Основные вехи развития технической и научной мысли античности

Усовершенствование в военной технике коснулось стрелкового вооружения. Появился гастерофет, представлявший собой тугой, обладавший большой силой боя лук с ложем и механическим приспособлением для натягивания тетивы. Это приспособление давало возможность натягивать тетиву одному человеку средней силы. Конец скользившего вдоль ложа ползуна упирался в землю. На другой конец ложа, имевший специальную скобу, стрелок наваливался всей тяжестью своего тела, в силу чего ложе подавалось вниз, при этом продвигался вниз и закрепленный на ложе лук. Что же касается середины тетивы, то она неподвижно удерживалась верхним концом ползуна, и таким образом тугой лук был натянут. Особая скоба удерживала тетиву в натянутом состоянии. Перед скобой помещалась стрела, которую спущенная со скобы тетива посыла вперед.

Для осады крепостей греческий механик Деметрий Полиоркет изобрел большое количество осадных сооружений. Среди них были специальные укрытия от метательных снарядов - черепахи для земляных работ, черепахи с таранами, а также галереи, по которым можно было безопасно проходить и возвращаться с этих работ. Особенно значительным сооружением Деметрия Полиоркета была гелепола - движущаяся башня пирамидальной формы на восьми больших колесах, окованных железными шинами. Фасад башни, обращенный к неприятелю, был обшит железным листом, что предохраняло сооружение от зажигательных снарядов. Башня была девятиэтажная - до 35 м и выше. На каждом этаже располагались камнеметы и стрелометы, а также отряды воинов для штурма крепости.

Мощной метательной машиной, обеспечивавшей бомбардировку крепостей по высокой траектории и на значительном расстоянии, был монанкомн. Римляне эту машину называли «онагр». В основе этого сооружения лежала очень прочная горизонтальная рама с натянутым внутри него толстым жгутом, скрученным из воловьих жил или волос. В этот канат вставлялся прочный рычаг, к свободному концу которого подвешивалась праща с камнем. Посредством особых приспособлений рычаг заводился вниз, при этом витой канат приходил в боевое положение. Затем при отдаче освобожденный рычаг мгновенно выпрямлялся, а находившийся в праще камень выбрасывался с большой силой. Палинтон, или баллиста, также бил навесным огнем. Это устройство имело более сложную конструкцию. Внутри двух прочных вертикальных рам, по обеим сторонам боевого желоба, имевшего наклон 45^о, натягивались толстые канаты. В пучки витых канатов вставлялись прочные рычаги, свободные концы которых соединялись крепкой тетивой, ходившей вдоль боевого желоба. С помощью приспособления натягивали тетиву, при этом рычаг и канаты приводились в боевое положение. Перед тетивой помещали камень. Выстрел производился спуском тетивы, при этом канаты принимали первоначальное положение, тетива выпрямлялась, и камень, следуя направлению боевого желоба, выбрасывался с большой силой. Если описанные выше устройства были рассчитаны для стрельбы камнями, то евтитон, или катапульта, предназначался для метания дротиков и громадных стрел. Устройство евтитона было близко к палинтону, однако находившийся между рамами желоб был расположен под углом не 45^о, а горизонтально. Эта метательная машина использовалась для ведения настильного огня.

Плодом инженерной мысли греков явилось изобретение полиболы - метательной машины для горизонтальной автоматической стрельбы. В полиболе натягивание тетивы, подача стрелы и выстрел производились автоматически, с помощью бесконечной цепи, которая приводилась в движение вращением особого ворота.

Метательные машины, в зависимости от их мощности и характера снарядов (каменные ядра, стрелы, зажигательные сосуды, корзины с ядовитыми змеями, зараженная падаль и т.д.), обслуживались командой от 4 до 10 специально обученных механиков и их помощников. Камнеметы и тяжелые стрелометы предназначались для разрушения не очень прочных укрытий противника, его орудий и кораблей. Легкие стрелометы поражали живую силу противника. Снаряд, выпущенный из метательного устройства, мог точно попадать в цель на дистанции 100 - 200 шагов, дальность стрельбы составляла около 300 м.

Одновременно развивалась и оборонительная техника. Так, при обороне Сиракуз в конце III в. до н.э. великий механик Архимед соорудил такое количество метательных машин разной мощности и назначения, что, расставленные на стенах, они простреливали в шахматном порядке все пространство перед городом.

В Римской державе военная техника получила дальнейшее усовершенствование. Воин был вооружен мечом, металлическим копьем (дротиком) - пилумом и длинным полуцилиндрическим щитом. На голове у легионера был железный шлем полусферической формы, защищавший плечи и затылок. Воин носил кожаный или пластинчатый панцирь, защищавший все тело.

Основным подразделением римской армии на всем протяжении ее существования был легион. В период республики римский легион включал 3 тыс. пехотинцев и 200 - 300 всадников. Легион распадался на три когорты по тысяче человек, когорта - на 10 центурий - сотен. В эпоху империи в легионе насчитывалось 6 тыс. пехотинцев и 120 всадников. Легион делился на 10 когорт, когорта - на три манипула, а манипула - на две центурии. При каждом легионе имелось определенное количество метательных машин. В римской армии имелись военно-инженерные части, которые применялись при сооружении осадных башен, навесов и прикрытий. В их задачу входило также строительство понтонных мостов из лодок, соединенных деревянным настилом, наведение аварийных мостов. Значительное развитие получило в Риме саперное дело. С помощью саперных частей осуществлялись грандиозные работы по сооружению рвов, валов и иных насыпей.

