Эволюционная теория Дарвина. Зарождение эмпирического научного знания


1. Введение.

Человек всегда стремился познать окружающий его мир и определить то место, которое он в нем занимает. Как возникли современные животные и растения? Что привело к их поразительному разнообразию? Каковы причины исчезновения фауны и флоры, далеких от нас времен? Каковы дальнейшие пути развития жизни на Земле? Вот лишь несколько вопросов из того огромного количества загадок, решение которых всегда волновало человечество. Одна их них – самое начало жизни. Вопрос о происхождении жизни во все времена, на протяжении всей истории человечества имел не только познавательный интерес, но огромное значение для формирования мировоззрения людей.

Впервые термин “эволюция” (от лат. еvolutio – развертывание) был использован в одной из эмбриологических работ швейцарским натуралистом Шарлем Боннэ в 1762 г. В настоящее время под эволюцией понимают происходящий во времени необратимый процесс изменения какой – либо системы, благодаря чему возникает что – то новое, разнородное, стоящее не более высокой степени развития.

Теория эволюции призвана объяснить прошлое, настоящее и будущее, что и делает Дарвин в максимально простой форме.

1.2 ЭВОЛЮЦИОННАЯ ТЕОРИЯ ДАРВИНА.

Ч. Дарвин создал совершенно новое учение о жи­вой природе, которое изумительно ясно показало, почему мир растений и животных таков, каким мы его видим.

Первое июля 1858 г. считается поворотным момен­том в истории биологии, значение которого в то время едва ли могло быть в полной мере оценено. В этот день перед членами Линнеевского общества в Лондоне была прочитана лекция Ч. Дарвина и А. Р. Уоллеса. Позднее она была опубликована в третьем томе трудов этого об­щества.

Ч. Дарвин и А. Р. Уоллес высказали мысль, что суще­ствующие виды не были созданы независимо друг от друга и не являются неизменными, но каждый вид( Вид-это совокупность особей, сходных по строению, имеющих общее происхождение, свободно скрещивающихся между собой.) , постепен­но изменяясь, со временем может дать начало новому виду. То, что виды не постоянны, а изменяются или эво­люционируют, не было новой точкой зрения. Однако новой и важной была гипотеза, что естественный от­бор – необходимый процесс, управляющий этими изменени­ями и контролирующий их.

Ч. Дарвин разработал учение об эволюции, которое впоследствии превратилось в теорию. Гениальный ум Дарвина сумел обобщить огромный фактический мате­риал в свете эволюционной идеи, связать его стройной системой рассуждении. В 1859 г. Ч. Дарвином был опуб­ликован труд “Происхождение видов”, а утверждавшаяся в нем идея развития превратилась впоследствии в руко­водящий метод научного познания. Концепция Дарвина была построена на признании объективно существую­щих процессов в качестве факторов и причин развития живого. Он объяснил объективно существующую целе­сообразность в строении и функционировании организ­мов, их взаимную приспособленность друг к другу.

В основе дарвиновской триады лежат изменчивость, наследственность и естественный отбор.

1.2.1 ИЗМЕНЧИВОСТЬ

Первым звеном дарвиновской триады является измен­чивость, т. е. разнообразие признаков и свойств у особей и групп особей любой степени родства. Двух одинаковых особей в природе не найдешь, даже в потомстве одной пары родителей особи всегда будут отличаться. Этот важ­ный вывод, сделанный Дарвином на основании анализа наблюдений в природе и практике животноводства и ра­стениеводства, был подтвержден впоследствии разнооб­разными фактическими материалами.

Изменчивость – это свойство органической природы. Во времена Дарвина изменчивость, которую наблюдали, делили на две категории:

– наследственная;

– ненаследственная.

В настоящее время такое разделение правильно лишь в самых общих чертах. Генетика показала, что ненаслед­ственных признаков быть не может: все признаки и свой­ства организма в той или иной степени наследственны.

Ч. Дарвин обращает внимание на большое разнообра­зие сортов растений и пород животных, предками кото­рых является один вид или ограниченное число диких видов. Различия между отдельными сортами или порода­ми одного вида бывают более значительными, чем между некоторыми дикими видами, родами или даже семей­ствами. Показав широкий размах изменчивости домаш­них форм, Дарвин приводит неопровержимые доказатель­ства изменения видов под влиянием условий существо­вания.

Ч. Дарвин выделяет несколько основных форм из­менчивости:

– групповая изменчивость;

– неопределенная индивидуальная изменчивость.

