Научные открытия и изобретения. Материал для самостоятельного изучения (§ 30 в старом учебнике)
Вопросы в тексте параграфа
Кто и когда впервые изобрел компас?
Магнитное приспособление для определения сторон света в дневное время суток было изобретено в Китае при династии Сун. Первое упоминание о таком устройстве впервые появляется китайской книге 1044 года. Компасы использовались торговцами для указания направления движения каравана по пустыням.
Кто первым из европейцев добрался до Америки?
Колумб первым из достоверно известных путешественников пересёк Атлантический океан в субтропической и тропической полосе северного полушария и первым из европейцев ходил в Карибском море и в Саргассовом море. Он открыл и положил начало исследованию Южной и Центральной Америки, включая их континентальные части и близлежащие архипелаги — Большие Антильские (Куба, Гаити, Ямайка и Пуэрто-Рико), Малые Антильские (от Доминики до Виргинских островов, а также Тринидад) и Багамские острова. Несмотря на это, первооткрывателем Америки Колумба можно назвать с оговорками, ведь ещё раньше на территории Северной Америки бывали европейцы в лице исландских викингов. Но, поскольку за пределами Скандинавии сведений об этих походах не было, именно экспедиции Колумба впервые сделали сведения о землях на западе всеобщим достоянием и положили начало колонизации Америки европейцами.
Однако Америкой новые земли были названы в честь флорентийского путешественника Америго Веспуччи, который первым предположил, что Новый Свет не является частью Индии, но представляет собой совершенно новый континент.
Где и как создавали средневековые рукописные книги? Как их украшали?
В эпоху раннего Средневековья книжное дело практически всецело находилось в руках духовенства. Средневековые рукописные книги создавали в преимущественно в монастырских скрипториях. Церковь осуществляла цензуру книг и строго следила за содержанием богословских трактатов. Сосредоточив в своих руках монопольное право на переписывание книг, она тем самым препятствовала широкому распространению знаний среди мирян. С XII века возникают товарно-денежные отношения между монастырскими скрипториями и потребителями книг. Книги становятся дорогим и востребованным товаром. Для изготовления добротных переплетов и украшения драгоценными камням, миниатюрами и орнаментами монастыри привлекают мастеров (резчиков печатей, золотых дел мастеров, граверов и т.д.)
В XIII веке в городах открываются книгописные мастерские. С разделением труда в таких мастерских появляются профессии каллиграфа, наносившего основной текст рукописи; рубрикатора, вписывавшего заглавные буквы и инициалы; иллюминатора, раскрашивавшего орнаменты; миниатюриста, рисовавшего цветные иллюстрации. Отдельной специальностью по-прежнему оставалась выделка пергамена и профессия переплетчика. Крупными центрами по переписыванию книг считались города Испании и южной Италии.
Узнайте, как назывался прибор, изображенный на рисунке, и как он действовал.
На рисунке изображен примитивный секстант, а вернее в те времена ранний прототип секстанта назывался квадрантом. Это навигационный измерительный инструмент для определения высоты Солнца и других космических объектов над горизонтом с целью определения географических координат точки, в которой производится измерение. Мы видим, как моряк измеряет угол возвышения космического объекта с помощью зрительной трубки на штативе и веревки с грузом и с мерными делениями. Сначала зрительная трубка наводилась на уровень горизонта и на веревке делалась отметка. Потом зрительная трубка наводилась на объект – делалась еще одна отметка. Расстояние между отметками на веревке позволяло определить угол возвышения объекта над уровнем горизонта. А круглый горизонтальный диск с делениями позволял вычислить положение объекта относительно сторон света.
Настоящий морской секстант был изобретен только в XVIII веке и выглядел совершенно не так. Он состоял из маленькой зрительной трубы, двух зеркал, подвижной рукоятки и 60-градусной деревянной или металлической дуги, называемой лимбом. Зрительная труба наводится на линию горизонта, образующую базовую линию, относительно которой отсчитывается угол возвышения определяемого объекта. Затем движением рукоятки секстанта поворачиваем измерительный диск с большим зеркалом, в результате этого движения определяемый объект появляется в поле видимости и отражаясь от малого зеркала становится виден на линии горизонта. На шкале отображается угол возвышения объекта в градусах, минутах и секундах. Зная дату и время измерения, высоту над уровнем моря, а также, имея под рукой морской альманах или эквивалентные таблицы, можно было определить широту и долготу своего местоположения.
