Айта өрлеу дәуіріндегі физикалық ұғымдардың дамуы.

XV ғасырдың ортасында Еуропаның экономикалық, саяси және мәдени дамуында жаңа мүмкіндіктер орын алды. Сауда дамып, ақшаның мәні артты, жаңа қоғамдық күштер: көпестер, банкирлер, бай шеберлер (буржуазия) пайда болды. Еуропада ұлттық мемлекеттердің қалыптасуы басталды. Сонымен бірге басшылыққа қарсы халықтық көтерілістер дәуірі басталды. Германияда, Швейцарияда, Англияда, Францияда үлкен протестанттық қозғалыстар бола бастады. Осындай саяси жағдайда жаңа дүниетаным және жаңа жаратылыстану пайда болды.

Фердинанд Маргелан 1519 – 1522 ж.ж. алғаш жасаған дүниежүзілік саяхатында Жердің шар тәрізді екенін, ғарыштық дене екендігін тәжірибе жүзінде дәлелдеді. Маргелан жаңа Ғалам деген ұғымға жол ашты.

XV жүзжылдықтың екінші жартысынан бастап тарихи аренаға ұлы итальяндық суретшілер келді: Микеланджело, Леонардо да Винчи, Рафаэль және т.б.; діни реформаторлар: Лютер және Кальвин; ұлы гуманистер: Томас Мор, Эразм Роттердамский, Франсуа Рабле және т.б.; ержүрек саяхатшылар: Колумб, Васко да Гама, Маргелан және т.б.; ғалымдар: Николай Кузанский, Тарталья, Кардано, Рамус, Коммандино, Телезий, Гвидо Убальдо, Порта және басқалары. Осы аталған есімдердің арасынан Леонардо да Винчиді ерекше атауға болады, ол тек суретші ғана емес, сонымен қатар ұлы математик, механик және инженер болған.

Леонардо да Винчи 1452 жылы Винчи қаласындағы бай нотариустың отбасында дүниеге келген. 15 жасынан бастап, Верроккьо атты суретшіден тәлім ала бастаған ол оқушы кезінде-ақ, өз ұстазынан асып түсіп, ерекше дарынын байқатты. Жас кезінде тек сурет өнерімен ғана айналыспай, астрономия, физика, математика ғылымдарын да қызығып, оқыды. Бойында мұндай қызығушылықтардың тууына себеп болған астроном Тосканелли болатын.

Оның алғаш картиналарының өзі италия халқында ерекше дарынның пайда болғандығынан хабар берді. Мысалы, «Сүйінші», «Мадонна Бенуа» атты еңбектері сол кездің өзінде бар халықты тамсандырды. Дегенмен картиналарының ерекше құрметке ие болуы оның басқа ғылымдармен айналысуына кедергі бола алмады. Адам және жан-жануарлар анатомиясы, механика, архитектураға да көңілін бөлген ол бұл салада да білімін жетілдіре береді.

Атақты " Джоконда" картинасының авторы тірісінде өзінің жазушылық қасиетін де байқатты. Сол кезеңдерде сурет салу өнері белең алғанымен, оны теориялық тұрғыдан бекіткен ешкім болмады. Осы миссияны өз мойнына алған Леонардо сурет салу ғылымының да негізін салды.

15 ғасырдың 80 жылдары ғалым Миланға көшіп барады. Людовик Мороның сарайында тұрақтаған ол сол жерде гидромеханика мен әскер ілімін меңгереді. Сонымен қатар, сарайдағы от шашуларды ұйымдастырумен айналысады. Ал мына ізденістері тіпті қызық. Сол кездің өзінде ол ұшу аппараты, су асты қоңырауы, су асты кемесі секілді бастамаларды қолына алған.

Осылай әмбебап ғалым 1499 жылы Венецияда, кейін Флоренцияда, 1514 жылы Римде өмір сүреді. Қай жерде жүрсе де, суретші ғажайып картиналар салып, елді тамсандырумен болады. 1503 жылдың шамасында ол әлемге әйгілі "Мона Лизаны" салып шығады. Ал 1516 жылы бірінші Францисктың шақыртуымен, Францияға көшеді. Өмірінің соңғы 4 жылын осында өкізген ол, аяқталмаған еңбектерін аяқтаумен айналысады.

