Цель курса истории науки и техники как междисциплинарной науки заключается в том, чтобы осветить историю формирования, развития и трансформирование научного мировоззрения, движущие силы и механизмы коренных изменений в представлениях об окружающем мире.
История – комплекс общественных наук, изучающих прошлое человечества во всем его многообразии. Развитие науки и техники происходит в конкретных исторических условиях. Эти условия в каждый определенный период определяются, прежде всего, производительными силами общества. история знает немало примеров того, когда низкий уровень развития общества и производительных сил препятствовал развитию науки и использованию ее достижений.
Дадим определение понятиям наука и техника.
Техникой называется совокупность средств человеческой деятельности, создаваемых для осуществления процессов производства и обслуживания непроизводственных потребностей общества. В технике материализованы знания и опыт, накопленные в процессе развития общественного производства. Основное предназначение техники облегчение жизни человека и повышение производительности его труда. К технике относятся не только сложные машины, но и самые простые приспособления. Поэтому можно считать, что техника зародилась на заре человечества и позволила человеку выделиться из животного мира. Естественно, что она появилась намного раньше науки.
Общественные потребности формируются и регулируются, прежде всего, экономическими отношениями и, в свою очередь, формируют конкретные условия для развития техники. Внутренняя логика развития техники обусловлена взаимодействием ее с человеком и природой. В результате применения техники происходит замена человеческой силы силами природы, трудовые усилия человека заменяются механическими. Это позволяет преодолеть противоречия между развитием техники и ограничением человеческих психофизических возможностей. История свидетельствует, что поступательное развитие общества всегда связано с развитием его производительных сил. Основная социальная функция техники заключается в том, что она является составным элементом материально-технической деятельности людей. Техника расширяет масштабы трудовой деятельности и повышает ее эффективность. Техника развивается, опираясь на законы природы и производственный опыт. Создание новой техники невозможно без определенного уровня знаний, отвечающих объективным законам природы и способных руководить практическими действиями человека.
Классификация техники, как правило, производится по ее назначению: транспортная, военная, бытовая и т.д. В свою очередь, эти обширные категории имеют свою квалификацию с высокой степенью разделения.
Наука – особая сфера человеческой деятельности, функцией которой является выработка, теоретическое обоснование и систематизация объективных знаний о действительности. Это одна из форм общественного сознания. Непосредственные цели науки – объяснение и предсказание явлений действительности, составляющих предмет ее изучения, осуществляемые на основании открываемых ею законов.
Анри Пуанкаре сказал: «Наука строится из фактов, как здание из кирпичей, нагромождение фактов не является наукой, также как куча кирпичей не является зданием».
Система наук делится на естественные, общественные и технические.
Наука зародилась только с появлением классового общества, и то не сразу. Современные исследователи считают, что она появилась в Древней Греции в VI веке до н.э. Причиной появления науки являются потребности общественной практики, хотя она далеко не сразу превратилась в производительную силу общества.
Истоки науки восходят к древним цивилизациям междуречья Тигра и Евфрата, Египта, Индии и Китая. Но первые научные и философские системы возникли в Древней Греции. Первыми науками были философия, математика и физика, а именно раздел механика.
В философии сложились две основные концепции – материализм и идеализм.
В математике получила развитие арифметика, геометрия, были заложены основы стереометрии, зародилась теория музыки. В трудах величайшего ученого античности – Архимеда были заложены основы дифференциального и интегрального исчисления. В астрономии была уже известна гелиоцентрическая система строения мира (Аристарх Самосский), хотя победила система геоцентрическая (система Птолемея). В механике неплохое развитие получили статика и кинематика. Динамика же 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.
В античном мире сложилась не только система знаний, но и система образования. Наследниками греческой науки стала наука Древнего Рима. Однако статус ученого в Риме был непрестижным, и постепенно наука стала приходить в упадок. С падением Западной Римской империи центр науки переместился на Восток в Восточную Римскую империю. Однако там после прихода к власти императоров христиан большой удар развитию науки был нанесен религией. Христианские фанатики закрывали «языческие» школы, уничтожали библиотеки. Ученые в большом количестве эмигрировали в Азию, в основном в Иран.
