Естественнонаучные концепции Античности

Как относительно самостоятельный культурный феномен наука впервые возникает в Древ-ней Греции в VI в. до н.э. Именно там форми-руются первые научные сообщества (милетская и пифагорейская школы, платоновская академия и т.д.). Древнегреческая натурфилософия представляла доклассический этап в развитии естествознания. Каждый ученый стремился осмыслить все мироздание в целом. Это проявилось, в частности, в древнегреческой концепции космоса, содержавшей немало мифо-логических элементов. Космоцентризм – характерная черта древнегреческой науки, впервые про-явившая себя в натурфилософии Милетской школы.

Милетцы искали первоначало мира, в котором осуществляется единство природы. Для обо-значения первоосновы, первопринципа, из которого состоит все остальное, в греческой филосо-фии имеются 2 термина: «стойхейон» – ядро, основа в логическом смысле, корень; «архэ» – пер-воматерия, праматерия в историческом смысле.

Представители ранней греческой натурфилософии:

1. Фалес из Милета (640–562 гг. до н.э.) считал, что первоосновой всех вещей является вода, из нее образуются все вещи;

2. Анаксимандр из Милета (611–546 гг. до н.э.) учил, что в основе всего сущего лежит не во-да, а некая первоматерия, которую он назвал «апейрон». Эту первоматерию он определял так: «У него (беспредельного) нет начала, но оно само кажется началом остальных вещей. Оно объемлет все и всем правит»;

3. Анаксимен (585–524 гг. до н.э.) считал, что начало всего – воздух, из которого все возни-кает и движением которого образуются все явления в природе;

4. Гераклит из Эфеса (540–480 гг. до н.э.) отмечал, что основой всего является огонь – некое реальное вещество;

5. Пифагор с Самоса (571–497 гг. до н.э.), как известно, полагал, что в основе всего сущест-вующего лежит число;

6. Согласно воззрениям Эмпедокла из Акраганта (495–435 гг. до н.э.) в основе всего сущест-вующего лежат четыре элемента или «корня»: земля, вода, воздух и огонь;

7. Анаксагор (500–428 гг. до н.э.) родом из Афин полагал, что каждая вещь состоит из мель-чайших, невидимых глазу материальных частиц, подобных самой вещи. Эти частицы он называл гомеомериями. Например, кровь состоит из мельчайших частиц крови, кость – из мельчайших частиц кости, причем эти частицы бесконечно делимы;

8. Демокрит (460–370 гг. до н.э.) из Абдер ввел понятие атома.

Уже в ионийской натурфилософии возникли первые предпосылки демифологизации мира и научного знания о природе. Так, например, уже Фалесом были сформулированы основы дедук-тивного доказательства (процесс логического вывода, т. е. перехода по тем или иным правилам логики от некоторых данных положений-посылок к их следствиям-заключениям). Натурфилософы выделили предмет «физики» (первоначально это раздел или направление философии и лишь много позже естественная наука) – учение о природе, о первоначалах мира, об устроении и возникновении материального мира.

Космология пифагорейцев и Платона

Пифагор (571–497 гг. до н.э.) – одна из наиболее противоречивых и загадочных фигур в ис-тории науки и философии.

Пифагор, как известно, основал союз (в Италии – «Великой Греции»), который носил харак-тер религиозно-мистического ордена и просуществовал примерно 200 лет. В центре деятельности этой религии и ордена стоял вопрос о спасении души и познании бога. Спасение виделось в очи-щении тела и души. Очищение тела достигалось следованием бытовым акусмам-табу и в целом «пифагорейскому» образу жизни (распорядок дня, физические упражнения, пищевые диеты и т.д.). Очищение души достигалось некоей духовной техникой, частью которой, едва ли не самой важной и высокой, являлись занятия математикой и музыкой. Математика служила как бы духов-ным обучением и очищением. Такое понимание математики близко к платоновскому.

Число пифагорейцы воспринимали как начало устроения и соответственно познания мира, поэтому в исследовании числовых отношений видели такое же средство спасения души, как и в религиозных ритуалах. Прежде чем появилась математика как теоретическая система, возникло учение о числе как некотором божественном начале мира.