Под групповой изменчивостью Ч. Дарвин понимал сход­ное изменение всех особей популяции в одном направ­лении вследствие влияния определенных условий.

Неопределенная индивидуальная изменчивость – это проявление разнообразных незначительных отличий у особей одного и того же вида, сорта, породы, которыми, существуя в сходных условиях, одна особь отличается от других. Всем живым организмам присуща индивидуальная наследственная изменчивость. Вследствие этого на­блюдается естественное неравенство организмов. Други­ми словами – особи не тождественны друг другу.

Наследственная изменчивость – основа эволюцион­ного процесса.

Изменчивость – это любые проявления неопределен­ности, стохастичности (случайности). Они составляют естественное содержание всех процессов микромира, но имеют место и на макроуровне. Изменчивость лежит в основе функционирования всех механизмов нашего мира на любом уровне его организации. Мир так устроен, что случайность и неопределенность – его объективные ха­рактеристики. Изменчивость же создает то поле возмож­ностей, из которых возникает многообразие организаци­онных форм. Но она также служит и причиной разруше­ния. Такова диалектика самоорганизации (синэргетики). Одни и те же факторы изменчивости стимулируют и со­зидание и разрушение.

1.2.2 НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ.

Следующим этапом после изменчивости является на­следственность – свойство родителей передавать свои признаки потомкам, следующему поколению. Это свой­ство не абсолютно: дети никогда не бывают точными копиями родителей, но кошка приносит на свет всегда только котят, а из семян пшеницы вырастает только пше­ница. В процессе размножения от поколения к поколе­нию передаются не признаки, а код наследственной ин­формации, определяющий лишь возможность развития будущих признаков в определенном диапазоне. Наследу­ется не признак, а норма реакции развивающейся особи на действие внешней среды.

Уже в XIX в. ученые начали понимать, что передачу признаков по наследству осуществляют какие-то части­цы, имеющиеся в клетках, которые потом получили на­звание генов. Установлено, что возможность возникно­вения всех наследственных признаков организма – от простейших клеток до человека – “записана”, закодиро­вана в виде последовательности нуклеотидов ДНК, пере­дающейся от клетки к клетке из поколения в поколение с момента возникновения жизни на Земле. Клетки, ли­шенные ядер, например, эритроциты – красные кровя­ные тельца млекопитающих, не способны к делению и размножению. Они возникают только из клеток-пред­шественников, имеющих ядра. Именно наследственность, наличие генетической программы в виде ДНК обеспечи­вает смену поколений, не прерывающуюся уже не менее 3,8 миллиарда лет. Генетические программы в этом про­цессе изменялись, усложнялись, но никогда не возника­ли из ничего. Наследственность и ее противоположность изменчивость – два необходимых условия жизни.

Таким образом, наследственность – это свойство орга­низмов обеспечивать преемственность признаков и свойств между поколениями, а также определять характер разви­тия организма в специфических условиях внешней сре­ды. Ведь развитие признаков, определяемых наследствен­но, зависит и от внешней среды.

1.2.3 ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР

Естественный отбор – единственный направленный эволюционный фактор, необходимый процесс, который управляет изменениями и контролирует их.

В основе дарвиновской теории лежит факт весьма интенсивного размножения организмов. Если бы для размножения не было преград, то увеличение численности любого вида живых существ шло бы в геометрической прогрессии. Это означает, что и медленно размножаю­щиеся организмы очень быстро заняли бы поверхность земного шара. Но этому размножению противостоят многочисленные препятствия, приводящие к огромной смертности, в особенности среди личинок и молоди. Эта смертность, как правило, возрастает с увеличением численности, но это не означает, что размножение при­водит к настоящему перенаселению, характеризуемому недостатком жизненных средств. Во многих случаях смер­тность определяется врагами и паразитами, размножаю­щимися параллельно увеличению численности тех орга­низмов, которые служат им пищей.

Таким образом, не только при наличии перенаселе­ния, но и без него размножению любого вида организ­мов противостоят всевозможные препятствия. Таковыми являются:

– неблагоприятные влияния физических факторов;

– истребление врагами и паразитами;

– болезни и голод.

Организм встречает в этих факторах сопротивление не только увеличению своей численности, но и своему суще­ствованию. Только путем преодоления этого сопротивле­ния данный вид может сохранить для себя и своего по­томства место в фауне и флоре данной территории.