Что касается техники античности, то она находилась в достаточно примитивном состоянии. Это объясняется тем, что рабовладельческая система не способствовала развитию техники, поскольку в избытке была дешевая рабочая сила. Большее развитие, пожалуй, получила военная техника. Правда, военные корабли были немореходными, так как предназначались для нападения вблизи берегов. Лучше были развиты торговые суда, хотя они и уступали военным в скорости.
В VI – VIII веках арабы под знаменем новой религии – ислама захватили огромные территории в Азии, Африке и Пиренейский полуостров. Только в IX веке франки дали им отпор в битве при Пуатье. Арабские завоевания довершили разгром античной науки. Но, начиная с IX века, в арабских эмиратах начинается возрождение античной науки. Именно арабским ученым мы обязаны не только сохранением, но и приумножением научных достижений античности. Кстати сказать, подавляющее количество сохранившихся сочинений античных ученых дошли до нас в арабских переводах. Именно арабам мы также обязаны распространением в Европе индийской десятичной системы счета и созданию алгебры.
Что касается Европы, то в Средние века, на протяжении 1000 лет там наблюдается упадок науки и культуры. Развитию науки также препятствовало то, что католическая церковь, первоначально враждебно настроенная к Аристотелю, с XIII века признала его величайшим авторитетом по всем вопросам, не касавшихся, правда, догматов религии. Таким образом, была узаконена и геоцентрическая система строения мира, и механика Аристотеля, основанная на неверных предпосылках. Хотя философы считают Аристотеля «основателем истинного естествознания», он отнюдь не считается таковым у физиков и механиков.
Возрождение (ренессанс) античного искусства, культуры и науки началось в Италии в XIV веке. Провозвестниками ренессанса стали поэт Данте Алигьери (1265–1337) и художник Джотто ди Бондоне (1267–1321). Их творчество пронизано верой в человека, его возможности, волю и разум. Деятели возрождения отрицают схоластику и аскетизм. Распространяются философские идеи неоплатонизма и пантеизма. Ренессанс отвечал потребностям зарождающегося класса буржуазии и способствовал разрушению феодальных отношений. В XVI столетии получает распространение гелиоцентрическая система строения мира Коперника. Происходит реформация церкви. Ответом на это становится инквизиция. По всей Европе пылают костры, на которых сжигают не только инакомыслящих, но порой и ни в чем не повинных людей.
На волне ренессанса в конце XVI века зародилась истинно научная динамика. С ее появлением механика превратилась в науку о движении, в которой появились попытки объяснить все явления природы на основе развития логических принципов. Одним из первых, кто усомнился в правильности учения Аристотеля, был Джамбаттиста Бенедетти (1530–1590), который обратил внимание на то, что действие сил выражается не в поддержании, а в изменении движения. Достоверность научных представлений в рамках механической картины мира тесно была связана с развитием экспериментальных методов исследования. Статика, в отличие от динамики, не подтверждалась в такой степени экспериментами. Динамика, отвечая на вопрос о переходе тела или механической системы из начального состояния к последующему под действием заданных сил, могла быть подтверждена соответствующим экспериментом. Это и придало механическому естествознанию ту необратимость развития и ту достоверность, которые отличают науку XVII века от научных представлений предыдущего периода.
Одними из первых экспериментальных исследований в механике были опыты Галилео Галилея (1564–1642), который открыл законы падения тяжелых тел, а также установил законы движения тел по наклонной плоскости. Он полностью доказал несостоятельность динамики Аристотеля и наметил путь к созданию новой динамики – ньютоновской.
Таким образом, Галилей начал научную революцию, которую завершил И. Ньютон. В 1686 г. вышел в свет его замечательный труд «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» («Математические начала натуральной философии»). Ньютон первым из ученых высказал мысль о том, что движение космических и земных объектов происходит по одним и тем же законам. Величайший ученый заложил основы теоретической механики, применив ее к изучению движения небесных тел. В его работе проблемы динамики получили математическую разработку. Величайший английский ученый создал методологию точного естествознания и стал основателем всего современного естествознания.
