XIV Міжнародна наукова інтернет-конференція ADVANCED TECHNOLOGIES OF SCIENCE AND EDUCATION

Русский English




Научные конференции Наукові конференції

к.ф.н. Ковалевич В.В., к.ф.н. Дулин П.Г. ИНТЕРНАЛИСТСКИЙ И ЭКСТЕРНАЛИСТСКИЙ КОНТЕКСТ КОПЕРНИКАНСТВА

к.ф.н. Ковалевич В.В., к.ф.н. Дулин П.Г.

Николаевский гос. ун-т им. В.А. Сухомлинского

ИНТЕРНАЛИСТСКИЙ И ЭКСТЕРНАЛИСТСКИЙ КОНТЕКСТ КОПЕРНИКАНСТВА

Создание Коперником парадигмы, альтернативной Птолемеевой, абсолютизировавшей непосредственную видимость, воз­ведя её в ранг теории, было революцией, имевшей огромное значение не только для астрономии и естествознания, но и для всей науки в целом. В каком социокультурном и имманентно-научном контексте происходила эта революция?

В начале 16 века появились новые математические методы вычислений: формулы и таблицы тригонометрических функций, десятичные дроби и логарифмы.

В астрономии со времён Птолемея, существовала потенциальная кризисная ситуация, связанная с неспособностью точно и однозначно вычислять положения планет и прецессии, предсказания которых, получаемые на основе системы Птолемея, никогда полностью не соот­ветствовали наблюдательным данным. Эти трудности оказались препят­ствием в реформе календаря, - аномалия переросла в кризис.

Объяв­ленная календарная реформа, занимавшая таких немецких математиков как И. Региомонтан, Пейрбах и Х. Клавиус, - оказалась сильным стимулом для: усовер­шенствования методов математических вычислений положений планет и прецессии; анализа затруднений, существовавших в геоцентризме; теоретических по­исков и обобщений в астрономии.

Коперник также был привлечён к работе, связанной с календарной реформой. Одна из главных целей, которую ставила последняя, заключалась в более точном и простом (удобном) вычислении дня Пасхи. Коперник  нашёл у Цицерона и Плутарха, что, например, Гикет Сиракузский, Филолай, Гераклид Понтийский и Экфант, пифагорейцы и платоники, Аристарх Самосский -допускали подвижность Земли.

Коперник внёс в стиль научного мышления (СНМ) своей эпохи две новые идеи: принцип относительности движения и гелиоцентризм.

 Опираясь на фундаментальный принцип перипатетической физики, состоявший в том, что в природе не бывает пустоты, т.е. пространства, незаполненного веществом, Коперник ввёл новое понятие - тела, движущегося равномерно по кругу, уподобляясь покоящемуся. Такое движение свойственно, по Аристоте­лю, «последнему небу».

Коперник теоретически осознал включённость субъекта в механизм и результаты познания, которые качественно меняются, если учесть позицию наблюдателя. Это оказалось равносильно из­менению научной картины мира (НКМ) - сначала астрономической, а позже общенаучной.

Кроме того, у Коперника появилась новая познавательная модель. Идеальным методом для него стали единство наблюдения (опыта) и математических построений. В этой модели он исходил из того, что критерием научной исти­ны являются, прежде всего, факты и гипотезы, объясняю­щие последние. Тем самым Коперник вышел за пределы иерархизма средневековой картины мира и "демократизировал Вселенную".

 Коперник показал, что основная ошибка Птолемея состояла в том, что он кажущееся (видимое) движение Солнца и небесного свода вокруг якобы неподвижной Земли принял за действительное его движение.

Возражения, за­труднявшие принятие гелиоцентризма были двоякими: теологические, исходившие из авторитета христианской церкви и Библии, и физические, опирав­шиеся на авторитет учения Аристотеля, которое удовлетворительно соответствовало повседневному земному опыту. Теологические аргу­менты были особенно популярны среди протестантов. Возражения второго рода имели под собой реальную основу, поскольку примирение гелиоцентризма с парадигмой Аристотеля было, в известной мере, искусственным и пото­му не убеждало современников польского учёного. И они были правы: созданная Коперником астрономическая система требовала новой науч­ной программы. Требовался пересмотр или корректировка не только астрономической, но и общенаучной картины мира, СНМ, идеалов и норм научности, философских оснований астрономии и науки в целом. Система Коперника не вписывалась в рамки аристотелевской физики и не согласовывалась с принципами перипатетической кинематики. Это явилось серьёзной причиной, почему система Коперника вплоть до создания новой кинематики, основанной на принципе инерции, не была принята большинством учёных, в том числе и Т. Браге.

