Каков вклад ученых эпохи возрождения в развитие биологии: Вклад известных ученых в развитие биологии. (Краткий обзор для вводной части общей биологии в 9 классе.)

Вклад известных ученых в развитие биологии. (Краткий обзор для вводной части общей биологии в 9 классе.)

НОУ Школа «Доверие»

                                         учитель биологии: Бондаренко Т.В.

                  Вклад известных ученых в развитие биологии.

 (Краткий обзор для вводной части общей биологии в 9 классе.)

 

Биология сформировалась в качестве самостоятельной научной дисциплины об общих свойствах живого лишь в XIX веке. В связи с проблематикой понятия жизни и определением фундаментального различия между неживыми и живыми природными телами. Между тем, знания о живой природе начали закладываться задолго до этого, во времена античности, Средних веках, в эпоху Возрождения,  начале Нового Времени.

 

Собственно слово биология лишь в XIX веке стало использоваться для обозначения науки о живом. Соответственно, и такой дисциплинарной идентичности как биолог долго не было. Многих ученых прошлого, кого мы сейчас называем биологами, при жизни называли знатоками естественной истории, врачами, естествоиспытателями, натуралистами. В частности, такие светила биологии как Грегор Мендель — был монахом и настоятелем монастыря, Карл Линней — врачом, Луи Пастер — химиком, а Чарлз Дарвин — английским натуралистом и путешественником.

 

   Александр Флеминг

 

Александр Флеминг (1881—1955), — шотландский бактериолог,  открыл лизоцим — фермент, убивающий некоторые бактерии и не причиняющий вреда здоровым тканям, и впервые выделил пенициллин из плесневых грибов. Был удостоен 25 почетных степеней.

 

   Антони ван Левенгук

Антони ван Левенгук (1632—1723), — нидерландский натуралист, конструктор микроскопов, основоположник научной микроскопии.  Он первый подметил, как кровь движется в мельчайших кровеносных сосудах — капиллярах. Он впервые увидел микробы и сперматозоиды.

 

   Грегор Мендель

               

Грегор Мендель (1822—1884), — австрийский естествоиспытатель, ученый-ботаник и религиозный деятель, монах, основоположник науки о наследственности и изменчивости организмов. Работа исследователя послужила началом новой науки, которую несколько позже назвали генетикой.

 

   Жан Батист Ламарк

 

                                                

Жан Батист Ламарк (1744—1829), — французский учёный-естествоиспытатель. Он первый, за полвека до Дарвина, предложил теорию о естественном возникновении и развитии органического мира. В 1802 году ввёл термин «биология».

 

   Жорж Кювье

 

Жорж Кювье (1769—1832), — французский биолог, зоолог, естествоиспытатель, натуралист, один из первых историков естественных наук. Создал палеонтологию и сравнительную анатомию животных.

 

   Карл Линней

 

Карл Линней (1707—1783), — знаменитый шведский естествоиспытатель. Предложил бинарную номенклатуру — систему научного наименования растений и животных. Разделил все растения на 24 класса, выделив отдельные роды и виды.

 

   Чарлз Дарвин

                 

 

Чарлз  Роберт Дарвин (1809—1882), — английский натуралист и путешественник. Ему удалось решить величайшую проблему биологии: вопрос о происхождении видов. Дарвин также создал оригинальную теорию развития органического мира (теорию эволюции).

 

Эпоха Возрождения: Зарождение научной биологии

•  
  ПОЗНАНИЕ ПРИРОДЫ В ЭПОХУ ВОЗРОЖДЕНИЯ

Новый величайший переворот в системе культуры происходит в эпоху Возрождения, которая охватывает XIV - начало XVII в. Эпоха Возрождения — эпоха становления капиталистических отношении, первоначального накоплений капитала, восхождения социально-политической роли города, буржуазных классов, складывания абсолютистских монархий и национальных государств, эпоха глубоких социальных конфликтов, религиозных войн, ранних буржуазных революций, возрождения античной культуры, возникновения книгопечатания, эпоха титанов мысли и духа.

Социально-исторической предпосылкой культуры Возрождения явилось становление буржуазного индивидуализма, который приходил на смену сословно-иерархической структуре феодальных отношений. Средневековье завершает тот длительный период истории человечества, в ходе которого человек был еще привязан прямыми либо опосредованными узами к коллективу определенного типа. Этот отрыв окончательно осуществился именно в эпоху Возрождения. «Не терпеть нужды и не иметь излишка, не командовать другими и не быть в подчинении — вот моя цель», — писал Ф. Петрарка, выражая этим не только свои личные цели, но и жизнеощущение эпохи . В социально-психологическом плане ренессансный индивидуализм порождал такую особенность образа жизни, которую великий русский мыслитель А.Ф. Лосев называл «субъективистически-индивидуалистической жаждой жизненных ощущений независимо от их религиозных или моральных ценностей». Жизнь на свой страх и риск, предполагающая индивидуализм и самоутверждение личности, возможна только в условиях активно-деятельного отношения к миру.

Зарождение научной биологии

Стихийно-эмпирическое накопление знаний о мире органических явлений длилось тысячелетиями. Но долгое время знания о биологических явлениях не выделялись из общей совокупности знаний о природе в самостоятельную отрасль. Биологические знания излагались вперемешку со знаниями о химических, физических, географических, климатических, метеорологических, социально-исторических явлениях. Специфика биологического объекта просто не фиксировалась, стихийно-эмпирически накапливаясь в основном как побочный продукт деятельности ремесленников, крестьян, путешественников, алхимиков, паломников, купцов, фармацевтов, лекарей и др. Природа выступала как нерасчлененное целое.

В эпоху Возрождения ситуация в сфере познания живого изменилась. Здесь особое место принадлежит XVI в. В истории биологии этот период выделяется как начало глубокого перелома в способах познания живого. Ренессансный гуманизм, пересмотрев представление о месте человека в природе, возвысил роль человека в мире, вплоть до того, что божественность стали рассматривать как один из атрибутов человечности. В человеке видели венец, светоч природы, полагая, что уже в силу одного этого он достоин самого тщательного изучения, внимания и заботы. Отражением главной ориентации той эпохи - ориентации на человека, на совокупность его ближайших потребностей и прежде всего на решение наиболее близких ему медицинских проблем — было быстрое развитие биологического познания. Известный историк естествознания П. Таннери, характеризуя данный период развития биологии, писал: «…История науки в первой половине Х\Т столетия была в сущности только историей медицины»‘. В сторону человека развернулась даже алхимия; результатом слияния алхимии с медициной стала ятрохимия. Основоположник ятрохимии Парацельс утверждал, что «настоящие цели алхимии заключаются не в изготовлении золота, а в приготовлении лекарств».

Особенности развития биологии в XVI-XVII вв. во многом определялись практическими потребностями развивавшегося капиталистического хозяйства, прежде всего его аграрного сектора, социально-классовыми потрясениями, ростом влияния материалистической философии на естествознание в целом и биологию в частности, институционализацией научной деятельности. На смену средневековой феодальной упрощенной культурно-бытовой сфере жизнедеятельности приходит буржуазный образ жизни, сформировавшийся в среде городской бюргерской культуры. Его важнейшими атрибутами были, в частности, цветоводство и садоводство. В XV-XVI вв. потребности медицины обусловили появление разного рода травников, а затем и создание «аптекарских садов», которые впоследствии превратились в ботанические сады; широко развивалась практика сбора гербариев. Мир животных тоже становится объектом интереса. В эпоху Возрождения значительно совершенствуется организация коневодства и конных заводов. А при дворах многих европейских правителей создаются даже настоящие зоопарки. На таком фоне повышается интерес к растению и животному как таковому. Как совершенно справедливо отмечал первооткрыватель итальянского Возрождения Я. Буркхард, «всем этим была… создана… благоприятная почва для развития научной зоологии, как и ботаники».

Значительные изменения происходят в способе биологического познания — вырабатываются стандарты, критерии и нормы исследования органического мира. На смену стихийности, спекулятивным домыслам, фантазиям и суевериям постепенно приходит установка на объективное, доказательное, эмпирически обоснованное знание. Благодаря коллективным усилиям ученых многих европейских стран такая установка обеспечила постепенное накопление колоссального фактического материала. Значительную роль в этом процессе сыграли Великие географические открытия, эпоха которых раздвинула мировоззренческий горизонт европейцев — они узнали множество новых биологических, геологических, географических и других явлений. Фауна и флора вновь открытых стран и континентов не только значительно расширили эмпирический базис биологии, но и поставили вопрос о его систематизации.

Огромная описательная накопительная работа, проведенная в XVI-XVII вв. в биологии, имела важные последствия. Во-первых. она вскрыла реальное многообразие растительных и животных форм и наметила общие пути их систематизации. Если в ранних ботанических описаниях (О. Брунфельса, И. Бока, К. Клузиуса и др.) еще отмечается множество непоследовательностей и отсутствуют четкие принципы систематизации и классификации, то уже М. Лобеллий. К. Баугин и особенно А. Цезальпино закладывают программу создания искусственной систематики (получившую свое развитие в работах Ж.Л. Турнефора, искусственная система которого была общепринятой в конце XVII — первой половине XVIII в.), а И. Юнг дает теоретический ориентир на развитие естественной систематики растений, получивший развитие в трудах Р. Моррисона и Дж. Рэя.

В это же время осуществляется и систематизация зоологического материала, прежде всего такими учеными-энциклопедистами, как К. Геснер и У. Альдрованди. Закладываются основы частных отраслей зоологии — энтомологии (Т. Моуфет), орнитологии (П. Белон), ихтиологии (Г. Рондель). Сильнейший импульс развитию зоологии был дан изобретением микроскопа. Обнаружение мира микроорганизмов А. ван Левенгуком оказало поистине революционизирующее влияние на развитие биологии, а Ф. Стелутти одним из первых применил микроскоп для изучения анатомии животных, в частности насекомых.

Во-вторых, накопительная биологическая работа в XVI- XVII вв. значительно расширила сведения о морфологических и анатомических характеристиках организмов. В трудах Р. Гука, Н. Грю, Я. Гельмонта, М. Мальпиги и др. получила развитие анатомия растений, были открыты клеточный и тканевый уровни организации растений, сформулированы первые догадки о роли листьев и солнечного света в питании растений. Установление пола у растений и внедрение экспериментального метода в ботанику — заслуга Р.Я. Камерариуса; садовод Т. Ферчаильд (не позже 1717 г.) создал первый искусственный растительный гибрид (двух видов гвоздики). На основе искусственной гибридизации совершенствовались методы искусственного опыления, закладывались отдаленные предпосылки генетики.

Важной вехой в развитии анатомии стало творчество А. Везалия, исправившего ряд крупных ошибок, укоренившихся в биологии и медицине со времен античности. М. Сервет, павший жертвой протестантского религиозного фанатизма, и У. Гарвей исследовали проблему кровообращения. У. Альдрованди обратился к традиции античной эмбриологии, а его ученик В. Койтер, систематически изучая развитие куриного зародыша, заложил основы методологии экспериментального эмбриологического исследования. Г. Фаллопий и Б. Евстахий проводят сравнение структуры человеческого зародыша и взрослого человека, соединяя тем самым анатомию с эмбриологией. На аристотелевско-телеологической основе формировались первые теоретические концепции в эмбриологии (Фабриций из Аквапенденге). В XVII в. складывается синтез анатомии и физиологии, возникает предпосылки структурно-функционального подхода (Г. Азелли, Ж. Покэ, Ф. Глиссон, Р. дс Грааф и др.)

В-третьих, важным следствием развития биологии явилось формирование научной методологии и методики исследования живого. Поиски рациональной, эффективной методологии привели к стремлению использовать в биологии методы точных наук - математики, механики, физики и химии. Сформировались даже целые направления в биологии — иатромеханика, иатрофизика и иатрохимия. В русле этих направлений были получены отдельные конструктивные результаты. Так, например, Дж. Борелли подчеркивал важную роль нервов в осуществлении движения, а Дж. Майов одним из первых провел аналогию между дыханием и горением. Значительный вклад в совершенствование тонкой методики анатомического исследования внес Я. Сваммердам.

В-четвертых, следствием накопительной работы является развитие теоретического компонента биологического познания — выработка понятий, категорий, методологических установок, создание первых теоретических концепций, призванных объяснить фундаментальные характеристики живого. Прежде всего это касалось природы индивидуального развития организма, в объяснении которой сложилось два противоположных направления — преформизм и эпигенез.

Преформисты (Дж. Ароматари, Я.Сваммердам, А. ван Левенгук, Г.В. Лейбниц, Н. Мальбранш и др.) исходили из того, что в зародышевой клетке уже содержатся все структуры взрослого многоклеточного организма, потому процесс онтогенеза сводится лишь к количественному росту всех предобразованных зачатков органов и тканей Преформизм существовал в двух разновидностях: овистической, в соответствии с которой будущий взрослый организм предобразован в яйце (Я. Сваммердам, А. Валлисниери и др.), и анималькулистской, сторонники которой полагали, что будущий взрослый организм предобразован в сперматозоидах (А. ван Левенгук, Н. Гартсекер, И. Либеркюн и др.).

Уходящая своими корнями в аристотелизм, теория эпигенеза (У. Гарвей, Р. Декарт, пытавшийся построить эмбриологию, изложенную и доказанную геометрическим путем, и др.) полностью отрицала какую бы то ни было предопределенность развития организма и отстаивала точку зрения, в соответствии с которой развитие структур и функций организма определяется воздействием внешних факторов на непреформированную зародышевую клетку. Борьба между этими направлениями была острой, длительной, велась с переменным успехом. Каждое направление обосновывало свою позицию не только эмпирическими, но и философскими соображениями (так, преформизм хорошо согласовывался с креационизмом: Бог создал мир со всеми населяющими его существами, как теми, которые были и есть, так и теми, которые еще только появятся в будущем),

В целом же биология в XVI-XVII вв. была в зачаточном состоянии; растительный и животный миры были исследованы лишь в самых грубых чертах, биологические объяснения носили чисто механический и поверхностный характер Биологическое познание еще не выработало в это время своей собственной системы методологических установок

3. Развитие биологии как науки

Интерес к изучению живой природы появился у человека, как только он стал осознавать себя. Кратко рассмотрим, как происходило развитие науки биологии, и назовём имена некоторых выдающихся учёных, внёсших вклад в её развитие.

Этапы становления биологии

На первых этапах исследователи занимались изучением многообразия живых организмов. Они собирали коллекции и составляли описания обнаруженных растений и животных. Этот этап становления биологии как науки называют описательным, а саму дисциплину — естественной историей.

 

Гиппократ (\(460\) — ок. \(370\) г. до н. э.) — основоположник медицины. Первым подробно описал строение организмов человека и животных, обратил внимание на значение наследственности и окружающей среды в появлении болезней.

  

Аристотель (\(384\)–\(322\) гг. до н. э.) — заложил начала зоологии. Выполнил описание большого числа животных, предложил первую классификацию (выделял в природе четыре царства: неодушевлённое (земля, вода и воздух), растения, животные, человек.

  

Теофраст (\(372\)–\(287\) гг. до н. э.) — основоположник ботаники. Составил описание около \(500\) видов растений.

 

Гай Плиний Старший (\(23\)–\(79\) гг.)  — создатель многотомной энциклопедии «Естественная история», в которой были собраны все известные к тому времени сведения о природе. 
 

Клавдий Гален (ок. \(130\) — ок. \(200\) гг.) — первым сделал сравнительно-анатомическое описание человека и обезьяны.

Развитие биологии в Средние века

В Средние века господствующей идеологией была религия, но, несмотря на существовавший застой, знания о разных живых организмах продолжали накапливаться. Самый известный учёный эпохи Возрождения Леонардо да Винчи (\(1452\)–\(1519\) гг.) занимался также и изучением биологических процессов. Он исследовал полёт птиц, работу сердца и органа зрения.

 

В эпоху Великих географических открытий (во второй половине \(XV\) в.) естественнонаучные знания начинают быстро развиваться, и биология подразделяется на отдельные науки.

Биология Нового времени

В \(XVI\)–\(XVII\) веках стали стремительно развиваться ботаника и зоология.

 

Изобретение микроскопа в начале \(XVII\) в. позволило открыть невидимые для невооружённого глаза живые организмы (бактерии, простейшие).
 

Карл Линней (\(1707\)–\(1778\) гг.) предложил систему классификации животных и растений с использованием бинарной номенклатуры (двойных видовых названий).
 

Карл Максимович Бэр (\(1792\)–\(1876\)) основал эмбриологию, сформулировал закон зародышевого сходства, ввёл представления о гомологичных органах.

  

Жан Батист Ламарк (\(1774\)–1\(829\) гг.) предложил первую теорию эволюции.

 

В \(1839\) году Теодором Шванном (\(1818\)–\(1882\) гг.) и Маттиасом Якобом Шлейденом (\(1804\)–\(1881\) гг.) была сформулирована первая клеточная теория, подтвердившая единство живой природы и ставшая одной из предпосылок появления теории эволюции Чарльза Дарвина (\(1809\)–\(1882\) гг.), опубликованной в \(1859\) г.

 

В \(XIX\) в. благодаря работам Луи Пастера (\(1822\)–\(1895\) гг.), Роберта Коха (\(1843\)–\(1910\) гг.), Ильи Ильича Мечникова (\(1845\)–\(1\)\(916\) гг.) в качестве самостоятельной науки оформилась микробиология.

 

К концу \(XIX\) в. в качестве самостоятельных наук сформировались паразитология и экология. Основателем экологии считается немецкий биолог Эрнст Геккель (\(1834\)–\(1919\) гг.), который впервые в \(1866\) г. использовал термин «экология».

Биология Новейшего времени

В \(1900\) году были переоткрыты законы Грегора Менделя (\(1822\)–\(1884\) гг.), что дало старт развитию генетики.

 

В \(40\)–\(50\)-е годы \(XX\) в. в качестве объектов исследования стали широко использоваться микроорганизмы, и начали активно развиваться молекулярная биология, биофизика, биохимия, бионика и др.

 

В \(XX\) в. появилось направление прикладных исследований — биотехнология, которое успешно развивается и в \(XXI\) в.

Знаменитые ученые-биологи и их открытия

Биология – это наука об общих свойствах всего живого. Свое функционирование в качестве самостоятельной дисциплины она начала сравнительно недавно, в конце 19 века. Своим появлением наука обязана той проблематике, которая существовала между определением понятий живых и неживых природных тел. Несмотря на столь позднее возникновение биологии, данный вопрос волновал человека уже давно. Поднимался он в античные времена, в Средние века, а также в эпоху Возрождения.