Значительно усовершенствовался и военный флот. Греческие корабелы строили суда различных типов. Среди них различали быстроходнее боевые корабли, принимавшие непосредственное участие в морских сражениях. Сооружалась транспортные суда для перевозки пехоты и конницы. Для доставки провианта и амуниции использовали ластовые корабли. Общей их чертой было то, что все они являлись в основном гребными, а парусная оснастка играла второстепенную роль. Это позволяло судам маневрировать в любую погоду. Военные корабли были длиннее и уже коммерческих. Наиболее распространены были трехпалубные суда длиной 40-50 м, именовавшиеся у греков триерами, а у римлян триремами, водоизмещением до 230 т. На каждой палубе сидели ряды гребцов с длинными веслами. Общее число гребцов доходило до 170 человек. На судне находилось до 30 матросов, ведавших парусными снастями, а также 12-18 морских пехотинцев. Триера управлялась рулевым с помощью большого кормового весла. Имелись две мачты с парусами. Нос корабля снабжался острым тараном из железа или бронзы. Триера могла посредством быстрого хода и маневрирования протаранить и потопить неприятельский корабль.

Самый большой военно-транспортный корабль античности «Тессаракоптера» был построен в эллинистическом Египте при Птолемее IV в конце III в. до н.э. Это было многоярусное судно длиной 128 м, шириной 17 м, высотой носа кормы под водой 22 м большим водоизмещением. Мачта имела высоту около 40 м, длина весел верхнего яруса достигала 19 м. «Тессаракоптера» имела четыре руля, два носа, две кормы и семь таранов. Экипаж судна насчитывал свыше 4 тыс. гребцов и 400 человек команды. На палубе могло разместиться около 3 тыс. пехотинцев.

2. Развитие естественных наук в античности

Греческая и латинская письменность произошла из финикийской. Возникновение архаического греческого письма относится приблизительно к IX - VIII вв. до н.э. В дальнейшем греческая письменность разделилась на несколько разновидностей. На основе восточно-греческого письма появилась классическая греческая (аттическая) письменность. Названия букв полностью утрачено: «алэп» (голова быка) стал «альфат», «гамл» (голова и шея верблюда) «гаммой» и т.д. Некоторые знаки приобрели новое звучание. Греки ввели также ряд дополнительных букв, например «фи», «хи», унаследованных впоследствии старославянской кириллицей. К IV в. до н.э. греки перешли к принятому позднее во всех европейских языках способу письма слева направо, в то время как финикийцы писали справа налево, что сохранилось в ряде восточных языков.

На основе западно-греческого письма в VIII -VII вв. до н.э. возникла этрусская, а затем латинская письменность. Классический латинский алфавит сложился ко II в. до н.э. Римляне не давали буквам особых названий. «Альфа» превратилась просто в «а», «бета» в «бе» и т.д.

Что касается цифровых систем, то у греков существовала вначале так называемая аттическая система, при которой имелись особые знаки для 1, 5, 10, 50 и некоторых других чисел. Знак I исходно обозначал поднятый палец, знак V - ладонь с оставленным большим пальцем (т.е. пять пальцев), знак X - две скрещенные руки (т.е. 10 пальцев). Однако впоследствии (около V в. до н.э.) утвердилась ионическая алфавитная цифровая система, где числа обозначались буквами (тысячи - с добавлением штриха), например: б (альфа) - 1, й - (йота) - 10, с (ро) - 100 и т.д. В латинской же письменности сохранился принцип аттической системы (пришедшей через этрусков): 1 обозначалось как I, 2 - II, 5 - V, 10 - X, 50 - L, 100 - C и т.д.

В IV в. до н.э. была создана саламинская доска - древнейшие сохранившиеся счеты. Они являлись основным счетным прибором вплоть до эпохи Возрождения. Вычисления осуществлялись перемещением счетных костей и камешков (калькулей) на плоскостях-углублениях для отдельных рядов десятков, что требовало вычислений в уме до 10.

Примерно VII в. до н.э. греки писали на папирусе кистью или особой палочкой. Листок папируса по-гречески назывался «хартес» и «библион» или «библос». С III в. до н.э. в античном мире получает распространение в качестве материала для письма пергамент, или пергамен, - особым образом выделана кожа телят и козлят. Листы пергамента первоначально сшивались так же, как прежде соединялись листы папируса. Вошедшее во все европейские происхождения, оно напоминает о временах, когда рукописи оформлялись в виде свитков. «Томос» значит «отрезанная часть», т.е. часть рукописи в виде отдельного свитка. По сравнению с хрупкими папирусными листами пергамент обладал неисчислимыми преимуществами. Писали на нем с обеих сторон; смыв краску, на нем можно было писать повторно. Но главное преимущество пергамента состояло в том, что его можно было легко сгибать, не боясь сломать, как папирус.

