Наука и техника XVIII века

Литература Азимов А. Путеводитель по науке. От египетских пирамид до космических станций. М., Афанасьев Ю.Н., Воронков Ю.С, Кувшинов С.В. История науки и техники: Конспект лекций. М., Бесов Л.Н. История науки и техники с древнейших времен до конца XX века: Учебное пособие. Харьков, Виргинский В.С. Очерки истории науки и техники XVI-XIX вв. М., Гайденко П.П. Эволюция понятия науки (XVII-XVIII вв.). М., Григорьев В.И. Наука и техника в контексте культуры. М., Зайцев Г.Н., Федюкин В.К., Атрошенко С.А. История техники и технологий. СПб., Кефели И.Ф. История науки и техники. СПб., Кирилин В.А. Страницы истории науки и техники. М., Косарева Л.М. Рождение науки Нового времени из духа культуры. М., Механика и цивилизация XVII – XIX вв. М., Мирецкая Н.В., Мирецкая Е.В., Щакирова И.П. Культура эпохи Просвещения. М., Поликарпов В.С. История науки и техники: учебное пособие. Ростов-на-Дону, Соломатин В.А. История науки. М., Шейпак А.А. История науки и техники. Материалы и технологии: Учеб.пособие. Ч.1. М., Шухардин С.В. История науки и техники: Учеб.пособие. Ч.1. М., 1974.

Вопросы 1. Математика. Л.Эйлер, Ж.Б.ДАламбер, Ж.Л.Лагранж. 2. Исследование теплоты и энергии (Фаренгейт, Реомюр, Цельсий) 3. Электричество. Б.Франклин, Ш.Кулон, А.Вольта. 4. Химия. Г.Шталь, Д.Пристли, А.Лавуазье. 5. Биология. К.Линней, Ж.Бюффон, Ж.Б.Ламарк. 6. Астрономия. И.Кант, У.Гершель.

1. Математика. Л.Эйлер, Ж.Б.ДАламбер, Ж.Л.Лагранж XVIII век в математике можно кратко охарактеризовать как век анализа, который стал главным объектом приложения усилий математиков. В науке, благодаря Ньютону, царила механика – все прочие взаимодействия считались вторичными, следствиями механических процессов. Развитие анализа и механики происходили в тесном переплетении. Первым это объединение осуществил Эйлер.

Леонард Эйлер ( ) Леонард Эйлер родился в 1707 году в семье базельского пастора Пауля Эйлера, друга семьи Бернулли. В 1724 году закончил Базельский университет. Почти полжизни провёл в России, где внёс существенный вклад в становление российской науки. В 1726 году он был приглашён работать в Санкт-Петербург. С 1731 по 1741, а также с 1766 года был академиком Петербургской академии наук.

Эйлер впервые увязал анализ, алгебру, тригонометрию, теорию чисел и др. дисциплины в единую систему, и добавил немало собственных открытий. Значительная часть математики преподаётся с тех пор «по Эйлеру».

Теория чисел (высшая арифметика) Ввёл в математику исключительно важную «функцию Эйлера» φ(n) и сформулировал с её помощью «теорему Эйлера». Открыл, что в теории чисел возможно применение методов математического анализа, положив начало аналитической теории чисел. В основе её лежат тождество Эйлера и общий метод производящих функций.

Математический анализ В 1744 году Эйлер опубликовал первую книгу по вариационному исчислению («Метод нахождения кривых, обладающих свойствами максимума либо минимума»). Одна из главных заслуг Эйлера перед наукой – монография «Введение в анализ бесконечно малых» (1748). В 1755 году выходит дополненное «Дифференциальное исчисление», а в годах три тома «Интегрального исчисления». В совокупности это фундаментальный, хорошо иллюстрированный примерами курс, с продуманной терминологией и символикой, откуда многое перешло и в современные учебники.

Геометрия Второй том «Введения в анализ бесконечно малых» (1748) – это первый в мире учебник по аналитической геометрии и основам дифференциальной геометрии. В 1760 году вышли фундаментальные «Исследования о кривизне поверхностей».

Комбинаторика Магический квадрат Эйлера

Математическая физика Эйлер отказался от традиционного геометрического подхода к механике и подвёл под неё строгий аналитический фундамент. По существу, с этого момента механика становится прикладной математической дисциплиной.

Жан Лерон ДАламбер ( ) ДАламбер был незаконным сыном маркизы де Тансен от артиллерийского офицера Детуша. Младенец был подкинут матерью на ступени парижской «Круглой церкви Св. Иоанна». Воспитывался в усыновившей его семье стекольщика Руссо. С 1751 года ДАламбер работал вместе с Дидро над созданием знаменитой «Энциклопедии наук, искусств и ремёсел». Умер ДАламбер после долгой болезни. Церковь отказала «отъявленному атеисту» в месте на кладбище, и его похоронили в общей могиле, ничем не обозначенной.

Научные достижения «Трактат о динамике» (1743), где сформулирован фундаментальный «Принцип ДАламбера», сводящий динамику несвободной системы к статике. В статье «Размерность» (1764) впервые высказана мысль о возможности рассматривать время как четвёртое измерение. Классифицировал науки, положив начало современному понятию «гуманитарные науки».

Жозеф Луи Лагранж ( ) Наряду с Эйлером – лучший математик XVIII века. Автор трактата «Аналитическая механика», в котором установил фундаментальный «принцип возможных перемещений» и завершил математизацию механики. Внёс существенный вклад во многие области математики, включая вариационное исчисление, теорию дифференциальных уравнений, решение задач на нахождение максимумов и минимумов, теорию чисел (теорема Лагранжа), алгебру и теорию вероятностей.