В связи с тем, что слово «биология» стало использоваться только в конце 19 века, таких ученых, как биологи, до этого не существовало. Тек, кто изучал и развивал дисциплину о природе, при жизни называли натуралистами, врачами или знатоками естествознания.

Кем же были на сегодняшний день столь широко известные ученые-биологи?

Например:

— Грегор Мендель – монахом.
— Карл Линней – врачом.
— Чарльз Дарвин – состоятельным джентльменом.
— Луи Пастер – химиком.

Античность

Основы знаний о растениях и животных первоначально заложил в своих трудах Аристотель. Большую роль в развитии биологии сыграл и его ученик Теофаст.

Немаловажное значение для получения знаний о живых организмах имели сочинения Диоскорида. Этот античный мыслитель составил описание разнообразных лекарственных веществ, практически шестьсот из которых были растениями. В этот же период творил и Плиний, собиравший сведения о природных телах.

Несмотря на то что заслуги всех мыслителей прошлого сыграли весомую роль в развитии биологии, наиболее внушительный след в истории этой дисциплины оставил Аристотель. Его перу принадлежит огромное количество сочинений, которые были посвящены животным. В своих трудах Аристотель рассматривал вопросы познания особей, представлявших земную фауну. Мыслитель разработал собственные принципы классификации групп животных. Она производилась на основе сущностных свойств видов. Также Аристотелем были рассмотрены вопросы развития и размножения животных.

Средние века

Врачи, жившие в этом историческом периоде, включали в свою практику большое количество достижений античности. Однако Римская империя, захваченая арабами, пришла в упадок. И завоеватели перевели труды Аристотеля и иных античных мыслителей на свой язык. Но эти знания не были утеряны.

Арабская медицина Средних веков внесла свой вклад в развитие дисциплины о жизни. Все это происходило в 8-13 веках в период так называемого золотого исламского века. К примеру, Аль-Джахизом, жившим в 781-869 годах, высказывались мысли о пищевых цепях и существовании эволюции. Но арабским основателем ботаники все же считают курдского автора Аль-Динавари (828-896 гг.). Им было описано более чем 637 видов различных растений, а также произведены обсуждения их фазы развития и роста.

Настольной книгой всех европейских медиков вплоть до 17 века являлся труд прославленного врача Авиценны, где впервые были введены понятия фармакологии и клинических исследований. Также заслуживают внимания исследования испанского араба Ибн Зухра. Путем вскрытия он доказал, что чесотка вызывается присутствием подкожного паразита. Также он ввел экспериментальную хирургию и провел первые медицинские исследования на животных.

В Средние века приобрели известность и некоторые европейские ученые. В их число вошли Альберт Великий, Хильдегарда Бингенская, а также Фридрих II, которыми был составлен канон естественной истории. Этот труд широко использовался для изучения в самых первых европейских университетах, где медицина стояла на втором месте после богословия и философии.

Возрождение

Только при переходе Европы к эпохе расцвета стало возможным возрождение интереса к физиологии и естественной истории. Ученые-биологи того времени широко изучали растительный мир. Так, Фуксом, Брунфельсом и некоторыми другими авторами были выпущены многочисленные издания, посвященные этой теме. В этих трудах положено начало полномасштабного описания растительной жизни.

Эпоха Возрождения стала началом развития современной анатомии — дисциплины, основу которой составляет вскрытие человеческих тел. Толчок этому направлению дала книга Везалия.

Свой вклад в развитие биологии внесли и такие известные художники, как Леонардо да Винчи и Альбрехт Дюрер. Они нередко творили вместе с натуралистами и интересовались точным строением тела животных и человека, отображая их детальное анатомическое строение.

Свой вклад в исследования природы вносили и алхимики. Так, Парацельс проводил опыты с биологическими и фармакологическими источниками производства лекарственных препаратов.

Семнадцатый век

Наиболее важным периодом данного столетия является становление естественной истории, ставшей основой:

— классификации растений и животных;
— дальнейшего развития анатомии;
— открытия второго круга кровообращения;
— начала микроскопических исследований;
— открытия микроорганизмов;
— первого описания эритроцитов и сперматозоидов животных, а также клеток растений.

В этот же период английским врачом Уильямом Гарвеем во время проводимых опытов вскрытия животных и наблюдения за кровообращением был сделан целый ряд важных открытий. Исследователь достиг следующего:

— обнаружил наличие венозного клапана, не позволяющего крови течь в обратном направлении;
— открыл, что кровообращение осуществляется кроме большого еще и по малому кругу;
— показал наличие изоляции левого и правого желудочков.

В 17 веке начала формироваться и совершенно новая область исследований. Связана она была с появлением микроскопа.

Изобретатель этого прибора, ремесленник из Голландии Антони ван Левенгук, проводил самостоятельные наблюдения, а их результаты отсылал в Лондонское королевское общество. Левенгук описал и зарисовал большое количество микроскопических существ (бактерий, инфузорий и т. д.), а также сперматозоиды и красные кровяные тельца человека.

Восемнадцатый век

В этом столетии продолжали развиваться физиология, анатомия и естественная история. Все это создавало предпосылки для возникновения биологии. Значимыми событиями для дисциплины о природе живых тел послужили исследования Каспара Фридриха Фольфа и Альбрехта фон Галлера. Результаты этих трудов в значительной мере расширили познания в области развития растений и эмбриологии животных.

Зарождение биологии

Данный термин и до 19 века можно было встретить в трудах некоторых естествоиспытателей. Однако в то время его смысл был совершенно иным. И только на рубеже 18 и 19 веков три автора независимо друг от друга начали пользоваться термином «биология» в том смысле, в котором он знаком нам сейчас. Ученые Ламарк, Тревинарус и Бурдах обозначили этим словом науку, описывающую общие особенности живых тел.

Девятнадцатый век

Самыми значимыми событиями для биологии в этот период явились:
— становление палеонтологии;
— возникновение биологической основы стратиграфии;
— появление клеточной теории:
— формирование сравнительной эмбриологии и анатомии.

Ученые-биологи 19 века начали борьбу с инфекционными заболеваниями. Так, английским врачом Дженнером была изобретена вакцина, а результатом исследований Роберта Коха стало открытие возбудителя туберкулеза и создание многих видов лекарств.

Революционное открытие

Центральным событием в биологии, произошедшим во второй половине 19 века, стала публикация книги Чарльза Дарвина «О происхождении видов». Этот вопрос ученый разрабатывал в течение двадцати одного года, и только после того как убедился в правильности полученных выводов, решился опубликовать свой труд. Книга имела колоссальный успех. Но в то же время она взбудоражила умы людей, так как полностью противоречила тем представлениям о жизни на Земле, которые излагались в Библии. Так, ученый биолог Дарвин утверждал о том, что эволюция видов продолжалась на нашей планете много миллионов лет. А по утверждениям Библии для создания мира хватило шести дней.

Еще одно открытие Чарльза Дарвина в области биологии заключалось в утверждении того, что все живые организмы ведут борьбу друг с другом за среду обитания и пищу. Ученый отметил, что даже внутри одного вида находятся отдельные особи, имеющие особые признаки. Эти отличительные свойства дают животным повышенные шансы для выживания. Далее особые признаки передаются потомству и постепенно становятся общими для всего вида. Более слабые и неприспособленные животные при этом вымирают. Подобный процесс Дарвин назвал естественным отбором.

Величайшая заслуга этого ученого состоит в том, что он решил самую главную проблему биологии, связанную с вопросом происхождения и развития органического мира. Сегодня вся история этой дисциплины условно делится на два периода. Первый из них был до Дарвина. Он характеризовался бессознательным стремлением к определению эволюционного принципа. Второй этап в развитии биологии начался после опубликования Дарвином своего величайшего труда. С этого момента ученые продолжили разработку эволюционного принципа уже осознанно.

Деятельность русских исследователей

Много важных открытий в области дисциплины о живых организмах сделали отечественные ученые-биологи. Так, в 1820 году П. Вишневским впервые было высказано предположение о наличии особого вещества в противоцинготных продуктах. Именно оно, по мнению ученого, способствует правильной жизнедеятельности организма.

Еще один русский ученый – Н. Лунин – открыл в 1880 году витамины. Он доказал, что в составе пищи находятся некие элементы, жизненно важные для здоровья всего организма. Сам термин «витамин» появился при соединении двух латинских корней. Первый из них – «вита» – означает «жизнь», а второй – «амин» – переводится как «соединение азота».

Значительно вырос интерес к естествознанию среди российских ученых в 50-60 годах 19 века. Он был вызван пропагандой своего мировоззрения революционно настроенными демократами. Немаловажным фактором явилось и мировое развитие естественных наук. В это время начинали свою работу такие отечественные ученые-биологи, как К. Тимирязев и П. Сеченов, И. Мечников и С. Боткин, И. Павлов и многие другие врачи и естествоиспытатели.

Великий физиолог

Широкую известность Павлов — ученый-биолог — получил после проведения исследований центральной нервной системы. Эти труды великого физиолога стали отправной точкой для дальнейшего изучения различных психических явлений.

Основной заслугой Павлова явилась разработка новейших для того времени принципов, изучающих деятельность организма в неразрывной связи с внешней средой. Подобный подход явился основанием для развития не только биологии, но и медицины, психологии и педагогики. Труды великого физиолога явились истоком нейрофизиологии – учения о высшей нервной деятельности.

Двадцатый век

В начале 20 столетия ученые-биологи продолжали вносить неоценимый вклад в историю развития дисциплины о живых организмах. Так, в 1903 году впервые появился такой термин, как гормоны. В биологию он был введен Эрнестом Старлингом и Уильямом Бэйлиссом. В 1935 году появилось понятие «экосистемы». Его ввел в дисциплину Артур Дж. Тенсли. Данный термин обозначал сложный экологический блок. Также ученые-биологи продолжали работать над определениями всех этапов состояния живой клетки.

Немало исследователей трудилось и в нашей стране. Ученые-биологи России внесли большой вклад в развитие дисциплины о живых телах. Среди них следующие:

— М. С. Цвет, первым установивший существование двух модификаций хлорофилла;
— Н. В. Тимофеев-Ресовский, являющийся одним из основоположников радиобиологии, который установил зависимость дозы излучения на интенсивность мутационных процессов;
— В. Ф. Купревич, открывший внеклеточные ферменты, выделяемые на окончаниях корневой системы высших растений;
— Н. К. Кольцов – основоположник экспериментальной биологии в России.

В историю дисциплины о живых телах внесены также многие имена ученых-биологов стран Западной Европы. Так, начало века ознаменовалось открытием хромосом как клеточных структур, несущих генетический потенциал. К такому выводу пришли независимо друг от друга многие исследователи.

В 1910-1915 годах известные ученые-биологи во главе с Томасом Хантом Морганом разработали хромосомную теорию наследственности. В 20-х – 30-х годах двадцатого века зародилась популяционная генетика. Во второй половине столетия открытия ученых привели к созданию социобиологии и эволюционной психологии. Немалую лепту в это дело внесли и советские ученые-биологи.

Великий путешественник и естествоиспытатель

Огромную роль в развитии дисциплины о живых телах сыграл ученый-биолог Вавилов. Его считают растениеводом и генетиком, селекционером и прикладным ботаником, географом и путешественником. Однако главным направлением его жизненного пути явилось изучение и развитие биологии.

Вавилов был путешественником, который открыл вовсе не новые страны. Он познакомил мир с ранее неизвестными растениями, которые поразили современников разнообразием своих форм. Многие ученые-биологи России отмечали, что это был настоящим провидцем в своем деле. Помимо этого, Вавилов являлся замечательным организатором, государственным и общественным деятелем. Этот ученый открыл столь же фундаментальный закон в области биологии, каковым для химии является менделеевская периодическая система.

В чем основная заслуга Вавилова? В открытом им законе рядов подобия и в утверждении существования закономерности в огромном мире фауны, что позволило предсказывать возникновение новых видов.

Владимир Иванович Вернадский

Из школьной программы нам хорошо известны такие фамилии, как Ньютон и Галилей, Эйнштейн и Дарвин. Все они были гениальными провидцами, открывавшими людям новые горизонты в познании общества и природы. Немало таких гениев было и в 20 веке. Среди них – ученый-биолог Вернадский. Его смело можно отнести к числу тех исследователей, которые не только увидели, но и осознали новые, неизвестные ранее явления.

Работы Вернадского охватывают довольно широкий круг вопросов естествознания. Это и сфера общей геохимии, и определение возраста горной породы, и роль живых тел в процессах геохимического характера. Вернадский выдвинул теорию так называемой генетической минералогии, а также развил вопрос об изоморфизме. Также ученого считают основоположником биогеохимии. Согласно его представлениям, совокупность всех живых организмов в биосфере постоянно вовлекает материю неорганического происхождения в непрерывный круговорот. Этому процессу содействует трансформация солнечного излучения.

Вернадский исследовал химический состав, а также распространенность растительных и животных организмов. Подобные работы велись для изучения миграционных процессов химических элементов в толще земной коры. Среди открытий Вернадского находится и указание на существование организмов, являющихся концентраторами кальция, кремния, железа и т. д.

Додарвиновский период развития биологии. Ранние эволюционные представления

Планирование темы.

1. Описательный период в развитии биологии. Логические истоки понятия о виде.
2. Становление биологического содержания идеи о виде и науки систематики (работы К.Линнея).
3. Эволюционные гипотезы додарвиновского периода (Ж.Б.Ламарк)
4. Обобщение материала.

Задачи урока.

Образовательная: обогатить знания учащихся об историческом прошлом биологической науки, познакомить школьников с сущностью эволюционных представлений Ж.Б.Ламарка и других ученых.

Развивающая: на примере материала о ранних эволюционных представлениях продолжить развитие у школьников умения анализировать взгляды и утверждения ученых прошлого.

Воспитательная: сформировать у школьников интерес и позитивное отношение к изучению истории развития биологии.

ХОД УРОКА

1. Актуализация знаний учащихся о накоплении фактологического материала для создания эволюционных теорий.

5. Прием “зигзаг – 1” (4 группы). Учащиеся разделены на 4 группы (в каждой группе не менее 4 человек), внутри группы рассчитываются на “1, 2, 3, 4”).

   Вызов: “Во все времена развития цивилизации естествоиспытателей и философов волновали различные вопросы: Как возник органический мир? Всегда ли он был таким, как сейчас? Как объяснить приспособленность организмов к среде обитания, взаимосвязи органов?”

   Задание: “Прочитайте текст, разделите его на смысловые части. Какие основные идеи или достижения могли способствовать развитию эволюционных взглядов. Предположите, как можно назвать данный период развития эволюционных представлений в биологии”

   ***

   “Наука в современном понимании этого слова сформировалась в XVII веке, когда в нее повсеместно был введен научный метод. Однако некоторые фундаментальные представления о живой природе родились гораздо раньше.

   №1. Аристотель (384 гг. до н.э.) по праву считается “отцом зоологии”. Он изучал не только видовое разнообразие животных, их внешний облик, повадки, но и достаточно детально исследовал внутреннее строение животного организма. При этом он анатомировал животных. Итогом многоаспектных исследований явилось открытие третьего века у птиц, рудиментарных глаз у крота, звуковых органов у сверчка. Тщательно изучал Аристотель развитие зародышей. Им лично описано более 500 видов животных, создана первая в мире классификация животных.

   Аристотель дал первое определение жизни, понимая под ней “всякое питание, рост и упадок тела, имеющие основания в нем самом”. Ученый впервые выдвинул принцип “лестницы существ”, в соответствии, с которым представители различных систематических групп животных выстроены в порядке возрастания сложности. На самой верхней ступени этой лестницы находится человек, несколько ниже – “живородящие” (т.е. млекопитающие), а на самой нижней ступени находятся “черепокожие” (т.е. брюхоногие и двустворчатые моллюски).

   Прогрессивные взгляды Аристотеля намного опередили свое время, однако и он не смог избежать некоторых наивных представлений о живой природе. В этом проявилось влияние на личность той эпохи, в которой она существует.

   Аристотель считал, что рыбы и моллюски могут самозарождаться из морского ила, а черви – из гниющего вещества. Он также был сторонником идеи “изначальной целесообразности”, якобы присущей всем живым существам. Наблюдая природу в разных ее проявлениях, Аристотель, однако, не имел представления о целенаправленном научном эксперименте. В своих научных трудах он практически не применял математики, без которой исследования последних столетий просто не мыслимы. Однако несомненно, что вклад Аристотеля в развитие представлений о живой природе был огромен и создал прочный фундамент для успешного и последовательного формирования впоследствии биологической картины мира.

   №2. Физиологический эксперимент на живых подопытных животных ввел в практику биологического познания Гален (130 – 200 гг.). Именно он впервые и достаточно убедительно для того времени доказал роль нервов как проводников неких сигналов, идущих к рабочим органам. В его исследованиях были установлены функции спинного и головного мозга.

   Галену удалось доказать ошибочность некоторых существовавших в то время представлений о жизнедеятельности живых организмов. Именно он развеял миф о том, что артерии якобы служат для проведения воздуха внутри организма. В то же время Гален ошибочно полагал, что вены и артерии – это две независимые системы, а сердце человека – это смеситель артериальной и венозной крови.

   Исследования Аристотеля, Галена и многих других ученых античного этапа развития биологии легли в основу натурфилософских представлений, сущность которых можно изложить следующим образом:

   1. Все живые и неживые тела построены, в общем, из одних и тех же элементов.
   2. Живое отличается от неживого целесообразностью своего устройства, гармонией работы всех органов.
   3. Любой природный объект в большей или меньшей степени обладает душой.
   4. Вселение души непрерывно порождает организмы из гниющего или, тины, грязи …

   Уже в последний период античности, т.е. в эпоху упадка Римской империи, естественнонаучные исследования практически прекратились. На протяжении всего средневековья в Европе естественные науки не развивались, т.к. любые формы изучения живой природы преследовались и могли стоить непокорному жизни.