С этого момента развитие науки приняло необратимый характер, количество научных знаний, как и количество ученых, стало удваиваться каждые 10–15 лет. Появилась классическая механика, высшая математика, новые разделы физики, химия, аналитическая механика, математическая физика и др. науки. Великая французская революция способствовала развитию науки и образования. Не случайно Французская научная школа стала в XIX веке самой передовой в мире.
Что касается развития техники, то оно происходило и в период Средневековья. К XVII веку возникло мануфактурное производство, основанное на применении энергии воды и ветра. Но дальнейшее развитие промышленности тормозилось отсутствием источников энергии. Человечество оказалось в энергетическом тупике. Выходом из него стало применение энергии пара. Первые паровые машины (их часто называют пароатмосферными) появились в конце XVII столетия. А по настоящему универсальный паровой двигатель был создан Дж. Уаттом в 1786 г.
Изобретение паровой машины по своему значению в жизни человечества может сравниться только с освоением огня и созданием компьютера. С внедрением паровых машин связана промышленная революция XVIII века.
Роль науки в развитии техники не всегда была ведущей. Вплоть до конца XVIII века наука почти не влияла на производство и технику. Знания, которых требовало развитие техники, как правило, носили эмпирический характер. Это были знания о конкретных вещах, не противоречащие законам природы.
Однако развивающееся машинное производство потребовало объединения в одном технологическом цикле различных механических и физико-химических процессов, использования новых материалов и видов энергии. Благодаря этому неизмеримо выросла роль науки в создании новой техники. В XIX веке прогресс техники диктуется уже не только потребностями человека, но и развитием мировой науки и практики. Сочетание науки и практики создала новую отрасль промышленности – электротехнику. Ее применение произвело революцию в промышленности, изменило бытовые условия жизни человека, произвело переворот в средствах связи и т.д. В конце XIX века появляются новые типы двигателей – ДВС и паровые турбины. Все вышесказанное позволило создать новые виды транспорта, судов, летающие аппараты тяжелее воздуха.
В конце XIX – начале XX столетий возник кризис в физике. В результате появилась теория относительности, атомная физика и квантовая механика.
В развитии техники в XX веке произошел прорыв. Совершенствование ДВС и паровых турбин, автомобилей и самолетов и т.д. потребовало привлечения научных знаний. В 1940-е гг., в первую очередь для военных целей появляются совершенно новые отрасли промышленности: атомная, ракетостроение, реактивная авиация. Все это уже требует проведения качественно новых видов расчетов. Совершенствующиеся технологические процессы также уже не могут управляться человеком. Одним словом, человечество опять зашло в своем развитии в тупик – на этот раз информационный.
Выходом из этого тупика стало создание цифровых электронных вычислительных машин. Это достижение человечества невозможно переоценить. Оно не только вывело его из информационного тупика, но и перевернуло всю его жизнь. Именно создание компьютеров и развитие на этой основе науки и техники произвело научно-техническую революцию. С нею связано то, что наука стала непосредственной производительной силой общества. В настоящее время создание новой техники невозможно без самых передовых достижений науки. Автоматизация производства на основе ЭВМ ведет к росту возможностей применения новых высокоэффективных технологических процессов.
Таким образом, учитывая все вышесказанное и опираясь на периодизацию общей истории человечества в развитии науки и техники можно выделить следующие периоды:
I. Донаучный – от зарождения человечества до возникновения науки в VI веке до н.э.
II. Античный – от зарождения науки до падения Западной Римской империи (VI век до н.э. – IV век)
III. Средневековый V – XIV века.
IV. Ренессанс и научная революция XV – XVII века.
V. Промышленная революция и аналитический период развития науки (XVIII век).
VI. Период сближения науки и промышленности (XIX век).
VII. Физико-технический период – (первая половина XX века).
VIII. Научно-техническая революция (со второй половины XX века по настоящее время).
