5
1. Зарождение эмпирического научного знания
Эмпирические знания получают в результате применения эмпирических
методов познания – наблюдения, измерения, эксперимента. Наряду с
фантастическими представлениями о природе человек обогащался реальными
знаниями о небесных светилах, растениях и животных, о движении и силах,
метеорологических явлениях и т.д.
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.
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.
Математика египтян и вавилонян носила практический характер и выросла из
потребностей хозяйственной и строительной практики. По мнению историков
математики, вавилонская математика находилась на более высоком научном
уровне, чем египетская. Но в области геометрии египтяне ушли дальше
вавилонян.
Астрономия была первой из естественных наук, с которой началось развитие
естествознания, Ф. Энгельс в «Диалектике природы» предложил схему
развития естествознания, согласно которой сначала возникла астрономия из
наблюдения смены дня и ночи, времен года и потому абсолютно необходимая
для пастушеских и земледельческих народов. Для развития астрономии нужна
была математика, а строительная практика стимулировала развитие
механики.
В III–II тыс. до н.э. и пирамиды, и храмы – постройки для богов –
строились из камня. Самая ранняя из египетских пирамид – пирамида
фараона Джосера, воздвигнутая около 5 тысяч лет назад, ступенчатая и
возвышающаяся, как лестница, к небу. Однако самая знаменитая и самая
значительная по размерам – пирамида Хеопса. Известно, что строили ее
более 20 лет сотни тысяч людей. Размеры ее таковы, что внутри может
свободно поместиться любой европейский собор: высота 146,6 м (сейчас
137 м), площадь – около 55 000 м2. Пирамида Хеопса сложена из гигантских
известняковых камней, а каждая каменная глыба весит 2–3 тонны. Ученые
подсчитали, что на строительство этой пирамиды пошло 2 300 000 таких
камней. Удивительно строительное искусство древних мастеров: камни
пирамиды до сих пор так плотно пригнаны друг к другу, что между ними
невозможно даже просунуть иглу. Снаружи пирамида Хеопса облицована
прекрасно отполированными известняковыми плитами.
Древнейшие египетские пирамиды считались одним из семи чудес света.
Позднее, во II тыс. до н.э., пирамиды стали строить из кирпича, а не из
камня – это было чуть менее разорительно, сами пирамиды становятся
меньше. К началу I тыс. до н.э. строительство пирамид было прекращено.
Древнейшие древнеегипетские математические тексты относятся к началу II
тысячелетия до н.э. Математика тогда использовалась в астрономии,
мореплавании, землемерии, при строительстве зданий, плотин, каналов и
военных укреплений. Денежных расчётов, как и самих денег, в Египте не
было.
Знания о движениях небесных светил играли немаловажную роль в Древнем
Египте, возможно, уже в додинастический период, но определенно об этом
ничего не известно. В дальнейшем в III–I тыс. до н.э. развитие
древнеегипетской астрономии шло по следующим основным направлениям:
1) создание календарей;
2) разработка методов для измерения времени ночью;
3) конструирование систем водяных и солнечных часов;
4) выделение деканальных и других небесных созвездий;
5) наблюдения планет как особой разновидности звезд;
6) развитие космологических и астрологических представлений.
Особое значение в истории древнеегипетской астрономии имели первые два
направления, непосредственно связанные с практической жизнью египтян и
их религиозными верованиями.
Открытия древних индийцев в области точных наук повлияли на развитие
арабской и ирано-персидской науке. Почетное место в истории математики
занимает ученый Арьяпхата. Ученый знал значение «пи», предложил
оригинальное решение линейного уравнения. Кроме того именно в Древней
Индии впервые система счисления стала десятичной (т.е. с нуля). Эта
система легла в основу современной нумерации и арифметики. Более развита
была алгебра; о понятие «цифра», «синус», «корень» впервые появились
именно в древней Индии.
Древнеиндийские трактаты по астрономии свидетельствуют об очень высоком
развитии этой науки. Независимо от античной науки индийский ученый
Арьяпхата высказал идею о вращении Земли вокруг своей оси, за что был
гневно осужден жрецами. Введение десятичной системы способствовала
точным астрономическим расчетам, хотя обсерваторий и телескопа у древних
индийцев не было.
Наибольшим техническим прогрессом для вавилонцев, несомненно, был
окончательный переход во II тысячелетии до н.э. к бронзе. Добавка олова
к меди значительно снижала температуру плавления металла и в то же время
очень улучшала его литейные качества и прочность и сильно увеличивала
износостойкость.
Ко II тысячелетию до н.э. можно отнести усовершенствование ткацкого
стана, хотя прямых данных об этом у нас нет; во всяком случае, широкая
торговля красителями свидетельствует о каких-то изменениях в текстильном
деле. В строительстве в средневавилонский период появляется стеклянная
полива кирпича. Скотоводство было дополнено массовым коневодством –
правда, обслуживавшим исключительно войско. В последней четверти II
тысячелетия до н.э. у скотоводов Сирийской степи появляется одомашненный
верблюд-дромадер.
Источником развития науки в Вавилонии была главным образом хозяйственная
практика больших, т.е. царских и храмовых, хозяйств; на ее основе к
концу III тысячелетия до н.э. создалась клинописная математика. Её
практические основы были заложены в шумерский период, но расцвета она
достигла в послешумерской э-дубе, где математика преподавалась в
основном на аккадском языке. Вавилонские математики широко пользовались
изобретенной еще шумерами шестидесятеричной позиционной системой счета.
Вавилоняне умели решать квадратные уравнения, знали «теорему Пифагора»
(более чем за тысячу лет до Пифагора). Число «пи» практически
принималось равным 3, хотя было известно и его более точное значение.