Однако, при разработке новой теории движения Галилей в своей полемике с перипатетиками опирался уже именно на систему Коперника, к которому апеллировал и Дж. Бруно, доказывая свой тезис о бесконечности Вселенной [1].

Утверждение Бруно о том, что Вселенная бесконечна отменяло аристотелевское понятие абсолютных мест, т.е. абсолютного "верха" и "низа" и вводило новое для физики того времени понятие относи­тельности всякого места и движения. Творчество Бруно, как извест­но, было необходимым этапом в процессе перехода от перипатетичес­кой физики и картины мира к механистической. Бруно исходил не только из принципа относительности, но и из формулировки первой космологической схемы однородного пространства. В этом смысле идея бесконечности Вселенной созревала в рамках геоцентризма.

Границы космоса постепенно увеличивались. Если Тимей принимал расстояние от Земли до Солнца равное восьми земным радиусам,  то Аристарх увеличил эту величину до 360-ти, а Гиппарх и Птолемей до 1210-ти. И только в конце 17 века Кассини приблизился к истинной величине расстояния от Земли до Солнца, равной 23452-м земным радиусам. Размеры звёздных сфер увеличивались, но они оставались конечными пределами Вселенной, даже вращаясь во­круг Солнца, как у Коперника. Наука 16 в. ещё не дала астрономам наблюдательных фактов, ко­торые бы не укладывались в концепцию конечной Вселенной.

Телескопические наблюдения Галилея до­казали, что небесные тела состоят из материи аналогичной земной [2]. С помощью телескопа были открыты пятна на Солн­це, спутники Юпитера и фазы Венеры. Гуманистическая культура Возрождения оказала огромное влияние на формирование нового СНМ, новых идеалов в научно-исследовательской деятельности, благодаря чему результа­ты, получаемые с помощью телескопических наблюдений стали посте­пенно приниматься как аргумент в научном обсуждении.

Сама идея обратить телескоп к звёздному небу предполагала со­вершенно новое отношение к физическому, наблюдательному опыту, критический отказ от старой традиции и монистическую интерпретацию природы, альтернативную средневековому и античному иерархизму.

Принципиальная противоположность нового и старого СНМ, новых и старых идеалов и норм обоснованности и доказательности знания проявилась, например, в полемике Галилея с перипатетиками, для которых сама идея экспериментального исследования природы и наблюдений с помощью телескопа вызывала активное неприятие, поскольку они разделяли стереотипы и ценности средневековой культуры и видели безупречные основания научной истины только в трудах Аристотеля и его интерпретаторов. Представители перипатетической физики даже ещё в ХVІІ столетии не считали средством познания природы телескопы, применявшиеся, в частности, и Галилеем. Лишь постепенное стирание гра­ниц между физикой и астрономией как познанием природы и механикой как искусством "обмануть природу", создавало одну из важнейших предпосылок для становления того статуса эмпирического знания, полученного с помощью приборов и инструментов, который лёг в ос­нование науки Нового времени [3].

Только в эпоху позднего средневековья и Возрождения происходит существенное изменение взглядов на природу, функции и роль эмпи­рического знания в познании реальности. Изменяется статус техни­ки, т.е. различных механических изобретений, приборов и инструмен­тов, создаются условия для точного измерения природных процессов. Когда изобретённые человеком инструменты стало возможным рассмат­ривать не как нечто инородное по отношению к природе, не как "ис­кусственное", а как однородное с природой, тождественное с ней, - открылась возможность видеть в эксперименте, наблюдении, получен­ном с помощью различных инструментов и приборов адекватное средс­тво познания природы. Вплоть до 15 в. всякий эксперимент, наблю­дение, выполненное при помощи любого инструмента, рассматривалось как некое ухищрение, результаты которого, так же как и результаты разных "чудес" и фокусов", манипуляций и т.д., демонстрируемые искусными "техниками" и "инженерами", к научному познанию приро­ды прямого отношения не имели.