Эту форму активности организма в обеспечении сво­ей жизни и жизни своего потомства Ч. Дарвин назвал борьбой за существование. Здесь идет речь об активности организмов, направленной на поддержание своей жизни и на оставление потомства. Она выражается в конкурен­ции и пассивных формах соревнования. Дарвиновское понимание “борьбы за существование” охватывает раз­нообразные формы взаимодействия между организмом и окружающей его средой, следовательно, в понимание борьбы входят различные формы сотрудничества. Борь­ба за существование означает все формы проявления ак­тивности данного вида организмов, направленные на под­держание жизни своего потомства.

Дарвин выделил три основные формы борь­бы за существование:

– межвидовая;

– внутривидовая;

– борьба с неблагоприятными условиями среды.

Примеры межвидовой борьбы многочисленны. С эко­логической точки зрения, она представлена хищниками, па­разитами и конкуренцией. Внутривидовая борьба означаетконкуренцию между особями одного вида, у которых потребность в пище, территории и других условиях существования одинако­вая. Ч. Дарвин считал внутривидовую борьбу самой на­пряженной. Поэтому в процессе эволюции у популяций выработались различные приспособления, снижающие остроту конкуренции:

– разметка границ;

– угрожающие позы и т. п.

Борьба с неблагоприятными условиями среды оказы­вает огромное влияние на выживаемость организмов.

В природе происходят процессы избирательного унич­тожения одних особей и избирательного выживания дру­гих – явление, названное Ч. Дарвином естественным от­бором.

Естественный отбор – это сохранение благоприятных индивидуальных различий и изменений и уничтожение вредных. Учение о естественном отборе, сформулированное Ч. Дарвином, стало основой теории эволюции. В настоя­щее время учение о естественном отборе пополнено но­выми фактами, и развито множество новых подходов. Понятие “естественный отбор” относится к фундамен­тальным понятиям не только эволюционного учения, но и всей биологии. С точки зрения биологии, выживает сильнейший, наиболее приспособленный, т. е. тот, кто выжил. Внутривидовой отбор отбирает те признаки, те особенности, которые, возникнув в результате действия случайных факторов, затем передаются в будущее за счет действия механизма наследственности. Внутривидовая борьба порождает отбор в живом мире – это фильтр, принцип отбора. Принципами отбора являются все за­коны сохранения, законы физики и химии в частности. К числу принципов отбора относится и второй закон термодинамики, не выводимый из законов сохранения. В экономике принципами отбора являются условия ба­ланса и т. д.

Различают три главные формы отбора:

– движущий;

– стабилизирующий;

– деструктивный.

При движущем, или центробежном, отборе большую вероятность оставить потомство имеют особи, изменив­шиеся по каким-нибудь признакам по сравнению со сред­ней для данного вида нормой. Отбирается один тип от­клонения от нормы. Так появляются на свет более ус­тойчивые к антибиотикам бактерии, более быстрые зайцы, засухо – и морозоустойчивые растения. Это путь возник­новения новых видов, лучше приспособившихся к усло­виям внешней среды, чем виды-родители.

Стабилизирующий, или центростремительный, есте­ственный отбор сохраняет в популяции среднее значение признаков (норму) и не пропускает в следующее поколе­ние наиболее отклонившихся от этой нормы особей. Это путь сохранения видов неизменными.

При деструктивном (деструкция – нарушение нор­мальной структуры чего-либо), или разрывающем, отбо­ре отбирается не один, а несколько признаков отклоне­ния от нормы (два или больше). Это путь дробления предкового вида на дочерние группировки, каждая из которых может стать новым видом. При этом единый прежде вид распадается на группировки (расы, формы), отличающиеся морфологически, по времени размноже­ния или же по предпочитаемой пище. Выделяют еще семейный, или групповой, отбор, когда преимущество в размножении получают не отдельные осо­би, а вся группа в целом. Так возникают приспособительные черты группового поведения муравейника, пчелиной семьи, табуна копытных или стаи обезьян.

Несмотря на то, что разные формы естественного от­бора могут приводить к разным, даже противоположным результатам, принцип у всех этих форм один: выжива­ние и большая вероятность оставить потомство наиболее приспособленных к данным условиям особей.

