил, но техника ремесла основывалась на ручном труде, в ремесле использовались орудия, приводимые в действие руками человека. Отсюда и название ремесла - «рукомесло». В производстве тканей были заняты цехи шерстобитов, прядильщиков, ткачей. После тканья сукно подвергалось валянию, которое происходило в особых валяльных мастерских-сукновальнях. Далее производились стрижка, ворсование, окраска, и только после этого сукно уже шло в продажу. Только в Париже в начале XIV в. было свыше 300 ремесленных цехов, объединявших 5,5 тыс. ремесленников. 3.4. Выплавка металла Вначале основным способом получения железа был сыродутный процесс, при котором происходит прямое восстановление железа из руды. Сыродутный горн VI - VIII вв. сооружался из глины и иногда обкладывался камнем. Высота сыродутного горна достигала 35 см, диаметр - 60 см, толщина стенок - 5-7 см. В горн закладывались железная руда и древесный уголь, и мехами нагнетался воздух. В результате восстановления руды получалась железная крица до 8 кг весом. Процесс восстановления железа продолжался 2-2,5 час. В сыродутном горне вследствие высокой температуры, одинаковой по всему объему рабочего пространства горна, происходил процесс прямого восстановления железной руды. Извлекаемая из горна крица (кусок малоуглеродистого железа губчатого строения с некоторым количеством 29 серы, фосфора, кремня, марганца и других примесей со шлаковыми включениями) в дальнейшем проковывалась, в результате чего получалось сварное железо. Низкая степень извлечения железа из руды (не больше 50%) и очень незначительная производительность не удовлетворяли увеличивающегося спроса на металл. Стремление устранить эти недостатки привело к увеличению высоты самого горна и к усилению дутья путем применения водяного колеса для приведения в действие воздуходувных мехов. Эти преобразования изменили и сам процесс. Температура в верхней части горна понизилась до 750-900°, и поэтому железная руда восстанавливалась раньше, чем образовывался шлак. Благодаря этому уменьшились потери железа в шлаке, а само железо сильнее науглероживалось. В результате в нижней части печи, где температура под влиянием дутья повысилась до 1350°, вместо твердого железа получался жидкий чугун. Сперва чугун получался случайно вследствие отклонения сыродутного процесса от нормального хода. С течением времени его начали применять для производства отливок, а несколько позже негодный для литья чугун пускали вместе с рудой во вторичную переплавку. Передел чугуна в мягкое железо во второй плавке требует меньшего расхода топлива и руды, а железо получается лучшего качества. Впоследствии сыродутный процесс стал постепенно вытесняться двухступенчатым способом получения стали: сначала чугун, потом - сталь. Первая стадия называется доменным процессом, вторая - кричным переделом. Высота доменной печи XV-XVI вв. доходила до 4,5 м, а внутренний диаметр был равен примерно 1,8 м. Меха приводились в движение уже водяным колесом. Если из одного сыродутного горна при напряженной работе в сутки могли получить только 8 кг железа, то в такой доменной печи уже производили 1,6 т чугуна. Для передела чугуна в железо сооружали кричный горн, в который загружали 150-200 кг чугуна, располагая его на слое горящего древесного 30 угля. Плавясь, чугун капля за каплей стекал вниз, проходил через окислительную область против фурм, через которые подавался воздух, теряя часть углерода. Здесь же окислялось железо, образуя двойной силикат железо-марганца, который, попадая на дно горна, расплавлялся в шлаке, оставшемся от предшествующей операции. Этот шлак постепенно окислял углерод металла, лежащего на дне горна, отчего температура его плавления повышалась, металл «загустевал». Его поднимали ломом повыше фурм с тем, чтобы он проплавился еще раз. Под воздействием дутья и вытапливающегося на губчатой массе шлака происходило дальнейшее выгорание углерода, и вновь осевший на дно горна металл быстро становился мягким, легко сваривающимся. Постепенно на дне горна образовывался ком, крица (весом 30-100 кг и более), которая извлекалась из горна для проковки под молотом с целью ее уплотнения и выдавливания жидкого шлака. Кричный передел протекал от 1 до 2 час. В сутки в кричном горне можно было получить около 1 т металла, причем выход горного кричного железа составлял 90-92% веса чугуна. 3.5. Горное дело Расширению горного дела мешала феодальная собственность на землю и отсутствие определенных правил ведения работ. Впервые положения горного права были выработаны в Чехии. Первый горный закон был введен в 1249 г. королем Вацлавом для горного города Иглавы. По горному закону поисками и разработкой месторождений мог заниматься каждый. Горняк был обязан на своем участке заложить не менее трех шахтных стволов. Для подъема руды применялся обычный ворот, приводимый в движение вручную. Водоотлив производился через ствол шахты в кожаных мешках. 