Горяев М.А.
История физики тесно связана с историей общества. Это вполне естественно, поскольку физика как любая наука является важной составляющей культуры, а научное развитие, безусловно, определяется развитием цивилизации в целом. Причем физика в большой степени и зависит от уровня развития, и обусловливает развитие производительных сил общества. В связи с этим развитие физики определяется развитием как материальной культуры, так и общей, духовной культуры. Отметим, что духовная культура должна пониматься в самом широком смысле, т.е. включать в себя образование, идеологию, государственное устройство.
1. Взаимосвязь развития физики и культуры
Связь физики с развитием общества прослеживается на протяжении всей истории развития цивилизации. Эта связь не всегда носит однозначный характер, что обусловлено, прежде всего, естественным отставанием реализации тех или иных возможностей от потребностей общества. С другой стороны, на определенных стадиях физика как мощная ветвь дерева цивилизации начинает развиваться уже по своим собственным законам, слабо связанным с развитием общества в целом.
В таблице представлена хронологическая связь основных этапов развития физики и общества. По мере развития материального производства в древнем мире идет накопление знаний в области естествознания. Но в древнем Египте, Месопотамии, Индии и Китае эти знания не были систематизированы. Для развития физики, безусловно, важным является и уровень духовной культуры общества, который необходим для обобщения данных наблюдений, появления новых физических идей и представлений, создания стройной системы знаний. Особенно отчетливо это просматривается в истории физики античного мира.
Определенные ценные знания по отдельным вопросам естествознания были у шумеров, вавилонян и египтян, но они носили случайный характер. И только после появления "чистых наук" - философии и математики в Древней Греции стали возможны систематические работы по описанию и объяснению явлений природы. При этом естественно использовались экспериментальные наблюдения, накопленные в процессе развития материальной культуры. Достижение высокого общего культурного уровня в Греции при наличии обширного комплекса знаний и технических навыков обеспечило в 4 веке до н.э. начало работ по описанию, упорядочению и объяснению явлений природы. Поэтому именно в это время у Аристотеля в его натурфилософских работах появляется само понятие "физика" и закладываются основы физического мышления. Подход Архимеда и других древнегреческих ученых к решению физических проблем основывался на простых, но строгих геометрических доказательствах, так что математика стала основным интеллектуальным орудием физики.
Таблица. Хронология развития культуры и физики
| Период | Материальная культура | Духовная культура | Физика |
| до 6 в. до н.э. | Господство религии | ||
| 6-4 в.в. до н.э. | Развитие производительных сил | Зарождение “чистых наук” | Накопление наблюдений |
| 4 в. до н.э. – 2 в. | Развитие философииВыделение конкретных наук | Появление натурфилософииЗарождение механики и оптики | |
| 3 – 12 в.в. | Упадок в ЕвропеРазвитие в арабском мире | Господство новых религий | Упадок в ЕвропеРазвитие в арабском мире |
| 13 –16 в.в. | Промышленная революцияГеографические открытия | УниверситетыРенессансСистема Коперника | Зарождение экспериментальной физики |
| 17 – 18 в.в. | Рост промышленного производства | Буржуазные революцииАкадемии наук | Создание классической механики |
| 19 в. | Промышленная революция | Развитие демократических свобод | Становление классической физики |
| Конец 19 – начало 20 в. | Революционные открытия | ||
| 20 в. | Научно-техническая революция | Развитие демократии Появление тоталитаризма | Развитие квантовой, ядерной физики |
Следует отметить, что достижения александрийских механиков 2-1 веков до н.э. позволяли создавать очень нужные и полезные технические устройства. Но отсутствие соответствующей производственной базы задержало реализацию этих изобретений до 2-4 веков, когда они частично использовались при интенсивном строительстве в Римской империи, а внедрение подавляющего большинства изобретений затянулось до эпохи Возрождения.
После распада Римской империи в Европе наблюдается экономический упадок. Это определило то, что в средневековье там практически не наблюдалось развитие физики. Важным фактором, определившим развитие науки, явилось появление новых религий: христианства и ислама. Возникающие новые господствующие идеологии очень ревниво и враждебно относились к культурному наследию прошлого, философии и естественнонаучным трудам. В конце 4 века под руководством александрийского архиепископа Феофила был организован разгром части Александрийской библиотеки, а в начале 5 века по указанию патриарха Кирилла был осуществлен разгром Александрийского музея, а также убиты многие его профессора. В 529 г. император Византии Юстиниан закрыл последнюю философскую школу в Афинах, а римский папа Григорий I специальным постановлением запретил чтение древних книг и занятие математикой и философией. Арабам же приписывают окончательное сожжение Александрийской библиотеки в 640 г.