Естественный отбор создает приспособляемость ви­дов к условиям внешней среды. Но отбор бывает не только естественным, но и искусственным. Искусственный от­бор – это способ, с помощью которого наряду с гибри­дизацией человек создал и создает высокопродуктивные породы животных, сорта культурных растений. Темпы эволюции, управляемой человеком, гораздо быстрее, чем в природе. Это объясняется тем, что искусственный от­бор гораздо эффективнее естественного, человек сохраня­ет только те организмы, которые ему нужны, а в природе большинство полезных мутаций (Мутация-это внезапно возникающее естественное или искуственное изменение наследственных структур, ответственных за хранение генетической информации и ее передачи.) лишь несколько увели­чивает вероятность выживания и размножения. Термин “искусственный отбор” не отождествляется с естественным. Высшие формы искусственного отбора явно отличны от естественного. Человек выбирает под­ходящие ему особи для размножения. При естественном отборе факторы среды уничтожают менее приспособлен­ные особи и устраняют их от размножения. Принцип действия как будто прямо противоположный: в первом случае сохраняются положительные особи, во втором – уничтожаются отрицательные. Однако примитивные фор­мы искусственного отбора в этом отношении приближа­ются к естественному: первобытный человек не произ­водил подбора пар, а просто уничтожал менее ценных животных.

1.3 ПЕРИОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ

ЭВОЛЮЦИОННОЙ ТЕОРИИ ДАРВИНА

Интеграция биологии с другими отраслями естество­знания, а также интеграция отдельных биологических дис­циплин в целостную систему знаний о живой природе послужили стимулом к развитию эволюционной теории.

Формирование эволюционной теории в первой по­ловине XX в. характеризуется тремя периодами:

1. Кризис эволюционного учения в связи с получением новых данных и сведений в области генетики, изучавшей, как и экология, отдельные факторы эволю­ции, наследственность и изменчивость организмов.

2. Преодоление генетического антидарвинизма, разви­тие таких направлений, как генетика популяций(Популяция – это совокупность особей одного вида, населяющая некоторую территорию, частично или полностью изолированная от других популяций.),геногеография, которые подготовили основу для синтеза этих наук с дарвинизмом.

3. Период интеграции эволюционной науки с генети­кой и другими отраслями биологии и превращение ее в синтетическую теорию эволюции, или современ­ный, новый дарвинизм.

Современная теория эволюции построена на теории Дарвина, поэтому ее можно назвать неодарвинистской. Главной заслугой Дарвина было установление механиз­ма эволюции, состоящего в естественном отборе орга­низмов, наиболее приспособленных к внешним услови­ям, и постепенном накоплении приобретенных призна­ков. То, что эти признаки не рассеиваются в последующих поколениях, было объяснено дискретным наследовани­ем генов по законам Менделя.

Синтез генетики и дарвинизма ставил своей целью изучение роли генетических процессов и эволюции жи­вого. Изучение молекулярной организации наследствен­ности привело к развитию гипотезы, согласно которой основу генетического аппарата хромосомы составляют гигантские нитчатые макромолекулы, способные к вос­производству и матричному типу. Был осуществлен струк­турный анализ молекул ДНК, в результате которого было создано учение о генетической информации, доказавшее, что строение аппарата наследственности и форм мутаци­онной изменчивости является результатом эволюции и находятся под контролем естественного отбора.

Н. И. Вавилов писал, что если XIX в. был доказатель­ством эволюционного процесса, то XX в. – эксперимен­тальным изучением этого процесса. К концу XX в. сте­пень разветвленности биологического знания достигла предела, за которым виден глубинный процесс синтеза, интеграции знания о живом.

Эволюционная теория относится к числу тех есте­ственнонаучных концепций, которые связаны с представлениями о развитии окружающего мира. Это наука о при­чинах, движущих силах, механизмах и общих закономер­ностях развития живого. В эволюции живых систем как наиболее сложных природных образованиях проявляют­ся общие свойства развития. Анализ основных положе­ний эволюционной теории позволяет углубить в целом понимание сущности развития материи.

Теория Дарвина разрешила целый ряд важнейших био­логических проблем и, как всякое крупное достижение обобщающей мысли, поставила ряд новых проблем, дале­ко еще не разрешенных в наши дни. По своим задачам дарвинизм стоит в одном ряду с такими общепризнанны­ми научными дисциплинами, как эмбриология, генетика и экология. Последующие открытия в области генетики подтвердили основные положения Дарвина о соотноше­нии изменчивости и наследственности.

Дарвин показал, что в процессе естественного отбора неизбежно происходит аккумуляция полезных изменений, но целесообразность всегда носит относительный харак­тер, так как любые приспособления оказываются полез­ными только в конкретных условиях существования.