Сравните устройство каравеллы с кораблями различных народов Средневековья (с. 42-43, 55, 80, 112, 171)
Драккар – боевой корабль викингов, длинный и узкий, с высоко поднятыми носом и кормой. Размеры 10-18 метров в длину, до 5 метров в ширину, приводился в движение 20-30 парами весел или прямоугольным парусом. Драккар мог перевести до 100 воинов. Малая посадка корабля позволяла ему ходить по мелководью.
Византийский дромон – основное судно, входящее в состав византийского флота с VI по XV века. Дромон – открытое беспалубное гребное судно с одним или двумя рядами весел и съемным парусным вооружением. Дромон был дальнейшей эволюцией римских трирем. Обычно на дромонах было две мачты с косыми латинскими парусами. Самые большие дромоны могли взять на борт до 200 человек. Дромоны оснащались таранами, метательными машинами и установками для «греческого огня».
В Арабском халифате существовало более десятка различных видов кораблей, предназначенных для разных целей. Главной ударной силой арабского флота были «гурабы», а основным торговым кораблем была трехпалубная «куркура». Гурабы – это мощные парусно-гребные галеры, имевшие до 180 весел. Длина их достигала до 43 метров. Экипаж состоял из 200-300 человек. Куркуры – огромные и тяжелые трехпалубные корабли с высокими бортами. Такие корабли могли ходить по морю только под парусами при сильном попутном ветре, поэтому у них было мощное парусное вооружение. Именно на кораблях Арабского халифата впервые появились косые паруса.
Когг – одномачтовое парусное судно с высокими бортами, было основным торговым и военным судном ганзейских городов. Они обладали относительно небольшой осадкой, могли управляться малой командой и перевозить до 200 тонн груза. Прямой киль, короткий корпус, высокие зубчатые надстройки на носу и корме были отличительной чертой ганзейских судов. На коггах впервые появляется бушприт (наклонная мачта на носу корабля), который служит для растяжки паруса спереди. Во второй половине XV века появляются трехмачтовые когги. На передних двух мачтах (фок-мачта и грот-мачта) устанавливались прямоугольные паруса, на третьей мачте (бизань) ставили косой парус.
Неф – морское парусное военно-транспортное судно X-XVI веков. Изначально имел одну-две мачты и латинское парусное вооружение (треугольные паруса). Неф имел округлую форму и высокие борта. На носу и корме располагались многоярусные надстройки. Корабль вмещал до 1000 человек, а некоторые особо крупные экземпляры могли принять на борт до 1500 человек. Такие корабли участвовали в сражениях Столетней войны и перевозили крестоносцев во время крестовых походов.
Каравелла – небольшое парусное судно, предназначенное выходов в море и походов вдоль побережья. Первые каравеллы были вообще рыбацкими судами с малым водоизмещением. Потом каравеллы стали использоваться для торговли, в том числе и рабами на западном побережье Африки. Обычно каравеллы имели три мачты, с прямыми и косыми парусами, а наличие бушприта (носовой наклонной мачты, как на картинке) вовсе не характерно для каравелл. Каравелла сильно проигрывала в прочности и надежности каракке. Поэтому именно каракки, с их округлым корпусом и высокими бортами использовались для длительных морских путешествий в эпоху Великих географических открытий (в частности, и в экспедиции Колумба). Лишь после того, как Бартоломеу Диаш на каравеллах совершил поход в Индийский океан в 1488 году, на основании его претензий была изменена конструкция каравелл, увеличена высота бортов и вместительность корпуса, что приблизило каравеллы к караккам того времени.
Сравнивая предложенные типы кораблей, мы видим, как они эволюционировали в эпоху Средневековья:
— небольшие длинные весельные драккары, римские и византийские триремы со съемными мачтами и прямыми парусами были способны двигаться либо по ветру, либо на веслах;
— корабли с косыми (латинскими) парусами, способные под большим углом поворачивать парус для лучшего маневрирования;
— двух, трех и даже четырехмачтовые корабли с объемными корпусами и мощными килями, комбинированным парусным вооружением (прямые и косые паруса), способные плавать не только вдоль берега, но и пересечь океан.
Чтобы посмотреть и почитать про корабли, нажмите сюда >>
Обобщение информации параграфа
1. Какова роль алхимии и астрологии в развитии научных знаний?
Сами по себе ни алхимия, ни астрология не являлись науками и скорее были антинаучны, однако именно они существенно помогли становлению наук химии и астрономии. Алхимики усовершенствовали методики получения различных сплавов и материалов, а также отработали на практике многие химические приборы и реагенты. Астрологи, наблюдая за звездами, накапливали важные знания о характере движения космических тел, что было очень полезно для астрономии.