   №3. Расцвет науки и искусства наступил в эпоху Возрождения. Интересно, что эти две сферы человеческого самовыражения тесно переплетаются друг с другом. История знает немало примеров, когда талантливая или гениальная личности удивительно продуктивно творит и в области науки, и в области искусства. Ярким примером такой личности является Леонардо да Винчи (1452–1519). Мы знаем его как гениального художника, его вклад в развитие естественных наук известен большинству людей в гораздо меньшей степени. Леонардо да Винчи впервые и с присущей ему гениальностью сделал точные изображения мускулов, костей, кровеносных сосудов человеческого тела. По существу, это был первый профессионально выполненный атлас анатомии человека. Продолжительное время после смерти Леонардо, выполненные им иллюстрации частей человеческого тела, с успехом использовались, для обучения врачей и будущих ученых, и даже в наше время они имеют не только чисто исторический интерес. Удивительные многообразие и глубина интересов и склонностей Леонардо да Винчи позволили ему открыть явление гомологии у животных (гомологичны, например, крыло птицы и плавник кита), перистальтику кишечника, достаточно глубоко для того времени исследовать функции отдельных частей нервной системы, правильно понять сущность обмена веществ у организма. Он был одним из первых палеонтологов и считал, что Земля изменяется под действием геологических процессов. Дальнейшее развитие естественнонаучных представлений связано с именем Андреаса Везалия (1514–1567) в Брюсселе. Итогом его научного труда явился выход в 1543 г. семи книг под общим названием “О строении человеческого тела”. Андреас Везалий получил фундаментальное медицинское образование в Париже. Он длительное время вскрывал и тщательно изучал человеческие трупы, принесенные с кладбищ. Именно он впервые обнаружил клапаны на стенках вен человека, а также исправил около 200 ошибок, в свое время допущенные Галеном. Признание заслуг Везалия коллегами пришло быстро: уже в возрасте 23 лет он был удостоен докторской степени и кафедры, читал лекции в качестве профессора хирургии. Свои лекции он сопровождал вскрытиями, гармонично сочетая при этом теоретические и практические аспекты медицины. Андреас Везалий создал таблицы по анатомии человека, а также впервые изготовил полный его скелет, скрепив кости проволокой.

   №4. Выдающиеся заслуги Везалия позволяют признать его основоположником современной анатомии. Английский врач Уильям Гарвей (1578–1657) выпустил книгу “Исследование о движении сердца и крови у животных” (1628). Заслугой Гарвея, в частности, является то, что именно он экспериментально доказал наличие замкнутого круга кровообращения у человека, частями которого являются артерии и вены, а сердце – насосом.

   Уильям Гарвей впервые серьезно применил математику в биологии. Он вычислил количество крови, проходящее через сердце за один час. Получилась величина, сравнимая с весом человека.

   В конце жизни Гарвей был признан всеми врачами, в том числе даже своими первоначальными критиками и врагами. Развитие методов биологического исследования тесно связано с историей изучения клеточного строения организмов и в первую очередь – с развитием микроскопической техники. Первый, кто понял и оценил огромное значение микроскопа, был английский физик и ботаник Роберт Гук (1635–1703). Именно он впервые применил микроскоп для исследования растительных и животных тканей. Изучая срез, приготовленный из пробки и сердцевины бузины, Роберт Гук заметил, что в их состав входит множество мелких образований, похожих по форме на ячейки пчелиных сот. Это были клетки растительного организма (точнее – оболочки растительных клеток). Микроскоп, усовершенствованный знаменитым голландским исследователем Антони ван Левенгуком (1632–1723), позволил увидеть живые клетки при увеличении в 270 раз. Левенгук впервые рассмотрел эритроциты и сперматозоиды, обнаружил в капле воды разнообразных простейших животных, многих из них он зарисовал с натуры”.

   2. Изучение ранних эволюционных учений.

   а) Карл Линней

   Задание: “На ваш взгляд, что положительного, а что отрицательного можно выделить в работах Карла Линнея. Объясните свою точку зрения”. Заполните схему:

   ***

   “Важным этапом развития биологической науки стал период поиска системы в мире живого. В конце XVIII века возникла необходимость систематизировать накопленный фактический материал о живых организмах, появилась потребность в классификации живых существ. Становление систематики связано с именем шведского ученого Карла Линнея (1707 – 1778). Основные итоги его деятельности изложены в работах “Система живой природы” и “Философия ботаники”. Он осуществил деление животных и растений на соподчиненные группы, ввел бинарную (двойную) систему названий биологических видов.

   В основе деления растений на систематические группы лежало их различие в генеративных органах (т.е. органах, отвечающих за половое размножение). Линней выделил 24 класса растений, причем первые 13 классов отличались друг от друга только по количеству тычинок. Ему удалось также выделить 67 порядков у растений, но интересно, что он при этом нередко ссылался на интуицию и “инстинкт натуралиста”.

   Линней искал только сходство, но не родство между видами, так как не верил в возможность эволюции.

   В основу классификации животных Линней положил строение кровеносной и дыхательной систем. Он выделил 6 классов животных: млекопитающие, птицы, гады (в современной трактовке – земноводные и пресмыкающиеся), рыбы, насекомые, черви. К классу червей Линней ошибочно отнес одноклеточных, губок, кишечнополостных, моллюсков, иглокожих.

   Несмотря на ошибки, допущенные Карлом Линнеем, очевиден его гигантский вклад в развитие биологической науки. Он упорядочил представления о многообразии животного и растительного мира, вызвал своими работами интерес к систематике в научном мире, лично впервые описал около 10000 видов растений и 4200 видов животных, внес много нового в концепцию биологического вида.

   Жизненный путь карла Линнея был необычен. Его отец был бедным сельским пастором. Возможно, под влиянием отца у Линнея началось формирование философских взглядов, соответствующих господствовавшим в то время метафизическим представлениям. Их суть сводилась к тому, что живая природа возникла в результате творческого акта, биологические виды неизменны, для всех живых существ характерна изначальная целесообразность.

   В школе Карл Линней считался одним из самых неспособных учеников, потому что его мысли были далеки от душного класса. С раннего детства мальчика околдовал загадочный мир цветов, которым он посвящал очень много времени. По физике и математике оценки у Карла были хорошие, но знание латыни, греческого и древнегреческого языков исключительно плохим. Многие учителя и одноклассники относились к Карлу с иронией из-за его нелепого увлечения.

   Карл Линней окончил гимназию с любопытной характеристикой, написанной в совершенно непривычном для нас стиле. Вот один из ее фрагментов.

   “Гимназист подобен дереву. Случается иногда, хотя редко, что дикая природа дерева, несмотря ни на какие заботы, не поддается культуре. Но, пересаженное в другую почву, дерево облагораживается и приносит хорошие плоды. Только в этой надежде юноша отпускается в университет, где, может быть. Он попадет в климат благоприятный его развитию”.

   Карл поступает в университет, но катастрофически не хватает денег. Вскоре умирает мать, тяжело болеет отец. Карл собирается бросать обучение, но помогла женитьба. Карл просит у будущего тестя денег взаймы и едет в Голландию, чтобы получить степень доктора наук. По возвращении на родину Линней опять испытывает безденежье. Он издает книгу “Система природы” на деньги друзей. В дальнейшем Линней был избран президентом Шведской академии, стал главой кафедры в родном университете, а впоследствии – ректором, получил орден Полярной Звезды и дворянство.

   До конца своей жизни Карл Линней работал с полной самоотдачей. В его завещании было несколько пунктов. Не выполнен был только один из них – не присылать соболезнований …”

   б) Жан Батист Ламарк

   Задание: прочитать текст о Ж.Б.Ламарке, используя прием “чтение с пометками на полях”, отметьте, с какими эволюционными взглядами вы согласны, а с какими нет. Обоснуйте свою точку зрения”

   ***

   “Важнейшим итогом развития биологической науки явилось осознание исследователями идеи исторического развития органического мира. Уже в конце XVIII века наблюдается ломка метафизических представлений, высказываются идеи о происхождении современных организмов от далеких предков.

   Неоценимый вклад в развитие эволюционного учения внес Жан Батист Ламарк (1744 – 1829). К 50 годам Ламарк приобрел заслуженную славу одного из крупнейших ботаников Франции. В 1809 году он выпустил в свет трактат “Философия зоологии”, в котором изложил основные принципы эволюционной теории. За десять лет до смерти ученый совсем ослеп. Последние свои годы он провел в страшной бедности, а новые идеи диктовал своей дочери. К сожалению, гениальная идея о развитии организмов не нашла признания у современников. Истинные заслуги Ламарка перед наукой были оценены с большим опозданием. Только через 80 лет после смерти Жана Батиста Ламарка, в 1909 году, в Париже. Ему был воздвигнут памятник. На нем – барельеф с изображением слепого Ламарка с дочерью Корненилией. Под барельефом слова Корнели: “Потомство будет восхищаться вами, оно отомстит за вас, отец!” так необычно и трагически сложилась судьба ученого-эволюциониста Жана Батиста Ламарка.

   К основным заслугам Ламарка перед биологической наукой относятся следующие.

   1. Он впервые вел термин “биология”, который впоследствии использовался повсеместно.
   2. Развил идею эволюции органического мира и пытался ее доказать.
   3. Совершенствовал уже существовавшую в то время классификацию животных.
   4. Пытался определить основные причины эволюционного процесса.
   5. Высказывал идею о развитии и происхождении человека от обезьяноподобных предков.

   Многие идеи Ламарка носили ярко выраженный эволюционный характер. При этом он допускал, что природа создана творцом, однако все ее дальнейшее развитие, по мнению

   Ламарка, осуществляется под действием естественных закономерностей.

   Основные эволюционные взгляды Ламарка можно выразить следующим образом.

   1. Понятие “биологический вид” – это чистая условность. Видов не существует – есть только непрерывный процесс исторического развития.
   2. Процесс исторических изменений осуществляется последовательно от простого к сложному в соответствии с “принципом градации”. В этой связи Ламарк выделяет 6 ступеней градации, соответствующих разным уровням организации живых существ. На нижней ступени находятся инфузории, на верхней – млекопитающие и птицы.
   3. Основная причина градации – внутреннее стремление к самосовершенствованию, присущее всем живым организмам.
   4. Виды изменяются под прямым влиянием условий внешней среды, приспосабливаясь к этим условиям.
   5. Необходимость приспособиться к условиям среды требует от живых существ “упражнять” свои органы, в результате чего органы и части организма становятся более развитыми, мощными, увеличиваются в размерах. Не работающие органы, лишенные постоянной нагрузки, уменьшаются в размерах и впоследствии могут совсем исчезнуть. Именно в результате “упражнения”, по мнению Ламарка, сформировались рога у оленя, длинная шея у жирафа, плавательная перепонка между пальцами у уток.
   6. Поскольку новые признаки возникают под влиянием внешней среды, они всегда приспособительны и полезны для особи.
   7. Изменения могут возникнуть в течение жизни одного поколения и передаваться по наследству.
   8. Весьма вероятно происхождение человека от обезьяноподобных предков”.
   • Ответить на вопрос: какие идеи Ж.Б.Ламарка могут быть приняты современной наукой. Почему?

   3. Подведение итогов (обобщение по изученному материалу, выполнение тестового задания)

   4. Оценка работы (самооценка, оценка работы каждого участника группы).

   5. Написание эссе.

   Презентация «Развитие эволюционных представлений в додарвиновский период» (7 класс) по биологии – проект, доклад

   Слайд 1

   Лицей им.В.Г Сизова.

   Работа по теме: Возникновение и развитие эволюционных представлений в додарвиновский период. Выполнили: Прудникова Юля Романенко Саша Андреенко Женя.

   Слайд 2

   Цель: раскрыть сущность взглядов на развитие живых организмов в разные периоды развития человеческой мысли. Задачи: определить причину возникновения эволюционных представлений; познакомиться с сущностью эволюционных представлений Ж.Б. Ламарка и других ученых; обогатить знания об историческом прошлом биологической науки.

   Слайд 3

   Проблемный вопрос урока:

   Живые существа отличает поразительная сложность их организации, изумительная координация отдельных частей в организме, удивительная целесообразность их строения и поведения и фантастическое разнообразие форм от бактерии до человека. Как все это возникло?

   Слайд 4

   Аристотель (384-322 гг. до н.э).

   Аристотель дал первое определение жизни, понимая под ней “всякое питание, рост и упадок тела, имеющие основание в нем самом”. Ученый впервые выдвинул принцип “лестница существ”, в соответствии с которым представители различных систематических групп животных выстроены в порядке возрастания сложности. Прогрессивные взгляды Аристотеля опередили свое время, однако и он не смог избежать наивных представлений о живой природе.

   Слайд 5

   Аристотель считал, что рыбы и моллюски могут зарождаться из морского ила, а ерви- из гниющего вещества. Он был сторонником идеи «о изначальной целесообразности якобы присущей всем живым существам».

   Слайд 6

   Фалес.

   Все живые и неживые тела имеют что-то общее; Живое отличается от неживого целесообразностью своего устройства; Любой живой объект в большей или меньшей степени обладают душой; Вселение души непрерывно порождает организм из гниющего ила, тины, грязи и т.д.

   Слайд 7

   Древний мир.

   Слайд 8

   В древнюю эпоху бытовали стихийно-материалистические представления о живой природе. Но эта эпоха создала фундамент для успешного и последовательного формирования в последствии биологической картины мира.

   Слайд 9

   Средние века.

   Слайд 10

   Уже в последний период античности, т.е в эпоху упадка Римской империи, естественнонаучные исследования практически прекратились. На протяжении всего средневековья в Европе естественные науки не развивались, т.к любые формы изучения живой природы преследовались и могли стоить непокорному жизни.

   Слайд 11

   Средние века. В это время погибли великие ученые: Галилео Галилей, Николай Коперник.

   Слайд 12

   Эпоха возрождения.

   Расцвет науки и искусства наступил в эпоху Возрождения. Интересно, что эти две сферы человеческого самовыражения тесно переплетаются друг с другом.

   Слайд 13

   История знает немало примеров, когда гениальная или талантливая личность удивительно творит и в области науки, и в области искусства. Ярким примером является Леонардо да Винчи (1452-1519 гг.) Мы знаем его как гениального художника, но его вклад в развитие естественных наук известен большинству людей в гораздо меньшей степени.

   Слайд 14

   Леонардо да Винчи сделал точное изображение мускулов, костей, кровеносных сосудов человеческого тела. По существу, это был первый профессиональный выполненный атлас анатомии человека. Продолжительное время после смерти Леонардо выполненные им иллюстрации частей человеческого тела с успехом использовались для обучения будущих ученых, и даже в наше время они имеют не только чисто исторический успех.

   Слайд 15

   Не смотря на упадок, церковь по-прежнему оказывала влияние на ученых. Большая часть ученых-биологов считало, что живых организмов существует такое количество, сколько их создал Бог. нет и не было организмов, которые не соответствовали бы цели, задуманной творцом. Не существует и лишних органов- все до мелочей продумано создателем. Основной смысл мировоззрений этого периода- постоянство, неизменность и изначальная целесообразность природы. Это учение названо метафизическим и всячески поддерживалось правящими кругами и особенно церковью.

   Слайд 16

   К этому времени было описано множество видов растений, животных. Карл Линней (1707-1778гг.), шведский врач и натуралист попытался систематизировать накопленный материал. Ему удалось на основе сходства по одному- двум наиболее заметным признакам классифицировать организмы на виды, роды и классы. Линней искал только сходство, но не родство между видами, т.к не верил в возможность эволюции. Предшественники Линнея предлагали ввести в биологию двойные латинские названия род и вид. Линней решил использовать это нововведение. Однако Линней придерживался теории метафизичности природы, видя в ней изначальную целесообразность.

   Слайд 17

   Заслуги Карла Линнея:

   Описал около 10000 видов растений и 4000 животных; Разработал принципы построения классификации живой природы; Добавил много нового в концепцию биологического вида; Ввел двойные латинские названия.

   Слайд 18

   Важнейшим итогом развития биологической науки явилось осознание исследователями идеи исторического развития органического мира. Уже в конце 18 века наблюдается ломка метафизических представлений высказываются идеи о происхождении современных организмов от далеких предков.

   Слайд 19

   Жан Батист Ламарк.

   Неоценимый вклад в развитие эволюционного учения внес Жан Батист Ламарк (1744-1829гг.).В 1809 г. он выпустил в свет трактат «Философия зоологии», в котором изложил основные принципы эволюционной теории.

   Слайд 20

   Многие идеи Ламарка носили ярко выраженный эволюционный характер. При этом он допускал, что природа создана творцом, однако все ее дальнейшее развитие по мнению Ламарка, осуществляется под действием естественных закономерностей.

   Слайд 21

   Основные эволюционные взгляды Ламарка.

   Понятие «биологический вид» это чистая условность. Видов не существует- есть только непрерывный процесс исторического развития. Процесс исторических изменений осуществляется последовательно от простого к сложному в соответствии с «принципом градации» В этой связи Ламарк выделяет 6 ступеней градации, соответствующих разным уровням организации живых существ.

   Слайд 22

   Основная причина градации- внутренне стремление к самосовершенствованию, присуще всем живым организмам. Виды изменяются под влиянием внешней среды, приспосабливаясь к этим условиям. Поскольку новые признаки возникают под влиянием внешней среды, они всегда приспособительны и полезны для особи

   Слайд 23

   Необходимость приспособиться к условиям среды требует от живых существ «упражнять»свои органы, в результате чего органы и части организма становятся более развитыми, мощными, увеличивается в размерах. Не работающие органы, лишенные постоянной нагрузки, уменьшается в размерах и впоследствии могут совсем исчезнуть.

   Слайд 24

   Изменения могут возникнуть в течение жизни одного поколения и передаваться по наследству. Весьма вероятно происхождение человека от обезьяноподобных предков.

   Слайд 25

   Ошибочные положения его учений.

   Идея внутреннего стремления к самосовершенствованию. Такое стремление следовало бы тогда признать у амебы и инфузории. Закон наследования приобретенных признаков. Признаки, возникавшие у данной особи в результате ее взаимодействия с внешней средой, как теперь известно, являются проявлением модификационной, ненаследственной изменчивости. Следовательно, они не будут передаваться потомкам : ведь эти изменения не затрагивают генетические структуры в ядре клетки. К тому же по наследству передается только размах изменчивости признака, т.е. «норма реакции», а не его конкретное, фиксированное значение. Является ошибочным и отрицание Ламарком реальностей вида. На ошибочность этой позиции указывает наличие целого комплекса критериев вида, который и ныне используется учеными.

   Слайд 26

   Таким образом, идея Ламарка о том, что биологических видов не существует, не находит своего подтверждения с позиций современной науки. однако в целом вклад этого ученого в развитие естествознания следует признать очень существенным.

   Слайд 27

   Ответ на проблемный вопрос.

   Живые существа отличает поразительная сложность их организации, изумительная координация отдельных частей в организме, удивительная целесообразность их строения и поведения и фантастическое разнообразие форм от бактерии до человека. Как все это возникло? Этот вопрос волновал человечество с древнейших времен. Различные религии давали один и тот же ответ: все виды были сотворены Богом.

