Естественнонаучные концепции эпохи эллинизма
В эпоху эллинизма стала знаменитой Александрийская библиотека, содержавшая при Цезаре 700 тыс. свитков. С Александрией связана деятельность таких ученых как Евклид, Архимед, Ари-старх, Герон, Феофраст... 3десь же был и центр истории, филологии, изобразительных искусств.
Важнейшие открытия эллинистической науки были сделаны в области механики, астроно-мии, оптики и акустики.
Видным представителем эллинистической науки являлся Архимед (ок. 287–221 гг. до н.э.).
Великий математик, взявшийся за труднейшие проблемы своего времени: вычисление пло-щадей криволинейных фигур, вычисление поверхностей и объема цилиндра и шара. В его методах проявляются элементы высшей математики, в частности, интегральные методы. Уже древние восхищались строгостью, изяществом и простотой его доказательств.
Архимед – астроном, строитель первого «планетария» (астрономической сферы) и прибора для измерения видимого диаметра Солнца, физик, создатель гидростатики и автор одноименного закона. Наконец, он – механик, причем одновременно и механик-теоретик (создатель статики) и механик-практик – автор многочисленных механических приспособлений, в том числе боевых машин, успешно использовавшихся при обороне Сиракуз.
В гидростатике Архимед формулирует известный закон. При этом он исходит из одного предположения, задающего модель идеальной жидкости: «Предположим, что жидкость имеет та-кую природу, что из ее частиц, расположенных на одинаковом уровне и прилежащих друг к другу, менее сдавленные выталкиваются более сдавленными и что каждая из частиц сдавливается жидко-стью, находящейся над ней по отвесу, если только жидкость не заключена в каком-нибудь сосуде и не сдавливается чем-то другим». Это единственное предположение, исходя из которого Архимед выводит все остальное.
– Поверхность всякой жидкости, установившейся неподвижно, будет иметь форму шара, центр которого совпадает с центром Земли.
– Тела равнотяжелые с жидкостью, будучи опущенными в эту жидкость, погружаются так, что никакая их часть не выступает над поверхностью жидкости, и не будут двигаться вниз.
– Тело более легкое, чем жидкость, будучи опущено в эту жидкость, погружается настолько, чтобы объем жидкости, соответствующий погруженной части тела, имел вес, равный весу самого тела.
– Тела, более легкие, чем жидкость, опущенные в эту жидкость насильственно, будут вытал-киваться вверх с силой, равной тому весу, на который жидкость, имеющая равный объем с телом, будет тяжелее этого тела.
– Тела более тяжелые, чем жидкость, опущенные в эту жидкость, будут погружаться пока не дойдут до самого низа и в жидкости станут легче на величину веса жидкости в объеме, равному объему погруженного тела.
Все эти положения доказываются. Это великолепный образец математической физики, не имеющий равных вплоть до нового времени.
В теоретической механике Архимед – основатель статики, одного из трех разделов механи-ки. Именно он разработал учение о равновесии твердых тел: установил понятие центра тяжести, разработал методы его нахождения, дал первую теорию рычага, вообще создал единую систему, дающую возможность решать задачи на равновесие, которая оформилась в самостоятельную на-учную область.
В области практической механики Архимед изобрел «архимедов винт» – винт для подъема воды, который затем широко использовался в Египте для подъема воды из Нила на высоту до 4 метров; кроме того он автор примерно сорока других механических изобретений.
Архимед по своему геометрическому подходу к решению физических проблем и ценност-ным установкам близок, скорее, к математической программе Платона, но по своему инженерному и экспериментальному, опытному характеру идет даже дальше Аристотеля к методам и воззрени-ям новой физики. Тем не менее, на своей могиле он просил установить памятник с изображением шара, вписанного в цилиндр и надписать установленное им соотношение их объемов 2:3, считая это главной своей заслугой.
Астрономия
Наиболее близкой к современным воззрениям следует признать гелиоцентрическую систему Аристарха Самосского (ок. 320–ок. 250 г. до н.э.). С точки зрения кинематики совершенно безраз-лично, обращается ли Земля вокруг Солнца или Солнце вокруг Земли: расстояние между ними ос-тается неизменным. Вопрос «находится ли Земля в центре мира» всегда упирался в поведение «сферы неподвижных звезд». Она ведет себя так, словно ее центр совпадает с центром Земли (звезды неизменно сохраняют свое взаимное расположение). Простые законы перспективы указы-вают на то, что если бы Земля перемещалась внутри этой сферы, то созвездия, к которым она при-ближается, казались бы крупней, в то время как на противоположной стороне неба созвездия вы-глядели бы «сжимающимися». Отсутствием таких явлений объяснялось расположение Земли в центре мира. Как потом стало ясно, это в действительности объясняется тем, что расстояния до звезд очень велики. Аристарх Самосский как раз считал звезды неподвижными и удаленными практически бесконечно от Земли, а Солнце – находящимся в центре, вокруг которого движется Земля, вращаясь суточным обращением. Он рассчитал соотношение между диаметрами Земли, Солнца и Луны и диаметрами орбит Земли и Луны. Причем методы расчета были безупречны, но точность измерения весьма низка, и поэтому результаты далеки от действительных.
Система Аристарха Самосского не была принята современниками, так как из нее вытекали два следствия, не гармонирующие с античным представлением о космосе: практическая его бес-конечность и разноприродность планет и звезд. Птолемей оценивает расстояние от Земли до Солнца в 1200 радиусов Земли.