Оның ең жақсы туындылары ретінде "Бақсылар тағзымы", "Кеш құпиясы", "Қасиетті отбасы", "Мадонна Литти", "Мона Лиза" секілді еңбектері көп аталып жүр. Сонымен қатар ғалымның артынан 7 000 парақ жазбасы қалған. Ол жазбалар жүйеленіп, кейіннен 3 трактат болып халыққа жария болды. Атап айтсақ, "Көркемөнер трактаты", "Атлантикалық кодекс", "Құстың самғауы туралы трактат".

Ұлы ғалым 1519 жылы Клу (Кло-Люсе) сарайында дүние салды.

 

1. Коперниктің ғылыми революциясы.

Адамзат күнделікті Күннің шығуы мен батуын, Жерді айналып жүретін жұлдыздардың тәуліктік қозғалысын бақылады. Бұл күнделікті тәжірибелерге Аристарх Самосскийдің және пифогоршылардың Жердің қозғалысы жайлы тамаша жорамалдары қарсы келді.

Жаңа дүниетанымды жақтаушыларға көпғасырлық дәстүрге қарсы тұру үшін үлкен күш керек болды. Мұндай жағдайлар дүниетанымда ұзақ революцияның болуын сипаттады. Николай Коперник осындай осындай революциялық қоғамды жасаушылардың бірі болды.

Ұлы поляк ғалымы Николай Коперник өмір сүріп, еңбек еткен кезеңде, яғни XVI ғасырда, Птолемейдің өздеріңе мәлім геоцентрлік жүйесінің ақиқаттығына күмәнді ойлар жаппай туындай бастады.

Планеталардың Күнді айнала қозғалатыны жөніндегі идея біздің өркениеттің әр түрлі кезеңдерінде пайда болғанымен, ол жиырма ғасырдай уақыт бойы мүлгуде болды. Өйткені, Птолемейдің геоцентрлік жүйесі Әлем құрылысы жөніндегі мүлдем қате түсініктерге негізделгеніне қарамастан, ортағасырлық адамдардың қарапайым тіршілікке қажетті талаптарын қанағаттандырып отырды. Ол тұтылуларды, планеталардың көкжиектен көрінуін және аспан әлеміндегі көрінерлік өзгерістерді алдын ала дәл болжауға мүмкіндік берді. Себебі бұл жүйе де ұзақ жылдар бойы мұқият орындалған тәжірибелерге негізделген болатын. 1530 ж. Коперник өз теориясының негізгі ережелерін жинақтап, «Кіші комментарий» шығармасын жазды.

Алайда, Күн жүйесі құрылысының жобасын алғаш рет дұрыс түсінген Н. Коперник болды. Ол ғасырлар бойы адамдардың санасына ұялап қалған «Жер қозғалмайды» деген жобаны теріске шығарды. Жерді өзге планеталардың қатарына косып, Жер Күннен үшінші орында болады деді. Сонымен бірге Коперник Жер өз осін айнала отырып, барлық планеталармен бірге кеңістікте Күнді айнала қозғалады деп көрсетті. Ал Ай Күнді емес,

Жерді айнала қозғалады деді.

Коперник осы идеяны айтқан кезде сол кезеңнің ғалымдары онымен бірден келісе алмады. Тіпті Коперниктің өзі де бұл тұжырымдар төңірегінде кырық жыл бойы ойланумен болды. Коперник Полыпа мен Италия университеттерінде оқып, үздік әрі жан- жақты (математика, астрономия, құкық,тіл, медицина бойынша) білім алған. Ол планеталар мен Күнді бақылау барысында алынған мәліметтерге сүйеніп, планеталардың Күнге қатысты қозғалысын анықтауды мақсат еткен еді. Теңдесі жоқ, ғаламат есептеу жұмыс тары жиырма жылға жуық уақыт бойы тікелей жүргізілген бақылаулармен ұштастырылды. Ғалым ерен математик ретінде ғылымға көп жаңалық енгізді. Ол аспан денелерінің қозғалыс кестесін жасады, ол үшін оған 324 мың шаманы есептеп шығару кажет болды.