         Кроме того, в науке вплоть до эпохи Возрождения всякое доста­точно точное измерение природных процессов считалось невозможным или крайне проблематичным. Античная и средневековая науки не до­пускали более или менее точного измерения всего, в чём присутст­вует материя. Точной наукой поэтому могла быть только математика, поскольку точность рассматривалась исключительно в качестве характеристики идеальных объектов. Поэтому даже небесные тела при всей их "идеальности" по сравнению с земными, уже потому, что они наделены пусть даже тончайшей, но материей, не могли удовлетворять строгим требованиям точнейшей из наук - математики. В силу этого движение небесных тел уже не признавалось объектом чистой математики, ибо измерение в астрономии всегда по необходимости допускало определенные погрешности. Не случайно поэтому, что именно с астрономии начинается тот процесс математизации всего научного знания, который, с одной стороны, привёл к утверждению эмпирических мето­дов познания в астрономии, как необходимого компонента структуры научного астрономического знания, а с другой - привёл к становле­нию научного метода и всей науки Нового времени. У истоков этого становления стояли Коперник, Кеплер, Браге, Галилей. Научный ме­тод последнего, например, который называют гипотетико-дедуктивным, состоял в том, чтобы из наблюдений и опытов матема­тически получать факты, для объяснения которых изобретаются гипоте­зы или временные теории, из которых в свою очередь дедуцируют определённые следствия, сопоставляемые с действительными фактами.

Коперниканство связано с трансформацией взглядов на природу эмпирического знания, его функции и роль в познании. В свою очередь, изменение статуса эмпирического знания стало возможным, в частности, благодаря тому, что учёные перестали рассуждать о мире в целом, а сосредоточили своё внимание на определённых частных проблемах, в которых конкретные вещи и процессы рассматривались изолировано от их окружения.

Таким образом, количественный подход, позволяющий наиболее абстрактным образом разрешать все частные проблемы, является наряду с эмпирическим отношением к факту той основой, с помощью которой стала изучаться природа в 17 веке.

В процессе коперниканской революции внимание учёных концентрировалось на частных проблемах астро­номической реальности, а не на общих рассуждениях о мире небесных тел в це­лом.

Процесс замены средневековой астрономической модели, связанный с десакрализацией космоса и утверждением чисто физического пони­мания законов движения небесных тел, предполагал не только разру­шение иерархической структуры Вселенной и связанной с ней системы ценностей, но и конструктивное обоснование материального единст­ва мира - земного и небесного. Анализ творчества Коперника, В. Телезио, Ф. Патрици, Бруно и других представителей культуры данной эпохи свидетельствует как раз о наличии значительной монистичес­кой ориентации в их космологических представлениях, которые яви­лись существенным фактором позитивного обоснования материального единства земного и космического мира, а также революционного пе­реворота, совершённого Коперником как во всём мировоззрении людей, так и в их взглядах на движение небесных тел, в особенности.

В изменении СНМ, общей,  естественнонауч­ной и астрономической картины мира сделавшей возможным принятие системы Коперника, сыграли важную роль многочисленные события практической и интеллектуальной деятельности той эпохи. Так, кругосветные путешествия постави­ли людей перед необходимостью смириться с мыслью о шарообразности Земли. Изобретение телескопа и последовавшее вслед за этим со­бытием открытие Галилеем спутников Юпитера в 1610 г., опроверга­ли утверждение противников системы Коперника о том, что центром вращения во Вселенной могут быть лишь неподвижные тела, в связи с чем мысль о вращении становилась более приемлемой. Способство­вало этому и обнаружение пятен на Солнце, наблюдение за которыми дало возможность установить вращение нашей центральной звезды во­круг своей оси. Сделали это в 1610-1611 гг. Галилей Г., И. Фабриций и Х. Шейнер. Телескопические наблюдения Галилеем лунной поверх­ности, показавшее её сходство с Землёй, расшатывали укоренившие­ся представления об исключительной роли и особом положении Земли во Вселенной. Телескоп вообще занимал особое место в деятельности Галилея. Техника являлась в творчестве итальянского физика и астронома своеобразным связующим звеном между искусством и наукой. В ней соединялось стремление к целесообразности и точности, к экономии и изяществу. Всякое открытие Галилея в области физики или астрономии было теснейшим образом связано с каким-нибудь инструментом собственного изобре­тения или усовершенствования. Его технический гений являлся истинной предпосылкой научных экспериментов, благодаря которым то­лько и получил своё развитие и выражение его оригинальный гений теоретический [8].

Возрождение было эпохой больших перемен. В 16 - начале 17 веков небо было неисчерпаемым источником всякого знания. С Галилея же ситуация кардинально изменилась: представления человека о Вселенной стали основываться только на реальных и доступных измерению астрономи­ческих фактах и явлениях. Открытиями Галилея существенно облегча­лась задача изложения в конкретной и общедоступной форме Коперниковой системы мира. Действительно, подобно тому, как неподвижные звёзды доказывали движение Луны вокруг Земли, так периодическое появление пятен на Солнечном диске обнаруживало ритм движения Земли, фазы Венеры явно свидетельствовали о вращении этой плане­ты вокруг Солнца и указывали на такое же движение Земли.