Когда в римских владениях пергамент получил широкое распространение, то куски кожи (примерно со II в.) также стали отрезать в виде отдельных больших листов и сшивать их в тетрадки. Корешок тетради прошивался, чтобы листы не выпадали. Затем несколько тетрадей сшивали друг с другом. Книгу, составленную из нескольких тетрадок, древние римляне называли «кодекс». Переплеты книг изготовлялись вначале из деревянных дощечек, обтянутых кожей, иногда по углам окованных металлов, а позднее делались с тиснеными или инкрустированными украшениями, застежками и т.д. На пергаменте и папирусе греки и римляне писали чернилами с помощью заостренного тростника. Чернила делались из смеси сажи и гуммиарабика или чернильных орешков. Чернильницы изготовлялись из бронзы, глины и дерева.

К античной эпохе относится возникновение математики как самостоятельной науки. Создание математики было вызвано практическими запросами материального производства, а также потребностями других наук. Прежде всего, следует сказать о деятельности Пифагора (ок.570 - ок.500 гг. до н.э.) и его школы. Собственно математические труды Пифагора представляют значительный интерес. Он открыл математическую закономерность в музыке и стал основоположником математической акустики. Ему принадлежат важные заслуги в применении математики в астрономии. Большую роль в развитии математики сыграли и последователи Пифагора - пифагорейцы. Они сформулировали десять пар противоположных категорий - бинарных оппозиций, соединение которых, по их мнению, обусловило возникновение и поддержание порядка в мире. Знаменитая теорема Пифагора приписывается ему именно потому, что только его школа доказала справедливость ее общей формулировки.

Огромный вклад в разработку математики внесла знаменитая ионийская школа и продолжатели ее натурфилософских трудов (V - IV вв. до н.э.) впервые выдвинул идею бесконечно малой величины. Она нашла развитие и практическое применение в геометрии, в трудах Демокрита и Евдокса Книдского (ок. 408 - ок. 355 гг. до н.э.). Последний разработал также учение о пифагорейской математики, вызванного открытием иррациональных чисел. Построенная им теория, включавшая в себя как отношения целых чисел, так и отношения геометрических отрезков, представляла собой античную форму современной теории действительных чисел. Евдокс Книдский разработал метод исчерпывания и применял его для решения математическими средствами парадоксов Зенона. Созданный им метод исчерпывания оказал заметное влияние на развитие идей о бесконечно малых величинах.

Первую попытку систематизировать достижения геометрии сделал хиосский математик Гиппократ (ок. 440 г. до н.э.). Древнегреческий геометр доказал, что существуют определенные плоские фигуры, ограниченные дугами окружности, для которых можно найти прямоугольники равновеликой площади. Открытие Гиппократа послужило началом других исследований в области квадратуры круга.

Эти и некоторые другие исследования математиков (в частности, пифагорейцев) были предшественниками работ Евклида из Александрии (ок. 340 или ок. 365. - ок. 287 или ок. 300 гг. до н.э.), автора знаменитых «Элементов». В этом своем труде, состоящем из тринадцати книг, он впервые изложил важнейшие положения геометрии (планиметрии и стереометрии) в строго продуманной логической (дедуктивной) системе. Разработанная Евклидом система аксиом и постулатов явилась для многих поколений математиков примером использования аксиоматического метода.

Разносторонний деятель античной науки и техники, Архимед из Сиракуз (ок. 287 - 212 гг. до н.э.) выдвигал в математике оригинальные и смелые идеи. Он приближался к открытию исчисления бесконечно малых величин Эвдокса. Применив античные методы вычисления, Архимед вычислил квадратуру параболы, длину спирали Архимеда, значение числа р. В своем труде «О числе песчинок» он привел алгоритм получения все больших натуральных чисел.

Диофант Александрийский (326 - 410 или II пол. III в.) опубликовал «Арифметику», сочетавшую древнегреческие традиции. В этом трактате были впервые представлены алгебраическая символика, решение неопределенных уравнений в рациональных положительных числах, составлена часть теории чисел. Тем самым были заложены основы первой буквенной алгебраической системы.

Астрономия медленно освобождалась от фантастических представлений, питаемых религиозными традициями и преимущественно умозрительным характером античной натурфилософии. Последнему противостоял, прежде всего, накопленный запас наблюдений над видимым движением небесных светил и другими астрономическими явлениями. Однако даже ионийцы выдвигали в астрономии ряд совершенно произвольных гипотез. По Фалесу Милетскому (625 - 547 гг. до н.э.), Земля имеет форму плоского диска, плавающего на поверхности океана, по Анаксимандру (ок. 610 - ок.546 гг. до н.э.) - форму цилиндра, а по Анаксимену (ок. 548 - 528 или 525 гг. до н.э.) - форму стола.

Лишь позже было выдвинуто предложение, что и Земля, и все светила имеют форму шара. Это утверждение принадлежит пифагорейцам. Они же отошли от мысли о том, что Земля занимает центральное положение во Вселенной (геоцентризм). Один из ученых-пифагорейцев - Филолай (ок. 470 - ок. 390 гг. до н.э.) утверждал, будто шарообразная Земля, Солнце, Луна и другие планеты вращаются вокруг некоего «центрального огня», находясь в прозрачной сфере.

