История научной революции

Человеческая история часто описывается как серия эпизодов, представляющих внезапные всплески знаний. Сельскохозяйственная революция, Ренессанс, а также Индустриальная революция Это всего лишь несколько примеров исторических периодов, когда принято считать, что инновации развивались быстрее чем в другие моменты истории, что привело к огромным и внезапным потрясениям в науке, литературе, технологии и философии. Среди наиболее заметных из них - Научная революция, которая возникла в тот момент, когда Европа пробуждалась от интеллектуального затишья, которое историки называют темными веками.

Многое из того, что считалось известным о мире природы в раннем средневековье в Европе, восходит к учениям древних греков и римлян. И в течение столетий после падения Римской империи люди, как правило, не ставили под сомнение многие из этих давних концепций или идей, несмотря на многие присущие им недостатки.

Причиной этого было то, что такие «истины» о вселенной были широко приняты католической церковью, которая оказалась главной организацией, ответственной за широкое воспитание западного общества на время. Кроме того, оспаривание церковной доктрины тогда было равносильно ереси, и, таким образом, это могло привести к тому, что ее будут судить и наказывать за распространение противоположных идей.

Примером популярной, но недоказанной доктрины были законы физики Аристотеля. Аристотель учил, что скорость падения объекта определяется его весом, поскольку более тяжелые предметы падают быстрее, чем более легкие. Он также верил, что все под луной состоит из четырех элементов: земля, воздух, вода и огонь.

Что касается астрономии, Греческий астроном Клавдий Птолемей земно-ориентированная небесная система, в которой небесные тела, такие как солнце, луна, планеты и различные все звезды вращались вокруг Земли в идеальных кругах, служили принятой моделью планет системы. И какое-то время модель Птолемея смогла эффективно сохранить принцип вселенной, ориентированной на землю, поскольку она была достаточно точной в предсказании движения планет.

Когда дело дошло до внутренней работы человеческого тела, наука была столь же подвержена ошибкам. Древние греки и римляне использовали систему медицины под названием юморизм, согласно которой болезни были результат дисбаланса четырех основных веществ или «юмора». Теория была связана с теорией четырех элементы. Так, например, кровь соответствовала бы воздуху, а мокрота соответствовала воде.

К счастью, церковь со временем начнет терять свою гегемонистскую хватку в массах. Во-первых, был Ренессанс, который, наряду с возрождением интереса к искусству и литературе, привел к сдвигу в сторону более независимого мышления. Изобретение печатного станка также сыграло важную роль, так как оно значительно расширило грамотность и позволило читателям пересмотреть старые идеи и системы убеждений.

И именно в это время, в 1517 году, чтобы быть точным, Мартин Лютер, монах, который был откровенен в своем критики против реформ католической церкви, автор его знаменитых "95 тезисов", в которых перечислены все его обид. Лютер продвинул свои 95 тезисов, распечатав их на брошюре и распространив их среди толпы. Он также призвал прихожан читать Библию для себя и открыл путь для других реформаторских богословов, таких как Джон Кальвин.

Ренессанс, наряду с усилиями Лютера, которые привели к движению, известному как протестантская реформацияи то и другое подорвало бы авторитет церкви по всем вопросам, которые в основном касались лженауки. И в процессе, этот растущий дух критики и реформ сделал так, чтобы бремя доказательства стало более важным для понимания мира природы, тем самым создавая основу для научного революция.

В некотором смысле, вы можете сказать, что научная революция началась как Коперниканская революция. Человек, который все это начал, Николай Коперник, был ренессансным математиком и астрономом, который родился и вырос в польском городе Торунь. Он учился в Краковском университете, затем продолжил обучение в Болонье, Италия. Здесь он познакомился с астрономом Доменико Марией Новарой, и вскоре они начали обмениваться научными идеями, которые часто бросали вызов давно принятым теориям Клавдия Птолемея.

Вернувшись в Польшу, Коперник занял позицию канона. Около 1508 года он тихо начал разрабатывать гелиоцентрическую альтернативу планетной системе Птолемея. Чтобы исправить некоторые несоответствия, которые делали его недостаточным для прогнозирования положения планет, система, которую он в конечном итоге придумал, разместила Солнце в центре, а не на Земле. А в гелиоцентрической солнечной системе Коперника скорость, с которой Земля и другие планеты вращались вокруг Солнца, определялась их расстоянием от него.

Интересно, что Коперник не был первым, кто предложил гелиоцентрический подход к пониманию небес. Древнегреческий астроном Аристарх Самосский, живший в третьем веке до нашей эры, предложил гораздо более похожую концепцию гораздо раньше, которая так и не получила широкого распространения. Большая разница заключалась в том, что модель Коперника оказалась более точной в предсказании движения планет.

Коперник подробно изложил свои противоречивые теории в 40-страничной рукописи под названием Commentariolus в 1514 году и в Де revolutionibus orbium coelestium («О революциях небесных сфер»), который был опубликован прямо перед его смерть в 1543 году. Неудивительно, что гипотеза Коперника разозлила католическую церковь, которая в 1616 году в конечном итоге запретила De revolutionibus.