   Слайд 28

   В научных представлениях можно выделить несколько этапов: Античный мир Древний мир На этих этапах бытовали стихийно-материалистические представления о природе 3. Средневековье. Доминирующими в средние века были представления о создании мира творцом и неизменности живой природы. 4. Эпоха возрождения. время умозрительных представлений, первых лженаучных теорий 5.Этап развития истинно-научных представлений о развитии живых существ.

   Слайд 29

   Вопросы.

   Сторонником какой идеи был К. Линней? В чем ее суть? В чем отличие взглядов К. Линнея и Ж.-Б. Ламарка на понимание категории вида? В чем заключается двойственность взглядов Ж.Б.-Ламарка?

   Слайд 30

   Домашнее задание.

   Рассмотрите схему классификации животных, предложенную Ж.-Б. Ламарком. Почему свою систему классификации он назвал «градацией»? В каком направлении шла эволюция по Ламарку? Ж.-Б. Ламарк объяснял образование плавательной перепонки между пальцами у водоплавающих птиц; появление длинных ног и шеи у жирафа. Какой «закон» по Ламарку проявляется в этом случае?

   как ученые из Центральной Азии повлияли на развитие науки в Средние века — T&P

   Центральная Азия в Средние века стала центром просвещения: наука и культура в то время особенно активно развивалась именно на территории современных Туркменистана, Таджикистана, Узбекистана, Кыргызстана, Казахстана, а также частично Афганистана, Пакистана и Китая. В издательстве «Альпина Паблишер» вышла книга Фредерика Старра «Утраченное Просвещение: золотой век Центральной Азии от арабского завоевания до времен Тамерлана». T&P публикуют отрывок о том, как центральноазиатским ученым приходилось кочевать и почему многие из них оказались незаслуженно забыты.

   Немногие регионы отличались таким обилием внутренних связей, как Большая Центральная Азия. Кочевники переезжали каждый сезон, а экономика крупных городских портов основывалась на континентальной торговле. Длинные маршруты на Ближний Восток, в Индию, Китай и Европу были прочно налажены еще за тысячу лет до того времени, когда халиф аль-Мамун начал привлекать ученых для работы в своей библиотеке. Любой путник мог просто примкнуть к одному из караванов, которые передвигались, как медленно движущиеся поезда, по широким просторам между оазисами. В V веке до нашей эры выходцы из Центральной Азии (из таких мест, как Согдиана или Хорезм) оказались в далекой персидской столице Персеполисе, в Мемфисе (Древний Египет) и даже на отдаленном острове Элефантина в верхнем течении Нила на границе с Нубией.

   Поэтам, астрологам, ученым, музыкантам и танцорам путешествия были не в новинку. Астрологи с удовольствием переезжали во дворец, где требовался кто-нибудь, кто мог бы предвидеть будущее, а десятки лютнистов и танцоров из Центральной Азии были приняты при китайском королевском дворе. Намерением странствующего ученого в Европе было где-нибудь прижиться, так как нормальным считалось оставаться на месте: в родной долине, городе или монастыре. Но только не в Центральной Азии! Прибытие туда греческих мыслителей, индийских ученых (после 300 года до нашей эры), а затем путешествия еврейских астрологов, манихейских мудрецов и несторианских монахов — все вело к ответным визитам жителей Центральной Азии. За несколько веков до того, как аль-Мамун основал свою библиотеку и центр исследований, передвижение, а также смесь идеализма и гибкости, которые лежали в основе такого передвижения, определили мышление людей по всей Центральной Азии.

   Что заставляло странствующих мыслителей путешествовать? Политические страсти и массовые волнения вынудили многих покинуть свои дома. Хорезм, родной регион математика и астронома аль-Хорезми, пытался восстановиться после арабского вторжения, когда молодой исследователь покинул дом. Саманидское государство было в упадке, когда молодой врач Ибн Сина уехал из Бухары, а когда суфийский поэт Руми позже покидал Хорасан, этот регион переживал монгольское завоевание.

   Перспективы исследований и простое любопытство также толкали жителей Центральной Азии уезжать из дома. Абу Зайд аль-Балхи ездил, чтобы собирать информацию для своих карт, в то время как аль-Бухари, составитель сборника хадисов, много путешествовал, проводя устные опросы для своего знаменитого собрания. И даже эрудит Бируни, несмотря на отсутствие выбора, приветствовал возможность провести годы в разъездах ради исследований в Индии.

   Несколько счастливчиков из числа великих мыслителей имели личное состояние, некоторые обеспечили себе прибыльные управленческие должности. Однако большинство зависело от покровительства дворов эмиров и халифов, хотя некоторые мусульманские правители и не занимались поддержкой науки, которую считали ненужной или даже враждебной вере. Хорошо, что в целом теплый климат региона уменьшал физические потребности ученых и исследователей. Но им нужны были поддержка и безопасность, а также общение с единомышленниками. Во времена Бармакидов, правления аль-Мамуна и в течение последующих двух поколений Багдад щедро удовлетворял эти нужды, вскоре став центром притяжения для выходцев из Центральной Азии.

   Культурные факторы, специфичные для Центральной Азии, усилили этот процесс. Установление относительного мира при правлении Аббасидов после столетия хаоса способствовало интеллектуальной активности по всему региону. Тот факт, что центральноазиатские мыслители быстро освоили арабский язык, ускорил развитие региона, но они находились в хорошем положении и без этого благодаря знанию персидского языка. Не менее важно и то, что центральноазиатский ученый, направляясь в Багдад, не чувствовал себя там чужим. В конце концов, жители Центральной Азии сыграли ключевую роль в приведении Аббасидов к власти, и их наследники справедливо полагали, что у Багдада не было иного выбора, кроме как принять их. Более того, семья Бармакидов, а затем братья Бану Муса широко открыли свои двери и кошельки для ученых и исследователей с их родной земли, в то время как присущий им стиль покровительства убеждал любого, думающего о переезде, что в Багдаде для талантливых людей открыты все двери.

   Неудивительно, что в то время столица халифата на реке Тигр была средоточием центральноазиатской интеллектуальной жизни. Не только ученые и исследователи из региона были среди светил города, но, как заметил арабский писатель Х века, «не было ни одного ученого или поэта в Багдаде, кто бы не имел ученика из Хорезма». Выходцы из Центральной Азии находили себе место, даже несмотря на одновременный приток в Багдад арабских ученых: по меньшей мере один арабский мудрец прошел весь путь от аль-Андалус (Испания), чтобы работать с учеными людьми столицы. Все же, несмотря на большую численность и известность арабов, в большинстве областей науки и философии выходцы из Центральной Азии затмили их.

   Выходцы из Центральной Азии в Багдаде

   Благодаря новому исследованию, проведенному немецким ученым из Лейпцига, стало возможным говорить о количестве центральноазиатских ученых в Багдаде. Историк Генрих Зутер, работавший в начале ХХ века, составил список мест происхождения 515 математиков и астрономов, живших в исламском Средневековье, по большей части из ранней эпохи Аббасидов. Поскольку ученые предпочитали писать на арабском, многие исследователи пришли к выводу, что они были арабами, а не выходцами из Центральной Азии.

   Зутер обнаружил, что они в основном были иранского происхождения. Его метод был прост: проследить нисбу, или имена по родному городу, которые приставлялись к личным именам. Если принять во внимание даже малую часть полученных им данных, все равно их более чем достаточно, чтобы начать полный пересмотр интеллектуальной карты мира в Средние века. […]

   Были ли центральноазиатские ученые одинаково одарены во всех областях и дисциплинах? Не многие выходцы из Центральной Азии получили признание своей поэзии, поскольку официальным языком двора был арабский, а стихи нужно было декламировать (а не читать). Большинство известных музыкантов также были арабами, хотя именно выходец из Центральной Азии аль-Фараби впервые приступил к теоретическому исследованию музыки, что определило развитие и восточной, и западной музыкальной теории на 500 лет вперед. Многие выходцы из Центральной Азии показали себя новаторами в архитектуре, были и выдающиеся художники-миниатюристы. Но большинство хороших художников находило покровителей дома, и у них не было необходимости ехать в Багдад за заработком. В результате оставались такие сферы, как математика, астрономия, естественные науки, а также все, что можно объединить понятием «философия». Это те области, в которых выходцы из Центральной Азии особенно выделялись. Стоит отметить, что в перечисленные категории также включались определенные области общественных наук вместе с культурной антропологией, а также создание приборов для научных измерений и разработка технических решений в целом. Не случайно эти области все вместе составили основу естественного и гуманитарного знания в том виде, в котором они и существовали в период между Античностью и становлением современного мира. В некоторых случаях выходцы из Центральной Азии внесли вклад в те технологии, которые обычно ассоциируются с арабскими изобретателями. Например, в течение тысячи лет считалось, что астролябия, изобретенная древними греками (отсюда и происхождение названия), была усовершенствована арабскими учеными и технологами. С помощью точно сконструированных и красиво украшенных медных инструментов в руках мастера можно было установить и даже предсказать расположение Солнца, Луны, планет и звезд, измерить время на определенных широтах, рассчитать высоту гор или глубину колодцев. Фазари, персидскому ученому из города Фарса, приписывают создание первой «арабской» астролябии, в то время как арабскому ученому из города близ Багдада аль-Баттани (латинское написание Albatenius) приписывают разработку математической стороны этого инструмента. Но на самом деле это ас-Сагани, уроженец Мерва (в современном Туркменистане), расширил область применения астролябии, открыв способ проецирования сферы на плоскость перпендикулярно ее оси. Так он стал зваться аль-Аструлаби. Еще один выходец из Центральной Азии сделал многое, чтобы в дальнейшем усовершенствовать этот важный инструмент. Они оба сыграли важную роль в развитии астрономии в тот период. […]

   В области философии, естественных и гуманитарных наук труд выходцев из Центральной Азии в Багдаде был облегчен еженедельными семинарами, которые проводил Абу Сулейман ас-Сиджистани (932–1000). Ас-Сиджистани был одним из тех людей-«магнитов», без которых интеллектуальный прогресс невозможен. Каждую пятницу вечером он собирал у себя дома общество, в котором были и выходцы из Центральной Азии. Настолько интересно и увлекательно было то, что он говорил на этих вечерах, что один из гостей записал его слова и выпустил книгу в 500 страниц, название которой отлично отражает атмосферу этих собраний — «Книга удовольствий и пиршеств». Ас-Сиджистани прибыл из области Систан, находившегося возле современной границы между Афганистаном и Ираном. Именно там он впервые познакомился с манускриптами на греческом языке. С возрастом он проявлял все больше интереса к математике, медицине, логике, музыке и космологии. […]

   Астролябия XI века из Центральной Азии. Центральноазиатские ученые усовершенствовали этот важный инструмент средневековой астрономии и использовали его в новаторских исследованиях

   Арабские сподвижники

   Признание роли выходцев из Центральной Азии в «арабском ренессансе» не означает уменьшения роли достижений арабских ученых в Багдаде. Они были там с самого начала и сыграли значительную роль. Несомненно, старейшиной среди арабских ученых и в науке, и в философии Багдада был аль-Кинди, которого мы уже встречали во время мутазилитского конфликта: его неприятности были связаны с братьями Бану Муса. Араб из города Куфа, аль-Кинди был одним из первых энциклопедистов, которых вскоре стало много на арабских землях и в Центральной Азии. Он оставил после себя труды по философии и естественным наукам. Труды аль-Кинди по географии вдохновили его же выдающегося ученика из Балха Абу Зайда аль-Балхи (850–934) основать новую школу географического картографирования. А два исследования аль-Кинди в области оптики все еще были актуальны 700 лет спустя, когда их изучил английский ученый Фрэнсис Бэкон (1561–1626).

   Биографии некоторых багдадских ученых-арабов проливают свет на их тесные связи с Центральной Азией. Так, основателем философского движения в столице стал человек по имени Джабир (Абу Муса Джабир ибн Хайян (721–815), известный на Западе как Гебер. Несмотря на то, что Джабир был арабского происхождения, он вырос и получил образование в городе Тусе, древней столице Хорасана. Еще больше усложняет определение его идентичности датировка многих из его трудов, которые отражают проблемы ученых Хорасана. Джабир полагал, что философия охватывает все сферы жизни, но при этом делал прорывные исследования в области химии, астрономии, физики, металлургии, фармакологии и медицины. Его как жителя Хорасана призвал в Багдад род Бармакидов, которым он посвятил многие из своих трудов.

   Дистилляционный аппарат, разработанный ученым из Туса Абу Мусой Джабиром ибн Хайяном (721–815), алхимиком и «отцом химии», известным на Западе как Гебер

   Основной деятельностью Джабира была алхимия, которая вплоть до XVIII века считалась законной частью науки, а не лженаукой с магическим уклоном. Однако он любил напускать таинственность, часто использовал кодовый язык, от которого пошло английское слово gibberish (на русский можно перевести как «абракадабра»). Таким был метод Джабира. Он также преуспел в развитии новой мистической мусульманской космологии, наполненной античным пифагореизмом.

   По своей натуре Джабир был экспериментатором, изобретателем-практиком — он придумал водонепроницаемую бумагу и нержавеющую сталь. Смешивая определенные компоненты, Джабир обнаружил, что кристаллизация — это эффективный способ очистки. Неудивительно, что его называют «отцом» химии и основателем лабораторно-экспериментального метода в науке. Так велико было его влияние в Европе, что многие из 2500 трудов, приписываемых ему, оказались западными подделками, известными как работы псевдо-Гебера.

   Центральноазиатское направление: медицина, математика и астрономия

   Среди всех наук некоторые области знаний особенно привлекали внимание выходцев из Центральной Азии в Багдаде. В самом верху списка была медицина, которая со времен правления рода Бармакидов влекла к себе самые лучшие умы благодаря сочетанию в ней теоретического и практического знаний. Действительно, можно говорить об отдельной центральноазиатской школе в области медицины. Ее лучшим представителем был Ибн Сина со своим «Каноном». Новаторы этого направления приходили в основном из Мерва, в котором было большое и интеллектуально взыскательное сообщество несторианских христиан. Отец Али ибн Сахля аль-Табари был одним из многих выдающихся медиков Мерва, он проявлял глубокий интерес и к другим наукам. Работая, как и сирийские переводчики, в Гундешапуре, он выполнил один из первых переводов эпохального «Альмагеста» Птолемея на арабский язык. Али ибн Сахль ат-Табари после совместных с отцом исследований переехал в Багдад, где правящий халиф обратил его в ислам. Образование, полученное в Мерве, дало ат-Табари хорошее знание сирийского и греческого языков, благодаря чему у него был прямой доступ к обширным медицинским источникам на обоих языках без необходимости перевода. Пребывая в Багдаде, он приступил к составлению «Сада мудрости» — одной их первых медицинских энциклопедий на арабском языке. Для привлечения более широкой аудитории он издал «Сад мудрости» и на сирийском языке.

   Иллюстрация из «Канона врачебной науки» Ибн Сина, XVII век

   Читая огромный труд ат-Табари, вы будете поражены тем, как настойчиво он говорит, что физическое и душевное здоровье тесно взаимосвязаны. Его диагностический словарь богат психологическими наблюдениями, а предписания часто содержат что-то вроде прототипа психотерапии, включающей в себя психологическое консультирование пациентов. Та же озабоченность связью между духом и телом привела к тому, что ат-Табари обратил особое внимание на развитие детей и педиатрию. Учитывая, что эти направления интересовали и других ведущих медиков Центральной Азии, справедливо будет отметить их региональную специфику, которая сформировалась еще при несторианских докторах Хорасана.

   Помимо медицины выходцы из Центральной Азии добились успеха в математике (и связанных с ней дисциплинах) и астрономии. Тщательное исследование Зутера подтверждает это в количественном смысле, но не дает нам ответа на любопытный вопрос: почему это было так? Был ли успех связан с «закулисными манипуляциями» братьев Бану Муса, которые свободно черпали средства из казны халифа, чтобы взращивать и поддерживать своих собратьев — математиков и астрономов из Центральной Азии? Или культура Центральной Азии придавала особое значение числам, пространственным отношениям и небесным телам?

   Но не будем размышлять об этом — полезнее будет взглянуть на нескольких известных центральноазиатских астрономов и математиков Багдада. И лучше всего начать с Хаббаша аль-Марвази из Мерва, известного как Хаббаш, признанного первопроходца «арабской» математики и астрономии. Он родился и получил образование в великом научном центре, находившемся на территории современного Туркменистана. Хаббаш был еще одним выходцем из Центральной Азии, который переехал в Багдад в свите халифа аль-Мамуна в 819 году. В 55 лет он пережил практически всех своих коллег, но продолжал работать до 100 лет. В Багдаде он незамедлительно присоединился к другим астрономам, служившим в обсерватории, которую аль-Мамун основал по образу обсерватории в Мерве.

   Через 10 лет после прибытия в Багдад Хаббаш впервые использовал затмение, чтобы создать средства, показывающие точное время в зависимости от высоты солнца. Уже через 10 лет он стал ключевой фигурой в группе ученых, которая разработала три набора астрономических таблиц для облегчения расчета положения планет, затмений, фаз Луны и точной календарной информации. Чтобы упростить ход исследования, он разработал совершенно новый инструмент, так называемую сферическую астролябию, которая использовала равноудаленное отображение азимута через систему, симулирующую ежедневное движение небесной сферы по отношению к статичному горизонту. Начав с участия в группе исследователей, стремящихся измерить один градус по окружности Земли, Хаббаш затем рассчитал окружность Земли как равную 32 444 километрам (в реальности длина экватора составляет 40 075 километров), радиус — как 5152 километра (по сравнению с действительным радиусом 6371 километр), а диаметр — как 10 327 километров (по сравнению с действительным диаметром 12 742 километра). Бируни и другие центральноазиатские астрономы вскоре уточнили эти цифры, и их значения стали очень близки к современным. Он продолжил высчитывать подобные значения для Луны и Солнца, их расстояние от Земли, размер их орбит. Великий аль-Хорезми затем значительно улучшит все эти расчеты, но именно Хаббаш и его сподвижники начали впервые изучать их в Багдаде. Тем временем в сфере математики Хаббаш предложил концепцию, которая была подобна тангенсу в современной тригонометрии, а затем ввел понятие котангенса и создал первые таблицы для него. Хаббаш был также первым, кто рассчитал таблицы вспомогательных тригонометрических функций, принципиально значимые для науки, инженерной мысли и навигации.