С Галилея, таким образом, впервые представилась возможность изложить гелиоцентризм с помощью эмпирического метода наблюдателя, пользующегося телескопом. Экспериментально доказанные физические абстракции и наблюдения с помощью телескопа подтвердили то, к че­му пришёл Коперник на основе логических соображений, но чего не доказал он экспериментально.

Важным фактором приобщения астрономов к коперниканству явилось также количественное превосходство Рудольфовых таблиц Кеплера над всеми другими таблицами, рассчитанными на основе теории Птолемея. К слову, Кеплер прежде чем он стал применять в астрономических исследованиях способ исчисления бесконечно малых имел длительный и мучительный путь поиска этого способа в области весьма далёкой от астрономии. В частности, при определении целесообразной формы винных бочек, когда при наименьшей затрате материала требуется получить наибольшую вместимость, Кеплер разбивал идеальную поверхность изучаемого тела на элементарные части, суммировал их и тем самым непосредственно вводил бесконечно малые величины.

И. Кеплер перебрал около двадцати вариантов кривых разного рода, известных из математики и астроно­мии. Это был выбор из объективно возможных вариантов, которые бы­ли выделены определёнными методами в астрономии. В частнос­ти, к своему открытию Кеплер пришёл путём соответствующего сопос­тавления наблюдений Т. Браге разных точек орбиты Марса, которые свидетельствовали о ряде отклонений этой орбиты от круговой.

История открытия математической формулы орбиты Марса показывает, что Кеплер начинал с описания большого количества наблюдений о положениях Марса в различные моменты времени. Эти данные лучше согласовывались с системой Птолемея, чем с теорией Коперника. Но Кеплер видел в последней более элегантную и экономную теорию не­бесных явлений. Вслед за Коперником он допускал мысль о том, что Солнце может как-то "заставлять" планеты вращаться вокруг себя. Поэтому он искал не просто теорию, с которой бы согласовывались все имеющиеся наблюдения, но такую теорию, которая объясняла бы эти наблюдения как необходимые. Из массы эмпирических данных, на­копленных Т. Браге, И. Кеплер сознательно отбирает те, которые согла­совывались с системой Коперника. Но поскольку расхождение  по­следней с фактами наблюдений всё же оставалось большим, чем у концепции Птолемея, Кеплер пошёл на смелое изменение математического выражения теории Коперника, не изменяя её основного содержа­ния: он постулирует эллиптичность орбиты Марса.

Возрождение актуализировало новую философию и аксиологию,  которые утверждали идеал эксперимен­тальной, опытной, математизированной науки. Последняя порождала другую особенность стиля мышления этого периода - внедрение и распространение методов идеализации и абстрагирования, что внесло в бытующие представ­лениях учёных о характере теоретического объяснения те изменения, которые сделали коперникову систему в глазах исследователей более приемлемой несмотря на то, что эта система при всей своей в целом эстетичности (гармоничности), непротиворечивости и простоте была достаточно слож­ной в деталях,  что замедлило ассимиляцию гелиоцентризма.

С эпохи коперниканства астрономия перестала быть только теоретическим занятием университетских профессоров. Она стала востребованной наукой благодаря особенной практичес­кой значимости её приложений: требований хронологии с целью пра­вильного вычисления дня Пасхи и нужд навигации в связи с активным развитием торговли и интенсивным мореплава­нием, которые требовали от астрономии более совершенных эфемерид (астрономических таблиц). Навигация Возрождения предъявила более строгие требования к астрономическим данным, поскольку не­обходимы были точные сведения положений планет, звёзд, Солнца и Луны для того, чтобы находить положение корабля в море, т.е. оп­ределять географическую широту и долготу. В эпоху Великих геогра­фических открытий проблема определения долгот была особенно акту­альной, но несмотря на широкую эрудицию мореплавателей, проблема эта не продвинулась сколько-нибудь заметно на пути к своему решению вплоть до конца ХVШ века, когда был изобретён хронометр [5].

Смена всей теоретической системы античной и средневе­ковой науки протекала кал процесс замены и разрушения всего зда­ния натурфилософских интеллектуальных домыслов, умозрительных те­орий и произвольных дедуктивных построений древнегреческого рационалистического СНМ, превращённого в канон средневековыми теологами, - экспериментальным индуктивным СНМ Нового времени, т.е. как специфическая интенсивная научная революция. Завершающим звеном последней, пос­ле которого и установился, стал господствующим экспериментальный, индуктивный и макромеханистический по своей сути СНМ, явилось создание системы классической механики, синтезировавшей небесною механи­ку с механикой макротел, движущихся в пределах Земли.