Осындай ғылыми деректермен негізделген зерттеу жұмыс тарының нәтижесінде Коперник планеталар қозғалысының жаңа жүйесін жасады. Оның «Аспан сфераларының айналуы туралы» деп аталатын еңбегі 1543 жылы жарық көрді. Н. Коперник планеталар жүйесінің центріне Күнді орналастырғандықтан, бұл жүйе гелио-центрлік жүйе (гр. гелиос- Күн) деп аталды.

Коперник жасаған жүйе әлі де болса мүлтіксіз емес еді, ол қазіргі кездегі қабылданған Күн жүйесі құрылысының сызбасынан өзгешелеу болды. Өйткені планеталар Күнді Коперник айтқандай дөңгелек орбита бойымен емес, эллипстік орбиталар бойымен айнала қозғалады. Коперник сол кездегі белгілі аспан құбылыстарын және планеталардың тұзақ тәрізді болып көрінетін қозғалыстарын Жердің айналуынан және оның Күнді айнала қозғалуынан болады деп өз болжамының дұрыстығын батыл дәлелдеді. Коперниктің ілімін көптеген ғалымдар: Тихо Браге, Джордано Бруно, Иоганн Кеплер, Галилео Галилей, Исаак Ньютонқолдап, одан әрі дамытты.

Н. Коперник теориясы физика мен астрономияның және тұтас жаратылыстанудың дамуында аса маңызды рөл аткарды. Соның негізінде ғылымға қозғалыстың салыстырмалылыгы және санақ жүйесі деген ұғымдар енгізілді. Тек осы теория негізінде И. Кеплер мен И. Ньютон қозғалыстың нақты заңдарын аша алды.

 

 

1. XVII ғасырдағы ғылыми революциясының сипаттамасы.

Коперниктің кітабы ғылым алдында маңызды мәселелерді қойды. Ал астрономияның алдында жаңа теорияның дәлелдерге сәйкес келетінін тексеруді тапсырма етіп қойды. Планеталардың қозғалысын бақылап, бұл бақылаулар Коперниктің моделіне сәйкес келе ме, жоқ па соны анықтау қажет болды.Бұл тапсырманы орындау астрономдар үшін өте қиын болды, себебі астрономиялық ғылымның математикалық және тәжірибелік амалдары ол кезде дұрыс дамымаған еді. Астрономдар жарқырауларды жай көзбен бақылаған.Нәтижелерді сандық есептеу үшін есептеуіш машиналары түгіл, қарапайым арифметикалық техникаға да жүгіне алмады, өйткені ол уақытта ондық бөлшектер мен логорифмдер белгісіз еді. Олар тек XVII ғасырдың басында ғана пайда болды. Дәл осы кезде алысты қарайтын түтік пен телескоптар да жасалды. Астрономдар ұзақтықты (бойлықты) анықтау үшін дәл сағатты пайдаланбады. Астрономиялық ғылым мен кеме жүзу ілімі оптикалық құралдарға, дәл сағаттарға, жаңа есептеуіш құралдарға мұқтаж болды. Астрономия қозғалыс механикасында – динамиканы қажет етті. Бұл жаңа механиканың дамуы үшін жаңа, динамикалық математика қажет болды. Осылай Коперниктің ұлы ашылуынан кейін ғылыми бағдарлама пайда болды, ал бұл эксперименталдық (тәжірибелік) және математикалық жаратылыстанулардың пайда болуына, ал ең алдымен механика мен оптиканың пайда болуына алып келді.

Коперниктің жүйесі үшін күрестің қиындығы жаңа ілімнің ғылымға бірден енбеуіне және ғылыми бағдарламаны іске асыру онжылдыққа созылуына алып келді. Күрес өте ұзақ уақыт болды. Тарихта Джордана Бруноның есімі мәңгілікке қалды. Ол керемет адам, жазушы, поэт, ғалым, талантты сөзге шешен және дәріс оқушы болды.