Помимо планиметрических задач, основанных главным образом на свойствах
подобных треугольников, решали и стереометрические задачи, связанные с
определением объема различного рода пространственных тел, в том числе и
усеченной пирамиды. Широко практиковалось черчение планов полей,
местностей, отдельных зданий, но обычно не в масштабе.
Из записей астрономических и метеорологических наблюдений, сначала чисто
эмпирических, впоследствии, уже в I тысячелетии до н.э., развились не
только астральные культы и астрология, но и вычислительная астрономия:
теория видимых лунных и планетных движений, предвычисление лунных
затмений. Однако уже раньше, еще до середины II тысячелетия до н.э.,
были выделены созвездия, наблюдались движения планет и т.д. Сравнительно
высокое развитие именно астрономии было, возможно, связано с
особенностями употреблявшегося лунного календаря. Первоначально каждое
государство-город имело свой календарь, но после возвышения Вавилона на
всю страну был распространен принятый в Вавилоне календарь Ниппура. Год
состоял из 12 лунных месяцев, имевших 29 или 30 дней (поскольку период
смены фаз луны равен приблизительно 29,5 суток. Во II тысячелетии до
н.э. високосные месяцы вставлялись по усмотрению царской администрации,
и нередко, вероятно, с целью увеличить поступающие поборы.
В Китае с воцарением династии Хань (II в. до н.э. – I в. н.э.) древние
знания стали восстанавливать и развивать. Во II в. до н.э. опубликованы
наиболее древние из дошедших до нас сочинений –
математико-астрономический «Трактат об измерительном шесте» и
фундаментальный труд «Математика в девяти книгах». Цифры обозначались
специальными иероглифами, которые появились во II тысячелетии до н.э., и
начертание их окончательно установилось к III в. до н.э. Эти иероглифы
применяются и в настоящее время. На практике расчёты выполнялись на
счётной доске суаньпань, где запись чисел была иной – позиционной, как в
Индии, и, в отличие от вавилонян, десятичной.
Китайская счётная доска по своей конструкции аналогична русским счётам.
Нуль сначала обозначался пустым местом, специальный иероглиф появился
около XII века н.э. Для запоминания таблицы умножения существовала
специальная песня, которую ученики заучивали наизусть.
Значительное развитие получила в Древнем Китае медицина. Древнекитайские
врачи еще в IV–III вв. до н.э. стали применять метод лечения, получивший
в последствии широкое применение в традиционной китайской медицине –
иглоукалывание, или акупунктура. Чрезвычайно интересны рукописи
медицинских сочинений, найденные недавно в одном из ханьских погребений
начала ІІ в до н.э. Они включают трактат по диетологии, руководство по
лечебной гимнастике, пособие по лечению методом прижиганий и, наконец,
сборник различных рецептов. Последний содержит 280 предписаний,
предназначенных для лечения 52 болезней (в том числе судорог, нервных
расстройств, лихорадки, грыжи, глистных заболеваний, женских и детских
болезней и.т.д.). К ІІІ в относится применение знаменитым врачом Хуа То
местной анестезии при полостных операциях.
До III в. до н.э. здесь писали в основном на бамбуковых планках,
связанных веревками наподобие жалюзи и свернутых в рулон, в том же веке
в качестве писчего материала стали употреблять шелк, а около 200 г. до
н.э. Мэн Тянь изобрел волосяную кисточку, вытеснившую прежний
заостренный стиль (палочку для письма). Т.к. шелк был слишком дорог,
чтобы полностью заменить громоздкие бамбуковые планки. В 105 г.н.э. Цай
Лунь впервые изготовил бумагу из тряпья и древесной коры. Китаец «Мо
Чинг» в III веке до н.э. стал автором ранней версии закона движения
Ньютона.
Список использованной литературы
1) Ч.П. Фицджералд «История Китая», – М.: Центрполиграф, 2004, 460 с.
2) Носовский Г.В., «Империя. (Русь, Турция, Китай, Европа, Египет. Новая
математическая хронология древности)», – М.: Факториал, 2003
3) История Древнего мира. Ранняя древность. Кн. I, M., 1989.
2. Принцип возрастания энтропии
Энтропия (греч. en в, внутрь + trope поворот, превращение) – одна из
величин, характеризующих тепловое состояние тела или системы тел; мера
внутренней неупорядоченности системы; при всех процессах, происходящих в
замкнутой системе, энтропия или возрастает (необратимые процессы), или
остается постоянной (обратимые процессы).
Часто второе начало термодинамики преподносится как объединенный принцип
существования и возрастания энтропии.
Второй закон термодинамики можно сформулировать следующим образом:
невозможен процесс, при котором теплота переходила бы самопроизвольно от
тел более холодных к телам более теплым (постулат Клаузиуса, 1850 г.).
Непрерывное преобразование теплоты в работу осуществляется только в
круговом процессе или цикле.
Каждый элементарный процесс, входящий в цикл, осуществляется при подводе
или отводе теплоты dQ, сопровождается совершением или затратой работы,
увеличением или уменьшением внутренней энергии, но всегда при выполнении
условия dQ=dU+dL и dq=du+dl, которое показывает, что без подвода теплоты
(dq=0) внешняя работа может совершаться только за счет внутренней
энергии системы, и, подвод теплоты к термодинамической системе
определяется термодинамическим процессом. Интегрирование по замкнутому
контуру: Здесь QЦ и LЦ – соответственно теплота, превращенная в цикле в
работу, и работа, совершенная рабочим телом, представляющая собой
разность |L1| – |L2| положительных и отрицательных работ элементарных
процессов цикла.
Элементарное количество теплоты можно рассматривать как подводимое
(dQ>0) и отводимое (dQ
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