По мере усиления и расцвета арабских государств ислам становится более терпимым, начинается ассимиляция культур и в арабском мире наблюдается развитие науки, поэтому достижения средневековой физики в основном связывают с арабскими учеными. При этом следует говорить об изменении отношения именно государств, а не религии, поскольку последняя крайне нетерпима к развитию науки, получению новых объективных знаний. Для ортодоксальных религиозных идеологий главным является беспрекословное следование догмам, послушание, а не результат, и религия на протяжении практически всей истории негативно относилась к развитию физики и естествознания в целом.
В связи с этим в средневековой Европе, где католическая церковь имела огромную власть, даже после создания университетов развитие науки в них носит сугубо схоластический характер. И лишь после начала эпохи Ренессанса, возрождения как материальной, так и духовной культуры наблюдается отказ от схоластического мышления в науке и появляются основоположники экспериментального метода в физике - Леонардо да Винчи и Галилео Галилей. Происходящая в это время промышленная революция, применение машин в мануфактурном производстве ставит новые проблемы перед физикой. Достижения античной статики уже практически исчерпаны, и в отличие от техники древности, где в основном использовалась наука о равновесии, в технике мануфактурного периода вперед выходит задача освоения и передачи механического движения. Такие задачи в полной мере решает созданная в 17-18 веках классическая механика.
Промышленная революция в 19 веке дополнительно стимулировала развитие физики. При этом, прежде всего, следует отметить влияние практического использования паровой машины и потребности ее совершенствования на развитие термодинамики. А успехи учения о теплоте в свою очередь способствовали развитию теплотехники во второй половине 19 века, поскольку конструкторы новых тепловых машин - двигателей внутреннего сгорания опирались на теоретические положения термодинамики.
Также необходимо сказать о бурном развитии электротехники в 19 веке, где широко и активно использовались открытия Вольта, Ампера, Фарадея и других физиков в области электромагнетизма. При этом следует подчеркнуть, что пути и сроки реализации технических применений различных физических открытий могут быть разными, поскольку развитие техники происходит по своим внутренним законам. Например, применения электричества для передачи сигналов на расстояния предлагали Вольта, Ампер и другие исследователи. Но реализация телеграфа стала возможна лишь после удачного предложения в 1832 г. телеграфного алфавита американским изобретателем Самуилом Морзе (1791-1872).
После завершения построения классической физики развитие современной физики в большей степени происходило по объективным законам собственной логики. Так, и теория относительности, и квантовая физика возникли вследствие необходимости преодоления внутренних противоречий в физике, которые не могли быть разрешены в рамках классической теории. И теперь уже достижения квантовой и ядерной физики в 20 веке стимулировали развитие техники и обеспечили полномасштабную научно-техническую революцию в материальном производстве.
Влияние развития культуры на физику также не носило односторонний характер. Помимо влияния физики на промышленную и научно-техническую революции 19 и 20 веков, физика активно и глубоко проникала и в процессы духовного формирования общества. Это, прежде всего, развитие во многом определяющих современную духовную культуру средств связи и массовой информации, появление которых было бы невозможно без достижений физики. А успехи атомной и ядерной физики 20 века в огромной степени обусловили изменение сознания общества в различных направлениях, начиная с политики и кончая экологией.
Необходимо отметить еще один аспект связи физики и общества: влияние государственного устройства на развития физики, что наиболее наглядно проявилось в 20 веке. В основном успехи физики определялись достижениями ученых в демократических государствах, а тоталитарные режимы вынуждали, как правило, эмигрировать представителей научной элиты (Россия, Италия, Германия). Но эта связь не является однозначной, поскольку в тоталитарных государствах на решении ряда научно-технических проблем (в особенности по вопросам совершенствования военной техники) сосредотачивались огромные материальные и людские ресурсы. Причем очень большое внимание уделялось развитию физического образования в массовом масштабе. А уже по закону больших чисел здесь всегда находились ученые, которые успешно занимались не только задачами прикладного характера, но и делали фундаментальные открытия.