Ведущую роль в эволюции он отводил взаимодействи­ям “живого с живым”, вскрывая тем самым внутренний источник развития органического мира. Органическая эволюция понималась Дарвином как непрерывный про­цесс возникновения все новых и новых форм. Узловым моментом органической эволюции является возникно­вение вида как качественно нового способа адаптации к окружающей среде.

С возникновением дарвинизма на передний план био­логических исследований выдвинулись четыре задачи:

1. Сбор доказательств самого факта эволюции.

2. Накопление данных об активном характере эволю­ции и единстве организационных и приспособительных признаков.

3. Экспериментальное изучение взаимодействия наслед­ственной изменчивости, борьбы за существование, естественного отбора как движущей силы эволюции.

4. Изучение закономерностей видообразования и мак­роэволюции.

В результате развития эволюционной теории во вто­рой половине XIX в. основные успехи были достигнуты в двух областях:

1. Окончательно доказан принцип эволюции на фактическом материале из разных отраслей эволюционной биологии, сформировавшихся на основе объединений классических наук (палеонтологии, морфологии, физиологии, эмбриологии, систематики) с дарвинизмом.

2. Показано, что эволюция имеет адаптивный характер и положено начало изучению отбора как причины формирования адаптации.

Однако довольно длительное время слабой была экспериментальная база дарвинизма, что способствовало формированию широкого фронта антидарвинизма, от­рицающего творческую роль отбора.

В начале XX в. зарождается генетика, изучающая одну из главных предпосылок эволюционного процесса – из­менчивость. Однако первые генетики противопоставили данные своих исследований дарвинизму и в результате в эволюционной теории возникает глубокий кризис. Вы­ступления генетиков против учения Дарвина вылились в широкий фронт, объединяющий несколько течений под общим названием “генетического антидарвинизма”. От­крытие устойчивости генов трактовалось как неизмен­чивость, что способствовало распространению антидар­винизма. Мутационная изменчивость отождествлялась с эволюционными преобразованиями, что исключало не­обходимость в действии отбора как главной причины эво­люции. Все направления генетического антидарвинизма примыкали к метафизическим концепциям, характерной чертой которых была односторонняя абсолютизация ка­кого-либо фактора эволюции, например, мутагенной из­менчивости, или гибридизации.

С середины 20-х гг. началось формирование новых отраслей эволюционной биологии на базе дарвинизма с генетикой, математическим моделированием, биологи­ей. В основу этого процесса было положено экспери­ментальное изучение факторов и причин, в совокупнос­ти вызывающих адаптационное преобразование популя­ций. Объединение этих направлений между собой и синтез их с ранее сложившимися отраслями эволюцион­ной биологии стали основой нового дарвинизма, или син­тетической теории эволюции. Только в рамках этого но­вого подхода стала возможной правильная постановка вопроса о движущих силах макроэволюции, в том числе и прогрессивного развития.

Важно отметить, что синтетическая теория эволюции не является некой застывшей массой систем теоретичес­ких положений. В ее рамках продолжают формироваться новые направления исследований, фундаментальные от­крытия в биохимии и молекулярной генетике, что поло­жило начало изучению эволюции на молекулярном уровне организации живого.

Важнейшей практической задачей синтетической те­ории эволюции становится выработка рациональных спо­собов управления эволюционным процессом в условиях все нарастающего воздействия общества на окружающую среду. Она принимает непосредственное участие в реше­ние проблемы взаимодействия природы и общества, че­ловека и природы.

Таким образом, эволюционная теория возникла не сразу, а прошла длинный путь.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Адаптация растительных и животных организмов. – Рос­тов н/Д.: Изд-во Рост. ун-та, 1983.

2. Афанасьев В. Г. Мир живого: системность, эволюция и уп­равление. – М.: Политиздат, 1986.

3. Вернадский В. И. Живое вещество. – М.: Наука, 1978.

4. Грант П. Ф. Естественный отбор и дарвиновские вьюрки / В мире науки. 1991. № 12.

5. Дубнищева Т. Я. Концепции современного естествознания. – Новосибирск: ЮНВА, 1997.

6. Моисеев Н. Человек и ноосфера. – М.: Мол. Гвардия, 1990.

7. Проблема целостности в современной биологии. – М.: На­ука, 1968.

8. Философские проблемы современного естествознания / ред. С. Т. Мелюхина. – М.: Высш. шк., 1985.

9. Рузавин Г. Н Концепции современного естествознания – М : Культура и спорт, ЮНИ”Ш, 1997.