Джордано Бруно 1548 ж. италиядағы Нола қалашығында дүниеге келген және туылған кезде қойылған есімі Филиппе болған. Алғашқы білімді оқу пансионатында өз ағасынан алып, он алты жасында Джордана есімімен монахта шаш қидырып, тарихта есімі қалды.

Жиырма төрт жасында Бруно Компаньеде дін қызметшісі болып жұмыс жасайды. Ол мұнда гуманистердің шығармаларымен және Коперниктің кітабымен танысады. Оның ойлары айналсындағы монахтарға күдік туғызып, оны Римге жібереді. Ол Римде жүрген кезінде шіркеуде оның басқа да материалдары әшкере болады. Бруно Генуиге қашады. Осылай Бруноның ұзақ саяхаты басталады. Генуиден Венецияға, одан кейін Миланға, Туринге, Шамбериге. Содан соң Италияны тастап, Женеваға бет алады. Ұзақ саяхаттан соң Тулузуға келіп, Тулузу университетінде екі жыл көлемінде Аристотельдің ілімін сынаушы ретінде дәріс оқиды. Бұл, әрине, университет профессорларының көңілінен шықпайды, енді Бруно Тулузуды тастап, Парижге келеді. Парижде Бруно білімді, әрі жады ерекше қабілетті ғалым деген атаққа ие болады. Корольдің өзі Бруноға қызығып, XIII ғасырда Раймонд Лулла жасаған логикалық математиканың, яғни «Ұлы өнердің» құпияларын ашуды өтінеді. Бруно лулли өнері жайлы бірнеше шығармалар жазып, оның бірін король Генрих III арнады. Король өз алғысы ретінде Бруноны Париж университетінің экстроординалды профессоры деген атау берді. Бруно Парижден Оксфордқа, ол жақтан Лондонға, Лондоннан қайта Парижге, сосын Германияға барады. Бүкіл Германияны аралап болған соң, Бруно 1591 ж. венециялық ақсүйек Моченигоның шақыртуын қабыл алып, Венецияға келеді.

1584 ж. «Пир на пепле» (Күл үстіндегі той), «О бесконечности Вселенной и мирах» (Ғаламның және әлем шексіздіктері жайлы) диалогтарын жазады. Бруно Коперникке үлкен баға беріп, Коперникке біз жалпы өрескел философияның кейбір жалған жорамалдарын көрсетіп, олардан құтылғанымыз үшін оған қарыздармыз деп жазған. Мочениго Бруноны алтын жасаудың құпиясын біледі деп шақырған болатын. Бруно өз қателігін түсініп, Моченигодан кетейін деп ойлайды, бірақ Мочениго Бруноны инквизицияға жеткізіп, 1592 ж. 25 мамырда Бруноны қамауға алады. Ол жеті жыл алдымен венеция, сосын рим түрмелерінде азап шегеді. 17 ақпанда Римдегі гүлдер алаңында Бруноны өртеп жібереді. Осы жерде қазір Бруно ескерткіші бар.

Бруноның саяхаты басталған кезде шваб солдатының алты жасар ұлы мектепке барып жүрген болатын. Осы бала ұлы астроном және планеталардың қозғалысын ашқан болатын. Оның есімі Иоганн Кеплер.

Иоганн Кеплер 1571 ж. 27 желтоқсанда Вейля қалашығында дүниеге келген. Әкесі Генрих Кеплер қарапайым солдат болған. Отбасындағы жағдай дұрыс болмаған соң, Генрих отбасын тастап кетеді. Сондықтан Кеплер атасының қолында өседі. Алты жасында атасы оны мектепке береді. Біраз жылдардан соң әлсіз, аурушаң баланы шіркеу мектебіне беріп,, ол екі жылдан кейін мектепті жақсы аяқтап шығады. Шіркеу мектебінен Кеплер жоғары санатты рухани мектепке ауыстырылады, ал үш жылдан кейін қабілетті оқушы ретінде Тюбингендік семинарияға қабылданады. 1591 ж. 11 тамызда бітіріп, Тюбинген академиясының стипендианты атанады. Кеплер алдында діни мансапқа жол ашылады.