Аристотель (384 - 322 гг. до н.э.) попытался обобщить эмпирические космологические сведения и также создал собственную геоцентрическую систему мира с подлунной и надлунной сферами.

К догадкам древних относится и гипотеза астронома Аристарха Самосского (310 - 230 гг. до н.э. или ок. 320 - 250 гг. до н.э.) о вращении шарообразной Земли вокруг оси и о движении ее вокруг Солнца. Он предположил также, что диаметр Солнца в 7 раз больше диаметра Земли, а расстояние от Земли до Солнца в 12 раз больше расстояния до Луны. Однако его идеи встретили противодействие и были оставлены без внимания. Крупнейшие античные ученые позднейшего периода вернулись к геоцентрической теории.

Аполлоний Пергский, желая более точно согласовать эту теорию с астрономическими наблюдениями, выдвинул теорию эпициклов. Планеты будто бы движутся по круговым орбитам, а центры этих орбит, в свою очередь, вращаются вокруг Земли. Аполлонию приписывают изобретение астролябии - прибора для измерения высоты звезд. Его современник Архимед, в юности проводивший астрономические наблюдения, изготовил планетарий, приводившийся в движение водой.

Выдающийся астроном древности Гиппарх (ок. 180 (190) - 125 гг. до н.э.) примкнул к теории Аполлония и развил ее. Однако эти ошибочные мнения не помешали Гиппарху сделать несколько важнейших астрономических открытий, основанных на множестве наблюдений и на удивительно точных вычислениях. Гиппарх первым стал пользоваться понятиями широты и долготы для определения положения различных пунктов на Земле. С большой точностью рассчитать продолжительность солнечного года (с точностью до 6 минут), наклон к солнечному экватору, открыть прецессию точки весеннего равноденствия, определить параллакс Луны, эксцентриситет солнечной орбиты и т.д.

В трудах Гиппарха приводятся установившиеся к тому времени названия звезд, созвездий и планет. Большинство этих названий, сохранившихся до наших дней, имело мифологическое происхождение. В 134 г. до н.э. Гиппарх обнаружил новую звезду, вспыхнувшую в созвездии Скорпиона. Это побудило его составить звездный каталог, включавший более 1000 звезд.

Одним из важных практических применений астрономических наблюдений было уточнение календаря. С древнейших времен греки пользовались лунным календарем, в основу которого был положен год в 354 дня, делившийся на 12 месяцев - гекатомбайон (соответствующий примерно июлю), метагейтнион, боэдромион и др. Через каждые три года на четвертый добавлялся один дополнительный месяц (2-й посейдон), чтобы не нарушать соответствия между временем года и отдельными явлениями природы. Вместе с тем общегреческий календарь отсутствовал. Каждый полис имел собственный календарь. В 593 г. до н.э. афинский правитель Солон по примеру вавилонян установил 8-летний период, в котором 3 года имели 13 месяцев, остальные 5 лет - 12 месяцев, но этот календарь был не совсем точным и был принят не везде. В 432 г. до н.э. греческий математик и астроном Метон установил зависимость между лунным месяцем и солнечными годами. Метон определил 19-летний цикл, включавший в себя 7 лет по 13 месяцев, остальные годы имели 12 месяцев. Этот календарь надолго установился в Афинах. Македонский календарь отличался от афинского названиями месяцев (диос, аудинеос и др.) и тем, что он начинался не летом. В результате завоеваний Александра Македонского этот календарь получил распространение в Сирии, Малой Азии, Египте и т.д. Отставание лунного года от солнечного требовало периодических поправок, вносимых в летосчисление. Так, 7 марта в 238 г. до н.э. постановлением Птолемея III к 365-дневному году в каждый четвертый (високосный) год добавлялся «переходный» день. В III в. до н.э. афинский историк Тимей ввел систему летосчисления по олимпиадам, которые проводились один раз в четыре года. Началом отчета стал 776 г. до н.э. - год проведения первых игр в Олимпии.В древнейший период существования Рима использовался своеобразный лунный календарь, состоявший из 10 месяцев и включавший 304 дня. Началом летосчисления по традиции считался год основания Рима - 753 г. до н.э. Месяцы в римском календаре имели попеременно 30 и 31 день. Первым месяцем в году был март (марциус), а последним декабрь (децембер). Понятно, что месяцы передвигались во времени, соответствуя то одному, то другому периоду года.

Первую реформу календаря легенда приписывает римскому царю Нуме Помпилию и относит к VII в. до н.э. Нума, приняв во внимание разницу между лунным и солнечным годом, ввел в римский календарь два месяца - январь и февраль. В календаре Нумы семь месяцев имели по 29 дней, четыре - по 31, а февраль составлял 28 дней. Календарь состоял из 355 дней. Календарный год в целом делился на 44 восьмидневные недели и три дня. Последний день каждой недели назывался нундиной (от «новем» - девять) - это был рыночный, праздничный день.