2. Почему изобретение книгопечатания считается одним из величайших открытий в истории человечества?
Благодаря печатной книге знания, накопленные людьми, стали распространяться быстрее. Книги стали более дешевыми и доступными, их могли прочитать большее количество людей. Научные труды и литературные произведения стали не только привилегией узкого круга людей. Изобретение книгопечатания позволило стереть сословные и имущественные границы для распространения знаний, что существенно ускорило прогресс человечества.
3. Перечислите, что способствовало началу Великих географических открытий.
Эпоха Великих географических открытий — период истории человечества от конца ХV до середины ХVII веков. Условно делится на две части: испано-португальские открытия ХV-ХVI веков (открытие Америки, морского пути в Индию, тихоокеанские экспедиции, первое кругосветное плавание); англо-голландско-русские открытия ХVI-XVII веков (открытие Северной Америки, голландские экспедиции в Индийский и Тихий океаны, русские открытия всей Северной Азии).
Эпоха великих географических открытий стала возможна благодаря совокупности самых разных факторов. Это развитие торговли и ремесел, рост городов, истощение европейских рудников золота и серебра, открытие книгопечатания, распространение огнестрельного оружия, появление навигационных приборов, эволюция парусных морских кораблей, успехи картографии, разрушение торговых связей Европы с Индией и Китаем из-за падения Константинополя.
4. Заполните таблицу «Технические открытия и изобретения Средневековья».
| Название открытия или изобретения | Область применения | Значение открытия или изобретения |
| Приливное водяное колесо | Везде, где требовалась кинетическая энергия для приведения в действие механических конструкций | Люди научились использовать энергию воды и сильно упростили многие производственные процессы. Такие колеса помогали молоть муку, использовались в металлургии, ткацкой индустрии, для поднятия тяжестей и т.д. |
| Механические часы | Указывали время | Конечно, речь идет лишь об огромных механизмах башенных часов. Появление таких часов позволило людям точно считать время и планировать свою деятельность. |
| Доменные печи | Металлургия | Доменные печи позволили существенно ускорить процесс плавки металлов и увеличить производительность металлургических цехов. |
| Перегонный аппарат | Алхимия, медицина | Процесс дистилляции известен был еще до нашей эры, но появление перегонного аппарата с охлаждающим элементом (было заслугой мусульманских алхимиков) позволило существенно упростить работу алхимиков. |
| Очки | Оптика, бытовые нужды | Изобретение Роджером Бэконом линз было настоящим прорывом в оптике и результатом изучения физики преломления света. Теперь стало возможным создавать телескопы или микроскопы, лупы и очки для близоруких и дальнозорких. |
| Печатный станок | Книгопечатание | Несмотря на то, что наборные литые штампы для печати появились в Китае более чем за 200 лет до Гутенберга, именно Гутенберг придумал, как механизировать этот процесс. Книгопечатание стало важнейшим изобретением, способствовавшим распространению знаний. |
| Порох и огнестрельное оружие | Военное дело | Порох был изобретен в средневековом Китае. Вначале его применение было ограничено гранатами, бомбами и ручными ракетами на поле боя или фейерверками во время праздников. Реальная разрушительная сила пороха открывается людям тогда, когда объем, где находится пороховая смесь ограничен – появляется огнестрельное оружие и артиллерия. Это привело к концу средневекового рыцарства, поскольку оружие и доспехи рыцарей стали неэффективные, а крепостные стены – недостаточной защитой. |
| Компас | Навигация, торговля | Компас был изобретен в Китае. Его применение позволило не только водить торговые караваны по пустыням и степям, но и сделало возможным наступление эпохи Великих географических открытий. |
| Ноль | Математика, геометрия | Прообразы цифры «ноль» были известны и в Вавилоне, и даже у индейцев майя. Но впервые цифра «ноль» в современном понимании и виде появилась в средневековой Индии. В Европе «ноль» стали использовать лишь в XII-XIII веке, а в XV веке полностью перешли на эту систему. Появление «ноля» позволило перейти к позиционной системе исчисления, использование которой сыграло неоценимую роль в развитии математики и геометрии. |
Подумайте
1. Можно ли сказать, что технический прогресс в Средние века проходил медленно? Аргументируйте свое мнение.
Да, можно сказать, что технический прогресс в Средние века шел медленно. Основными факторами, сдерживающими технический прогресс в Средние века, можно назвать отсутствие свободного распространения и обмена знаниями, противодействие католической церкви развитию науки, поддерживание общего уровня образованности населения на крайне низком уровне. Обратите внимание, что наиболее значимые прорывы в науке и техническом развитии происходили тогда, когда европейцам удавалось либо позаимствовать новые научные знания у народов, с которыми им пришлось сосуществовать какое-то время, например, у арабов, либо тогда, когда в споре с закостенелыми христианскими догмами побеждало рациональное мышление, как во время Возрождения.
