Научная революция XVII века

Следующим шагом в развитии науки стала так называемая Научная революция. Наибольший вклад ее подготовку сделал великий итальянский ученый Галилео Галилей, заложив основы классической механики и сопротивления материалов. Свои экспериментальные исследования он проводил на основных, самых простых задачах механики, изучая падение тяжелых тел, их движение по наклонной плоскости, колебания маятника и баллистическую задачу. Основным трудом Галилея являются «Беседы о двух системах мира птолемеевой и коперниковой».

XVII век дал миру множество выдающихся ученых. Среди них можно отметить следующих:

Исаак Бекман (ок. 1570–1637) – голландский математик. Независимо от Галилея вывел законы скоростей и расстояний при падении. Экспериментально исследовал колебания натянутой струны.

Марен Мерсенн (1588–1648) – французский физик, математик и богослов. Возрождал экспериментальные методы в механике, например, исследовал колебания маятника и струны и измерял скорость звука в воздухе. Предложил схему зеркального телескопа. Вел переписку со всеми выдающимися учеными того времени из разных стран. В 1932–1970 гг. издано 11 томов писем, адресованных Мерсенну. Играл роль связующего центра, его деятельность способствовала научному общению, на основе кружка Мерсенна в 1666 г. организована Парижская Академия наук.

Рене Декарт (латинизированное имя Картезий) (1596–1650) – французский философ, физик, математик и физиолог. Заложил основы аналитической геометрии, ввел систему координат, усовершенствовал алгебру. Вывел закон сохранения количества движения. Создал философское учение картезианство.

Пьер Гассенди (1592–1655) – французский философ-материалист, математик и астроном. Свой курс философии он строил таким образом, что сначала излагал учение Аристотеля, а потом показывал его ошибочность. Открытия Коперника и сочинения Джордано Бруно окончательно убедили Гассенди в непригодности аристотелевской физики и астрономии. По учению Гассенди, все существующее состоит из атомов и пустоты и находится в пространстве, как бесконечной возможности наполнения, и времени; время и пространство никем не сотворены и не могут быть уничтожены, в отличие от атомов, которые, по Гассенди, созданы богом. Тела состоят не из первичных атомов, а из их соединений, которые Гассенди называл «молекулами» (от слова moles – «масса»). Атомное учение Гассенди было благожелательно принято естествоиспытателями XVII в. Многие из них, в том числе Р. Бойль, И. Ньютон, Р. Гук, основываясь на построениях Гассенди, излагали в своих трудах корпускулярные учения.

Пьер Ферма(1601–1665) – французский математик, один из создателей аналитической геометрии и теории чисел (теорема Ферма). Труды по теории вероятностей, исчислению бесконечно малых и оптике (принцип Ферма). Является предшественником Лейбница и сводит задачу интегрирования к алгебраической.

Бенедетто Кастелли(1577–1644) – итальянский физик и математик, друг и ученик Галилея. Основные труды Кастелли относятся к гидравлике и гидрометрии. Из сочинений Кастелли наиболее известно «Измерение текущей воды» (1628), в котором он впервые изложил основы гидрометрии. Продолжил исследования Галилея в области гидростатики.

Эванджели́ста Торриче́лли (1608–1647) – итальянский математик и физик, ученик Кастелли и Галилея. Известен как автор концепции атмосферного давления и продолжатель дела Галилея в области разработки новой механики. В 1641 году Торричелли переехал к Галилею в Арчетри, где стал его учеником и секретарем, а после смерти Галилея (1642) – его преемником на кафедре математики и философии Флорентийского университета. В 1644 году развил теорию атмосферного давления, доказал возможность получения так называемой «торричеллиевой пустоты» и изобрел ртутный барометр.

Винченцо Вивиани (1622–1703) – итальянский физик и математик, ученик Галилея и Торричелли. Совместно с Торричелли проводил различные физические опыты. В 1639 году Вивиани становится учеником самого Галилея. Он стал неоценимым помощником слепого ученого, который в то время находился под надзором инквизиции. После смерти Галилея и Торричелли Вивиани продолжил научные исследования своих наставников. Попутно подготовил к печати сборник трудов Галилея и биографию ученого.

Христиан Гюйгенс (1629–1695) – нидерландский ученый, математик, астроном и физик, один из основоположников волновой оптики. В 1665–1681 гг. работал в Париже. Изобрел (1657) маятниковые часы со спусковым механизмом, дал их теорию, установил законы колебаний физического маятника, заложил основы теории удара. В 1678 г. создал волновую теорию света (опубликовано в 1690 г.), объяснил двойное лучепреломление. Совместно с Робертом Гуком установил постоянные точки термометра. Усовершенствовал телескоп; сконструировал окуляр, названный его именем. Открыл кольцо у Сатурна и его спутник Титан. Автор трактата «Маятниковые часы» (1673) и одного из первых трудов по теории вероятностей (1657).

Исаак Ньютон (1643–1727) – великий английский ученый, заложивший основы современного естествознания, создатель классической физики. Ньютон сделал решительный шаг в развитии механики. Он поставил перед собой грандиозную задачу – объяснить с единых позиций движение в Космосе и на Земле. «Экспериментальным материалом» ему послужили законы Кеплера. Он вывел закон всемирного тяготения и сформулировал три аксиомы динамики (законы Ньютона). Дал основные понятия механики: масса, плотность, количество движения, сила, выдвинул концепцию абсолютного – единого пространства и времени и развил идеи относительности движения Галилея. Все это позволило Ньютону движение планет Солнечной системы, особенности движения Луны, прецессии и сжатия Юпитера, форму Земли, описать явление приливов и отливов. Ньютонова модель Вселенной оставалась неизменной вплоть до новой научной революции начала XX века.

Рассматривая непрерывные процессы, Ньютон разработал дифференциальное и интегральное исчисление (флюксии и флюенты). К сходным результатам независимо от Ньютона пришел Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646–1716). Дифференциальное исчисление стало наиболее важным математическим аппаратом.

Ньютон открыл дисперсию света, хроматическую аберрацию, исследовал интерференцию и дифракцию, развивал корпускулярную теорию света, высказал гипотезу, сочетавшую корпускулярные и волновые представления. Он продемонстрировал, что поток света, кажущийся нам белым, состоит из спектральных цветов, на которые его можно разделить при помощи призмы.

Гениальное сочинение Ньютона «Математические начала натуральной философии» (1687) ознаменовало научную революцию. Научная революция стала возможной благодаря динамичному развитию общества, уже достигшего значительного технологического прогресса.

Изобретения

Огнестрельное оружие, порох и корабли, способные пересекать океаны, позволили европейцам открыть, исследовать и нанести на карту значительную часть мира, а изобретение книгопечатания означало, что любая информация быстро становилась доступной ученым всего континента.

Итак, к XVII веку наука действительно далеко продвинулась в своем развитии. Помимо телескопа, были изобретены такие приборы, как микроскоп, термометр, барометр и воздушный насос.

Научные достижения постоянно множились. Двумя другими знаменитыми английскими экспериментаторами были Уильям Гилберт (1544–1603), заложивший основы изучения электричества и магнетизма, и Роберт Гук (1635–1703), который ввел понятие «клетка» для описания того, что увидел через линзы усовершенствованного им микроскопа. Ирландец Роберт Бойль (1627–1691) изобрел вакуумный насос и сформулировал закон, известный в наши дни под названием закона Бойля – Мариотта, который устанавливает соотношение между объемом и давлением.