В 46 г. до н.э. по приказу Юлия Цезаря александрийские астрономы во главе с Сосигеном (Созиген) произвели реформу римского календаря. Год стал исчисляться в 365 дней, а каждый четвертый год - 366 дней. В новом календаре сохранился только один добавочный день, помещавшийся после 23 февраля. Таким образом, шестой день до мартовских календ стал двойным (bissextilis) от чего и произошло наше слово «високосный». Начало года переносилось на 1 января. Юлианский год приблизился к астрономическому солнечному, но все же несколько запаздывал по сравнению с ним (за 128 лет это отставание составляло сутки). В честь Юлия Цезаря римский месяц квинтилис был переименован в юлиус. Позднее император Август велел назвать своим именем месяц секстилис. С эпохи Августа, т.е. с I в. н.э. римские месяцы имеют знакомые нам названия. Первое число месяца, совпадающее с новолунием, называлось у римлян календами, за ними следовали ноны - 5-е или 7-е число, день первой четверти Луны, а 13 или 15 число приходилось на иды. С IV в. н.э. в римский календарь введена семидневная неделя.

Для более точного определения времени в древности применялись солнечные часы, представлявшие собой плиту, на которой были обозначены двенадцать делений - «часов». Через эти деления проходила тень от вертикальной стрелки - гномона, указывающая положение Земли относительно Солнца. Солнечные часы были различной конструкции. Берос в III в. до н.э. изобрел полукруглые часы, выдолбленные в квадратном блоке и срезанные по линии наклона оси. Аристарх Самосский создал часы в форме чаши или полушария. В IV в. до н.э. Евдокс Книдский придумал солнечные часы в форме паука, сидящего в центре сплетенной им сети. Феодосий и Андриан изготовили часы, которыми можно было пользоваться на любой географической широте. Строились часы в форме колчана, конуса и т.д. В V в. до н.э. появились водяные часы.

Термин «физика», принятый Аристотелем как заглавие одного из его трактатов, был известен античным авторам. Но смысл его был иным, чем сейчас. Он означал учение о природных явлениях вообще, т.е. натурфилософию. Физика в нашем понимании еще не была развита, за исключением одного раздела - механики. Существовали также отдельные наблюдения (а иногда и замечательные догадки) в области оптики, акустики, учения о жидкостях и газах и т.д. Очень интересны первые данные о притяжении железа и легких предметов натертым материей янтарем, описанные Фалесом Милетским. Любопытно, что, несмотря на принадлежность к ионийской школе, которой было присуще стихийно-материалистическое восприятие действительности, Фалес объяснял притягательную силу магнита и янтаря действием их «души». Древнегреческий драматург Аристофан (ок. 445 - ок. 385 гг. до н.э.), изучая некоторые оптические свойства линз, установил, что с их помощью можно разводить огонь.

Среди естественнонаучных сочинений этого периода ведущая роль принадлежит Аристотелю, который пытался заложить фундамент физики, основываясь на наблюдениях и эксперименте. Аристотелю принадлежит ряд справедливых положений. Он дал представления о кинематической энергии, распространении света и осмотических явлениях, дал верное толкование распространения звука в воздухе, объяснил явление эха как отражение звука от препятствия, предпринял экспериментальное определение воздуха и т.д.

Выдающуюся роль в развитии механики сыграл Архимед. Он подверг математической обработке начала статики, что способствовало ее выделению в особую теоретическую дисциплину. Дальнейшие исследования Архимеда по теории рычага, наклонной плоскости способствовали выработке им понятий «центр тяжести», «статический момент», «вес», «равновесие рычага» и т.д. Архимеду принадлежит открытие основных законов гидростатики. До наших дней носит имя этого ученого закон, согласно которому на всякое тело, погруженное в жидкость и находящееся в покое, действует снизу вверх сила, равная весу вытесненной телом жидкости. В творениях Архимеда античная наука достигал одной из своих вершин, потому что строгость своих теоретических построений он сочетал с их постоянной опытной проверкой и с применением на практике.

Вопросы распространения и отражения света рассматривал Евклид в трактатах «Оптика» и «Катоптрика» Фрагменты «Катоптрики» Архимеда доказываю, что уже в его время были известны закон преломления света на границе раздела прозрачных сред и теория плоских и сферических зеркал.

Оптику развивали александрийские ученые. В I в. н.э. Клеолед и Клавдий Птолемей занимались наблюдениями за преломлением лучей в воздухе и в воде.

В последние века существования Римской империи, когда отрыв научной теории от производственной деятельности стал проявляться особенно остро, некоторые авторы попытались сблизить проблемы механики (шире - физики) с техническим творчеством. Впрочем, эта инициатива исходила скорее от изобретателей, чем от ученых. Так, например, римский архитектор Витрувий (I в. до н.э.) наряду с описанием технических процессов и механизмов в уже известной нам книге « Об архитектуре» (25г. до н.э.) изложил ряд вопросов механики. «Строители, которые, пренебрегая наукой, стремятся к одной лишь технической сноровке, никогда не создадут образцовой работы, - доказывал Витрувий. - И наоборот, те архитекторы, которые целиком уходят в вычисления и науку, гонятся за тенью, а не за действительностью».

Еще больше внимания уделял теоретическим вопросам Герон Александрийский в «Механике». Так же Герону принадлежат три трактата по прикладной механике: «Пневматика» - о механизмах, приводимых в действие нагретым или сжатым воздухом или паром, в нем Герон объяснял упругость воздуха и пара содержанием мельчайших частиц, из которых, по его мнению, состоят воздух и пар; «Об автоматах» - о конструкциях самодвижущихся приборов; «Белопойика» - о конструкциях различных метательных орудий.