   Другой центральноазиатский астроном — Ахмед аль-Фергани (797–860), родом из Ферганской долины к юго-востоку от Ташкента (в настоящее время территория Узбекистана), как и Хаббаш, был тесно связан с халифом аль-Мамуном, а также со своими покровителями и сподвижниками — братьями Бану Муса и, возможно, тоже прибыл в Багдад из Мерва с новым халифом. Фергани работал с Хаббашем и некоторыми другими выходцами из Центральной Азии над астрономическими проектами аль-Мамуна. Его наиболее известная работа «Начала астрономии» умело резюмировала греческий трактат Птолемея «Альмагест», написанный во II веке, о сложных движениях звезд и орбитах планет, обновив данные Птолемея на основе новейшего материала из Багдада. Работа аль-Фергани стала одной из первых по астрономии, написанных на арабском языке. Ее величайшим преимуществом была ясность, и в результате книга вызвала огромный интерес на Западе, где аль-Фергани (известный там как Альфраганус) стал наиболее широко читаемым «арабским» астрономом. Среди его читателей был и Христофор Колумб. Книга «Начала астрономии», переведенная несколько раз за период с XII по XVI век, стала источником для многочисленных ссылок в произведениях Данте «Божественная комедия» и «Пир».

   Как и Птолемей, аль-Фергани предложил рассмотреть астрономическую основу семи климатических зон Земли. В отличие от западных и арабских авторов он рассматривал зоны с востока на запад, выделив три зоны на территории Большой Центральной Азии. Позднее именно аль-Фергани был отправлен братьями Бану Муса в Каир для строительства нового канала. Проект чуть не закончился катастрофой, поскольку склон канала аль-Фергани был слишком плавным, чтобы обеспечить опору. В этом случае центральноазиатская наука оказалась менее практичной. Но аль-Фергани исправил эту оплошность, создав свой знаменитый нилометр, благодаря которому египтяне могли точно измерять глубину и течение реки.

   © Whipple Museum of History of Science, University of Cambridge

   Великий ученый аль-Хорезми

   Профессиональные достижения Хаббаша и аль-Фергани свидетельствуют о судьбоносной роли выходцев из Центральной Азии в том, что часто называют арабской математикой и астрономией в эпоху Аббасидов. Но они оба, как и многие другие ученые из региона, их арабские коллеги, переехавшие в Багдад, были лишь «планетами», вращающимися вокруг «солнца» великого Абу Абдаллаха Мухаммеда аль-Хорезми, или просто Хорезми (780–850). Как и предполагает его имя, аль-Хорезми был выходцем из аль-Хорезма, протяженной пустынной и холмистой местности на северной границе Центральной Азии.

   Трудясь в течение почти полувека в Багдаде, этот невероятно одаренный ученый систематизировал алгебру и дал ей название, в процессе предложив доступный метод для решения линейных и квадратных уравнений, который фактически и определял алгебру в течение следующих 500 лет. Он открыл область сферической тригонометрии, убедил арабов, а затем и европейцев принять индийскую (сейчас неверно называемую арабской) десятичную систему чисел, ввел в употребление ноль (который существовал у ольмеков в Мексике) и отрицательные величины. Метод, который он разработал для выполнения арифметических действий с использованием индийских (арабских) чисел, привел к тому, что его имя, полученное от искаженной латинской формы, стало названием концепции алгоритма, более известного сегодня как точные инструкции, позволяющие компьютеру проработать огромные объемы данных для достижения нужных результатов. Помимо многих других достижений, аль-Хорезми собрал данные о точных значениях широты и долготы для 2402 мест на Земле — значительно больше, чем кто-либо до него. […]

   Переписчики времен аль-Хорезми создавали копии с арабских оригиналов четырех его основных трудов по математике, астрономии и географии, которые нашли читателей от Индии до Испании. Но потом все копии оригинальных текстов аль-Хорезми по арифметике были утрачены, и лишь по одной копии каждого арабского оригинала его книг по алгебре и географии дошло до наших дней. Исчезновение остальных свидетельствует о хаосе, культурном застое и упадке в большей части арабского мира и Центральной Азии с конца эпохи Просвещения до современности. В самом деле, если бы не трое неравнодушных средневековых ученых (два англичанина и один итальянец), живших через 300 лет после правления аль-Мамуна в Багдаде, мы бы не увидели ни одного из этих шедевров сегодня.

   Аделард Батский (английский философ-схоласт, около 1080–1152 годов) начинал свою карьеру как типичный средневековый ученый, который изучает старинные тексты. Но когда он понял, что у ученых, пишущих на арабском языке, можно почерпнуть новые идеи, он стал путешествовать. Путь сначала привел его во Францию и Италию, а затем в Антиохию и другие города Восточного Средиземноморья. Он вернулся с копией книги аль-Хорезми по арифметике и укороченной версией его астрономических таблиц, которые были сделаны одним арабом в Испании. Незамедлительно он перевел их на латинский язык. Они стали классикой в Англии и на континенте. За книгой аль-Хорезми по математике закрепилось звание основного учебника в этой области вплоть до XVI века. […]

   Через 10 лет после Аделарда другой английский энтузиаст «нового» знания (знанию тогда было уже 300 лет) — Роберт Честерский отправился в Испанию в поисках манускриптов. Там он ознакомился с арабским оригиналом «Алгебры» аль-Хорезми. Роберт плохо владел арабским языком: при переводе на латинский он неверно транслитерировал арабскую версию индийского слова для функции угла, оставив нам тригонометрический термин «синус». Тем не менее перевод Роберта Честерского пробудил интерес европейцев к геометрии и тригонометрии как к практическим и теоретическим дисциплинам. Примерно в то же время один итальянец из Кремоны отправился в Испанию, чтобы выучить арабский язык и впитать те самые «новые» знания с Востока. В центре арабистики в Толедо, находящемся под христианским правлением, Герард Кремонский выполнил свой собственный перевод «Алгебры» и астрономических таблиц аль-Хорезми, а также перевел 85 других работ с арабского языка.

   Благодаря этим трем великим переводчикам основные работы аль-Хорезми сохранились на латинском языке, в то время как почти все арабские оригиналы исчезли. […]

   Практическая и педагогическая задачи привели аль-Хорезми к тому, что он написал «Алгебру» без единой цифры числа или уравнения. Его текст получился таким простым, что он с первых страниц поглощает читателей из любой области.

   Великим достижением аль-Хорезми было выделение алгебры как отдельной науки, объяснение ее с поразительной ясностью и предложение оригинальных решений для ряда важных проблем. […]

   И хотя начальные уравнения аль-Хорезми могут поразить нас своей элементарностью, они были «первой попыткой алгебраических вычислений как таковых» и непосредственно привели к появлению теории квадратных уравнений, алгебраическим вычислениям, неопределенному анализу и применению алгебры для решения многих практических задач. Это поразительное новшество открыло перспективы для будущего. Оно стало крепкой основой, на которой строилась дальнейшая наука.

   В отдельной неназванной работе по математике аль-Хорезми изложил доводы для принятия десятичной системы индийских чисел и представил правила по использованию ее в математике. Перевод этой работы на латинский язык, выполненный Аделардом Батским, начинается с фразы «Dixit Algoritmi», или «Так говорил аль-Хорезми». Из-за этого средневековые мудрецы, которые наталкивались на эту «новую математику», в противоположность использованию старых римских чисел, которые были бесполезны для вычислений, называли себя «алгоритмистами». То, что аль-Хорезми использовал индийские числа, рассматривается как апология для математики как таковой, и именно в этой роли его имя стало навсегда связано с алгоритмами.

   Аль-Хорезми был центральной фигурой наряду с Хаббашем, аль-Фергани и другими в группе, которую аль-Мамун собрал для измерения градуса земной долготы. Это связало его имя с расчетами размеров небесных тел и их удаленности от Земли, которые были заметно усовершенствованы по сравнению с любыми предыдущими подсчетами, включая расчеты Хаббаша. […]

   Аль-Хорезми погрузился в работу по исправлению и улучшению трудов древних географов. На рисунке показана карта Нила из труда аль-Хорезми «Книга картины мира»

   Надо признать, что вклад аль-Хорезми в астрономию скорее связан не с полевыми наблюдениями, а с изучением и анализом работ, выполненных индийским астрономом VII века Брахмагуптой. В таких связанных областях, как алгебра, тригонометрия и отрицательные числа, он также мог бы почерпнуть знания из работ китайских ученых, но они были еще не известны за пределами Китая. Брахмагупта и другие индийцы уже давно были знакомы с астрономией древних греков, а в астрономических таблицах, созданных по их собственным вычислениям, даже превзошли их. Мы думаем об эпохе аль-Хорезми как о времени, когда ученые и исследователи, писавшие на арабском языке, заново открывали знания греков. Кроме того, это был период, когда переводчики и ученые в Багдаде и в других восточных центрах наталкивались на обширные, но ранее игнорируемые труды индийцев по алгебре, тригонометрии, геометрии и астрономии, переводили и анализировали их, распространяли их среди своих коллег. Аль-Хорезми и другие центральноазиатские ученые были основной движущей силой этого важного межкультурного обмена.

   Название астрономической работы аль-Хорезми — «Астрономические таблицы из Синда и Индии». Это самая ранняя работа по астрономии на арабском языке, которая сохранилась полностью. Ее масштаб впечатляет, она содержит более сотни таблиц, охватывающих все — от движения небесных тел и времени восхода Луны до значений синусов, тангенсов, а также астрологии. Имея под рукой «Астрономические таблицы», человек мог вычислить затмения или угол склонения Солнца, точно определить расположение Солнца, Луны и пяти известных планет, решить задачу по сферической тригонометрии. Любопытно, что аль-Хорезми в этой работе стремился передать достижения других астрономов, это в некоторых случаях привело к тому, что он не стал исправлять индийские вычисления на более точные, которые сделал сам.

   Иногда оспаривается тот факт, что большая часть мусульманской астрономии зародилась благодаря необходимости определять точный час для молитв и точное расположение Мекки для молящихся. Верно, что несколько астрономов, работающих позднее, подробно изучали эти вопросы и, несомненно, получили финансовую поддержку и читателей. Они относились к этим задачам как к полезным областям применения своих знаний, изучение которых было оправданно, поскольку представляло интерес для их покровителей. Как таковые эти вопросы не были ни более, ни менее важны, чем другие практические проблемы, которые аль-Хорезми использовал в качестве примеров в своей «Алгебре». Несмотря на заявления, что некоторые фрагменты манускриптов по этим темам ведут к аль-Хорезми, их подлинность кажется сомнительной.

   Координаты 2402 мест по всей Евразии являются вкладом аль-Хорезми в еще одну область знаний — географию. Снова он выступил в качестве редактора «Географии» Птолемея, жившего в III веке. Но в этот раз он решился улучшить оригинал. Основываясь на большом количестве данных недавних исследований, проведенных им самим и другими учеными, он исправил измерения Птолемея касательно Средиземноморья, дал более точное расположение Канарских островов, впервые представил Индийский и Атлантический океаны как массу открытой воды, а не в виде континентальных морей, впервые на карте мира показал то, что сейчас называется Тихим океаном, добавил сотни мест в Центральной Азии и на Ближнем Востоке, значительно расширив таким образом известный его современникам мир.

   Он также описал семь климатических зон и опередил аль-Фергани, написав о Центральной Азии. Благодаря ясному и всеобъемлющему обобщению прошлых и настоящих географических знаний «Книга картины мира» аль-Хорезми стала основой всех последующих географических исследований на арабском и западных языках. […]

   Биология в эпоху Возрождения | Спросите у биолога

   Книги и мертвые тела

   Подобно телу, воскресшему из мертвых, биология ожила примерно в 1400-х годах. Это было началом Возрождения в Европе. Это ознаменовало конец раннего средневековья и начало нового обучения. Искусство, книги и наука снова стали популярными. Биологи в это время сосредоточились на изучении человеческого тела. Это означало изучение мертвых.

   В эпоху Возрождения в Европе биологи препарировали человеческое тело, пытаясь понять, как оно работает.Нажмите, чтобы увеличить.

   Рассечение было одним из основных способов, с помощью которых биологи обнаружили, как работает тело. Они кладут труп на стол и разрезают его. Таким образом, они могли видеть все, что позволяет людям бегать. Раньше не многие изучали человеческое тело изнутри. Теперь они увидели вены, нервы, кости и мышцы. Биологи все осмотрели. После этого они нарисовали фотографии того, что нашли. Это помогло им понять, как все это связано.

   Художник или биолог?

   Но не только ученые хотели знать.Художники также хотели узнать, как устроено тело. Они хотели рисовать и раскрашивать более точные человеческие фигуры. Леонардо да Винчи изучал анатомию, чтобы лучше рисовать человеческое тело. Скульпторам тоже нужно было изучать тело, чтобы лучше выполнять свою работу. Человек по имени Андреас Везалий был ученым, много работавшим с трупами. В конце концов он опубликовал книгу о внутренностях человеческого тела. Он включил рисунки (ick).

   На самом деле, все эти новые знания о биологии не получили бы широкого распространения без книг.В 1400-х годах человек по имени Иоганнес Гутенберг изобрел свой печатный станок. Этот пресс позволяет людям печатать книги намного проще и быстрее. Новые знания быстро распространились по Европе в книгах. Это открывало путь для новых и новых открытий.

   ---

   Дополнительные изображения с Wikimedia Commons. Фотография женщины да Винчи (La Scapigliata) из Интернет-галереи искусств.

   Биология Возрождения — Развитие науки наблюдений

   Биология Возрождения — Развитие науки наблюдений, часть II

   Несомненно, религия и библейский взгляд на Вселенную изначально определяли направление естественных наук, но в эпоху Возрождения ученые и философы вниз основы, которые повлияли бы на великих мыслителей Просвещения.Общество начало исследовать возможность того, что тело — это машина или автомат, а душа — единственное различие между людьми и животными.

   Естественные науки и искусство

   Андреас Везалий: «De corporis humani fabrica» — иллюстрации анатомии человека (общественное достояние)

   Как и большая часть культурной революции эпохи Возрождения, искусство и Наука были неразделимы, и именно работа художников и скульпторов выдвинула биологию и анатомию на передний план.Великие художники эпохи Возрождения стремились к безупречному реализму в своих работах, и эта тенденция была инициирована изобретением перспективы и других тонких средств изображения совершенного художественного реализма. Андреас Везалий (1514-1564) написал фолиант, De Humani Corpis Fabrica (О ткани человеческого тела), который содержал замысловатые иллюстрации Ван Калькара, ученика великого Тициана, и это задало тон искусству. эпохи Возрождения. Эти художники начали анализировать животных, растения и даже людей, чтобы понять структуру, лежащую в основе работы человеческого тела, и создать еще более динамичные и реалистичные произведения искусства.Да Винчи был первым ученым, который установил связь между строением человека и животных — еще одно наблюдение, которое в конечном итоге привело к биологии и Дарвину, хотя и долгим и окольным путем. Почти как побочный эффект, это раскрыло физиологическую структуру человеческого тела и показало, как различные органы взаимодействуют, чтобы сделать возможной жизнь. Центральное место в развитии биологии, как и большинства знаний эпохи Возрождения, было изобретение печати и гравюры на дереве, которые позволили ученым быстро и легко делиться своей работой.Тексты и анатомические рисунки можно было рассылать по всей Европе, чтобы ученым не приходилось повторять одни и те же эксперименты и они могли законно опираться на работы других. Как и сейчас, изучение всех областей биологии, от анатомии человека до ботаники, было переплетено с ремеслом медицины, поскольку врачи искали более эффективные способы лечения, лечения и предотвращения болезней, травм и болезней.

   Ботаника эпохи Возрождения — немецкие ботаники

   Отто Брунфельс (общественное достояние)

   Потребность в лучших лекарствах и лечебных травах вызвала взрыв в изучении ботаники, отодвигая его из искаженных сказок и фольклора старых баб, хотя некоторые из этих знаний были полезны, и превращение их в надлежащую систему классификации и изучения структуры и свойств растений.Немцы были особенно влиятельны в искусстве травничества, сходство, которое очевидно даже сегодня, и тенденция, которая все еще пронизывает германское наследие и коллективную психику. В 1530 году Отто Брунфельс (1488–1534) опубликовал две важные книги о лекарственных травах: Herbarium vivae icones (1530 и 1536, в трех частях) и Contrafayt Kräuterbuch (1532-1537, в двух частях), в которые вошли некоторые замечательные гравюры на дереве, иллюстрирующие растения, которые он нашел во время своих странствий по Германии.

   Contrafayt Kräuterbuch, Otto Brunfels (Public Domain)

   Эти диаграммы оживили книгу и помогли исследованию и идентификации, и он был осторожен при описании растений независимо от их лекарственного использования. проводя важное различие между медицинским травничеством и изучением растений ради самих растений. Брюнфельс в полной мере воспользовался достижениями в области печати и включил подробные, богатые иллюстрации, а также представил знания о растениях гораздо более широкой аудитории, используя в иллюстрациях реализм, а не художественную лицензию.Также будучи теологом и врачом, он развил любовь к изучению растений через траволечение и стремление классифицировать целебные и лекарственные растения. Он считается одним из первых настоящих ботаников, которого часто называют отцом ботаники, и он полагался на свои собственные наблюдения, а не на работы древних. Чтобы завершить немецкую мертвую хватку ботаники в период раннего Возрождения, Иероним Бок (1498–1554) и Леонард Фукс (1501-1566) опубликовали книги о полевых цветах.Эти тома были заполнены информацией о различных типах, что, несомненно, помогало идентифицировать растения в полевых условиях и позволяло потенциальным ботаникам идентифицировать растения без необходимости в опыте или учителях. Мало что известно о Боке, но в 1529 году он выпустил книгу под названием «The. Kreutterbuch (букв. «Заводская книга»). В этой работе задокументировано более 700 растений, найденных в его родной Германии, и он классифицировал их в соответствии с характеристиками и лекарственным использованием, что является отходом от классификаций, используемых древнегреческими, римскими и исламскими учеными.Он также тщательно включил географическое и экологическое распространение, указав, в каких средах обитания растения наиболее вероятно могут быть найдены.

   Портрет Леонхарта Фукса (общественное достояние)

   Фукс специализировался на лекарственных травах и лечебных средствах, писал книги об использовании лекарственных трав, в которых работа ученых-классиков сочеталась с его собственными взглядами и знаниями. опыт. Он удалил фольклор и тайную философию из медицины и остановился на документировании использования определенных растений и трав.Его первая публикация, Errata Recentiorum medicorum (Ошибки недавних врачей) в 1530 году, советовала врачам использовать простые лечебные травы, а не сложные алхимические смеси, которые доминировали в медицине и которые были построены на ошибочных моделях вселенной, часто причиняя больший вред. чем пользы. Фукс также предоставил путеводитель по травяным растениям, De Historia stylpium commentarii insignes (Известные комментарии по истории растений), который стал доступен на немецком, английском и голландском языках.Фукс не пытался классифицировать растения по характеристикам, но придерживался энциклопедического формата в алфавитном порядке и описал характеристики более 500 растений: 400 диких и 100 одомашненных. В книгу также вошло более 500 гравюр на дереве растений, помогающих идентифицировать и подчеркивающих важность использования опытных иллюстраторов, таких как Генрих Фюльмауэр и Альберт Мейер, и талантливого резчика по дереву, такого как Вейт Рудольф. Фукс также позаботился о том, чтобы иллюстраторы и дровосек были отмечены в книге, понимая, что они являются важной частью процесса, и отдавая им должное.

