Механика от античности до наших дней

Григорьян Ашот Тигранович

Третье направление, античная статика и гидростатика, объединило теоретические исследования Архимеда, проведенные со всей строгостью аксиоматического метода древней геометрии, и практические правила, объясняющие действие различных механических приспособлений («простых машин»), т. е. техническую механику того времени. Разница в научном уровне обоих элементов этого направления — теоретического и технического — огромна. Можно сказать, что между строгим и изящным методом вычисления площади круга у Архимеда и рецептом Витрувия для вычисления этой площади («помножить половину диаметра на себя и утроить результат») лежит пропасть. Статика и гидростатика Архимеда принадлежит, конечно, теоретической традиции, «техническая механика» древних — ремесленной традиции, традиции архитекторов и военных инженеров.

Уже в эпоху расцвета

Римской империи и тем более в эпоху ее упадка в механике все более значительную роль начинает играть ремесленная традиция (в ущерб теоретической). В пользу этого свидетельствуют содержание и направленность трактатов Герона, Паппа, Витрувия, в значительной степени носящих компилятивный характер. Утрачивая интерес к теоретическим построениям, и содержание трактатов по механике сводится к набору простейших правил действия «простых машин». После распада Римской империи даже в Византии, на территории которой в большей степени, чем в любой другой ее части, сохранялось античное научное наследие, была утрачена теоретическая традиция и окончательно возобладала ремесленная. Под «механикой» понималось только архитектурно-строительное и инженерное искусство.

Начало возрождения теоретического направления относится к VIII—IX вв. и связано с развитием науки в странах Ближнего и Среднего Востока. Именно ей мы в значительной степени обязаны сохранением античного научного наследия.

II.

МЕХАНИКА НА СРЕДНЕВЕКОВОМ ВОСТОКЕ

«Всеобщее обнищание, упадок торговли, ремесла и искусства, сокращение населения, запустение городов, возврат земледелия к более низкому уровню — таков был конечный результат римского мирового владычества»^{42}. Эта принадлежащая Энгельсу характеристика раннего западноевропейского средневековья позволяет понять особенности состояния и развития науки в один из наиболее мрачных периодов существования человеческой культуры. Обособленность феодальных хозяйств, натуральный характер производства не способствовали техническому прогрессу. Упадок экономики, сопровождавший переход от античности к средневековью, привел к застою культуры и науки. Наследие греков было утрачено, знания, приобретенные в древности, постепенно терялись. Единственными центрами грамотности оставались монастыри и церкви. «Отсюда, — отмечал Энгельс, — само собой вытекало, что церковная догма являлась исходным пунктом и основой всякого мышления. Юриспруденция, естествознание, философия — все содержание этих наук приводилось в соответствие с учением церкви»^{43}. Все научные знания сводились в конечном итоге к теологии.

В руках церкви было сосредоточено и образование. Традиционным и незыблемым было деление науки на семь «свободных» искусств. Первый цикл охватывал тривиум: грамматику — мать и основу семи искусств, риторику — искусство красноречия — и диалектику — элементарную логику. Второй цикл, или квадривиум, составляли арифметика, геометрия, в которую входила своеобразная смесь примитивной геометрии с фантастическими рассказами о чудесах, астрономия — главным образом вопросы календаря и гадание по звездам — и музыка — учение о гармонии.

Под «механикой» понимали, собственно, ряд областей строительства и техники. Длительное время «механическое искусство» ставили ниже «свободных искусств», как род деятельности людей невысокого общественного положения, занимающихся ручным трудом.

Несколько лучше было положение в Византии — восточной части бывшей Римской империи. Здесь в большей мере сохранилась античная научная традиция. Это сказалось и на отношении к механическим искусствам. «Механики» пользовались здесь уважением и занимали видное общественное положение. Известны имена строителя Константинопольского собора в Софии Анфимия Тралльского и его современника Исидора Милетского (VI в.). Они поддерживали связь с александрийскими математиками, например Евтокием, комментатором Архимеда и Аполлония. В Византии были хорошо известны сочинения Геро-на, указаниями которого воспользовался строитель Соломонова трона в Константинополе Лев (IX в.).