Папп Александрийский (II пол. III в. н.э.) не только обобщил многие сведения по теоретической и прикладной механике, но и вел собственные исследования, например теоремы об объемах тел вращения, которые он выражал через длину окружности, описываемой центром тяжести вращающейся фигуры.

Потребность определения времени способствовала появлению водяных часов - клепсидр, которые были известны с V в. до н.э. В I половине IV в. до н.э. философ Платон построил будильник, впервые применив в гидравлике принцип реле. Падавшая по каплям в верхний ящик вода, дойдя до определенного уровня, посредством особого устройства с силой прорывалась в нижний ящик. Вытесненный оттуда воздух проходил по трубе в статую флейтиста, которая издавала громкий звук.

Римляне для определения времени использовали такие же приспособления, как и греки.

Оживленное судоходство греков по Средиземному и Черному морям , их колонизация содействовали тому, что уже в VI в. до н.э. появилась потребность в обобщении знаний об окружающем мире.

Из Греции первым в западную часть Средиземноморья попал в 660 г. до н.э. Колай с острова Самос, доплывший до финикийской колонии Гадес.

По имеющимся отрывочным сведениям, около 550 г. до н.э. Анаксимандр Милетский (610 - ок. 546 гг. до н.э.) сконструировал первый глобус и создал первую географическую карту в виде медной доски с нанесенными на нее очертаниями материков, островов и рек. Во второй половине VI в. до н.э. Гекатей Милетский (ок. 546 - 480 гг. до н.э.), посетив множество стран и обобщив рассказы купцов и моряков, написал книгу «Землеописание», которая была снабжена новой картой, остававшейся образцом для греческой картографии вплоть до IV в. до н.э. Землю Гекатей представлял себе в виде круга, омываемого величайшей из рек - Океаном.

В V в. до н.э. «отец истории» Геродот (ок. 490/480 - ок. 430/429 гг. до н.э.) в описание истории греко-персидских войн включил интересные сведения о Северном Причерноморье, Египте, Месопотамии, Персии и других странах. В его труды вошли наблюдения из собственных многочисленных путешествий.

Выдающимся ученым и путешественником был Пифей из Массалии (IV в. до н.э.). В своем далеком морском путешествии (350 - 320 гг. до н.э.) он открыл для греков берега Германии, Британии и, как предполагают, Скандинавии. По описаниям, которые составил Пифей, он достиг земель, находящихся на 64° северной широты. Наблюдая большие приливы и отливы на берегах Атлантического океана, он установил связь этих явлений с Луной.

В результате завоеваний Александра Македонского греки ознакомились с восточными странами. Так, начальник македонского флота Неарх спустился по Инду к Индийскому океану, а оттуда добрался до устья Евфрата (325 - 324 гг. до н.э.). Он составил подробный отчет о своем походе.

В античную эпоху большие успехи были достигнуты в области научной географии. Энциклопедически образованный ученый Эратосфен (ок. 276 - 194 гг. до н.э), являвшийся в течение многих лет главным хранителем александрийской библиотеки, был одним из основателей научной географии. Вычисляя по протяженности тени отклонение Солнца от зенита, он определил длину окружности земного шара. Найденная им величина лишь на 1° отклонялась от действительной.

Итог всем географическим исследованиям эллинистического времени подвел Страбон (ок. 63 г. до н.э. - ок. 23 или 24 г. н.э.). На основе тщательного изучения научной литературы и личных наблюдений от путешествий во многие страны Восточного Средиземноморья и Италию этот римлянин греческого происхождения написал знаменитую «Географию», в которой описаны не только средиземноморские страны, но и соседние территории. Его труд изобилует сведениями по физической географии этих стран, об облике их городов, обычаях населения, истории народов. Основное место Страбон уделил Европе, описав Испанию, Галлию, Британию, Грецию. Из азиатских стран он описывает Армению, Иран, Индию, останавливается на Кавказе и Месопотамии. На Африканском материке внимание Страбона привлекают Египет, Эфиопия, а также часть северного побережья.

Достижения греческих путешественников и географов были продолжены римлянами. Римские географические открытия относятся главным образом к периоду империи и связаны с сухопутными и морскими военными походами, а также с коммерческой деятельностью купцов.

В конце I в. до н.э. римляне достигли истоков Дуная, Рейна и Эльбы. В начале I в. н.э. римский флот прошел по Северному морю к берегам Скандинавии. В том же столетии римляне посетили северную часть Британии и прилежащие к ней острова (Гебридские, Оркнейские и Шотландские). Преследуя торговые цели, римляне предпринимали морские путешествия к берегам Балтики за янтарем. Большую активность проявляли римские купцы в своих поездках в страны, лежащие к северу от Италии. Освоение Африканского контингента началось в I четверти I в. до н.э., когда римский военный отряд, выйдя из Египта, достиг четвертого нильского порога и захватил столицу эфиопов Напату. В середине I в. римляне впервые появились на Цейлоне. Во II половине I в. было составлено анонимное руководство по плаванию через Эритрейское море в Индию. По косвенным свидетельствам, римлянам в I в. были известны сухопутный и морской пути в Китай.