3.6. Крупнейшие изобретения Старейшим из взрывчатых веществ является дымный порох взрывчатая смесь, состоящая из калиевой селитры, серы и древесного угля. Первое упоминание о применении дымного пороха в Китае относится к 1232 31 г. В середине VII в. византийцы употребили так называемый «греческий огонь», состоящий из серы, горной смолы, селитры и льняного масла. Применение черного пороха в качестве метательного средства положило начало огнестрельной артиллерии, которая вызвала настоящую революцию в военном деле. Крупнейшим изобретением этого периода является книгопечатание размножение текстов и иллюстраций путем прижимания бумаги или другого материала к покрытой краской печатной форме. Бумага была изобретена около II в. н. э. Чай-Лунем. В XI-XII вв. бумага появилась в Европе. В качестве основного сырья для выделки бумаги употреблялись стебли бамбука или шелковичного дерева, пеньковое и льняное тряпье, солома. В IX в. началось печатание с печатных досок. В Китае был изобретен способ изготовления печатных форм из готовых рельефных элементов, т. е. набор подвижными литерами. В XIII в. вместо глиняных были введены литеры, отливавшиеся из бронзы. В середине XV в. на смену печатанию с досок приходит книгопечатание с подвижных литер. Изобретателем печати с подвижных наборных литер в Европе был немец Иоганн Гутенберг (1400-1468 гг.) Он применил металлические наборные литеры. Сначала путем выдавливания в мягком металле углублений в форме букв изготовлялась матрица. Потом в нее заливали свинцовый сплав и изготовляли необходимое количество буквлитер. Буквы-литеры располагались в систематическом порядке в наборных кассах, откуда и вынимались для набора. Для печатания были созданы ручные печатные станки. Печатный станок представлял собой ручной пресс, где соединялись две горизонтальные плоскости: на одной плоскости устанавливался наборный шрифт, к другой прижималась бумага. Предварительно матрица покрывалась смесью сажи и льняного масла. Такой станок давал не больше 100 отпечатков в час. 32 Впервые оптические очки появились в Европе, в Венеции, в XIII в. Изготовление и применение очков подготовили изобретение подзорной трубы, микроскопа и привели к созданию теоретических основ оптики. Использование явления магнетизма и создание компаса позволили человеку значительно расширить масштабы путешествий как по суше, так и по морю. Магнетизм был впервые обнаружен в виде естественной намагниченности некоторых железных руд. Наиболее древнее практическое применение магнетизма известно в Китае, где в летописи III в. до н. э. имеются записи о применении компаса. Первое упоминание о компасе в Европе относится к XII-XIII вв. 3.7. Состояние естествознания Научное мышление Возрождения можно определить как довольно "пестрое". Здесь была и "вторая схоластика", и "научные" аспекты Реформации, и научно-художественное мышление Л. да Винчи и Дюрера, и зарождавшееся экономико-статистическое мышление и алхимия, и вполне рациональные конкретные научные подходы в практических областях деятельности. Возможно, самой яркой отличительной чертой Возрождения является связь научного мышления с художественным восприятием мира. Например, "Трактат о живописи" Л. Б. Альберти называют манифестом Возрождения. В своих трудах Л. да Винчи часто использует выражение "наука живописи". В этих и многих других работах проявляются как бы два пласта самовыражения "возрожденческого духа". Первый условно можно назвать социально-психологическим -художники-творцы не хотели больше принадлежать к "ремесленному цеху" средневековой классификации, они активно заявляли о своей свободе и своих претензиях на высокий социальный статус. Художники уходили от плоскостного религиозного схематизма, их сюжетами становились реальная жизнь реальных людей и реальный мир. Вся старая художественная техника не годилась для этого. Второй пласт 33 самовыражения - понятие "наука живописи" - стало включать действительно немалую долю научного подхода: трехмерного -изображение мира на плоскости требовало геометрического обоснования перспективы; -изображение реальной жизни требовало систематических наблюдений и классификации видимого мира; Изображение человека в динамике требовало хорошего знания анатомии, механики движений. В это время появляется книга А. Везалия (1514-1564) "О строении человеческого тела".Связь научного и художественного уникальным образом проявилась в творчестве Л. да Винчи. Как о личной драме Л. да Винчи, говорят о его обостренном чувстве единства мира, Л. да Винчи "шифровал" свои естественнонаучные и технические записи и проекты. Его "записные книжки" содержат более 7 тысяч неопубликованных страниц. О них стало известно сравнительно недавно. Как сейчас установлено, Л. да Винчи был удивительно оригинальным мыслителем, все его идеи - только его, в отличие от других, "грешивших" заимствованиями из античности и более древних времен. Например, сейчас установлено, что Галилей кое-что взял у него. Практически во все времена о Л. да Винчи всегда говорили только как о художнике. В период средневековья широко распространились алхимия, астрология, магия, кабалистика чисел и т.д. Известный немецкий химик и врач И. И. Бехер (1635-1682 гг.) писал: «Восемь вещей неустанно стремились найти ученые и любознательные, а именно: 1) философский камень, 2) эликсир долгой жизни, 3) средство размягчать стекло, 4) вечный свет, 5) гиперболу вогнутого зеркала, 6) градус долготы, 7) квадратуру круга, 8) вечное движение. Кто располагает деньгами, временем и желанием, может при случае их найти». 