Зарождение знаний в области механики

Народы, создавшие великие цивилизации Древнего Востока, широко использовали простейшие механизмы – рычаг, клин, наклонную плоскость. Однако объяснений принципов их работы ни в Египте, ни в Вавилоне не сохранилось. По всей видимости, применение этих механизмов было эмпирическим знанием. В Древней Греции наряду со стихийным применением простых механизмов, появляются и механические теории. Это принципиально отличает античную механику от достижений Древнего Востока.

Характерной чертой античной механики является разобщенность учения о движении – кинематики и учения о равновесии – статики. Статика была непосредственно связана с запросами практики, ее основными проблемами были расчет выигрыша в силе при использовании простых механизмов и вывод условий равновесия при плавании тел и взвешивании. Основой античной статики служил «принцип рычага». Установление первых принципов механики приписывается Архиту Тарентскому (ок. 428 – 365 до н.э.), он также разрабатывал теорию блока и полиспаста. Архит первый упорядочил механику, приложив к ней математические основы, и первый свел движение механизмов к геометрическому чертежу. Отрывки из его трудов «О математических науках» и «Беседы» цитируются в сочинениях Аристотеля и других античных авторов. Среди его учеников был Евдокс Книдский.

Кинематическое направление в статике развивает Аристотель. наиболее полно оно изложено в труде «Механические проблемы», которое приписывается Аристотелю. Позже Герон Александрийский выводит из него «Золотое правило механики».

Основоположником геометрического направления в статике является Архимед. Он впервые подошел к механике как к математической дисциплине и математически строго вывел закон рычага. После этого описание работы всех простых механизмов он сводит к рычагу.

Динамика же античности основывалась на ошибочных представлениях Аристотеля, который, основываясь на бытовых повседневных наблюдениях, считал, что для поддержания равномерного прямолинейного движения тела к нему необходимо постоянно прикладывать силы. Его усилиями также утвердилась геоцентрическая система строения мира. Католическая церковь, первоначально враждебно настроенная к Аристотелю, с XIII века признала его величайшим авторитетом по всем вопросам, не касавшихся, правда, догматов религии. Хотя философы считают Аристотеля «основателем истинного естествознания», он отнюдь не считается таковым у физиков и механиков.

Развитие механики в странах ислама началось в Средние века с переводов и комментариев античных авторов – Аристотеля, Архимеда, Герона, и в дальнейшем шло по тем же направлениям. В противовес Аристотелеву объяснению причин механического движения возникла теория импетуса – «движущей силы», источником которой является орудие, с помощью которого брошено тело. В процессе движения импетус расходуется и тело останавливается. Основы теории импетуса заложил александрийский ученый VI века Иоанн Филопон. Дальнейшее развитие теория получает в трудах Ибн Сины и ал Бируни.