Ученым, обобщившим сведения о всех географических открытиях, имевшихся к середине II в. н.э., был Клавдий Птолемей. Он использовал астрономические координаты (градусная сетка с обозначением градусов и минут) различных географических пунктов древнегреческого путешественника Марина из Тира. Труд Птолемея «Руководство по географии» в восьми книгах явился наиболее подробной сводкой занний античных ученых по географии. В этом труде была дана методика составления географических карт на основе астрономических координат земных объектов. Всего Клавдий Птолемей привел координаты 8 тыс. географических пунктов, отмечая не только береговую линию, но и расположение гор, рек и различных стран. Труд Птолемея отличался большей полнотой по сравнению с «географией» Страбона. Вплоть до XV - XVI вв. - начала эпохи Великих географических открытий книги Птолемея явились самым авторитетным и полным источником сведений о странах и континентах.

Начала биологии были заложены в Греции. Основатель «элейской школы» Ксенофан из Колофона (VI - V вв. до н.э.) по останкам окаменевших морских животных, найденным им вдали от моря во время путешествий по Греции, Сицилии и Южной Италии, сделал заключение, что Земля когда-то была покрыта водой.

В I половине V в. до н.э. древнегреческий врач, поэт и философ Эмпедокл из Акраганта (ок. 490 - ок. 430 гг. до н.э.) высказал удивительную догадку, что организмы на Земле возникли в результате соединения отдельных элементов, причем уродливые и несовершенные организмы погибли и освобождали место для более приспособленных и жизнедеятельных. Эта мысль Эмпедокла на много веков предвосхитила идею эволюции. В V- IV вв. до н.э. древнегреческий философ-материалист Демокрит составил первый античный указатель лекарственных растений, использовав для его составления египетские источники. В IV в. до н.э. философ и разносторонний ученый Аристотель стал родоначальником зоологии. Среди его произведений особый интерес представляют проекты «Об истории животных», «О происхождении животных» и «О частях животных», в которых даны начала анатомии и физиологии.

В начале V в. до н.э. врач Алкмеон из Кротона (Южная Италия) впервые приступил к изучении анатомии и физиологии человека. Алкмеон занимался вскрытиями и установил, что центром психической деятельности человека является мозг, в противовес господствовавшим в то время представлениям, согласно которым центральным органом духовной жизни считалось сердце. В конце IV - начале III в. до н.э. Герофил из Халкидона, продолжая анатомические опыты, вперве произвел отделение нервов от сухожилий и артерий от жил. В I половине III в. до н.э. древнегреческий медик Эрасистрет (Эразистрат) (ок. 300 - ок. 240 гг. до н.э.) дал систематическое описание строения и функций тела человека, заложившее естественнонаучные основы анатомии и фармации. Он заложил основы теории кровообращения, исследовал систему кровеносных сосудов, занимался анатомией сердца, ввел различия нервов.

В Древнем Риме крупнейший вклад в развитие анатомии и физиологии внес Клавдий Гален (129 - ок. 201 гг. н.э.). Для лучшего изучения строения человеческого организма он широко использовал препарирование обезьян. Занимаясь анатомией и физиологией, Гален сделал немало наблюдений, в частности положил начало научному изучению кровообращения. Главными органами он считал сердце, как источник врожденного тепла, в котором образуется жизненный дух, разносимый кровью по всему телу, печень - как кроветворный орган и мозг - как орган мышления, центр чувств и движения. Гален изучал глаза и объяснил функции глазного нерва, считая зрачок рецептором.

В V в. до н.э. уже упоминавшийся Алкмеон под влиянием идей Пифагора ввел в античную медицину представление о здоровье как гармонии сил влажного и сухого, горячего и холодного, горького и сладкого.

Величайшим представителем античной медицины, а также учения о человеческом организме был Гиппократ (460 - ок. 370 гг. до н.э.), уроженец острова Кос. Он учил, что все части организма связаны между собой. Гиппократ отрицал сверхъестественное происхождение болезней. Здоровье, как и болезни, он ставил в непосредственную зависимость от климата страны, где обитает человек, санитарных и бытовых условий его существования. Несмотря на ограниченность, а иногда и прямую ошибочность многих физиологических представлений Гиппократа, его медицинские выводы и лечебные предписания часто удивляют глубиной и правильностью. Известно приписываемое ученому изречение о последовательности методов лечения: сначала посредством лекарств, затем путем хирургического вмешательства и, в крайнем случае, путем выжигания очага болезни в организме: «Чего лекарства не излечивают - железо излечивает; чего железо не излечивает - огонь излечивает; чего и огонь не излечивает - лишь смерть излечивает».

Медицинская школа Гиппократа положила начало профессиональным объединениям медиков - цехам, разрабатывавшим профессиональные морально-этические нормы поведения, которые принимались как присяга - клятва Гиппократа.