34 Среди крупных ученых Средней Азии того времени особое место занимает философ-естествоиспытатель, врач, математик, поэт, самостоятельный и оригинальный мыслитель Ибн-Сина (Авиценна). ИбнСина изучал движение тел, свойства инерции, состав и свойства минералов, причины образования гор, состав и происхождение живых существ и т.д. В «Каноне врачебной науки» Ибн-Сина затрагивает вопросы медицины, астрономии, минералогии. Широкое распространение в то время имела предложенная Ибн-Синой классификация минеральных тел. Все минералы он делил на камни, плавкие тела (т.е. металлы), серные (т.е. горючие) вещества и соли. Классификация Ибн-Сины просуществовала до XVI в. Хорезмский ученый-энциклопедист Абу-Рейхан-Мухаммед Ибн-Ахмед аль-Бируни (972 или 973-1048 гг.) создал капитальные работы по математике, астрономии, физике, ботанике, географии, общей геологии, минералогии, этнографии, истории. Основным методом исследования он считал эксперимент. Средневековая наука не предложила новых фундаментальных программ, но в то же время она не ограничивалась только пассивным усвоением достижений античной науки. Ее вклад в развитие научного знания состоял в том, что был предложен целый ряд новых интерпретаций и уточнений античной науки, понятий и методов исследований, которые разрушали античные научные программы, подготавливая почву для науки Нового времени. Основной интерес к явлениям природы состоял в поиске иллюстраций к истинам морали и религии. Любые проблемы, в том числе и естественнонаучные, обсуждались с помощью толкования текстов Священного писания. Природа больше не воспринималась как нечто самостоятельное, несущее в себе свою цель и свой закон, как это было в античности. Она создана Богом для блага человека. Бог всемогущ и способен в любой момент нарушить естественный ход природных процессов во имя 35 своих целей. Сталкиваясь с необычными, поражающими воображение явлениями природы, человек воспринимал их как чудо, как промысел Божий, непостижимый для человеческого ума, слишком ограниченного в своих возможностях. В сознание человека проникает идея, которая никогда не возникла бы в античности: раз Стремление найти для каждой вещи подходящее место в иерархии бытия четко прослеживается и в тенденции к систематизации и классификации знания - занятии, которое считали своим долгом ученыесхоласты. Очень популярным жанром в научной литературе были сочинения типа энциклопедий. В недрах средневековой культуры успешно развивались такие специфические области знания, как астрология, алхимия, ятрохимия, которые подготовили возможность образования современной науки. Эти дисциплины представляли собой промежуточное звено между техническим ремеслом и натурфилософией и в силу своей практической направленности содержали в себе зародыш будущей экспериментальной науки. Ситуация в средневековой науке стала меняться в XII в., когда в научном обиходе стало использоваться научное наследие Аристотеля. Тогда наука столкнулась с теологией и нашла с ней в противоречие. Разрешением этого противоречия стала концепция двойственной истины, то есть признание права на сосуществование "естественного разума" наряду с верой, основанной на откровении. Но даже в этих обстоятельствах еще очень долгое время все опытное знание и выводы, полученные из него методом дедукции, признавались лишь вероятными, обладающими только относительной, а не абсолютной достоверностью. Не менее важными для становления современной науки были религиозные обряды и ритуалы, подчинявшие жизнь горожан строгому ритму, распорядку, почасовой регламентации; особую роль играли также средневековая школа и университет, которые не только поощряли книжную ученость и усвоение элементов античной науки, но и столетиями прививали 36 нормы логико-дискурсивного мышления и искусство аргументации. Это привело к высочайшему уровню умственной дисциплины в эпоху позднего Средневековья, без чего был бы невозможен дальнейший прогресс интеллектуальных средств научного познания. Юнг определил средневековую схоластику как беспрецедентный интеллектуальный тренинг, результатом которого стало формирование чувства абсолютного доверия к логико-математическому доказательству и его продуктам, да и вообще к любым инструментам познания - вначале теориям, гипотезам, а затем и научным приборам, и экспериментам. Так возникла вера в их истинность, адекватность реальности, ощущение интеллектуальной силы, основанной на знании. 37 Список литературы 1. Бернал Джю Наука в истории общества. М., 1956 2. Ван-дер-Варден Б.Л. Пробуждающаяся наука. М., 1959. 3. Гайденко В.П., Смирнов Г.А. Западноевропейская наука в средние века: Общие принципы и учение о движении. М., 1989. 4. Илизаров С.С. Материалы к историографии истории науки и техники. Хроника: 1917-1988. М., 1989. 5. История механики с древнейших времен до конца XVIII в. М., 1971. 6. Ле Гофф Ж. Цивилизация средневекового Запада / Пер. с .фр. М., 1993. 7. Семенов С.А. Развитие техники в каменном веке. Л., 1968. 38