10. Стеббинс Л. Дж., Айама Н. Х. Эволюция дарвинизма / В мире науки, 1985 № 9.

2.Введение.

Уже первобытный человек в борьбе с природой, добывая себе пищу, одежду, жилище, защищаясь от диких зверей, постепенно накапливал знания о природе, о ее явлениях, о свойствах материальных вещей, окружавших его. Но знания первобытного человека еще не представляли науки, не были систематизированы, не были объединены какой-либо теорией. Будучи связанными с производственной деятельностью человека, с добыванием средств к существованию, эти средства являлись его непосредственным практическим опытом.

В процессе усложнения и разделения первоначально недифференцированного труда, развития ирригационного земледелия, строительства храмов и пирамид, возникновения письменности появилась необходимость и вместе с тем возможность перехода от познания, непосредственно включенного в материальный труд, к специальной познавательной деятельности, направленной на сбор информации, ее проверку, накопление и сохранение, а также передачу знаний от поколении к поколению. Такая деятельность и одновременно ее результат и стала называться наукой. Произошло это в III-II тысячелетии до н. э. Первыми профессионально заниматься наукой стали жрецы.

В Египте, Вавилоне, Индии, Китае отдельные науки (особенно астрономия и математика) достигли высоких ступеней развития. Древние вавилоняне имели значительные достижения в арифметике, алгебре, геометрии и астрономии. Одно из выдающихся достижений египтян – введение солнечного календаря. Египтянами раньше других была определена продолжительность года – 365,25 дней. Египтяне установили значение числа пи; точную формулу для вычисления объема усеченной пирамиды с квадратным основанием, площадей треугольника, прямоугольника, трапеции, круга. В Египте же возникло и химическое ремесло. На Востоке – в Индии и Китае – также была известна практическая химия. В Китае изобрели порох и крашение. В Персии были известны металлургия, гончарное дело.

Однако первоначально науки были сугубо опытными, эмпирическими и прикладными как по содержанию знания, так и по способу его получения и обоснования. Математические и другие правила и приемы наблюдения, измерения и расчетов были довольно сложными и логически не связанными между собой, они годились лишь для отдельных случаев, так как не основывались на более простых и общих положениях.

2.2. Зарождение эмпирического научного знания

Эмпирические знания получают в результате применения эмпирических методов познания – наблюдения, измерения, эксперимента. Наряду с фантастическими представлениями о природе человек обогащался реальными знаниями о небесных светилах, растениях и животных, о движении и силах, метеорологических явлениях и т. д.

В IV тысячелетии до н. э. стали складываться древнейшие рабовладельческие государства, ставшие колыбелью современной науки. Система орошаемого земледелия, добыча металла (меди) и его обработка, развитие техники и изготовление орудий создали предпосылки для возникновения сложного общественного организма с развитой экономикой. Общественные потребности привели к появлению письменности: иероглифов в Египтe, клинописи в Вавилонии, к возникновению астрономических и математических знаний.

Сохранившиеся до наших дней великие пирамиды Египта свидетельствуют о том, что уже в III тысячелетии до н. э. государство могло организовывать большие массы людей, вести учет материалов, рабочей силы, затраченного труда. Для этой цели необходимы были специальные люди, работники умственного труда. Хозяйственные записи в Египте вели писцы, которым принадлежит заслуга фиксации научных знаний своего времени.

Определение времени начала разлива Нила требовало тщательных астрономических наблюдений. Египтяне разработали календарь, состоявший из двенадцати месяцев по 30 дней и пяти дополнительных дней в году. Месяц был разделен на три десятидневки, сутки – на двадцать четыре часа, двенадцать дневных, двенадцать ночных. Поскольку продолжительность дня и ночи менялась со временем года, величина часа была не постоянной, а менялась со временем года.

Высокого уровня достигли вавилонская математика и астрономия. Вавилоняне знали теорему Пифагора, вычисляли квадраты и квадратные корни, кубы и кубичные корни, умели решать системы уравнений и квадратные уравнения. Им принадлежит также разделение эклиптики на двенадцать созвездий зодиака.

Математика египтян и вавилонян носила практический характер и выросла из потребностей хозяйственной и строительной практики. По мнению историков математики, вавилонская математика находилась на более высоком научном уровне, чем египетская. Но в области геометрии египтяне ушли дальше вавилонян.

