Механика раннего средневековья
Механика раннего средневековья
Марио Льоцци
Механика у арабов
У
арабов, создавших огромную империю, после первого периода презрительного
недоверия к греческой культуре (им приписывают сожжение Александрийской
библиотеки в 640 г.) примерно с 750 г. наступил период увлечения ею. На первом
этапе ассимиляции, продолжавшемся немногим более столетия, труды греческих
ученых были переведены на арабский с греческого и сирийского языков. В это же
время в новых столицах — Дамаске и Багдаде — были основаны школы по образцу
александрийской. После этого началось самостоятельное развитие арабской науки,
интересы которой в первую очередь были направлены в область теологических
проблем, а затем уже в область естественнонаучных.
Греческое
происхождение науки естественным образом толкало арабских физиков к
исследованию проблем механики и оптики — тех двух разделов физики, которые с
успехом были развиты в Греции. Но, по-настоящему серьезным прогресс арабской
науки был лишь в оптике.
В
общей механике арабы следовали Аристотелю и не внесли в нее сколько-нибудь
значительных изменений. Не питаемое новыми идеями искусство арабских механиков,
как и в Александрии, растрачивалось на создание игрушек, автоматов, часов с
колесами и гирями. В X веке мусульманский мир внес некоторый вклад в
гидростатику. Астроном Аль-Наиризи (в латинском написании — Анариций, ум. в 922
г.) написал трактат об атмосферных явлениях. Его современник Аль-Рази (ум.. в
923 г.), живший в Багдаде, ввел в употребление гидростатические весы для
определения удельного веса, что особенно интересовало арабских физиков и
привело к введению "рейтера" в точных весах.
В
частности, известный математик и астроном Аль-Бируни (973—1048) определил с
замечательной точностью удельные веса 18 драгоценных камней и металлов. Кроме
того, он объяснил действие артезианских колодцев, связав его с принципом
сообщающихся сосудов; следует сказать, что на Западе артезианские колодцы еще
не были известны, они появились там лишь в 1126 г. в Лилье (Артуа).
Аль-Хазини,
деятельность которого развертывалась между 1115 и 1121 гг., написал
замечательный трактат — "курс" средневековой физики, в который вошли
таблицы удельных весов твердых и жидких тел, описания опытов по взвешиванию
воздуха, наблюдения явления капиллярности, описание применения ареометра для
измерения плотности жидкости. Однако влияние его на развитие западной физики
весьма сомнительно.
Университеты
Еще
до Аль-Хазини в арабском мире начался упадок физики, столь же быстрый, как и ее
взлет. Но контакты с арабами и расцвет ; экономической деятельности к тому
времени привели к интеллектуальному пробуждению в Испании, Лотарингии, Франции,
Шотландии. В Италии были созданы первые учреждения, служащие для
распространения и расши¬рения знаний,— университеты. В 1100 г. университет в
Болонье уже достиг славы. К этому времени приобрел известность и Парижский
университет.
По
образцу университетов Парижа и Болоньи были созданы университеты в Падуе (1222
г.), Оксфорде (1229 г.), Кембридже, Неаполе, Риме и т. д. Примерно между 1125 и
1280 гг. в Испании и Италии были переведены труды Аристотеля, Евклида и
Птолемея, одностороннее изучение которых привело к развитию схоластики. В это
время труды Архимеда и Герона почти наверняка еще не были известны, так что все
изучение механики было основано на трудах Аристотеля и "Проблемах
механики", которые также приписывались Аристотелю.
Первые школы механики на западе
Следует
признать, что влияние этого периода на последующих физиков все еще спорно и, во
всяком случае, его вклад в современную физику весьма незначителен.
Первый
существенный успех связан с именем Иордана Неморария, о личности которого почти
ничего не известно: мы не знаем ни его национальности, ни даже времени жизни
(обычно его относят к периоду между XI и ХШ веками). В библиотеках Франции были
найдены различные труды по статике, приписываемые Иордану, для которых
характерно систематическое применение понятия gravitas secundum situm, т. е.
изменения силы тяжести тела в зависимости от его положения. Иными словами,
Иордан заметил, что сила, с которой тело давит на горизонтальную плоскость, на
которую оно опирается, уменьшается, если эту плоскость наклонить, и чем больше
она наклонена, тем эта сила меньше. Здесь впервые появляется понятие о
составляющей силы тяжести тела в определенном направлении. Этот принцип
приводит Иордана к принципу виртуальных работ, который сформулирован в таком
виде; если определенный груз может быть поднят на определенную высоту, то груз,
в k раз больший, можно поднять на высоту, в k раз меньшую.
Другой
Иордан, быть может ученик первого, ввел понятие статического момента, которое
было еще у Архимеда, и рассмотрел его применение к равновесию коленчатого
рычага и к наклонной плоскости. Заметим, что в изданной в 1565 г. брошюре
Тартальи этому второму Иордану приписывается установление точного условия
равновесия тела, опирающегося на наклонную плоскость. Интересно, что Тарталья
привел это положение как свое собственное в 1546 г. в труде "Проблемы и
различные изобретения".
В
XIII веке начались особенно усиленные продолжавшиеся в течение всего
последующего XIV века долгие и скучные схоластические споры о физике Аристотеля
и о критических замечаниях Филопона. Главными действующими лицами здесь были
Альберт Великий (1206—1280), Фома Аквинский (1226—1274), Уильям Оккам
(1280—1347), Иоанн Буридан (1297—1358). Ценность их трудов прежде всего в том,
что они широко распространили аристотелеву физику со всеми ее достоинствами и
недостатками.
Из
фактов, представляющих особый физический интерес, отметим, что Альберт
Саксонский, преподававший в Сорбонне с 1350 по 1361 г., предпринял попытку
классифицировать движения, различая движения поступательное и вращательное (для
последнего дано точное определение угловой скорости), равномерное и переменное.
В его время и с его участием было создано понятие движения uniformiter
difformis, или, как мы его теперь называем, равномерно-переменного движения.
Наибольший
вклад в изучение равномерно-переменного движения в период средневековья внес
Никола Орезм (ок. 1328—1388). Применив впервые в истории науки графическое
представление движения, соответствующее современному методу координат, он
установил закон, используемый, и сейчас и связывающий для
равномерно-переменного движения пройденный движущимся телом путь со временем, затраченным
на его прохождение.
Одновременно
с Парижской школой развертывалась деятельность в. Оксфорде, где, по-видимому,
Уильям Гейтсбери (начало XIV века) ввел понятие ускорения, а Уильям Коллингем
сформулировал общий закон нечетных чисел, характеризующий равномерно-переменное
движение.
Позднейшим
последователем Оксфордской школы был Доменико Сото (1494—1560), который в
комментарии к Аристотелю без какого-либо обоснования принимает, что движение
падающего тела является равномерно-переменным, и дает для пройденного падающим
телом пути закон, совпадающий) с современным.
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.portal-slovo.ru/