Эмпирические преимущества и большая простота систе­мы Коперника в сравнении с Птолемеевой, - не были существенными в вопросе её принятия. Хотя система Коперника даже в своём первом варианте была для вычислений проще системы Птолемея, тем не менее, её возможности, с точки зрения практической астрономии, оставались некоторое время лишь потенциальными, а в чисто практическом плане (составление таблиц и т.д.) преимущества системы Коперника вооб­ще вплоть до работ Браге и Кеплера не были достаточно эффективны­ми в отношении наблюдаемых астрономических предсказаний.

Но гелиоцентризм дал новый мощный импульс развитию астрономии. Ньютоном была создана небесная механика, в рамках которой работали Л. Эйлер, П. Лаплас, К. Гаусс, решавшие проблему объяснения движения более чем двух одновременно притягивающихся тел и исследования стабильности орбит при возмущениях. У. Гершель начал развитие звёздной астрономии. Открытие Г. Кирхгофом и Р. Бунзеном спектрального анали­за в 1859 г. положило начало астрофизике. Новые способы решения задач нелинейной математики, разработанные А. Пуанка­ре, стали применяться в небесной механики [6]. В 1612 г. И. Кеплер в своих "Оптических исследованиях" теоретически объяснил прохождение световых лучей сквозь линзы и образование изображения.

Не менее важным для развития астрономии было приспособление к телескопу измерительных инструментов. Последние первым ввёл Жан Пикар в 1667 г. Точность определения положений небесных объектов зна­чительно возросла [4]. В свою очередь широкое развитие инструментостроения обусловил спрос на измерительные средства в первую очередь для нужд навигации, бурное развитие которой явилось серьёзным стимулом для развития астрономических исследований. В 17-18  веках правительства многих стран покровительствовали работе астрономов по уточнению и исправлению астрономических таблиц для нужд навигации в интересах как геополитических, так и расширения торговли. Занятия астрономией стали делом государственной важности, что привело к учреждению первых обсерваторий, как госинститутов. Практическая астро­номия стала систематическим занятием особо назначавшихся специа­листов, чаще всего госслужащих, обязанность которых состояла в проведении астрономических наблюдений. Важным шагом в достижении большей точности наблюдений явилось улучшение опти­ки инструментов. Позже, усовершенствование техники обработки ме­талла - позволило в изготовлении астрономических инструментов перейти от несовершенной ручной работы к значи­тельно более совершенной - механической.

Характерный для XIX века телескоп - рефрактор, явился результатом высокоразвитой техники обработки металла и стекла и значительно превысил по то­чности то, что давало тонкое искусство прежних мастеров, изготов­лявших инструменты. Оптическая промышленность совершила качественный скачок от искусства ремесленников к строго научному расчету благодаря, в частности, работам И. Фраунгофера [7].

Таким образом, генезис кризисной (аномальной), предреволюционной ситуации в астроно­мии в ХVІ веке был релевантно обусловлен тремя социокультурными факторами: 1) особо актуальной практической значимостью приложений астроно­мии для нужд хронологии и навигации; 2) созданием адекватного внутренней логике развития астрономии математического аппарата; 3) изменением статуса (функций и роли) эмпирического знания в познании астрономической реальности. Этот кризис трансформировался в революцию при существенной детерминации также трёх основных социокультурных факторов: 1) утверждением норм и ценностей светской, секулярной культуры; 2) замены антропогеоцентризма монизмом; 3) создание нового СНМ, утверждавшего идеалы и нормы экспериментальной, опытной науки, широко использова­вшей математическое моделирование. Всё вышепоказанное сопровождалось экономическим подъёмом европейской культуры, в которой наука постепенно актуализировалась как самодостаточная форма общественного сознания, самостоятельный социальный институт и, начиная с Нового времени и Просвещения, - непосредственная производительная сила.

Литература:

1. Бруно Дж. О героическом энтузиазме. М., 1953.

2. Галилей Г. Диалог о двух главнейших системах мира - Птолемеевой и     Коперниковой. М.-Л., 1948.

3. Гайденко П.П. Эволюция понятия науки (17-18 века). М., 1987.

4. Кураев В.И., Лазарев Ф.В. Точность, истина и рост знания. М., 1988.

5. Лейте-Пинто Ф. Мореходная астрономия в Португалии и эпоху великих     открытий. - Мироведение, 1933, №6, с.31-40.

6. Пуанкаре А. О науке. М., 1983.

7. Историко-астрономические исследования. Под ред. Гурштейна А.А. М., 1988.

8. Koyre A. Etudes galileenes. Paris. 1966.

dulin@mksat.net

 


Залиште коментар!

Дозволено використання тегів:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <code> <em> <i> <strike> <strong>