О движении(Из истории механики)
Шрифт:
Древние греки были смелыми мореплавателями.
Поэма древнегреческого поэта Гомера «Одиссея» повествует о морском путешествии ее героя, длившемся двадцать лет. Греки заплывали через нынешние Дарданелльский и Босфорский проливы в Черное море. Оттуда через Маныч, соединявший тогда Азовское и Каспийское моря, их суда проплывали в «Пруд Солнца», как греки называли Каспий.
Морские суда греков ходили под парусами, а в тихую погоду — на веслах. На них устанавливалось по одной, по две и даже по три мачты, которыми служили длинные, тяжелые бревна.
Кроме торговых судов, у греков были и военные корабли. Особенно больших размеров они достигли в эпоху развития военного флота, после смерти Александра Македонского (356–323 до н. э.).
С IV века до н. э. в греческих и позднее — в римских войсках появились военные метательные машины. Самой простой из них был онагр, метавший на сотни метров тяжелые каменные ядра. Ядро бросалось подобно тому, как древний пращник швырял камень. Только вместо руки взмах производил деревянный рычаг с веревочной петлей на конце, в которую закладывалось ядро. А силу мышц руки заменяла упругость закручиваемой тетивы.
Онагр.
Имелись катапульты, метавшие стрелы и копья, полет которых направлялся желобом, позволявшим вести прицельный обстрел. Искусные наводчики попадали на расстоянии ста шагов в отдельного воина, а на двести шагов — в небольшую их группу.
Камнеметами разбивали деревянные прикрытия, сооружавшиеся для защиты воинов, осаждавших города, и причиняли повреждения кораблям. Известен даже случай, когда восьмидневным обстрелом из камнеметов была разрушена наскоро построенная стена.
Для разрушения крепостных стен устраивали таран: горизонтально подвешенное тяжелое бревно с бронзовым наконечником. Стоя под прикрытием, воины раскачивали таран, нанося им удары в стену. Так постепенно разрушалась часть стены, и через пролом в крепость проникали осаждавшие ее войска.
Это было мощное разрушительное орудие древнегреческой техники. Перед ним не могли устоять никакие стены.
Ударами тарана осаждающие разрушали крепостные стены.
Рассказывая об осаде одной римской крепости карфагенским полководцем Ганнибалом, историк Ливий (I век до н. э. — I век н. э.) писал: «И вот уже громились тараном стены, и многие части их были поколеблены, в одном месте сплошные разрушения обнажили город: три башни подряд со всей находящейся между ними стеной рухнули, издавая оглушительный грохот…»
Как ни разнообразны практические цели применения рычагов, блоков и других машин, но с механической точки зрения у них одна задача — приводить в движение физические тела.
Поэтому в результате изучения действия механизмов и возникла наука о движении тел — механика.
Что такое движение
Наблюдая поднятие больших тяжестей рычагами и блоками, строители не видели в движении этих грузов ничего загадочного. Едва ли и военные техники, бросая при помощи онагров каменные ядра, задумывались над вопросом: что такое движение?
Полет камня, копий и стрел, метавшихся военными машинами, был для них понятным явлением.
Быть может, если бы древние техники взялись за изучение условий равновесия машин и траектории брошенного каменного ядра, они бы заложили основы механики. Но, довольствуясь практическими знаниями механизмов, они не занимались теоретическими исследованиями.
Когда же изучением природы заинтересовались греческие философы, то они расширили проблемы механики, придав ей философский характер.
Греческие философы были естествоиспытателями-энциклопедистами. Они хотели сразу охватить в одном учении всю природу как единое целое.
Философ-материалист Гераклит из Эфеса (около 530–470 до н. э.) указывал, что в природе «все течет, все постоянно изменяется, все находится в постоянном процессе возникновения и исчезновения».
Этот процесс изменения тел природы греческие философы и назвали «движением».
Наиболее последовательно учение о движении изложил философ Аристотель (384–322 до н. э.).
Сын врача при дворе македонского царя, Аристотель получил хорошее образование. Он очень увлекался естествознанием и поступил в «Академию» философа Платона в Афинах, где пробыл до смерти Платона (в 347 году). В течение этого времени он не только изучал сочинения своего учителя, но и самостоятельно разрабатывал философские вопросы.
В 343 году Аристотель принял приглашение македонского царя Филиппа II быть воспитателем его тринадцатилетнего сына Александра.
Когда воспитанник Аристотеля — Александр Македонский — стал главой большого государства, он предпринял далекие походы — в Среднюю Азию, в Индию, в Египет. Советы философа-воспитателя были уже ему не нужны.
Тогда Аристотель возвратился в Афины. Там он основал свою философскую школу, приспособив для учебных целей одно из общественных зданий — Ликей. Туда съезжались к нему юноши из всех государств Греции, из Италии, Македонии и других культурных стран.
Прогуливаясь с учениками по аллеям парка, примыкавшего к Ликею, Аристотель беседовал с ними, излагая свои философские взгляды.
Аристотель оставил много сочинений. Вопросы механики были рассмотрены им в книгах «Физика» и «О небе».
Как и другие философы, Аристотель понимал под движением любое изменение тела: превращение воды в лед или в пар, созревание и высыхание плода на дереве, заболевание и выздоравливание… Он стремился объединить все эти разнородные явления в едином понятии. Размышляя о перемещении одного тела относительно другого, как понимается в современной механике движение, Аристотель задумывался вот над чем: что происходит с телом, когда оно перемещается из одного места в другое? И он решил, что тело в первом месте исчезает, перестает существовать, а во втором — вновь возникает.