Астрономия была первой из естественных наук, с которой началось развитие естествознания, Ф. Энгельс в “Диалектике природы” предложил схему развития естествознания, согласно которой сначала возникла астрономия из наблюдения смены дня и ночи, времен года и потому абсолютно необходимая для пастушеских и земледельческих народов. Для развития астрономии нужна была математика, а строительная практика стимулировала развитие механики.

В III-II тыс. до н. э. и пирамиды, и храмы – постройки для богов – строились из камня. Самая ранняя из египетских пирамид – пирамида фараона Джосера, воздвигнутая около 5 тысяч лет назад, ступенчатая и возвышающаяся, как лестница, к небу. Однако самая знаменитая и самая значительная по размерам – пирамида Хеопса. Известно, что строили ее более 20 лет сотни тысяч людей. Размеры ее таковы, что внутри может свободно поместиться любой европейский собор: высота 146,6 м (сейчас 137 м), площадь – около 55 000 м2 . Пирамида Хеопса сложена из гигантских известняковых камней, а каждая каменная глыба весит 2-3 тонны. Ученые подсчитали, что на строительство этой пирамиды пошло 2 300 000 таких камней. Удивительно строительное искусство древних мастеров: камни пирамиды до сих пор так плотно пригнаны друг к другу, что между ними невозможно даже просунуть иглу. Снаружи пирамида Хеопса облицована прекрасно отполированными известняковыми плитами.

Древнейшие египетские пирамиды считались одним из семи чудес света. Позднее, во II тыс. до н. э., пирамиды стали строить из кирпича, а не из камня – это было чуть менее разорительно, сами пирамиды становятся меньше. К началу I тыс. до н. э. строительство пирамид было прекращено.

Древнейшие древнеегипетские математические тексты относятся к началу II тысячелетия до н. э. Математика тогда использовалась в астрономии, мореплавании, землемерии, при строительстве зданий, плотин, каналов и военных укреплений. Денежных расчетов, как и самих денег, в Египте не было.

Знания о движениях небесных светил играли немаловажную роль в Древнем Египте, возможно, уже в додинастический период, но определенно об этом ничего не известно. В дальнейшем в III-I тыс. до н. э. развитие древнеегипетской астрономии шло по следующим основным направлениям:

1) создание календарей;

2) разработка методов для измерения времени ночью;

3) конструирование систем водяных и солнечных часов;

4) выделение деканальных и других небесных созвездий;

5) наблюдения планет как особой разновидности звезд;

6) развитие космологических и астрологических представлений.

Особое значение в истории древнеегипетской астрономии имели первые два направления, непосредственно связанные с практической жизнью египтян и их религиозными верованиями.

Открытия древних индийцев в области точных наук повлияли на развитие арабской и ирано-персидской науке. Почетное место в истории математики занимает ученый Арьяпхата. Ученый знал значение “пи”, предложил оригинальное решение линейного уравнения. Кроме того именно в Древней Индии впервые система счисления стала десятичной (т. е. с нуля). Эта система легла в основу современной нумерации и арифметики. Более развита была алгебра; о понятие “цифра”, “синус”, “корень” впервые появились именно в древней Индии.

Древнеиндийские трактаты по астрономии свидетельствуют об очень высоком развитии этой науки. Независимо от античной науки индийский ученый Арьяпхата высказал идею о вращении Земли вокруг своей оси, за что был гневно осужден жрецами. Введение десятичной системы способствовала точным астрономическим расчетам, хотя обсерваторий и телескопа у древних индийцев не было.

Наибольшим техническим прогрессом для вавилонцев, несомненно, был окончательный переход во II тысячелетии до н. э. к бронзе. Добавка олова к меди значительно снижала температуру плавления металла и в то же время очень улучшала его литейные качества и прочность и сильно увеличивала износостойкость.

Ко II тысячелетию до н. э. можно отнести усовершенствование ткацкого стана, хотя прямых данных об этом у нас нет; во всяком случае, широкая торговля красителями свидетельствует о каких-то изменениях в текстильном деле. В строительстве в средневавилонский период появляется стеклянная полива кирпича. Скотоводство было дополнено массовым коневодством – правда, обслуживавшим исключительно войско. В последней четверти II тысячелетия до н. э. у скотоводов Сирийской степи появляется одомашненный верблюд-дромадер.