2. Какое значение имело изобретение книгопечатания? Как вы считаете, является ли в настоящее время книга основным носителем информации? Свой ответ поясните.
Изобретение печатного станка делало книги более доступным, что способствовало широкому распространению знаний и их сохранению. Сегодня, книга уже практически утратила главенствующую роль в распространении и сохранении знаний. Цифровые технологии и изобретение интернета сделали доступ к знаниям еще более простым, удобным и дешевым.
3. Опираясь на известные вам факты, напишите рассуждение о том, как торговля, военные походы, завоевания территорий и культурные контакты людей в период Средневековья влияли на развитие европейской науки и техники.
Межкультурный обмен знаниями и традициями общепризнанно является одним из факторов ускорения распространения знаний, а следовательно, и важным моментом, влияющим на развитие науки и техники. Так, например, подавляющее количество изобретений и научных достижений Средневековой Западной Европы было получено в результате межкультурного обмена. Порох, бумага, компас, механические часы были изобретены в Китае; книгопечатание с литых наборных пластин тоже было известно в Китае за 200 лет до Гуттенберга, он лишь механизировал этот процесс; многие технологии алхимии были переняты у арабов; достижения медицины, химии и математики тоже пришли в Европу от арабов и индусов. От арабов в Европу пришли кофе, шахматы, парашют, латинские паруса, мыло и шампунь, камера, коленчатый вал, хирургические инструменты, ветряная мельница, авторучка, ковры, чеки, торпеды и ракеты, сады и даже форма готической стрельчатой арки.
Все эти новые знания и изобретения попадали в Европу в результате межкультурного обмена. Основными путями для такого обмена являются соседские связи, международная торговля и даже военные походы.
4. Представьте, что вы средневековый мастер-изобретатель или купец, обладающий секретом какой-либо технической новинки (астролябии, механических часов и пр.) Вам нужно привлечь внимание людей, которые могут найти применение этому изобретению, пустить его в производство и обогатить как себя, так и вас. Опишите все достоинства и преимущества вашей новинки, возможные сферы ее использования, ожидаемые выгоды.
Ты богатый купец, способный вложить средства в новое дело, а я мастер, обладающий секретом обработки стекла – мы можем быть полезны друг другу. Смотри, что я хочу тебе предложить. Это называется линзой. Ее секрет мне поведал сам Роджер Бэкон. А я усовершенствовал метод обработки стекла, чтобы придать ему такую форму и чистоту. Ты спросишь, зачем тебе нужна эта линза и как на ней можно заработать? Отвечу. Эта линза – очень ценный предмет. Я вижу, ты уже прожил очень бурную жизнь, приобрел огромный опыт и мудрость. Но скажи, не мешают ли тебе прожитые годы, например, читать? Посмотри сквозь эту линзу на страницы книги. Видишь, буквы стали крупнее и четче? С хорошей оправой, которая сама держится на носу, эта линза смогла бы стать настоящим спасением для людей, посвятивших себя постижению мудрости. Да, я понимаю, что таких людей очень мало, но они будут готовы заплатить большие деньги за эту линзу. Но и это еще не все. Ты часто ходишь в походы, возишь товары на кораблях или наземными караванами. Если соединить несколько таких линз и вставить их в трубу, то мы получим уникальный предмет, который позволит нам видеть дальше, чем когда-либо. Представь, что ты сможешь увидеть пиратский корабль или отряд разбойников задолго до того, как они увидят тебя. Разве это не будет настоящим спасением для тебя и твоего товара? Я предлагаю тебе стать моим партнером. Вместе мы смогли бы расширить мастерскую, купить новое оборудование и нанять мастеровых. А ты смог бы продавать зрительные линзы и трубы и сделать на этом целое состояние.
5. Какими техническими изобретениями и научными открытиями, сделанными людьми в Средневековье, вы пользуетесь в повседневной жизни?
Сегодня мы используем в повседневной жизни множество изобретений, сделанных в Средние века. Мы читаем книги, пользуемся очками, мылом и шампунем, фотографируем камерами, коленчатые валы используются в автомобилях и многих механизмах, пишем авторучками, получаем в магазинах чеки, играем в шахматы, пользуемся позиционной системой счета и арабскими цифрами, разводим возле дома сады, пьем кофе, ходим дома по коврам и т.д.