Тем не менее носители господствовавшей в Византии идеологии — служители церкви — относились к познанию законов природы с тем же безразличием, как и их коллеги в Западной Европе. Иоанн Дамаскин (VIII в.) писал, что решение различных проблем мироздания не столь уж существенно; важно признавать, что все сущее определяется деятельностью творца. Исторические условия, сложившиеся в Византии, также не способствовали дальнейшему развитию античного научного наследия.

В VI в. после закрытия языческих школ многие греческие ученые эмигрировали в Иран; та же участь несколько раньше постигла сирийских несториан. Это содействовало распространению накопленных в античную эпоху знаний на Ближнем Востоке.

Завоевательные войны арабов, начавшиеся в первой половине VII в., привели к тому, что к концу 30-х годов VIII в. в состав Арабского халифата кроме Аравии вошли Иран, Сирия, Египет, Палестина, Северо-Западная Африка и Пиренейский полуостров (т. е. значительная часть бывшей Римской империи), большая часть территории Средней Азии, Армения, Северо-Западная Индия. Арабское завоевание привело к распространению среди покоренных народов языка и религии арабов (ислама) и в ряде областей сопровождалось массовым уничтожением памятников науки и искусства. Это относится к территории Средней Азии, в особенности Древнего Хорезма. Там были не только физически уничтожены служители домусульманского культа — зороастризма, в руках которых главным образом была сосредоточена научная деятельность, но и погибли многочисленные письменные памятники.

Однако в дальнейшем одновременно с распространением арабского языка и ислама на территории Арабского халифата начала складываться научная традиция, основанная как на античном наследии, проникшем на Ближний и Средний Восток в связи с эмиграцией греческих ученых, так и на научных достижениях покоренных народов. Хотя огромный халифат вскоре распался на ряд отдельных государств, в них сохранился арабский язык, ставший языком науки, которую принято называть арабской.

IX—XII века — период наибольшего подъема развития науки в арабоязычных странах. Багдад, столица халифата, превратился в крупный научный центр со школами, библиотеками и находящимся под покровительством халифа «домом мудрости». В IX—X вв. здесь трудилась большая группа ученых, переводчиков и переписчиков, которая работала над переводом и комментированием произведений Платона, Аристотеля, Гиппократа, Евклида, Архимеда, Птолемея. Переводы с греческого, а также с сирийского языка, на котором до ученых стран ислама дошла значительная часть античной научной литературы, сыграли огромную роль в развитии средневековой науки. Во многих случаях они были единственными источниками, по которым Западная Европа смогла познакомиться с античной наукой.

В науке стран ислама на первый план вышла вычислительного характера математика и в таких областях, как связанная с коммерцией арифметика, алгебра, приближенные вычисления, учение о числе, тригонометрия, был значительно превышен уровень, достигнутый в свое время александрийскими учеными. Значительное развитие на Востоке получили астрономия, оптика и химия.

К IX—XII вв. относится творчество таких крупнейших ученых восточного средневековья, как братья Бану Муса, Сабит ибн-Корра, ал-Бируни, Абу Али ибн-Сина (Авиценна), Омар Хайям, ал-Хазини. Каждый из них, будучи автором трудов по математике и астрономии, в то же время внес известный вклад в механику.

Развитие механики в странах ислама, как и развитие математики, началось с перевода и комментирования сочинений античных авторов (Аристотеля, Герона [5] ) и в дальнейшем шло по тем же основным направлениям, что и в античной механике. Это обусловлено не только силой традиции, в некоторых культурных зонах Востока почти непрерывной, но и примерно одинаковым характером и уровнем развития техники. Целый цикл работ, посвященных общим понятиям механики (главным образом сущности движения), ведет начало от перевода и комментирования Аристотеля. Эти вопросы затрагиваются в той или иной степени и в трактатах, посвященных частным вопросам механики.

5

Выше упоминалось, что только в арабских переводах до нас дошли некоторые трактаты Архимеда и «Механика» Герона. Только в арабском переводе известна и «Пневматика» византийца Филона.