Источником развития науки в Вавилонии была главным образом хозяйственная практика больших, т. е. царских и храмовых, хозяйств; на ее основе к концу III тысячелетия до н. э. создалась клинописная математика. Ее практические основы были заложены в шумерский период, но расцвета она достигла в послешумерской э-дубе, где математика преподавалась в основном на аккадском языке. Вавилонские математики широко пользовались изобретенной еще шумерами шестидесятеричной позиционной системой счета. Вавилоняне умели решать квадратные уравнения, знали “теорему Пифагора” (более чем за тысячу лет до Пифагора). Число “пи” практически принималось равным 3, хотя было известно и его более точное значение. Помимо планиметрических задач, основанных главным образом на свойствах подобных треугольников, решали и стереометрические задачи, связанные с определением объема различного рода пространственных тел, в том числе и усеченной пирамиды. Широко практиковалось черчение планов полей, местностей, отдельных зданий, но обычно не в масштабе.

Из записей астрономических и метеорологических наблюдений, сначала чисто эмпирических, впоследствии, уже в I тысячелетии до н. э., развились не только астральные культы и астрология, но и вычислительная астрономия: теория видимых лунных и планетных движений, предвычисление лунных затмений. Однако уже раньше, еще до середины II тысячелетия до н. э., были выделены созвездия, наблюдались движения планет и т. д. Сравнительно высокое развитие именно астрономии было, возможно, связано с особенностями употреблявшегося лунного календаря. Первоначально каждое государство-город имело свой календарь, но после возвышения Вавилона на всю страну был распространен принятый в Вавилоне календарь Ниппура. Год состоял из 12 лунных месяцев, имевших 29 или 30 дней (поскольку период смены фаз луны равен приблизительно 29,5 суток. Во II тысячелетии до н. э. високосные месяцы вставлялись по усмотрению царской администрации, и нередко, вероятно, с целью увеличить поступающие поборы.

В Китае с воцарением династии Хань (II в. до н. э. – I в. н. э.) древние знания стали восстанавливать и развивать. Во II в. до н. э. опубликованы наиболее древние из дошедших до нас сочинений – математико-астрономический “Трактат об измерительном шесте” и фундаментальный труд “Математика в девяти книгах”. Цифры обозначались специальными иероглифами, которые появились во II тысячелетии до н. э., и начертание их окончательно установилось к III в. до н. э. Эти иероглифы применяются и в настоящее время. На практике расчеты выполнялись на счетной доске суаньпань, где запись чисел была иной – позиционной, как в Индии, и, в отличие от вавилонян, десятичной.

Китайская счетная доска по своей конструкции аналогична русским счетам. Нуль сначала обозначался пустым местом, специальный иероглиф появился около XII века н. э. Для запоминания таблицы умножения существовала специальная песня, которую ученики заучивали наизусть.

Значительное развитие получила в Древнем Китае медицина. Древнекитайские врачи еще в IV-III вв. до н. э. стали применять метод лечения, получивший в последствии широкое применение в традиционной китайской медицине – иглоукалывание, или акупунктура. Чрезвычайно интересны рукописи медицинских сочинений, найденные недавно в одном из ханьских погребений начала ІІ в до н. э. Они включают трактат по диетологии, руководство по лечебной гимнастике, пособие по лечению методом прижиганий и, наконец, сборник различных рецептов. Последний содержит 280 предписаний, предназначенных для лечения 52 болезней (в том числе судорог, нервных расстройств, лихорадки, грыжи, глистных заболеваний, женских и детских болезней и. т.д.). К ІІІ в относится применение знаменитым врачом Хуа То местной анестезии при полостных операциях.

До III в. до н. э. здесь писали в основном на бамбуковых планках, связанных веревками наподобие жалюзи и свернутых в рулон, в том же веке в качестве писчего материала стали употреблять шелк, а около 200 г. до н. э. Мэн Тянь изобрел волосяную кисточку, вытеснившую прежний заостренный стиль (палочку для письма). Т. к. шелк был слишком дорог, чтобы полностью заменить громоздкие бамбуковые планки. В 105 г. н.э. Цай Лунь впервые изготовил бумагу из тряпья и древесной коры. Китаец “Мо Чинг” в III веке до н. э. стал автором ранней версии закона движения Ньютона.

Список использованной литературы

1) Ч. П. Фицджералд “История Китая”, – М.: Центрполиграф, 2004, 460 с.

2) Носовский Г. В., “Империя. (Русь, Турция, Китай, Европа, Египет. Новая математическая хронология древности)”, – М.: Факториал, 2003

3) История Древнего мира. Ранняя древность. Кн. I, M., 1989.



Зараз ви читаєте: Эволюционная теория Дарвина. Зарождение эмпирического научного знания