Несмотря на негодование Церкви, гелиоцентрическая модель Коперника вызвала много интриг среди ученых. Одним из этих людей, который проявил горячий интерес, был молодой немецкий математик по имени Йоханнес Кеплер. В 1596 году Кеплер опубликовал Mysterium cosmographicum («Космографическая тайна»), который послужил первой публичной защитой теорий Коперника.

Проблема, однако, заключалась в том, что модель Коперника все еще имела свои недостатки и была не совсем точна в прогнозировании движения планет. В 1609 году Кеплер, чья основная работа заключалась в том, чтобы объяснить, как Марс будет периодически двигаться назад, опубликовал Astronomia nova (Новая астрономия). В книге он предположил, что планетные тела не вращались вокруг Солнца в идеальных кругах, как предполагали Птолемей и Коперник, а скорее по эллиптическому пути.

Помимо своего вклада в астрономию, Кеплер сделал и другие заметные открытия. Он выяснил, что именно преломление учитывает зрительное восприятие глаз, и использовал эти знания для разработки очков как для близорукости, так и для дальнозоркости. Он также смог описать, как работал телескоп. И что менее известно, так это то, что Кеплер смог подсчитать год рождения Иисуса Христа.

Другой современник Кеплера, который также увлекся понятием гелиоцентрической солнечной системы и был итальянским ученым Галилео Галилей. Но в отличие от Кеплера, Галилей не верил, что планеты движутся по эллиптической орбите и застрял с точки зрения, что движения планет в некотором роде были круговыми. Тем не менее, работа Галилея привела доказательства, которые помогли поддержать взгляд Коперника и в процессе еще больше подорвать положение церкви.

В 1610 году, используя телескоп, который он построил сам, Галилей начал фиксировать свой объектив на планетах и ​​сделал ряд важных открытий. Он обнаружил, что луна не была плоской и гладкой, но имела горы, кратеры и долины. Он заметил пятна на солнце и увидел, что у Юпитера были спутники вокруг него, а не Земля. Отслеживая Венеру, он обнаружил, что у нее есть фазы, подобные Луне, что доказывает, что планета вращается вокруг Солнца.

Большая часть его наблюдений противоречила общепринятому представлению Птолемея о том, что все планетные тела вращаются вокруг Земли и вместо этого поддерживают гелиоцентрическую модель. Он опубликовал некоторые из этих более ранних наблюдений в том же году под названием Sidereus Nuncius (Звездный вестник). Книга вместе с последующими находками побудила многих астрономов перейти в школу мысли Коперника и поставить Галилея в очень горячую воду с церковью.

Тем не менее, несмотря на это, в последующие годы Галилей продолжал свой «еретический» путь, что еще больше углубило его конфликт с католической и лютеранской церквями. В 1612 году он опроверг аристотелевское объяснение того, почему объекты плавали на воде, объяснив, что это произошло из-за веса объекта относительно воды, а не из-за плоской формы объекта.

В 1624 году Галилей получил разрешение написать и опубликовать описание как Птолемея, так и Коперниканские системы при условии, что он не делает это таким образом, чтобы гелиоцентрическая модель. Получившаяся книга «Диалог о двух главных мировых системах» была опубликована в 1632 году и была истолкована как нарушение соглашения.

Церковь быстро начала инквизицию и предала Галилея под суд за ересь. Хотя он был избавлен от сурового наказания после признания в поддержке теории Коперника, он оставался под домашним арестом до конца своей жизни. Тем не менее, Галилей никогда не прекращал свои исследования, опубликовав несколько теорий до своей смерти в 1642 году.

Хотя работы Кеплера и Галилея помогли обосновать гелиоцентрическую систему Коперника, в теории все еще была дыра. Никто не может адекватно объяснить, какая сила удерживала планеты вокруг Солнца и почему они двигались именно таким образом. Лишь несколько десятилетий спустя гелиоцентрическая модель была доказана английским математиком. Исаак Ньютон.

Исаака Ньютона, чьи открытия во многом ознаменовали конец научной революции, вполне можно считать одной из самых важных фигур той эпохи. То, чего он достиг за это время, стало основой современной физики, и многие его теории подробно изложены в Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (Математические основы естественной философии) названа наиболее влиятельной работа по физике.

В Principa, опубликованный в 1687 году, Ньютон описал три закона движения, которые могут помочь объяснить механику, лежащую в основе эллиптических планетарных орбит. Первый закон постулирует, что неподвижный объект останется таким, если к нему не приложена внешняя сила. Второй закон гласит, что сила равна ускорению массы, а изменение в движении пропорционально приложенной силе. Третий закон просто предусматривает, что на каждое действие существует равная и противоположная реакция.

Хотя именно три закона движения Ньютона и закон всемирного тяготения в конечном итоге сделали его звездой среди научного сообщества, он также сделал несколько других важных вкладов в области оптики, таких как создание первого практического телескопа с отражением и развитие теории цвет.