   Важность классификации

   Брейтер Индианишер Пфеффер, Леонард Фукс 1543 (общественное достояние)

   Из-за огромного количества видов и разновидностей растений стало необходимо найти универсальный система классификации, особенно по всему континенту. Общие названия могут различаться в зависимости от страны или даже региона, что может привести к ошибочной идентификации, что может стать проблемой при использовании неправильного лекарственного растения.Создание садов для редких видов растений, первоначально в великих итальянских университетах, показало необходимость последовательной системы классификации. Первым, кто попытался это сделать, был Гаспар Баухин (1560–1624), швейцарский ботаник, давший растениям двойное имя с системой, аналогичной современной биологической классификации. Баухин использовал общее и специальное название, хотя он не делил типы растений на семейства и не пытался сгруппировать их по свойствам и общим признакам. Другие натуралисты также внесли свой вклад в этот процесс: француз Пьер Белон (1517-1564) написал две книги о деревьях и садоводстве, в которых он задокументировал виды по всему Ближнему Востоку.Белон, уважаемый за его ботанические работы, также попытался сгруппировать животных в систематическую систему классификации, охватывающую среди других видов млекопитающих, рыб и моллюсков. Он хорошо разбирался в анатомии, а его систематика была очень хорошей попыткой распутать сложную сеть взаимодействующих видов в любой среде. Другие ученые путешествовали по всему миру, им помогали европейские корабли, торгующие и исследующие новый мир и Азию, возвращая сушеные растения для изучения учеными.Расцвет естественных наук был неразрывно связан с путешествиями в Новый Свет — периодом, когда можно утверждать, что научные богатства были обнаружены вместе с золотом и землей.

   Научная революция | Безграничная всемирная история

   Корни научной революции

   Научная революция, сделавшая систематическое экспериментирование наиболее действенным методом исследования, привела к развитию математики, физики, астрономии, биологии и химии.Эти события изменили взгляды общества на природу.

   Цели обучения

   Опишите изменения, произошедшие во время научной революции, которые привели к разработке новых средств экспериментирования.

   Основные выводы

   Ключевые моменты

   • Научной революцией стало появление современной науки в период раннего Нового времени, когда развитие математики, физики, астрономии, биологии (включая анатомию человека) и химии изменило взгляды общества на природу.
   • Изменение средневековых представлений о науке произошло по четырем причинам: сотрудничество, создание новых экспериментальных методов, способность опираться на наследие существующей научной философии и институты, которые сделали возможным академические публикации.
   • Согласно научному методу, который был определен и применен в 17 веке, естественные и искусственные обстоятельства были оставлены, а исследовательская традиция систематических экспериментов постепенно стала приниматься всем научным сообществом.
   • Во время научной революции изменение представлений о роли ученого по отношению к природе и ценности экспериментальных или наблюдаемых данных привело к научной методологии, в которой эмпиризм играл большую, но не абсолютную роль.
   • Поскольку научная революция не ознаменовалась ни одним изменением, ей поспособствовали многие новые идеи. Некоторые из них были революциями в своих сферах.
   • Наука стала играть ведущую роль в дискурсе и мысли Просвещения.Многие писатели и мыслители эпохи Просвещения имели научное образование и связали научный прогресс с ниспровержением религии и традиционного авторитета в пользу развития свободы слова и мысли.

   Ключевые термины

   • эмпиризм : теория, утверждающая, что знание приходит только или в первую очередь из чувственного опыта. Он подчеркивает свидетельства, особенно свидетельства, полученные путем экспериментов и использования научных методов.
   • Галилей : итальянский мыслитель (1564–1642) и ключевая фигура в научной революции, который усовершенствовал телескоп, провел астрономические наблюдения и выдвинул основной принцип относительности в физике.
   • Метод Бэкона : Метод расследования, разработанный сэром Фрэнсисом Бэконом. Он был предложен в книге Бэкона Novum Organum (1620) (или «Новый метод») и должен был заменить методы, предложенные в «Органоне» Аристотеля. Этот метод оказал влияние на развитие научного метода в современной науке, но также и в более общем плане на отказ от средневекового аристотелизма в начале Нового времени.
   • научный метод : Совокупность методов исследования явлений, получения новых знаний или исправления и интеграции предыдущих знаний посредством применения эмпирических или измеримых доказательств с учетом определенных принципов рассуждения. Он характерен для естествознания с XVII века и состоит в систематическом наблюдении, измерении и эксперименте, а также в формулировании, проверке и модификации гипотез.
   • Британское королевское общество : Британское научное общество; возможно, самое старое из существовавших до сих пор таких обществ, основанное в ноябре 1660 года.

   Научная революция

   Научная революция была возникновением современной науки в период раннего Нового времени, когда развитие математики, физики, астрономии, биологии (включая анатомию человека) и химии изменило взгляды общества на природу. Научная революция началась в Европе в конце периода Возрождения и продолжалась до конца 18 века, оказывая влияние на интеллектуальное социальное движение, известное как Просвещение.Хотя его даты оспариваются, публикация в 1543 году книги Николая Коперника De Revolutionibus orbium coelestium ( О вращении небесных сфер ) часто упоминается как начало научной революции.

   Научная революция была построена на фундаменте древнегреческого обучения и науки в средние века, поскольку они были разработаны и развиты римско-византийской наукой и средневековой исламской наукой. Аристотелевская традиция все еще была важной интеллектуальной основой в 17 веке, хотя к тому времени натурфилософы отошли от нее.Ключевые научные идеи, восходящие к классической древности, с годами радикально изменились и во многих случаях были дискредитированы. Сохранившиеся идеи (например, космология Аристотеля, поместившая Землю в центр сферического иерархического космоса, или модель движения планет Птолемея) были коренным образом преобразованы во время научной революции.

   Изменение средневековых представлений о науке произошло по четырем причинам:

   1. Ученые и философы семнадцатого века смогли сотрудничать с членами математических и астрономических сообществ для достижения прогресса во всех областях.
   2. Ученые осознали неадекватность средневековых экспериментальных методов для своей работы и поэтому почувствовали необходимость в разработке новых методов (некоторые из которых мы используем сегодня).
   3. Академики имели доступ к наследию европейской, греческой и ближневосточной научной философии, которое они могли использовать в качестве отправной точки (либо опровергая теоремы, либо опираясь на них).
   4. учреждений (например, Британское королевское общество) помогли утвердить науку как область, предоставив возможность публикации работ ученых.

   Новые методы

   Согласно научному методу, который был определен и применен в 17 веке, естественные и искусственные обстоятельства были оставлены, а исследовательская традиция систематических экспериментов постепенно стала приниматься всем научным сообществом. Философия использования индуктивного подхода к природе (отказаться от предположений и попытаться просто наблюдать непредвзято) резко контрастировала с более ранним, аристотелевским подходом к дедукции, с помощью которого анализ известных фактов приводил к дальнейшему пониманию.На практике многие ученые и философы считали, что необходимо здоровое сочетание того и другого — готовность как ставить под сомнение предположения, так и интерпретировать наблюдения, которые, как предполагалось, имели некоторую степень достоверности.

   Во время научной революции изменение представлений о роли ученого по отношению к природе, ценности доказательств, экспериментальных или наблюдаемых, привело к научной методологии, в которой эмпиризм играл большую, но не абсолютную роль. Термин «британский эмпиризм» вошел в употребление для описания философских различий между двумя его основателями — Фрэнсисом Бэконом, описанным как эмпирик, и Рене Декартом, который был описан как рационалист.Работы Бэкона установили и популяризировали индуктивные методологии научных исследований, часто называемые методом Бэкона , а иногда просто научным методом. Его требование спланированной процедуры исследования всего естественного ознаменовало новый поворот в риторической и теоретической структуре науки, большая часть которой до сих пор связана с концепциями надлежащей методологии. Соответственно, Декарт проводил различие между знанием, которое может быть достигнуто одним разумом (рационалистический подход), как, например, в математике, и знанием, требующим опыта мира, как в физике.

   Томас Гоббс, Джордж Беркли и Дэвид Хьюм были основными представителями эмпиризма и разработали сложную эмпирическую традицию как основу человеческого знания. Признанным основателем этого подхода был Джон Локк, который предложил в Эссе о человеческом понимании (1689), что единственное истинное знание, которое может быть доступно человеческому разуму, — это то, что основано на опыте.

   Новые идеи

   Многие новые идеи способствовали тому, что называется научной революцией.Некоторые из них были революциями в своих сферах. К ним относятся:

   • Гелиоцентрическая модель, которая включала радикальное смещение Земли по орбите вокруг Солнца (в отличие от того, чтобы ее рассматривали как центр Вселенной). Работа Коперника 1543 года над гелиоцентрической моделью Солнечной системы пыталась продемонстрировать, что Солнце является центром Вселенной. Открытия Иоганна Кеплера и Галилео придали теории достоверности, а кульминацией работы стала работа Исаака Ньютона Principia, , в которой сформулированы законы движения и всемирного тяготения, которые доминировали в взглядах ученых на физическую вселенную в течение следующих трех столетий.
   • Изучение анатомии человека на основе вскрытия человеческих трупов, а не вскрытия животных, как практиковалось веками.
   • Открытие и изучение магнетизма и электричества, а значит, и электрических свойств различных материалов.
   • Модернизация дисциплин (делая их более современными), включая стоматологию, физиологию, химию или оптику.
   • Изобретение инструментов, которые углубили понимание науки, включая механический калькулятор, паровой варочный котел
     (предшественник паровой машины), преломляющие и отражающие телескопы, вакуумный насос или ртутный барометр.

   Портрет достопочтенного Шеннона. Роберт Бойл Ф. Р. С. (1627–1691): Роберт Бойл (1627–1691), английский ученый ирландского происхождения, был одним из первых сторонников научного метода и основателем современной химии. Бойль известен своими новаторскими экспериментами с физическими свойствами газов, авторством «Скептического химиста», ролью в создании Лондонского королевского общества и благотворительностью в американских колониях.

   Научная революция и Просвещение

   Научная революция заложила основы эпохи Просвещения, в центре которой был разум как главный источник авторитета и легитимности, и подчеркнута важность научного метода.К 18 веку, когда процветало Просвещение, научный авторитет начал вытеснять религиозный авторитет, и дисциплины, которые до этого считались законно научными (например, алхимия и астрология), потеряли научную достоверность.

   Наука стала играть ведущую роль в дискурсе и мысли Просвещения. Многие писатели и мыслители эпохи Просвещения имели научное образование и связали научный прогресс с ниспровержением религии и традиционного авторитета в пользу развития свободы слова и мысли.Вообще говоря, наука Просвещения высоко ценила эмпиризм и рациональное мышление и была воплощена в идеале Просвещения о продвижении и прогрессе. В то время в науке доминировали научные общества и академии, которые в значительной степени заменили университеты в качестве центров научных исследований и разработок. Общества и академии также были основой становления научной профессии. Еще одним важным событием стала популяризация науки среди все более грамотного населения.В этом столетии произошел значительный прогресс в медицине, математике и физике; развитие биологической систематики; новое понимание магнетизма и электричества; и становление химии как дисциплины, заложившей основы современной химии.

   Принципы Исаака Ньютона, разработавшие первый свод унифицированных научных законов

   В книге Principia Ньютона сформулированы законы движения и всемирного тяготения, которые преобладали в представлениях ученых о физической вселенной в течение следующих трех столетий.Выведя законы движения планет Кеплера из его математического описания гравитации, а затем используя те же принципы для объяснения траекторий комет, приливов, прецессии равноденствий и других явлений, Ньютон устранил последние сомнения в обоснованности гелиоцентрическая модель космоса. Эта работа также продемонстрировала, что движение объектов на Земле и небесных тел можно описать одними и теми же принципами. Его законы движения должны были стать прочной основой механики.

   Физико-математические науки

   В 16-17 веках европейские ученые начали все активнее применять количественные измерения для измерения физических явлений на Земле, что привело к быстрому развитию математики и физики.

   Цели обучения

   Проводить различие между ключевыми фигурами научной революции и их достижениями в математике и физике

   Основные выводы

   Ключевые моменты

   • Философия использования индуктивного подхода к природе резко контрастировала с более ранним, аристотелевским подходом дедукции, с помощью которого анализ известных фактов приводил к дальнейшему пониманию.На практике ученые полагали, что необходимо здоровое сочетание того и другого — готовность подвергать сомнению предположения, но также и интерпретировать наблюдения, которые, как предполагается, имеют некоторую степень достоверности. Этот принцип был особенно верен для математики и физики.
   • В XVI и XVII веках европейские ученые начали все активнее применять количественные измерения для измерения физических явлений на Земле.
   • Коперниканская революция, или сдвиг парадигмы от птолемеевой модели неба к гелиоцентрической модели с Солнцем в центре солнечной системы, началась с публикации книги Коперника De Revolutionibus orbium coelestium, и закончилась работой Ньютона над столетие спустя.
   • Галилей продемонстрировал удивительно современное понимание правильной взаимосвязи между математикой, теоретической физикой и экспериментальной физикой. Его вклад в наблюдательную астрономию включает телескопическое подтверждение фаз Венеры, открытие четырех крупнейших спутников Юпитера, а также наблюдение и анализ солнечных пятен.
   • В книге Principia Ньютона сформулированы законы движения и всемирного тяготения, которые преобладали в представлениях ученых о физической вселенной в течение следующих трех столетий.Он снял последние сомнения в справедливости гелиоцентрической модели Солнечной системы.
   • Наука об электричестве быстро развивалась после первых открытий Уильяма Гилберта.

   Ключевые термины

   • научный метод : Совокупность методов исследования явлений, получения новых знаний или исправления и интеграции предыдущих знаний, которые применяют эмпирические или измеримые доказательства с учетом определенных принципов рассуждения. Он характерен для естествознания с XVII века и состоит в систематическом наблюдении, измерении и эксперименте, а также в формулировании, проверке и модификации гипотез.
   • Революция Коперника : Сдвиг парадигмы от птолемеевой модели неба, которая описывала космос как имеющий неподвижную Землю в центре вселенной, к гелиоцентрической модели с Солнцем в центре солнечной системы. Начиная с публикации книги Николая Коперника «De Revolutionibus orbium coelestium», вклад в «революцию» продолжался, пока, наконец, не закончился работой Исаака Ньютона более века спустя.
   • научная революция : Возникновение современной науки в период раннего Нового времени, когда развитие математики, физики, астрономии, биологии (включая анатомию человека) и химии изменило взгляды общества на природу.Он начался в Европе в конце периода Возрождения и продолжался до конца 18 века, оказывая влияние на интеллектуальное социальное движение, известное как Просвещение.

   Введение

   Согласно научному методу, который был определен и применен в 17 веке, естественные и искусственные обстоятельства были оставлены, а исследовательская традиция систематических экспериментов постепенно стала приниматься всем научным сообществом. Философия использования индуктивного подхода к природе — отказаться от предположений и попытаться просто наблюдать непредвзято — резко контрастировала с более ранним, аристотелевским подходом к дедукции, с помощью которого анализ известных фактов приводил к дальнейшему пониманию.На практике многие ученые (и философы) полагали, что необходимо здоровое сочетание того и другого — готовность подвергать сомнению предположения, но также и интерпретировать наблюдения, которые, как предполагалось, имеют некоторую степень достоверности. Этот принцип был особенно верен для математики и физики. Рене Декарт, чья мысль подчеркивала силу рассуждения, но также помогала установить научный метод, проводил различие между знанием, которое могло быть достигнуто одним разумом (рационалистический подход), которое он считал математикой, и знанием, которое требовало жизненного опыта. которую он считал физикой.

   Математизация

   В той мере, в какой средневековые натурфилософы использовали математические проблемы, они ограничивали социальные исследования теоретическим анализом локальной скорости и других аспектов жизни. Фактическое измерение физической величины и сравнение этого измерения со значением, вычисленным на основе теории, в значительной степени ограничивалось математическими дисциплинами астрономии и оптики в Европе. В XVI и XVII веках европейские ученые начали все чаще применять количественные измерения для измерения физических явлений на Земле.

   Коперниканская революция

   В то время как даты научной революции спорны, публикация в 1543 году книги Николая Коперника De Revolutionibus orbium coelestium ( О вращениях небесных сфер ) часто упоминается как начало научной революции.
   В книге предложена гелиоцентрическая система, противоречащая широко принятой геоцентрической системе того времени. Тихо Браге принял модель Коперника, но подтвердил геоцентричность.Однако Тихо бросил вызов аристотелевской модели, когда он наблюдал комету, которая прошла через область планет. Было сказано, что эта область имеет равномерное круговое движение только на твердых сферах, что означало, что комета не может войти в эту область. Иоганн Кеплер вслед за Тихо разработал три закона движения планет. Кеплер не смог бы разработать свои законы без наблюдений Тихо, потому что они позволили Кеплеру доказать, что планеты движутся по эллипсам и что Солнце находится не прямо в центре орбиты, а в фокусе.Галилео Галилей пришел после Кеплера и разработал собственный телескоп с достаточным увеличением, чтобы позволить ему изучить Венеру и обнаружить, что у нее есть фазы, как у Луны. Открытие фаз Венеры было одной из наиболее влиятельных причин перехода от геоцентризма к гелиоцентризму. Книга Исаака Ньютона « Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica » завершила Коперниканскую революцию. Развитие его законов движения планет и всемирного тяготения объяснило предполагаемое движение, связанное с небесами, утверждением гравитационной силы притяжения между двумя объектами.

   Другие достижения в области физики и математики

   Галилей был одним из первых современных мыслителей, четко заявивших, что законы природы являются математическими. В более широком смысле, его работа ознаменовала еще один шаг к окончательному отделению науки от философии и религии, что стало важным событием в человеческой мысли. Галилей продемонстрировал удивительно современное понимание правильной взаимосвязи между математикой, теоретической физикой и экспериментальной физикой. Он понимал параболу как в терминах конических сечений, так и в терминах ординаты (y), изменяющейся как квадрат абсциссы (x).Далее он утверждал, что парабола была теоретически идеальной траекторией равномерно ускоренного снаряда в отсутствие трения и других возмущений.

