Контрольная работа: Наука в эпоху средневековья
Арабские математики умели также суммировать арифметические и геометрические прогрессии, включая нахождение сумм вида:
∑aⁿ, где n = 1, 2, 3, 4.
Не ограничиваясь методами геометрической алгебры, арабские математики смело переходят к операциям над алгебраическими иррациональностями. Они создали единую концепцию действительных чисел путем объединения рациональных чисел и отношений и постепенно стерли грань между рациональными числами и иррациональными. В Европе эту идею восприняли лишь в XVI в.
Арабские математики совершенствовали методы решения уравнений 2-й и 3-й степеней; решали отдельные типы уравнений 4-й степени. В трактате аль-Хорезми «Книга об операциях джебр (восстановление) и кабала (приведение)», по которому европейские ученые в XII в. Начали знакомиться с алгеброй, содержались систематические решения уравнений 1-й и 2-й степени следующих типов:
AX = B; X² + BX = A;
AX² = B; X² + A = BX;
AX² = BX; BX + A = X².
Наиболее значительным достижением арабов в алгебре был «Трактат о доказательствах задач» Омара Хайяма, посвященный в основном кубическим уравнениям.
Историческая заслуга средневековых арабских математиков состояла в том, что они начали глубокие исследования по основаниям геометрии.
2.2 Физика и астрономия
Из разделов механики наибольшее развитие получила статика , чему способствовали условия экономической жизни средневекового Востока. Интенсивное денежное обращение и торговля, как внутренняя, так и международная, требовали постоянного совершенствования методов взвешивания, а также системы мер и весов. Это определило развитие учения о взвешивании и теоретической основы взвешивания – науки о равновесии, создание многочисленных конструкций различных видов весов. Необходимость совершенствования техники перемещения грузов и ирригационной техники в свою очередь способствовала развитию науки о «простых машинах», конструированию устройств для нужд ирригации.
Арабские ученые широко использовали понятие удельного веса, совершенствуя методы определения удельных весов различных металлов и минералов. Для определения веса использовался закон Архимеда, грузы взвешивались не только в воздухе, но и в воде. Полученные результаты были исключительно точны.
Динамика развивалась на основе комментирования и осмысления сочинений Аристотеля. Средневековыми арабскими учеными обсуждались проблема существования пустоты и возможности движения в пустоте, характер движения в сопротивляющейся среде, механизм передачи движения, свободное падение тел, движение тел, брошенных под углом к горизонту.
Развитие кинематики было связано с потребностями астрономии в строгих методах для описания движения небесных тел. В этом направлении и развивается аппарат кинематико-геометрического моделирования движения небесных тел на основе «Альмагеста» К. Птолемея. Кроме того, в ряде работ изучалась кинематика «земных» движений.
Вершиной в области наблюдательной астрономии стала деятельность Улугбека. Улугбек построил в Самарканде по тем временам самую большую в мире астрономическую обсерваторию, имевшую гигантский двойной квандрант и много других астрономических инструментов. В обсерватории был создан труд «Новые астрономические таблицы», который содержал изложение теоретических основ астрономии и каталог положений 1018 звезд. Результатами наблюдений в обсерватории Улугбека долгое время пользовались европейские ученые.
В теоретической астрономии основное внимание уделялось уточнениюкинематико-геометрического моделей «Альмагеста», устранению противоречий в теории Птолемея и поиску нептолемеевских методов моделирования движения небесных тел.
3. СТАНОВЛЕНИЕ НАУКИ В СРЕДНЕВЕКОВОЙ ЕВРОПЕ
К концу XII – началу XIII в. Обозначился застой в социально-экономическом и культурном развитии ближневосточных стран. Страны же Западной Европы, напротив, стали «Обгонять» мусульманский Восток и Византийскую империю. В основе такого «исторического рывка» лежало развитие производительных сил (как в сельском хозяйстве, так и в ремесле).
Происходит технологическая революцияв агротехнике: появляется тяжелый колесный плуг, используется боронование, совершенствуется упряжь тягловых животных, что позволяет в 3-4 раза увеличить нагрузки, внедряется трехпольная система земледелия, создается земельно-хозяйственная кооперация, осваиваются новые источники энергии – сила воды и ветра. Благодаря изобретению кривошипа и маховика механизированы многие ручные операции. Рационализируется организация хозяйственной деятельности.
Производство избыточной сельскохозяйственной продукции стимулирует развитие торговли, ремесла. Усиливается тенденция урбанизации. Формируется дух уважительного отношения к физическому труду, к деятельности изобретателей, инженеров. Дух изобретательности и предприимчивости все в большей степени пронизывает культурную атмосферу общества. Превращение физического труда в ценность, в достойное занятие порождает необходимость его рационализации, так как тяжесть физического труда осознается как нечто нежелательное.
В этих условиях происходит подъем в духовной сфере. Одним из наиболее ярких его выражений стало возникновение новых светских образовательных учреждений – университетов.
4. ФИЗИЧЕСКИЕ ИДЕИ СРЕДНЕВЕКОВЬЯ
В период позднего средневековья (XIV – XV вв.) постепенно осуществляется пересмотр основных представлений античной естественно-научной картины мира и складываются предпосылки для создания нового естествознания, новой физики, новой астрономии, возникновения научной биологии.
Одно из главных противоречий, попытки разрешения которого приводили к «разрушению» старой естественно-научной картины мира, состояло следующем: как совместить аристотелевскую идею замкнутого космоса с христианской идеей бесконечности божественного всемогущества? Ссылки на божественное всемогущество служили основанием для отказа от ряда ключевых аристотелевских положений и выработки качественно новых образов и представлений, которые способствовали формированию предпосылок новой механистической картины мира.
Качественные изменения происходят как в кинематике, так и в динамике. В кинематике средневековые схоласты вводят понятия «средняя скорость», «равноускоренное движение». Постепенно вызревает понятие ускорения.
В эпоху позднего средневековья значительное развитие получила динамическая «теория импетуса». Благодаря теории ипетуса исследовательская мысль постепенно сосредотачивалась на расстоянии движущегося тела от начала движения: тело, падающее под действием импетуса, накапливает его все больше и больше по мере того, как отдаляется от исходного пункта. Эти выводы стали предпосылками для перехода от понятия импетуса к понятию инерции. Кроме того, теория импетуса способствовала развитию и уточнению понятия силы.
5. АЛХИМИЯ КАК ФЕНОМЕН СРЕДНЕВЕКОВОЙ КУЛЬТУРЫ
Алхимия складывалась в эпоху эллинизма на основе слияния прикладной химии египтян с греческой натурфилософией, мистикой и астрологией. Алхимия – это самозабвенная попытка найти способ получения благородных металлов. Алхимики считали, что ртуть и сера разной чистоты, соединяясь в различных пропорциях, дают начало металлам, в том числе и благородным. В реализации алхимического рецепта предполагалось участие священных или мистических сил, а средством обращения к этим силам было слово. Поэтому алхимический рецепт выступал одновременно и как действие, и как священнодействие.
В средневековой алхимии выделялись две тенденции. Первая – это мистифицированная алхимия, ориентированная на химические превращения и в конечном счете на доказательство возможности человеческими усилиями осуществлять космические превращения. В русле этой тенденции арабские алхимики сформулировали идею «философского камня» - гипотетического вещества, ускорявшего «созревание» золота в недрах земли; это вещество заодно трактовалось и как эликсир жизни, дающий бессмертие.