Сол уақыттарда астрономия мен математикадан сабақты Тюбингенде үздік педагог Местлин беріп жүрген болатын. Ол коперник ілімін жақтаушылардың бірі болған. Местлин Кеплердің бойындағы астрономияға деген қызығушылықты оятқан және Коперниктің кітабымен таныстырған болатын. Сол уақыттан бастап Кеплердің дінге деген мансабы тоқтады. 1593 ж. академияны бітірген соң Кеплердің керемет білімі мен қабілетін растайтын өте жақсы аттестат беріледі. Ол Граце училищесінде математикадан және философиядан оқытушы қызметіне тағайындалады. Кеплер тек сабақ берумен ғанашектелмей, күнтізбе, жұлдызнама және ғылыми жұмыстар жасаумен де айналысқан.

Осы жылдары Кеплерді планеталар орбиталарының арасындағы сандық қатынастар жайлы ой мазалайды. Сол кезде Жерді қосқанда планеталардың саны алтау еді.

Кеплер өзінің алғашқы ғылыми еңбегін 1569 ж. «Космографиялық құпия» деген атаумен шығарды. Ол бұл кітапты атақты дат астрономы Тихо Брагеге (1546-1601 жж.) және итальяндық астроном Галилейге жіберген. Коперниктің жүйесін қабылдамаған Тихо Браге Кеплердің негізгі идеясына суық қарайды. Бірақ Кеплердің бойындағы есептеуге деген қабілеттілігін бағалап, оны өзімен бірге жұмыс жасауға шақырады.

Осы уақыттарда Кеплердің жағдайы саяси оқиғаларға байланысты қиындай түсті. Католиктік реакция күшейіп, протестант Кеплерге Венгрияға қашуға тура келді.

Прагаға көшіп келген Тихо Браге Кеплерді өзінің қасына шақырады. Тихо Браге біраз уақыттан кейін қайтыс болғандықтан, Кеплер онымен бірге көп жұмыс жасай алмады. Брагенің отыз бес жылғы бақылаулары жазылған журналы Кеплердің қолына түсіп, ол осы материалдарды өңдеуге кіріседі. Кеплер оптиканы (Вителлоның трактаты бойынша) оқи отырып, бірнеше сұрақтарды қайта қарап, «Дополнение к Вителло» (Вителлоға қосымша толықтырулар) атты шығармасын жазады. Сонымен қатар Кеплер Марс орбитасына берілген анықтамамен айналысты. Алғашында ол да Коперник сияқты орбитаны домалақ деп ойлады. Сосын Кеплер орбитаның пішіні сопақ екенін түсінді. Ақырында көптеген есептеулердің нәтижесінде орбитаның шынайы пішінін анықтайды: эллипс, фокусында Күн орналасқан. Кеплер өзінің барлық есептеулерін, Птолемей және Тихо теорияларына сынды, барлық қателіктер мен сәтсіздіктерді 1609 ж. Прагада жарық көрген «Новая астрономия» (Жаңа астрономия) кітабында жазған.

1610 ж. Кеплердің жұбайы мен ұлы қайтыс болады, ол екі баласын өзі асырап, бағады. Дәл осы жылы Галилейдің Юпитердің төрт серігін ашқанын және көру түтігін ойлап тапқанын біледі.

1611 ж. Кплердің оптика саласы бойынша «Диоптрика» атты жаңа шығармасы жарық көреді. Ол бұл шығармасында телескоптың құрылымын сипаттайды, линзалардағы сәулелердің жолын қарастырады, жарықтың оптикалық тығыздығы жоғары ортадан, оптикалық тығыздығы төмен ортаға өткенде толық ішкі шағылу құбылысы байқалатындығын жазған.

1619 ж. планеталар қозғалысының үшіні заңы жайлы «Гормония мира» (Әлем үндестігі) шығармасы жарыққа шығады. 1630 ж. 15 қарашада Иоганн Кеплер өмірден өтеді.

 

1. Галилео Галилей

Коперниктің жүйесі үшін кұрестегі шешуші қадамды және жаңа дүниетанымды Галилей жасады. Ол Коперниктің жүйесін физикалық тұрғыдан негіздеді.