   В книге Principia Ньютона сформулированы законы движения и всемирного тяготения, которые преобладали в представлениях ученых о физической вселенной в течение следующих трех столетий. Выведя законы движения планет Кеплера из его математического описания гравитации, а затем используя те же принципы для объяснения траекторий комет, приливов, прецессии равноденствий и других явлений, Ньютон устранил последние сомнения в обоснованности гелиоцентрическая модель космоса.Эта работа также продемонстрировала, что движение объектов на Земле и небесных тел можно описать одними и теми же принципами. Его предсказание о том, что Земля должна иметь форму сплющенного сфероида, было позже подтверждено другими учеными. Его законы движения должны были стать прочной основой механики; его закон всемирного тяготения объединил земную и небесную механику в одну большую систему, которая, казалось, могла описать весь мир математическими формулами. Ньютон также разработал теорию гравитации.После обмена мнениями с Робертом Гуком, английским натурфилософом, архитектором и эрудитом, он разработал доказательство того, что эллиптическая форма планетных орбит является результатом центростремительной силы, обратно пропорциональной квадрату радиус-вектора.

   Научная революция также засвидетельствовала развитие современной оптики. Кеплер опубликовал Astronomiae Pars Optica ( Оптическая часть астрономии ) в 1604 году. В нем он описал закон обратных квадратов, регулирующий интенсивность света, отражение плоскими и изогнутыми зеркалами, а также принципы работы камер-обскур. как астрономические значения оптики, такие как параллакс и видимые размеры небесных тел.Виллеброрд Снеллиус нашел математический закон преломления, ныне известный как закон Снеллиуса, в 1621 году. Впоследствии Декарт с помощью геометрического построения и закона преломления (также известного как закон Декарта) показал, что угловой радиус радуги равен 42 °. Он также независимо открыл закон отражения. Наконец, Ньютон исследовал преломление света, продемонстрировав, что призма может разлагать белый свет на спектр цветов, а линза и вторая призма могут преобразовывать многоцветный спектр в белый свет.Он также показал, что цветной свет не меняет своих свойств, выделяя цветной луч и направляя его на различные объекты.

   Портрет Галилео Галилея работы Джусто Сустерманса, 1636

   Галилео Галилей (1564–1642) усовершенствовал телескоп, с помощью которого он сделал несколько важных астрономических открытий, включая четыре самых больших спутника Юпитера, фазы Венеры и кольца Сатурна, а также провел подробные наблюдения солнечных пятен. Он разработал законы падающих тел на основе новаторских количественных экспериментов, которые он проанализировал математически.

   Доктор Уильям Гилберт из De Magnete изобрел новое латинское слово electricus из ἤλεκτρον ( elektron ), греческого слова, означающего «янтарь». Гилберт провел ряд тщательных электрических экспериментов, в ходе которых он обнаружил, что многие вещества способны проявлять электрические свойства. Он также обнаружил, что нагретое тело теряет электричество, и что влага препятствует электризации всех тел из-за теперь хорошо известного факта, что влага нарушает изоляцию таких тел.Он также заметил, что наэлектризованные вещества притягивают все другие вещества без разбора, тогда как магнит притягивает только железо. Многие открытия такого рода принесли Гилберту титул «основателя электротехники».

   Роберт Бойль также часто работал над новой наукой об электричестве и добавил несколько веществ в список электричества Гилберта. В 1675 году он заявил, что электрическое притяжение и отталкивание могут действовать через вакуум. Одним из его важных открытий было то, что наэлектризованные тела в вакууме будут притягивать легкие вещества, что указывает на то, что электрический эффект не зависит от воздуха как среды.Он также добавил смолу в известный тогда список электрики. К концу 17 века исследователи разработали практические способы производства электричества трением с электростатическим генератором, но всерьез разработка электростатических машин началась только в 18 веке, когда они стали фундаментальными инструментами в исследованиях нового наука об электричестве. Первое использование слова , электричество приписывают Томасу Брауну в работе 1646 года. В 1729 году Стивен Грей продемонстрировал, что электричество можно «передавать» через металлические нити.

   Сокровища РАН: Звездный вестник Галилео Галилей : В 1610 году Галилей опубликовал эту книгу, в которой описал свои наблюдения неба с помощью нового изобретения — телескопа. В нем он описывает свое открытие спутников Юпитера, звезд, слишком слабых, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом, и гор на луне. Книга стала первым научным изданием, основанным на данных телескопа. Это был важный шаг к нашему современному пониманию Солнечной системы.Латинское название — Sidereus Nuncius , что переводится как Starry Messenger или Sidereal Message .

   Астрономия

   Хотя астрономия является старейшей из естественных наук, ее развитие во время научной революции полностью изменило общественные взгляды на природу, перейдя от геоцентризма к гелиоцентризму.

   Цели обучения

   Оцените работы Коперника и Кеплера и их революционные идеи

   Основные выводы

   Ключевые моменты

   • Развитие астрономии в период научной революции полностью изменило взгляды общества на природу.Публикация Николая Коперника « De Revolutionibus » в 1543 году часто рассматривается как начало того времени, когда научные дисциплины постепенно трансформировались в современные науки, какими мы их знаем сегодня.
   • Гелиоцентризм Коперника — это название, данное астрономической модели, разработанной Коперником, в которой Солнце расположено неподвижно рядом с центром Вселенной, а Земля и другие планеты вращаются вокруг него по круговым траекториям, измененным эпициклами и с одинаковой скоростью.
   • За более чем столетие немногих астрономов убедила система Коперника. Тихо Браге зашел так далеко, что построил космологию, в точности эквивалентную космологии Коперника, но с землей, зафиксированной в центре небесной сферы, а не с Солнцем. Однако идея Тихо также способствовала защите гелиоцентрической модели.
   • В 1596 году Иоганн Кеплер опубликовал свою первую книгу, которая была первой с 1540-х годов открытой поддержкой коперниканской космологии астрономом.Работа Кеплера по Марсу и движению планет дополнительно подтвердила гелиоцентрическую теорию.
   • Галилео Галилей сконструировал собственный телескоп, с помощью которого он провел ряд важных астрономических наблюдений. Его наблюдения и открытия были одними из самых влиятельных в переходе от геоцентризма к гелиоцентризму.
   • Исаак Ньютон развил дальнейшие связи между физикой и астрономией через свой закон всемирного тяготения и необратимо подтвердил и развил гелиоцентризм.

   Ключевые термины

   • Коперник : математик и астроном эпохи Возрождения (1473-1543), который сформулировал гелиоцентрическую модель Вселенной, в центре которой находится Солнце, а не Земля.
   • эпициклы : Геометрическая модель, используемая для объяснения изменений скорости и направления видимого движения Луны, Солнца и планет в астрономической системе Птолемея.
   • Гелиоцентризм Коперника : название, данное астрономической модели, разработанной Николаем Коперником и опубликованной в 1543 году.Он расположил Солнце около центра Вселенной, неподвижное, а Земля и другие планеты вращались вокруг него по круговым траекториям, измененным эпициклами и с одинаковой скоростью. Он отошел от системы Птолемея, которая преобладала в западной культуре на протяжении веков, поместив Землю в центр Вселенной.

   Появление современной астрономии

   Хотя астрономия — старейшая из естественных наук, восходящая к глубокой древности, ее развитие в период научной революции полностью изменило взгляды общества на природу.Публикация основополагающей работы в области астрономии Николая Коперника « De Revolutionibus orbium coelestium » ( «О вращении небесных сфер» ), опубликованная в 1543 году, на самом деле часто считается началом времени. когда научные дисциплины, включая астрономию, начали применять современные эмпирические методы исследования и постепенно трансформировались в современные науки, какими мы их знаем сегодня.

   Гелиоцентризм Коперника

   Коперниканский гелиоцентризм — так называется астрономическая модель, разработанная Николаем Коперником и опубликованная в 1543 году.Он расположил Солнце около центра Вселенной, неподвижное, а Земля и другие планеты вращались вокруг него по круговым траекториям, измененным эпициклами и с одинаковой скоростью. Модель Коперника отошла от системы Птолемея, которая преобладала в западной культуре на протяжении веков, поместив Землю в центр Вселенной. Книга Коперника De Revolutionibus знаменует начало отхода от геоцентрической (и антропоцентрической) вселенной с Землей в центре. Коперник считал, что Земля — ​​это еще одна планета, обращающаяся вокруг неподвижного Солнца один раз в год и вращающаяся вокруг своей оси один раз в день.Но, поместив Солнце в центр небесных сфер, он поместил его не в точный центр Вселенной, а рядом с ним. Его система использовала только равномерные круговые движения, исправляя то, что многие считали главной неэлегантностью системы Птолемея.

   Коперниканская революция

   С 1543 до 1700 года система Коперника убедила немногих астрономов. Спустя сорок пять лет после публикации De Revolutionibus астроном Тихо Браге зашел так далеко, что построил космологию, точно эквивалентную космологии Коперника, но с Землей, зафиксированной в центре небесной сферы, а не с Солнцем.Однако Тихо бросил вызов аристотелевской модели, когда он наблюдал комету, которая прошла через область планет. Было сказано, что эта область имеет равномерное круговое движение только на твердых сферах, что означало, что комета не может войти в эту область. Вслед за Коперником и Тихо, Иоганн Кеплер и Галилео Галилей, работавшие в первые десятилетия 17 века, оказали влияние на защиту, расширение и изменение гелиоцентрической теории.

   Иоганн Кеплер

   Иоганн Кеплер был немецким ученым, который сначала работал ассистентом Тихо.В 1596 году он опубликовал свою первую книгу, Mysterium cosmographicum , которая была первой с 1540-х годов открытой поддержкой коперниканской космологии астрономом. В книге описывалась его модель, которая использовала математику Пифагора и пять Платоновых тел для объяснения количества планет, их пропорций и порядка. В 1600 году Кеплер приступил к работе на орбите Марса, второй наиболее эксцентричной из шести планет, известных в то время. Эта работа легла в основу его следующей книги, Astronomia nova (1609).В книге приводятся аргументы в пользу гелиоцентризма и эллипсов для планетных орбит вместо кругов, модифицированных эпициклами. Он содержит первые два из трех его одноименных законов движения планет (в 1619 году был опубликован третий закон). В законах говорится следующее:

   • Все планеты движутся по эллиптическим орбитам с Солнцем в одном фокусе.
   • Линия, соединяющая планету с Солнцем, сметает равные площади в равное время.
   • Время, необходимое планете для обращения вокруг Солнца, называемое ее периодом, пропорционально длинной оси эллипса, возведенного в степень 3/2.Константа пропорциональности одинакова для всех планет.

   Галилео Галилей

   Галилео Галилей был итальянским ученым, которого иногда называют «отцом современной наблюдательной астрономии». Основываясь на проектах Ханса Липперши, он разработал свой собственный телескоп, который он улучшил до 30-кратного увеличения. Используя этот новый инструмент, Галилей провел ряд астрономических наблюдений, которые он опубликовал в Sidereus Nuncius в 1610 году. В этой книге он описал поверхность Луны как шероховатую, неровную и несовершенную.Его наблюдения опровергли утверждение Аристотеля о том, что Луна была совершенной сферой, и более крупную идею о том, что небеса совершенны и неизменны. Наблюдая Юпитер в течение нескольких дней, Галилей заметил четыре звезды рядом с Юпитером, положение которых менялось таким образом, что было бы невозможно, если бы они были неподвижными звездами. После долгих наблюдений он пришел к выводу, что эти четыре звезды вращаются вокруг планеты Юпитер и на самом деле являются лунами, а не звездами. Это было радикальным открытием, потому что, согласно аристотелевской космологии, все небесные тела вращаются вокруг Земли, а планета с лунами явно противоречит этому распространенному мнению.Вопреки убеждениям Аристотеля, он поддерживал космологию Коперника, которая утверждала, что Земля такая же планета, как и все остальные.

   В 1610 году Галилей также заметил, что у Венеры есть полный набор фаз, подобных фазам Луны, которые мы можем наблюдать с Земли. Это было объяснимо системой Коперника, в которой говорилось, что все фазы Венеры будут видны из-за характера ее орбиты вокруг Солнца, в отличие от системы Птолемея, которая утверждала, что будут видны только некоторые фазы Венеры.Из-за наблюдений Галилея Венеры система Птолемея стала очень подозрительной, и большинство ведущих астрономов впоследствии обратились к различным гелиоцентрическим моделям, что сделало его открытие одним из самых влиятельных при переходе от геоцентризма к гелиоцентризму.

   Гелиоцентрическая модель Солнечной системы, Николас Коперник, De Revolutionibus, стр. 9, из оригинального издания, в настоящее время находится в Ягеллонском университете в Кракове, Польша

   Коперник был полиглотом и эрудитом, получил степень доктора канонического права, а также практиковал как врач, ученый-классик, переводчик, губернатор, дипломат и экономист.В 1517 году он разработал количественную теорию денег — ключевую концепцию в экономике, — а в 1519 году он сформулировал версию того, что позже стало известно как закон Грешема (также в экономике).

   Объединяя астрономию и физику: Исаак Ньютон

   Хотя движения небесных тел были качественно объяснены в физических терминах с тех пор, как Аристотель представил небесные движители в своем Метафизике и пятый элемент в своем На небесах , Иоганн Кеплер был первым, кто попытался вывести математические предсказания небесных движений. от предполагаемых физических причин.Это привело к открытию трех законов движения планет, носящих его имя.

   Исаак Ньютон развил дальнейшие связи между физикой и астрономией с помощью закона всемирного тяготения. Понимая, что та же сила, которая притягивает объекты к поверхности Земли, удерживает Луну на орбите вокруг Земли, Ньютон смог объяснить в рамках одной теоретической основы все известные гравитационные явления. В книге Ньютона Principia (1687) сформулированы законы движения и всемирного тяготения, которые преобладали во взглядах ученых на физическую вселенную в течение следующих трех столетий.Выведя законы движения планет Кеплера из его математического описания гравитации, а затем используя те же принципы для объяснения траекторий комет, приливов, прецессии равноденствий и других явлений, Ньютон устранил последние сомнения в обоснованности гелиоцентрическая модель космоса. Эта работа также продемонстрировала, что движение объектов на Земле и небесных тел можно описать одними и теми же принципами. Его законы движения должны были стать прочной основой механики; его закон всемирного тяготения объединил земную и небесную механику в одну большую систему, которая, казалось, могла описать весь мир математическими формулами.

   Ян Матейко, астроном Коперник, или Беседы с Богом, 1873: Картина маслом польского художника Яна Матейко, на которой Николай Коперник наблюдает за небом с балкона башни возле собора во Фромборке. В настоящее время картина находится в коллекции Ягеллонского университета в Кракове, который приобрел ее у частного владельца на деньги, пожертвованные польской общественностью.

   Иоганн Кеплер Биография (1571-1630) : Иоганн Кеплер был немецким астрономом и математиком, сыгравшим важную роль в научной революции 17 века.

   Медицинский ренессанс

   Период Возрождения стал свидетелем революционных достижений в области медицины, включая достижения в анатомии человека, физиологии, хирургии, стоматологии и микробиологии.

   Цели обучения

   Перечислите открытия и прогресс, достигнутые ведущими профессионалами в области медицины в эпоху раннего Нового времени.

   Основные выводы

   Ключевые моменты

   • В эпоху Возрождения экспериментальные исследования, особенно в области вскрытия и обследования тела, расширили знания об анатомии человека и модернизировали медицинские исследования.
   • De humani corporis fabrica Андреаса Везалия подчеркивает приоритет вскрытия и то, что стало называться «анатомическим» взглядом на тело. Он заложил основы современного изучения анатомии человека.
   • Дальнейшая новаторская работа была проведена Уильямом Харви, который опубликовал De Motu Cordis в 1628 году. Харви провел подробный анализ общей структуры сердца и кровообращения.
   • Французский хирург Амбруаз Паре (ок.1510-1590) считается одним из отцов хирургии и современной судебной патологии, а также пионером хирургических методов и боевой медицины, особенно в лечении ран.
   • Герман Бурхааве (1668-1738) считается основателем клинического обучения и современной академической больницы. Его иногда называют «отцом физиологии».
   • Французский врач Пьер Фошар основал стоматологию в том виде, в каком мы ее знаем сегодня, и его назвали «отцом современной стоматологии».”

   Ключевые термины

   • юморизм : Система медицины, подробно описывающая структуру и работу человеческого тела, принятая индийской системой медицины Аюрведа, а также древнегреческими и римскими врачами и философами. Он утверждает, что избыток или недостаток любой из четырех различных телесных жидкостей у человека, известных как юмор или юмор, напрямую влияет на его темперамент и здоровье.
   • Андреас Везалий : бельгийский анатом (1514-1564), врач и автор одной из самых влиятельных книг по анатомии человека De humani corporis fabrica (О ткани человеческого тела).
   • Гален : выдающийся греческий врач (129 г. н. Э. — ок. 216 г. н. Э.), Хирург и философ в Римской империи.
     Пожалуй, наиболее опытный из всех медицинских исследователей древности, он оказал влияние на развитие различных научных дисциплин, включая анатомию, физиологию, патологию, фармакологию и неврологию, а также философию и логику.
   • Амбруаз Паре : французский хирург (1510-1590), который считается одним из отцов хирургии и современной судебной патологии, а также пионером хирургических методов и медицины полей сражений, особенно в лечении ран.
   • Уильям Харви : английский врач (1578-1657), первый, кто полностью и подробно описал системное кровообращение и свойства крови, перекачиваемой в мозг и тело сердцем.

   Эпоха Возрождения и медицинские науки

   Эпоха Возрождения привела к тому, что христианская Европа стала уделять большое внимание разнообразным исследованиям. Возникла серьезная попытка перевести арабские и греческие научные труды на латынь, и европейцы постепенно стали экспертами не только в древних писаниях римлян и греков, но и в современных трудах исламских ученых.В течение более поздних веков Возрождения, которое совпало с научной революцией, экспериментальные исследования, особенно в области вскрытия и исследования тела, продвинули знания об анатомии человека. Другие события того периода также способствовали модернизации медицинских исследований, включая печатные книги, которые позволили более широкое распространение медицинских идей и анатомических диаграмм, более открытое отношение к гуманизму эпохи Возрождения и уменьшающееся влияние церкви на учение медиков и врачей. университеты.Кроме того, изобретение и популяризация микроскопа в 17 веке значительно продвинули медицинские исследования.

