Механика в средневековой Европе
Введение

XVII век, век бурного развития математического естествознания, принято считать началом расцвета механики как науки, а становление классической механики — одной из составных частей того, что называют научной революцией XVII в.

Однако корни механических знаний, как и научных знаний вообще, следует искать в глубокой древности. Появление и начало развития общих понятий и принципов механики относятся еще к античной эпохе истории человечества. И в применении к истории механики не меньше, чем по отношению к другим естественным наукам, справедливо утверждение Ф.Энгельса, что "теоретическое естествознание, если оно хочет проследить историю возникновения своих теперешних положений, вынуждено возвращаться к грекам".

скрытый текст[MORE=читать дальше]Проблемы античной механики, разработанные затем в средневековой Европе, явились фундаментом, на котором впоследствии было воздвигнуто здание классической механики.

Основные понятия и принципы античной механики в той или иной мере освещены во многих специальных и обобщающих трудах как по истории механики, так и по истории науки вообще.

Первые школы механики на Западе

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.


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.

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.

[/MORE]