Физика учит новый язык. Лейбниц. Анализ бесконечно малых
Шрифт:
ИДЕЯ АТОМА
Еще в доисторические времена люди открыли, работая с металлами, что одни элементы трансформируются в другие. Фалес Милетский (ок. 620-546 до н. э.) был первым, кто поставил вопрос: может ли любое вещество превратиться в другое, пройдя через несколько этапов? Если такое возможно, тогда должен существовать базовый элемент, присутствующий везде. Фалес считал этим элементом воду, и его главная философская мысль заключалась в том, что "всё есть вода". Анаксимен Милетский (585-524 до н. э.) решил, что этот элемент — воздух, а Гераклит Эфесский (544-483 до н. э.) предложил огонь. Эмпедокл (ок. 495-435
Однако среди древнегреческих ученых развился интересный спор о делимости материи. Некоторые (включая Аристотеля) считали, что ее можно делить неопределенное количество раз и любой полученный элемент, каким бы маленьким он ни был, можно снова разделить. Их оппоненты утверждали, что при делении можно дойти до мельчайшей частицы, которую уже нельзя разделить. Данная концепция получила название атомизма, и ее главным сторонником был фракиец Демокрит (460-370 до н. э.), который назвал атомами эти неделимые частицы и указал, что вся материя состоит из них.
Однако авторитет Аристотеля, как уже говорилось выше, был так силен, что атомизм был практически стерт из древнегреческой мысли. Сохранился он благодаря Эпикуру (341-270 до н. э.), у которого было много последователей. Другой известный персонаж, римский поэт Лукреций, в I веке до н. э. защищал атомизм с дидактической точки зрения в своей поэме De rerum natura ("О природе вещей").
В течение 20 веков идеи Аристотеля властвовали в научной среде. Алхимия занималась изучением трансформации одних элементов в другие — как для получения конкретных элементов, таких как золото, так и для применения в медицине, как это делали Авиценна (980-1037) и Парацельс (1493-1541). Но произошел любопытный факт. Одной из первых книг, опубликованных после изобретения печатного станка, была именно поэма Лукреция, и, как следствие, атомизм снова набрал силу в Европе.
Одним из самых известных ученых того времени был Роберт Бойль, с которым Лейбниц несколько раз встречался в Лондоне и с которым вел переписку до самой смерти. Очень возможно, что именно это знакомство привело его к созданию теории монад.
РОБЕРТ БОЙЛЬ
Роберт Бойль (1627-1691) был английским химиком, изучавшим поведение газов при повышенном давлении.
Плод его исследований — закон, гласящий, что объем обратно пропорционален давлению. Его также независимо открыл француз Эдм Мариотт (1620- 1684), поэтому сегодня он известен как закон Бойля — Мариопа, который изучают в средней школе. В 1661 году Бойль написал работу "Химик-скептик", благодаря которой сегодня он считается отцом современной химии.
В данном сочинении он утверждает, что материя образована группами атомов в движении, и столкновения между ними порождают явления, которые мы наблюдаем. Он проводил исследования по распространению звука, относительной плотности, рефракции в кристаллах и открыл участие кислорода в горении и дыхании.
ИНТЕРЕС
Человек всегда интересовался тем, как образовались различные элементы на Земле. Хотя в Древней Греции были люди, которых волновали подобные вопросы, обычно считается, что именно арабские философы первыми начали исследовать данную тему. Авиценна, например, объяснил, как образуются горы и что вызывает землетрясения. А в эпоху Средневековья термин геология все еще использовался для обозначения изучения всего земного в противоположность божественному.
Современная же геология начала свой путь в XVI веке. Абрахам Ортелий (1527-1598) первым высказал гипотезу дрейфа материков. Но, без сомнения, самой важной фигурой в этой области является Николас Стено, отец современной геологии, поскольку он сформулировал один из законов стратиграфии — науки, изучающей геологические пласты, или страты, Земли.
Швейцарский ученый Конрад фон Геснер (1516-1565) считается основателем палеонтологии. Он опубликовал главную работу по этой дисциплине: De omni rerum fossilium genere, gemmis, lapidibus, metallis, et huiusmodi..., в которой отделял органические ископаемые от драгоценных камней и минералов, основываясь на их рисунках. Роберт Гук использовал микроскоп для сравнения структуры ископаемой древесины с современной и представил свои результаты в работе "Микрография" 1665 года. Он также изучал головоногих и связал их с современными наутилусами. Кроме того, он был предшественником теории эволюции видов.
НИКОЛАС СТЕНО
Николас Стено (1638-1686), родившийся в Копенгагене, был ученым широкого профиля, в частности анатомом.
Он заложил основы современной стратиграфии, утверждая, что слои земной коры — продукт осаждения морских пород: каждый слой является более ранним, чем тот, что расположен над ним, и последующим по отношению к нижнему, на котором он держится.
Стено также высказал мнение, что каждый слой создается горизонтально, а наклонен он может быть из-за более позднего движения. Кроме того, он различал первичные породы, предшествовавшие растениям и животным, и вторичные, которые накладываются на предыдущие и содержат ископаемые остатки. Стено сравнил окаменевшие раковины с раковинами живых видов, обитающих как в пресной, так и в морской воде. Все это было представлено в его работе, которую называют шедевром: "Предварительное изложение диссертации о твердом, естественно содержащемся в твердом"; 1668. Благодаря этому труду Николас Стено считается отцом современной геологии. Он также разработал несколько законов в области кристаллографии.
Немецкий физик и иезуит Афанасий Кирхер (1602-1680) предположил, что Земля является эволюционирующей звездой, и описал ее внутреннее устройство, впрочем ничего общего с реальностью не имевшее. По его мнению, деятельность вулканов была вызвана внутренними пожарами. Однако большим вкладом Кирхера в науку были наблюдения и изучение движения Земли.
До этого времени общее мнение приписывало появление ископаемых, удаленных от моря, библейскому Всемирному потопу. Первым с критикой подобных взглядов выступил граф де Бюффон (1707-1788). Его теория заключалось в том, что геологические эрозии и трансформации происходят из-за воды и воздуха; кроме того, он поделил эволюцию природы на три эпохи — от создания планеты до появления человека. Бюффон в своей "Естественной истории" признал вклад Лейбница в создание геологии.