Античность

Натурфилософский этап в первую очередь связан с древнегреческой культурой. До античного мира были древневосточные цивилизации (Египет, Шумер, Вавилон, Индия, Китай). Восток обладал хорошо отлаженным механизмом для хранения и передачи информации, но не имел столь же хорошего, как в Древней Греции, механизма по получению новых знаний. Восток выработал конкретные знания в области математики, астрономии, были известны и законы оптики. Но они передавались по принципу наследственного профессионализма, от старшего к младшему внутри касты жрецов. Только в их руках были сосредоточены знания, в том числе и научные. Это знание считалось идущим от бога – покровителя касты. В силу кастовости, знание было тайным, доступным только посвященным. По отношению к нему отсутствовала критическая позиция, так как не дело человека – исправлять богов. Такое знание было невозможно подвергнуть каким-либо существенным изменениям, оно функционировало как набор готовых рецептов. Процесс обучения этому знанию сводился к заучиванию различных рецептов наизусть, без доказательств. Вопрос о том, как были получены знания и можно ли заменить их более совершенными, даже не вставал. Новые знания, если и появлялись в такой системе передачи информации, то только случайно и очень редко. В этом кроется одна из причин гиперстатичности древнеегипетской цивилизации, просуществовавшей почти четыре тысячи лет без существенных изменений. Чуть более динамичной была древневавилонская цивилизация. Так, вавилонские жрецы настойчиво визуально исследовали звездное небо и добились в этом больших успехов, но это был не научный, а вполне практический интерес. Или была создана астрология, как прикладное знание, без которого не начиналось ни одно более или менее важное дело, включая сельское хозяйство. То же самое можно сказать и о развитии знаний в Индии и Китае. Эти цивилизации дали миру множество конкретных знаний, но это были знания, необходимые для практической жизни, для религиозных ритуалов, всегда бывших в этих странах важнейшей частью повседневной жизни.

Совершенно иная ситуация сложилась в Древней Греции, в которой не было замкнутой касты жрецов и доступ к знаниям имел любой свободный человек. Большая часть знаний была открытой.

Причинами развития науки в Греции (первой трети I тысячелетия до н.э) являлись следующие общественные явления: появление частной собственности и товарное производство, ориентированное на рынок. Господство частной собственности вызвало к жизни свойственные ей политические, правовые и иные институты:

1. систему демократического самоуправления с правом и обязанностью каждого гражданина принимать участие в общественных делах;

2. систему частноправовых гарантий с защитой интересов каждого гражданина, с признанием его личного достоинства, прав и свобод;

3. систему социокультурных принципов, способствовавших расцвету личности и появлению гуманистического древнегреческого искусства.

Так, демократия сделала народ властелином государства, кардинально изменила отношения между народом и властью. Теперь каждый гражданин лично обсуждал и принимал законы, по которым жило его государство. Автором этих законов мог быть любой гражданин. Таким образом, общественная жизнь высвобождалась из-под власти религиозных и мистических представлений, закон переставал быть слепой силой, продиктованной свыше и неподвластной человеку, а становился демократической нормой, принятой большинством голосов в процессе всенародного обсуждения. Обсуждение этих законов основывалось на риторике, искусстве убеждения и логической аргументации. Все, входящее в интеллектуальную сферу, подлежало обоснованию, хотя каждый имел право на особое мнение. Так постепенно формировалось убеждение, что истина – не продукт догматической веры, принимаемой в силу авторитета, а результат рационального доказательства, основанного на аргументах и понимании.

Таким образом, постепенно сформировался аппарат логического, рационального обоснования, превратившийся в универсальный алгоритм производства знаний в целом, в инструмент передачи знания от индивида к обществу. Так появилась наука как доказательное познание, теперь она удовлетворяла критерию рациональности знания. Отныне ничего не принималось на веру. Рациональное доказательство неизбежно приводило к требованию систематизации знаний. Не случайно идеалом научной теории стала геометрия Эвклида, представляющая собой систему аксиом и выведенных из них по правилам логики теорем.

Именно Эвклиду принадлежит первые труды по оптике, которые дошли до наших дней и с которыми были знакомы Кеплер и Ньютон. Это известные трактаты «Оптика» и «Катоптрика» (III в. до н. э.). Эвклид в области оптики опирался на разработанную атомистами концепцию зрительных лучей, согласно которой от вещей отделяются образы, вызывающие в глазу зрительные ощущения. Он геометрически вывел законы перспективы, которые были результатом оптических наблюдений. Наиболее важные из них.

1. Лучи, исходящие из глаза, распространяются прямолинейно и расходятся в бесконечность.

2. Фигура, охватываемая совокупностью зрительных лучей, есть конус, вершина которого расположена в глазу, а основание - на поверхности видимых предметов.

3. Видимы те предметы, на которые падают зрительные лучи, и невидимы те, на которые зрительные лучи не падают.

4. Предметы, видимые под большими углами (имеется ввиду угловой размер), кажутся больше, видимые под меньшими углами кажутся меньше, а видимые под равными углами кажутся одинаковыми.

5. Предметы, видимые под большими углами различаются более отчетливо.

6. Все лучи обладают одинаковой скоростью.

На этих и других постулатах Эвклид основывает геометрическое рассмотрение оптики. В «Оптике» он исследует геометрические проблемы, связанные с постулатом о прямолинейном распространении света: образование тени, изображения, получающиеся с помощью малых отверстий, кажущиеся размеры предметов и их расстояние от глаза. В «Катоптрике» рассмотрены явления, связанные с отражением от плоских и сферических зеркал. Из постулатов «Катоптрики» замечателен второй постулат: «Все, что видно, видно по прямой». Это основной принцип физиологической оптики.

Дальнейшее развитие в античном мире принадлежит Архимеду. Архимед в концепцию «лучей зрения» ввел поправки, основанные на влиянии величины зрачка на результат измерения. Далее развитие оптики принадлежит Герону Александрийскому, который ввел следующие разделы: оптику (учение о видении, о природе света), диоптрику (учение о визировании, визирных инструментах) и катоптрику (учение об отражении). Рассматривая отражение света от зеркала он доказал, что при равенстве угла падения и угла отражения сумма длин путей, которые проходит падающий луч от глаза до зеркала и отраженный луч от зеркала до объекта, является наименьшим расстоянием из всех возможных.

Наиболее полное исследование преломления света осуществлено Птолемеем в его «Оптике», где описаны результаты экспериментирования по преломлению света в стекле и воде. Он стремился выявить причину того, что при отражении углы падения и отражения равны, а при преломлении углы падения не равны углам преломления. Он посчитал угол преломления пропорциональным углу падения.

Античная оптика изменялась и эволюционировала крайне медленно. Трактат Птоломея (II век н. э.) написан через 4,5 века после Эвклида. Однако единственной новой чертой этого сочинения служит количественный эксперимент, необычный для античной физики. Птоломей сообщает углы преломления света при переходе из воздуха в воду, из воздуха в стекло, из воды в стекло. Числа Птоломея, удивительно точны для своего времени. За этими цифрами и всем трактатом Птоломея видится совсем другой образ физика конца античности, соединяющего в себе математические знания, теоретическую широту и искусство количественного опыта.