Числа у пифагорейцев носят еще довольно чувственный характер, имеют зрительный образ. Так, единица у них выступала как точка, двойка как линия, тройка как плоскость, четверка как тело (первое тело – пирамида). Пифагорейцы различали числа линейные, плоские и телесные. Пред-ставление числа в виде геометрических образов было обычной практикой пифагорейцев, это была самая ранняя практика и у греков, и у других народов. К линейным числам относились простые числа, которые нельзя было разложить на множители, например 5,7 и т.д.; плоскостные – слож-ные, состоящие из двух сомножителей.

Пифагору принадлежит учение о четном и нечетном, положившее начало теории чисел: а) сумма четных чисел является четной; б) сумма четного количества нечетных чисел четна...; в) четное минус четное есть четное и т.д. Эти положения доказываются логически.

Он осуществил построение по крайней мере 2 правильных многогранников: тетраэдра и ку-ба, а возможно, и додекаэдра и создал теорию пропорций, которую использовал при доказательстве своей знаменитой теоремы.

Пифагор открыл метод определения длин сторон прямоугольного треугольника (метод пифа-горовых троек), создал первую математическую школу, которая совершила много открытий в ма-тематике. К собственно пифагорейцам-математикам можно отнести Гиппаса (1-я половина V в. до н.э.). Он стал известен построением додекаэдра, вписанного в шар, и, самое главное, открытием иррациональных величин, в частности, иррациональности корня из 2.

Пифагорейское общество (пифагорейский союз) делилось на 2 ступени: низшую – акусматиков и высшую – математиков. Первые, обучаясь, выслушивали акусмы, лишенные доказательств. Вторые – посвященные – занимались математикой, им и открывалась тайна иррациональности. Гиппас-математик открыл «профанам» эту тайну. За это «по воле разгневанного божества», он (Пифагор) погиб в кораблекрушении.

Параллельно пифагорейским математикам появляются математики, не связанные напрямую с этой школой: Гиппократ Хиосский, Теэтет, Евдокс и, наконец, Евклид, который собрал и обра-ботал практически все знания о греческой математике (III в. до н.э.), подвел итоги и обобщил их в своих «Началах...».

Пифагорейцы утверждали, что «все есть число».

Числовые отношения составляют самую сущность природы. Наблюдаемое изменчиво и потому ложно, но числовые отношения вечны и потому истинны. Познание природы возможно только через познание числа и числовых отношений.

С другой стороны, мир собственно и есть число, т. е. буквально все вещи состоят из чисел.

У пифагорейцев в онтологии (учении о бытии) или даже в физике (учении о природе) мы находим весьма странную форму атомизма – математический атомизм, при котором числа рассматривались как геометрические точки с определенным положением в пространстве.

Математическая программа пифагорейцев получила свое продолжение в космологии Платона (427—347) гг. до н.э. Он развивает ее почти до совершенства в диалектику, формируя важнейшие логические понятия и сам гипотетико-дедуктивный метод.

Математика играет исключительную роль в системе Платона, уступая лишь диалектике. «Не геометр не войдет» – написано над воротами Академии. Не сведущие в музыке, геометрии и ас-трономии вообще не принимались в платоновскую Академию. Ксенократ, второй после Платона глава Академии (сколарх), сказал человеку, не знакомому ни с одной из этих наук: «Иди, у тебя нечем ухватиться за философию». Неудивительно, поэтому, что среди учеников Платона были крупные математики, такие, как Архит, Теэтет, Евдокс.

Свое представление о природе Платон выразил в диалоге «Тимей». Платон считал, что чув-ственный мир (природа) не может быть предметом научного знания не только высшего (диалекти-ка), но и промежуточного, математического уровня. Физика, по Платону, не может и не должна претендовать на статус науки – таковой является лишь математика. В области же природы, где наши знания основываются глав-ным образом на наблюдениях, мы можем иметь суждение лишь «о наиболее правдоподобном». Причем и при рассмотрении природы «наиболее важными ему кажутся прежде всего математические законы природы. Никакая другая задача науки о природе не кажется ему столь существенной, как задача открытия неизменных законов в постоянно меняющихся явлениях».

