Некрасова Г.В.
Донецкий государственный университет экономики и
торговли им. М. Туган-Барановского
Зарождение
и становление гидростатики
Построением и использованием плавательных средств человечество занималось с древнейших времен. Особое развитие оно получило в бассейне Средиземноморья благодаря финикийцам, египтянам и древним грекам. Занимая острова и прибрежные территории, греческие города-государства широко использовали морские пути сообщения. Такое географическое положение настоятельно требовало создания надежных плавательных средств, навигационных приборов, системы управления, которая впоследствии получила название «кибернетика».
Первые
сведения о греческих морских путешествиях находим в мифах о Тесее, об
аргонавтах, о Троянской войне. Пишет и Гомер о героических морских походах в
своих поэмах «Илиада» и «Одиссея».
Остров
Крит, на котором зародилась крито-микенская цивилизация, был морской державой.
Греческие
корабли имели различное назначение: военные, торгово –
грузовые, рыболовецкие, пассажирские, прогулочные. Они отличились не
только внешним видом, но и снаряжением, и системой управления. Двигателей на
кораблях тех времен не было, использовались парусно-ветровые системы и ручной
труд гребцов.
В
кораблестроении возникал «ряд практических задач, не поддававшихся
решению на основе одного только здравого смысла [1, с.27]»
Но
одна только предметно-практическая деятельность сама по себе не могла породить
научно-теоретическое знание. Техническая практика древних
цивилизаций дала только богатый эмпирический материал, что является необходимой
предпосылкой теоретической мысли, но этого крайне недостаточно,
«…..специфический научный аппарат, методы теоретического анализа и обобщения эмпирии,
даже научная формулировка выдвигаемых практических задач не могли быть
выработаны внутри самой предметно- практической деятельности, одними только ее
собственными силами [1, с.27]»
Уровень
предметно-практической деятельности древних цивилизаций Востока:
Шумер-Вавилонии, Египта, финикийцев – был никак не ниже древнегреческого
уровня.
Но
формирование первых теоретических систем оказалось возможным только на
определенном этапе развития предметно-практической деятельности, когда на
пересечении материальной и духовной культуры стала развиваться
абстрактно-теоретическая мыслительная деятельность. Эту же мысль подчеркивает
известный венгерский историк математики А. Сабо: «Одним из самых волнующих, но
пока мало изученных периодов истории математики является та эпоха, в которую
практически-эмпирические знания математического характера превращаются в
систематическую дедуктивную науку, построенную на определениях и аксиомах [2,
с.321]».
Именно
созданная Аристотелем теория доказательства стала теоретической основой в
построении «Начал» Евклида, а в дальнейшем и всего теоретического
естествознания.
Одним
из таких теоретических построений древних греков была гидростатика Архимеда.
Свой трактат «О плавающих телах» он начинает с предложения, которое можно
считать аксиомой: «Предположим, что жидкость имеет такую природу, что из ее
частиц, расположенных на одинаковом уровне и прилежащих друг к другу, менее
сдавленные выталкиваются более сдавленными и что
каждая из ее частиц сдавливается жидкостью, находящейся над ней по отвесу, если
только жидкость не заключена в каком-либо сосуде и не сдавливается еще
чем-нибудь другим [3, с.328]»
На
базе системы аксиом Архимед доказывает ряд теорем. Назовем некоторые из них:
«Поверхность всякой жидкости, установившейся неподвижно, будет иметь форму
шара, центр которого совпадает с центром Земли [3, с. 328]».
Вторая
часть трактата начинается с теоремы: «Если какое-нибудь тело, более легкое, чем
жидкость, опустить в эту жидкость, то оно по тяжести будет находиться в том же
отношении с жидкостью, какое погрузившийся ниже уровня жидкости объем имеет ко
всему объему [3, с.335]».
Архимед
рассматривает ряд теорем о погружении тел, более легких и более тяжелых, чем
жидкость. Такой аксиоматико-дедуктивный метод в построении естественнонаучного
Архимед применяет впервые после построения Евклидом своих знаменитых «Начал».
Эти аксиомы и теоремы Архимеда явились теоретической основой построения
гидростатики и вывода основного его закона: «На тело, погруженное в жидкость,
действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной им жидкости».
Аналогичные
теоретические построения Архимед выполняет и в механике. Трактат «О равновесие
плоских фигур» он начинает с формулировки семи аксиом, которые вытекают из
абстрактных математических форм. Такая математизация естествознания и
построение ее по строгим математическим законам оказали сильное влияние на
развитие теоретического естествознания учеными последующих поколений и особенно
учеными XVI – XVII ст.:
Галилео Галилея, Леонардо да Винчи, Бонавентура Кавальери, Эваджелиста
Торричелли и многих других. В их «…. работах использовались и развивались процедуры, применявшиеся Архимедом и тем самым подготавливалась
великая революция в математике, выразившаяся в создании анализа бесконечно
малых величин в трудах Ньютона и Лейбница [4, с.312]». Это позволило И.Н.
Веселовскому назвать Архимеда «ведущим
математиком XVII ст.»
В
заключение следует отметить, что античные ученые разработали дедуктивный метод,
который вначале был опробован в построении математики, а затем нашел широкое применение в построении
теоретического естествознания, в том числе и гидростатики.
1.
Козлов Б.И. Возникновение и развитие технических наук.
Ленинград, Наука, 1988. - 248 с.
2.
Сабо А. О превращении математики в дедуктивную науку и
о начале ее обоснования. Историко-математические
исследования. – М.: Вып. XII, 1959. - 321-392 с.
3.
Архимед. Coч. - М.:
Физматгиз, 1962. – 640 с.
4.
Рожанский И.Д. История естествознания в эпоху
эллинизма и Римской империи. – М.: Наука, 1988. – 448 с.