В Риме врачебное дело получает развитие только в I в. до н.э. Здесь появляются специальные больницы сначала для богатых землевладельцев, а с начала империи - в армии. Однако уже в I в. н.э. Корнелий Цельс, не являвшийся сам врачом, написал большое энциклопедическое сочинение, где много места посвятил медицине. В работе Цельса даются советы по соблюдению режима, необходимого для здорового человека, приводятся описание различных недугов и методов борьбы с ними, способы приготовления и действие лекарств, лечение ран, вывихов и переломов. Самым ценным разделом сочинения Цельса является хирургия, написанная на уровне, близком к медицине нового времени. Развитие медицины сказалось в ее специализации. Появились зачатки педиатрии, акушерства и гинекологии. Антилл, живший во II в. до н.э., проводил пластические операции на лице. Имеются свидетельства, что он удалял глазную катаракту. Для проведения своих операций Антилл применял наркоз, используя для этого напиток из корня мандрагоры, строго соблюдал асептику. Постепенно появились врачи-окулисты, ларингологи, специалисты по внутренним болезням и т.п.

Одним из самых выдающихся врачей древности был Клавдий Гален из Пергама (129 - ок.201 гг. н.э.), который был практиком и теоретиком медицины. В своих трактатах Гален приводит сведения не только по анатомии и физиологии, но и по гигиене, диететике, патологии, фармакологии и другим областям медицины. Гален создал целостную систему врачебной науки, считавшуюся вершиной медицинской мысли вплоть до нового времени.

Заключение

Далеко не все технические достижения и новинки удалось рассмотреть мне в данной работе. Многие из достигнутых древними побед недоступны по следующим причинам: во-первых, слишком далека от нас во временном понимании Древняя Греция, Древний Рим, во-вторых, большинство из нововведений античности так и останется тайной, вследствие недостаточно развитой описательной системы, в-третьих, многие из дошедших технических новинок античности просто не реализованы и не поняты нашими современниками. Я попытался описать и представить графически основные вехи развития технической и научной мысли античности. Прежде всего, это конечно, военная техника, так как древний мир немыслим без войны. Как видно, далеко не примитивна мысль Дионисия Сиракузского и Архимеда в отношении орудий войны. Созданные ими полибол, баллиста и другие орудия послужили толчком для создания современных пулеметов и пушек. Однако и в мирной жизни техническая мысль не стояла на месте. Различные механизмы, бытовые мелочи и хозяйственные агрегаты в процессе бурной сельскохозяйственной, ремесленной и торговой деятельности создавались и совершенствовались постоянно. В результате накопленного опыта в производстве орудий труда и в создании различных искусственных сооружений были открыты законы механики, используемые в повседневной жизни и без которых нигде не обойтись. Римляне так же вступившие в контакт с греческой наукой особенно усвоили ее в тех частях, которые могли иметь непосредственное практическое применение. Это усвоение предшествовало периоду создания наиболее поразительных римских сооружений, свидетельством величия которых являются сохранившиеся до наших дней архитектурные памятники.

За два последних столетия научно-технический прогресс совершил ошеломляющий рывок. На что ранее человечество затрачивало века, теперь уходят десятилетия или всего лишь годы. При таких темпах развития науки и техники сегодня удивить мир чем-то особенным очень трудно. Но в прежние времена появление нового творения инженерной мысли зачастую означало преодоление очередного рубежа, решение той или иной крайне актуальной задачи. Еще раз хотелось бы отметить, что не только философия и мироздание занимали умы ученых древности, а также реальные механические и технические проблемы, создание и развитие все новых и новых агрегатов и механизмов, распространение новых технических систем. И в дальнейшем все эти достижения, в комплексе, дали толчок всему человечеству в техническом и научном прогрессе. Многие предметы, которыми мы пользуемся на работе и в быту, являются результатом умственного труда людей. Так что никто еще не может точно знать, где находится предел технической мысли, и какими повседневными вещами люди будут пользоваться через 20-30 лет.

Список использованных источников и литературы

1. Вергилий Марон Публий. Буколики. Георгики. Энеида. - М.: Художественная Литература, 1971. - 418 с.

2. Витрувий. Десять книг об архитектуре. - М.: Эдиториал, 2005. - 317 с.

3. Дератани Н.Ф., Тимофеева Н.А.. Марциал. Эпиграммы. Хрестоматия по античной литературе. В 2 томах. Том 2. - М.: Просвещение, 1965.

4. Таронян Г.А. Плиний Старший. Естествознание.- М.: Ладомир, 1994. - 940 с.

5. Федоров. Н. А., Мирошенкова В. И. Ювенал. Хрестоматия по античной литературе. - М.: Высшая школа, 1981.- 607 с.

6. Бойко С. П. Первобытные Архимеды.- М.: Слово, 1996. - 195 с.

7. Виргинский В.С., Хотеенков В. Ф.Очерки истории науки и техники с древнейших времен до середины XV века. - М.: Просвещение, 1993. - 522 с.

8. Виргинский В.С. История науки и техники. - М.: Просвещение, 1990. - 330 с.

9. Грант М. Римляне. Цивилизация древнего Рима. - М.: Правда, 1976. - 684 с.

10. Зворыкин А..А.., Осьмова Н.И., Чернышев В.И., Шухардин С.В. История техники. - М.: Издательство социально-экономической литературы, 1962. - 598 с.

11. Колотова Б. А. Инженеры древней Эллады // Наука и жизнь. - 2000. № 4. - с. 28 - 42

12. Толстой И. И. Эллинистическая техника. - М.: АН СССР, 1948. 367 с.

Размещено на Allbest.ru