Предмет физики по Платону – изучение природы универсума (термин, обозначающий всю объективную реальность во времени и пространстве, у Платона – видимый мир), человек как жи-вое существо и его место в мире, промысел Божий о мировом целом и подчинение ему других богов, отношения между людьми и богами. Универсум имеет 3 начала.

1. Платон называет материю «принимающей любые оттиски», всеприемницей, кормилицей, матерью и пространством. Ей свойственно вмещать всякое рождение, причем сама она остается лишенной формы, качества и вида, хотя и создает в себе их слепки и отпечатки. Материя, чтобы полностью вместить все виды, должна быть субстратом, совершенно их лишенным, не имеющим – ради восприятия видов – ни качества, ни вида.

2. Помимо материи Платон в качестве начал признает образец – идеи. Для материи идея есть мера. У Космоса, в частности, тоже есть свой первообраз.

3. Бог – демиург (создатель).

Демиург создает из той сущности, которая неделима и вечно тождественна (образец-идея), и той, которая претерпевает разделение в телах (материя), путем смешения в третий, средний вид сущности – душу. Затем все три начала сливает в единую идею живого Космоса, силой принудив не поддающуюся смешению природу к сопряжению с тождественным. Космос у Платона – живое и одушевленное тело, образцом и подобием этого живого и одушевленного космоса является и человек.

Платон выделяет четыре природных элемента: земля, вода, воздух, огонь. Демиург, по Платону, приступая к построению Космоса, начал с того, что упорядочил эти четыре рода с помощью образов и чисел. Платон говорит о частицах 4 видов, соответствующих 4 первообразам, первоэлементам, но в отличие от Эмпедокла, Демокрита и Эпикура, он подчеркивает их способность превращаться друг в друга. Скорее это четыре структурных, агрегатных состояния, ибо Платон отмечает: «имеющие свойства земли или воды, или воздуха, или огня». К землеобразным телам Платон относит камни, руды и тому подобные практически неплавящиеся вещества. Все расплавляющиеся тела относятся к «водообразным», все паро- и газообразные – к воздухооб-разным, а все воспламеняющиеся пары – к огнеобразным.

Но сущность первооснов определяется не тем, что мы различаем как свойства природных элементов и вообще воспринимаем с помощью нашего тела – например, огонь красен и горюч, а земля плотна, тяжела и непрозрачна и т.д. – все эти свойства чаще ничего не говорят нам о том, что такое огонь и земля сами по себе. Чтобы узнать это, нужно выяснить, с помощью каких обра-зов и чисел упорядочил бог эти стихии. И Платон получает геометрические образы первоэлементов исходя из следующих соображений:

– огонь, земля, вода и воздух суть тела, следовательно, должны быть объемны. Четыре гео-метрических образа должны все же обуславливать основные физические свойства (твердость, плавкость, воздухообразность, огнеобразность);

– первостихии по крайней мере 3 видов (вода, воздух, огонь) должны превращаться друг в друга;

– «научная эстетика». Первообразы (идеи) стихий должны быть правильными, эстетически и математически совершенными, а не как у Демокрита атомы – по форме крючки, веретена и т.п.

Платон приписал куб первообразу земли. Куб – самое устойчивое из геометрических тел, а земля отличается именно своей неподвижностью, устойчивостью, огню – тетраэдр, наиболее сходствует с подвижной и легкой стихией огня и к тому же имеет наиболее острые грани и углы (режет, жжет, всюду легко проникает). Аналогичны рассуждения о воздухе – октаэдре и воде – икосаэдре.

Вода, воздух и огонь могут переходить друг в друга. Землееобразные же тела не могут уча-ствовать в подобных превращениях. Те случаи, когда «землеобразные тела» как будто плавятся, Платон рассматривает лишь как временное расчленение кубических частиц под ударами прони-кающих в промежутки между ними «острых и колючих» тетраэдров огня. Также и растворение твердых веществ в воде происходит при благоприятных обстоятельствах, когда октаэдры жидкого растворителя проникают в промежутки между кубами твердого тела и, так сказать, размывают его.

Главная заслуга Платона для физики - своей «молекулярной теорией» он впервые в истории строит вариант математической физики, считая, что в мире природы достоверное знание мы можем получить ровно в той мере, в какой раскроем математические структуры этого природного мира.