Галилео Галилей 15 ақпан 1564, Пиза — 8 қаңтар 1642, Арчетри, Флоренция маңы) — итальян философы, математик, физик, механик и астроном, өз заманындағы ғылымға өте қатты әсер еткен.

Галилей Галилео – италиялық физик, табиғаттану ғылымдарының негізін салушы. Ол Италияның Пиза қаласында 1564 жылдың он бесінші ақпанында кедейленген ақсүйек отбасында туған. 1581 жылы Пиза университетіне түсіп, медицинаны оқып үйренеді. Мұнда ол Аристотель, Евклид, Архимед еңбектерімен танысады. Сөйтіп, геометрия мен механикаға әуестенген Галилей медицинаны тастайды. 1592 жылы Падуяда математика кафедрасын басқарады. Галилей өзінің алғашқы телескопын (1609) құрастырады да, осы телескоптың көмегімен Шолпан планетасының фазасын, Күндегі дақты, Юпитердің төрт серігін, Сатурнның сақинасын ашты. Дін басылары тыйым салған соң (1616), ұзақ уақыт үй тұтқынында ұсталды. Галилей ашқан жаңалықтар дүниенің гелиоцентрлік жүйесі туралы ілімнің жеңіп шығуына ықпал етті. Ол ұлы ғалым болумен бірге, музыкант, суретші, ақын, әдебиетші де болған. Галилей 1642 жылдың сегізінші қаңтарында Флоренция маңындағы Арчетри қаласында дүние салды.ГАЛИЛЕЙ Галилео (15.2. 1564, Италия, Пиза — 8.1. 1642, Флоренция маңындағы Арчетри қаласы) — италиялық физик, механик, астроном, табиғат тану ғылымдарының негізін салушы. Кедейленген ақсүйек отбасында туған. Әкесі Винченцо белгілі му-зыкант болған. Галилейдің үлкен оқымысты болуына әкесінің ықпалы тиген. 11 жасына дейін Пиза қаласында тұрып, кейін отбасы Флоренцияға көшеді. 1581 жылы Пиза университетіне түсіп, медицинаны оқып үйренеді. Мұнда ол Аристотель, Евклид, Архимед еңбектерімен танысады. Сөйтіп, геометрия мен механикаға әуестенген Галилей медицинаны тастайды. Кейін Флоренцияға қайта оралып, төрт жыл бойы математиканы зерттейді. 1589 жылы Пизада математика кафедрасын қабылдап алып, ғылыми жұмысын онан әрі жалғастырады. Аристотельге қарсы "Қозғалыс туралы сұхбат" деген еңбек жазады. 1592 жылы Падуяда математика кафедрасын басқарады. Бұл кезең (1592 — 1610) Галилей шығармаларының көмеліне келген шағы болатын. Тепе-тендік принципіне негізделген машина жайлы зерттеуі, дененің еркін түсуі, дененің көлбеу жазықтықтағы қозғалысы, көкжиекке (горизонтқа) бұрыш жасай лақтырылған дененің қозғалысы, маятник тербелісінің изохрондығы туралы жаңалықтары осы кезеңге жатады. 1609 жылы Галилей өзінің алғашқы телескопын құрастырады. Ол осы телескоптың көмегімен Шолпан планетасының фазасын, Күндегі дақты, Юпитердің 4 серігін, Сатурнның сақинасын ашты. Дін басылары Н. Коперник іліміне тыйым салған соң (1616), Галилей ұзақ уақыт үй тұтқынында ұсталды. 1630 жылы "Әлемніңекі негізгі жүйесі туралы сұхбат" деген еңбегін Римге алып келді. Мұнда Коперник пен Евклидтің дүние жүйелері қаралған еді. 1637 жылы Галилей екі көзінен айырылады. Галилей 17 ғасырдағы механика, оптика және астрономия ғылымдарының дамуына елеулі үлес қосты. Ол ашқан жаңалықтар дүниенің гелиоцентрлік жүйесі туралы ілімнің жеңіп шығуына ықпал етті. Статика тарихы Архимедтен басталса, динамика тарихы Галилейден басталады. Ол ұлы ғалым болумен бірге, музыкант, суретші, ақын, әдебиетші де болған.

 

Дәріс