2. Исследование теплоты и энергии (Фаренгейт, Реомюр, Цельсий) В XVIII веке для измерения температуры применяли «флорентийские термометры», представлявшие собой улучшенный вариант термоскопа Галлилея. В 1703 г. Амонтон усовершенствовал воздушный термометр, измеряя не расширение, а увеличение упругости воздуха. Нулём шкалы должна была служить «та значительная степень холода», при которой воздух теряет всю свою упругость (абсолютный нуль), а второй постоянной точкой – температура кипения воды.

Фаренгейт ( ) Современную форму термометру придал Фаренгейт и описал свой способ приготовления в 1723 г. Нуль своей шкалы он поставил при температуре смеси снега с нашатырём или поваренной солью, при температуре «начала замерзания воды» он показывал 32°, а температура тела здорового человека во рту или под мышкой была эквивалентна 96°.

Реомюр ( ) В 1730 описал изобретённый им спиртовой термометр, шкала которого определялась точками кипения и замерзания воды и была разделена на 80 градусов (он решил принять за один градус такое изменение температуры, при котором объем спирта возрастает или убывает на 1/1000).

Андерс Цельсий ( ) В 1742 году предложил шкалу, в которой температура плавления льда при нормальном давлении принималась за 100, а температура кипения воды за 0. В 1745 году, уже после смерти Цельсия, шкала была перевернута Карлом Линнеем (за 0 стали принимать температуру плавления льда, а за 100 кипения воды).

3. Электричество. Б.Франклин, Ш.Кулон, А.Вольта В 1729 году англичанин Стивен Грей провел опыты по передаче электричества на расстояние, обнаружив, что не все материалы одинаково передают электричество. В 1733 году француз Шарль Дюфе установил существование двух типов электричества стеклянного и смоляного (+ и – ), которые выявлялись при трении стекла о шелк и смолы о шерсть. В 1745 г. голландец Питер ван Мушенбрук создает первый электрический конденсатор – Лейденская банка.

Лейденская банка

Бенджамин Франклин ( ) Первую теорию электричества создает Б.Франклин, который рассматривает электричество как «нематериальную жидкость», флюид. Он также вводит понятие положительного и отрицательного заряда, изобретает громоотвод и с его помощью доказывает электрическую природу молний.

Шарль Кулон ( ) Сформулировал закон взаимодействия электрических зарядов и магнитных полюсов (закон Кулона). Изобрёл крутильные весы, которые сам же применил для измерения электрических и магнитных сил взаимодействия. Ввёл понятия магнитного момента и поляризации зарядов.

Алессандро Вольта ( ) Впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока («Вольтов столб»).

4. Химия. Г.Шталь, Д.Пристли, А.Лавуазье Основной движущей силой развития учения об элементах в первой половине XVIII века стала теория флогистона, предложенная немецким химиком Георгом Шталем. Она объясняла горючесть тел наличием в них некоего материального начала горючести – флогистона, и рассматривала горение как разложение.

Джозеф Пристли ( ) В 1771 г. Пристли открыл фотосинтез. Новые вещества: окись азота, хлороводород, аммиак и др. Нагревая окись ртути, он в 1774 году выделил кислород – «бесфлогистонный воздух».

Антуан Лоран Лавуазье ( ) Доказал кислородную теорию горения (отказ от теории флогистона). Доказал, что продуктом горения водорода является чистая вода. Привёл первый в истории список химических элементов (таблицу простых тел). Сформулировал закон сохранения массы. Признавал теоретически возможность превращения понижением температуры всех газообразных тел в жидкости и в твёрдые тела

5. Биология. К.Линней, Ж.Бюффон, Ж.Б.Ламарк Параллельное развитие естественной истории с одной стороны и анатомии и физиологии с другой подготовило почву для возникновения биологии

Карл Линней ( ) Заложил основы современной биноминальной (двухсловной) номенклатуры. Делил природный мир на три «царства»: минеральное, растительное и животное, использовав четыре уровня («ранга»): классы, отряды, роды и виды. Описал около полутора тысяч новых видов растений и большое число видов животных.

Бюффон ( ) Высказывал идеи об изменяемости видов под влиянием условий среды (климата, питания и т. д.). Выдвинул положение о единстве растительного и животного мира.

Жан-Батист Ламарк ( ) Ввёл в обращение термин «биология» (в 1802 году). Изложил свою теорию эволюции живого мира (ламаркизм): в качестве основной движущей силы эволюции (изменения видов) рассматривается внутренне присущее организмам стремление к совершенствованию.

6. Астрономия. И.Кант, У.Гершель К концу XVIII века астрономы получили мощные инструменты исследования – как наблюдательные (усовершенствованные рефлекторы), так и теоретические (небесная механика, фотометрия и др.). Продолжалось развитие методов небесной механики.

Иммануил Кант ( ) В годы разработал свою космогоническую гипотезу происхождения Солнечной системы из первоначальной туманности, не утратившую актуальности до сих пор.

Уильям Гершель ( ) В 1789 г. изготовил самый большой телескоп своего времени (фокусное расстояние 12 метров, диаметр зеркала 126 см). Пришел к выводу, что Солнечная система находится в составе Млечного Пути. В 1781 г. открыл планету Уран и два ее спутника. Ввел термин «астероид». Открыл инфракрасное излучение.