   Анатомия человека

   Труды древнегреческого врача Галена доминировали в европейском мышлении в медицине. На понимание Галеном анатомии и медицины в основном повлияла современная теория юморизма (также известная как четыре юмора: черная желчь, желтая желчь, кровь и мокрота), разработанная древнегреческими врачами, такими как Гиппократ. Его теории доминировали и влияли на западную медицинскую науку более 1300 лет.Его анатомические отчеты, основанные в основном на вскрытии обезьян и свиней, оставались неоспоримыми до 1543 года, когда печатные описания и иллюстрации человеческих вскрытий были опубликованы в основополагающей работе De humani corporis fabrica Андреаса Везалиуса, который первым продемонстрировал ошибки в Галенском романе. модель. Его анатомические учения были основаны на вскрытии человеческих трупов, а не на вскрытии животных, которые Гален использовал в качестве руководства. Работа Везалия подчеркивала приоритет вскрытия и то, что стало называться «анатомическим» взглядом на тело, рассматривая внутреннее функционирование человека как по существу телесную структуру, заполненную органами, расположенными в трехмерном пространстве.Это резко контрастировало со многими анатомическими моделями, которые использовались ранее.

   Дальнейшая новаторская работа была проведена Уильямом Харви, который опубликовал De Motu Cordis в 1628 году. Харви провел подробный анализ общей структуры сердца, перейдя к анализу артерий, показав, как их пульсация зависит от сокращение левого желудочка, в то время как сокращение правого желудочка продвигает свой заряд крови в легочную артерию. Он заметил, что два желудочка движутся вместе почти одновременно, а не независимо, как думали ранее его предшественники.Харви также оценил емкость сердца, количество крови, выбрасываемое каждым насосом сердца, и количество ударов сердца за полчаса. Исходя из этих оценок, он продолжил доказывать, как кровь циркулирует по кругу.

   Андреас Везалий, De humani corporis fabrica, 1543, стр. 174: В 1543 году Везалий попросил Иоганна Опорина опубликовать семитомник De humani corporis fabrica («О ткани человеческого тела») — новаторский труд в области анатомии человека.Он подчеркивал приоритет вскрытия и то, что стало называться «анатомическим взглядом» на человеческое тело.

   Прочие достижения в области медицины

   Были сделаны и другие достижения в области медицинского понимания и практики. Французский хирург Амбруаз Паре (ок. 1510-1590) считается одним из основоположников хирургии и современной судебной патологии, а также пионером хирургических методов и боевой медицины, особенно в лечении ран. Он также был анатомом, изобрел несколько хирургических инструментов и входил в гильдию парижских хирургов-парикмахеров.Паре также был важной фигурой в развитии акушерства в середине 16 века.

   Герман Бурхааве (1668-1738), голландский ботаник, химик, христианский гуманист и врач с европейской известностью, считается основателем клинического обучения и современной академической больницы. Его иногда называют «отцом физиологии» вместе с венецианским врачом Санторио Санторио (1561–1636), который ввел количественный подход в медицину, и со своим учеником Альбрехтом фон Галлером (1708–1777).Он известен прежде всего тем, что продемонстрировал связь симптомов с поражениями, и, кроме того, он был первым, кто выделил химическую мочевину из мочи. Он был первым врачом, который применил измерения термометра в клинической практике.

   Бактерии и простейшие были впервые обнаружены с помощью микроскопа Антони ван Левенгук в 1676 году, положив начало научной области микробиологии.

   Французский врач Пьер Фошар основал стоматологию в том виде, в каком мы ее знаем сегодня, и его назвали «отцом современной стоматологии».Он широко известен тем, что написал первое полное научное описание стоматологии, Le Chirurgien Dentiste ( «Хирург-стоматолог» ), опубликованное в 1728 году. В книге описаны основные анатомия и функции полости рта, признаки и симптомы патологии полости рта. оперативные методы удаления кариеса и восстановления зубов, заболеваний пародонта (пиорея), ортодонтии, замены отсутствующих зубов и трансплантации зубов.

   Андреас Везалий, De corporis humani fabrica libri septem, иллюстрация, приписываемая Яну ван Калькару (около 1499–1546 / 1550)

   Иллюстрация передней обложки De Humani Corporis Fabrica (На ткани человеческого тела , 1543), показывающая публичное вскрытие, проводимое самим Везалием.Книга продвинула современное исследование анатомии человека.

   Женщина эпохи Возрождения | Наука | AAAS

   Генетик, художник и любознательный Надя Розенталь переехала в Италию, чтобы попробовать свои силы в программе по биологии мышей Европейской лаборатории молекулярной биологии.

   I В 2001 году Надя Розенталь (на фото слева), ведущий исследователь в области регуляции мышечных генов, покинула башню из слоновой кости Гарвардской медицинской школы в Бостоне, чтобы возглавить молодой филиал Европейской лаборатории молекулярной биологии в Италии.Ее задача: построить центр исследования мышей EMBL в Монтеротондо, недалеко от Рима. Исследовательский кампус сосредоточен на грызунах, чтобы понять болезни человека и раскрыть, среди прочего, потенциальные стратегии регенеративной медицины. По словам Розенталя, коллеги расценили этот шаг как самоубийство в карьере.

   «Большинство людей думали, что я просто потеряла это, ушла из глубины», — вспоминает она. По ее словам, американские ученые, которые «ездили в Италию только на каникулы и видели много неэффективного и сумасшедшего вождения», сомневались, что там можно заниматься серьезной наукой.50-летняя Розенталь — миниатюрная стильная женщина с длинными каштановыми волосами и обожает большие шляпы. Также художница и спортсменка — она ​​опытный лыжник, с легкостью несущийся по трассам с черными бриллиантами — она ​​любит приключения. Она любит цитировать строчку из романа Э. М. Форстера « Где ангелы боятся ступить» : «Отпусти ее в Италию!» — воскликнул он, — пусть она вмешивается в то, чего не понимает. «У меня это есть на слайде, и когда я еду в США, я всегда начинаю с этого свои семинары», — говорит Розенталь.

   Спустя полтора года после вмешательства программа мыши EMBL становится все более прочной. К концу лета Rosenthal расширит число преподавателей с трех до шести, построит мышиной дом площадью 900 квадратных метров для 35000 грызунов, установит большую часть тяжелого научного оборудования центра и создаст административную структуру — и повысило популярность программы в Европе и США. «Монтеротондо теперь является важной вехой в сообществе мышей, и не в последнюю очередь потому, что она там», — говорит генетик развития Питер Грусс, президент Общества Макса Планка, некоммерческой исследовательской организации, базирующейся в Мюнхен, Германия.Благодаря огромной энергии и лидерству Розенталь, а также ее привлечению дополнительных первоклассных исследователей, исследовательский кампус является «местом, с которым в науке приходится считаться», — говорит он.

   До приезда Розенталя мало кто слышал о мышином центре, говорит бывший постдок Розенталя Антонио Мусаро, молекулярный биолог из Римского университета «Ла Сапиенца». «Но Надя действительно хорошо поработала, потому что сейчас во всем мире, если говорить о EMBL в Монтеротондо, наверное, все знают об этом учреждении.«

   Молекулярный биолог Эрик Олсон из Юго-западного медицинского центра Техасского университета в Далласе говорит, что Розенталь процветает.« Боже, все возможности катастрофы были, но я думаю, что она только что проделала потрясающую работу », — говорит Олсон, посетивший Монтеротондо. в мае. «Она поднялась в научном мире, и я думаю, что она станет одной из самых влиятельных женщин-ученых в Европе. Она уже вовлечена во всевозможные политические вопросы в Европе, и она предлагает уникальные перспективы благодаря своему опыту работы в американской системе.»Розенталь, единственная женщина в группе из дюжины ученых, рассматривающих гранты Европейского Союза в области наук о жизни, взвешивает текущую научную повестку дня. И она является ключевым игроком в транснациональном консорциуме исследовательских групп, которые работают над охарактеризовать мутантные линии мышей, инициатива Европейского Союза под названием EUMORPHIA.

   В то же время Розенталь продолжает свои исследования, которые в основном сосредоточены на генетике развития скелетных мышц и сердца. мышечная масса, которая наблюдается при старении и при некоторых заболеваниях, а также способность белка, называемого инсулиноподобным фактором роста-1 (IGF-1), обращать вспять эту дегенерацию.

   Интерес Розенталя к науке неожиданно возник из ранней страсти к искусству. Она выросла в Нью-Йорке, дочь двух пианистов с классическим образованием; ее отец, Лоуренс Розенталь, также является известным голливудским композитором для фильмов. В детстве Розенталь изучал фортепиано, классическую гитару и балет. Она начала рисовать, как только научилась держать карандаш. Во время семейного отдыха на побережье штата Мэн она запечатлела на бумаге ракушки, растения и животных. «Я рисовал все, что мог. Я хотел посмотреть, получится ли у меня как следует.«Ее родители даже купили ей микроскоп, чтобы она могла ближе познакомиться с предметами изучения. К 12 годам она изучала искусство эпохи Возрождения. Несколько лет спустя она брала уроки у художника, работавшего в гиперреализме, современный стиль создания картин, которые выглядят так же реалистично, как фотографии.

   Сердце художника. Розенталь нарисовала этот «ковер-сердце», чтобы проиллюстрировать обложку книги Heart Development , которую она совместно редактировала. Ее дизайн был вдохновлен персидскими коврами XIX века, сотканными кочевниками турецкого происхождения ашфарами.Поля сердечной ткани представлены красным цветом. Постепенно более поздние стадии развития сердца изображаются бегущими по диагоналям ковра в двух разных цветовых решениях. [Кредит: адаптировано из Heart Development , Ричард Харви и Надя Розенталь, ред., Авторское право 1998, с разрешения Elsevier]

   Затем, когда ей было 15, Розенталь прошла углубленный курс биологии в средней школе. «Это был не первый продвинутый курс, который я проходила, но этот только что попал туда, и он дошел до него, и он больше никогда не выходил», — говорит она.Ее учитель естественных наук, миссис Гримм, в прошлом химик, преподавала все, от филогении и эволюционной биологии до биохимических путей метаболизма. Розенталь была особенно заинтригована повторяющимися темами в природе, которые она рисовала. Что привело к появлению спиральных рисунков на ракушках, папоротниках и головках подсолнечника? Почему некоторые существа, такие как морской еж и морская звезда, демонстрируют радиальную симметрию, а другие — нет? «Такого рода вопросы об общей форме и силах, которые их формируют, на самом деле просто поразили меня», — говорит она.Однажды в школе ее осенило: она изучала биологию формирования паттернов.

   «Я пошла домой и сказала родителям, что собираюсь стать ученым, что их по-настоящему шокировало», — вспоминает она. Ее мать и отец организовали для нее собеседование в колледже Сары Лоуренс в Бронксвилле, штат Нью-Йорк, и колледже Беннингтона в Вермонте, которые в то время предлагали сильные программы по искусству, но не по науке. Розенталь, к тому времени одержимый биологией, был недоволен. Подруга, учившаяся в Родсе, посоветовала ей подать заявление в школы США.К., где студенты могли сосредоточиться на одном предмете. Розенталь последовал совету и в 1971 году начал изучать биологию в Университете Северного Уэльса (ныне Уэльский университет) в Бангоре. В один дождливый день, вспоминает Розенталь, она читала в библиотеке и наткнулась на научно-популярный журнал. На обложке было изображение протянутой руки ребенка. «Заголовок был« Откуда рука знает, чтобы стать рукой? » [и] Я сказал: «Оххх, вот и все. Это то, что я хочу изучать». В статье содержится обзор того, что ученые знали о молекулярных основах формирования паттернов, включая исследования регенерации у гидры.Розенталь показала журнал своему учителю зоологии, который сказал ей, что колледж не сможет научить ее об этой границе биологии развития, потому что она настолько нова.

   Испытание огнем

   Итак, в 1973 году Розенталь перешел в Гарвардский университет в Кембридже, штат Массачусетс, увлеченный своей большой программой по биологии. В бакалавриате она проводила исследования с биологом по развитию Фотисом Кафатосом, который изучал образование яичной скорлупы шелковой молью. Кафатос, который в настоящее время является генеральным директором EMBL, подчеркнул, насколько важны новые инструменты молекулярной биологии для раскрытия механизмов, контролирующих развитие от оплодотворенной яйцеклетки до целого организма.Руководствуясь его логикой, Розенталь решил продолжить обучение в докторантуре. работать в области молекулярной биологии после того, как она закончила университет в 1975 году, также в Гарварде.

   Она присоединилась к лаборатории биохимика Аргириса Эфстратиадиса, который сотрудничал с пионерами молекулярной биологии Томом Маниатисом и Уолтером «Уолли» Гилбертом в выяснении базовой структуры и эволюции генов. «Это было очень захватывающе», — говорит Розенталь. «Одна из форм секвенирования ДНК была изобретена в лаборатории Уолли, и я был одним из тех, кто участвовал в ее тестировании и оптимизации.Так что я изучил все тонкости молекулярной биологии, находясь там, когда все только начиналось ». Она была в команде, которая секвенировала первые гены млекопитающих — те, которые кодируют инсулин и глобин.

   Каким бы увлекательным ни было исследование, однако окружающая среда в то время была «беспощадной», — говорит Розенталь, потому что исследователи из Гарварда находились в жесткой конкуренции с другими лабораториями мирового уровня. «Она была очень, очень напряженной. … Аспиранты были этаким пушечным мясом. Вы застряли в лаборатории и работали до тех пор, пока не упали, или пока вы не взбунтовались, или пока не вышли, — говорит она.

   Атмосфера для женщин была еще более недружелюбной. Десять студентов начали обучение в ее аспирантуре по биохимии; пятеро были женщинами, и Розенталь была единственной из них, которая финишировала. «Все остальные бросили учебу. Это было слишком жестко, слишком сексистски, слишком соревновательно». После 5 лет сильного давления и постоянного ощущения неуспеваемости — «потому что я никогда не был достаточно хорош для мальчиков», — говорит Розенталь, — она ​​вспоминает, что была «изрядно деморализована». После того, как она защитила кандидатскую диссертацию. в 1981 году она сказала себе, что попробует науку ненадолго.«Если бы я не чувствовал себя иначе через два года, я собирался уйти».

   Розенталь работал постдоком у молекулярного вирусолога Джорджа Хури в Национальном институте рака в Бетесде, штат Мэриленд. Его группа только что открыла первый энхансер, участок ДНК, который контролирует активность гена, в вирусе обезьян SV40. Лаборатория боролась с соперниками, пытаясь выяснить природу энхансеров. Но в отличие от Гарварда, по словам Розенталь, «следующие 3 года были просто волшебством». Она предложила искать в геноме человека другой энхансер, который уже был идентифицирован в малоизученном человеческом вирусе под названием BK, который был похож на SV40.По ее словам, Хури думала, что это была охота на диких гусей, но позволила ей заняться этим. После года борьбы с проектом Розенталь попала в грязь: она нашла первый человеческий усилитель. «Ощущение индивидуального открытия было настолько прекрасным, что оно перевесило мои опасения за полтора года до этого. И я отправился на скачки».

   Отслеживание паттернов в старении

   Розенталь хотела вернуться к биологии развития — к тем паттернам, которые очаровывали ее в детстве, — и применить инструменты генетического исследования, которым она научилась.Она решила изучить регуляцию генов в тканях скелетных мышц, которые только что начали анализировать на молекулярном уровне. Вернувшись в Бостон в 1984 году, она работала сначала научным сотрудником и инструктором в кардиологическом отделении Детской больницы, а затем, начиная с 1988 года, доцентом Бостонского университета. В 1993 году Розенталь вернулся в Гарвард и стал доцентом в Центре сердечно-сосудистых исследований Восточного госпиталя Массачусетса в Чарлстауне.

   Раньше, когда она училась в Детской школе, одним из основных источников финансирования Розенталь был Национальный институт детского здоровья и человеческого развития. Но в конце 80-х, при нехватке денег, институт сказал ей, что не может поддержать ее последнее предложение, несмотря на высокий балл, полученный комиссией по рассмотрению грантов. Розенталь был в панике. Но она узнала от коллеги, что Национальный институт старения спонсирует исследования по биологии мышц, потому что потеря мышц — это одно из последствий старения.

   «Итак, я сделал нечто неслыханное, — вспоминает Розенталь. «Я взяла грант и обзоры и буквально отправила их в Национальный институт старения», который согласился поддержать ее исследования. Розенталь начала посещать семинары NIA и «полностью увлеклась этой проблемой», — говорит она. По ее мнению, старение подняло вопросы о том, «как тело поддерживает паттерн — а затем не поддерживает его», — загадку, которую она нашла столь же интересной, как и загадка того, как тело в первую очередь формирует свои паттерны.

   В начале 90-х еще одно направление исследований по счастливой случайности совпало с ее новым интересом к старению. Зять Розенталя был диагностирован диабетом II типа, заболеванием, характеризующимся невосприимчивостью организма к инсулину, который стимулирует клетки к поглощению глюкозы. Розенталь интересовался, можно ли облегчить болезнь, манипулируя выработкой гормона в мышцах. По совету друга она сосредоточила свои усилия на IGF-1, белке, связанном с инсулином, который, как показали другие исследования, также может улучшить усвоение глюкозы; Большая часть IGF-1, циркулирующего в крови, вырабатывается печенью, но мышечные клетки также производят это вещество.Первоначальная идея Розенталь о лекарстве от диабета в конечном итоге привела ее к другому пути. Работая с коллегами из Пенсильванского университета в Филадельфии, ее лаборатория в Massachusetts General создала трансгенных мышей, которые избыточно продуцировали форму IGF-1 только в их скелетных мышцах. Оказалось, что эти грызуны имели больше мяса и меньше жира и жили дольше, чем их собратья дикого типа. Дальнейшие исследования скелетных и сердечных мышц, проведенные группой Розенталя, показали, что IGF-1 стимулирует стволовые клетки в мышечных волокнах для регенерации мышечной ткани.

   Шагая к европейским приключениям

   Карьера Розенталя в Гарварде процветала. К концу 90-х у нее было достаточно денег на гранты, помещения для лаборатории и полная независимость, и ее группа публиковала ключевые результаты по генетике мышц. Она также работала редактором раздела «Молекулярная медицина» в журнале New England Journal of Medicine . Однако после нескольких лет работы в Massachusetts General блеск этого места начал тускнеть. По ее словам, из-за нехватки места некоторые ее коллеги из кардиологического центра уехали.А нанявший ее директор, Марк Фишман, взял на себя дополнительную мантию начальника кардиологии в главном кампусе больницы, поэтому его внимание было разделено. Поскольку круг ее друзей и сотрудников сокращался, Розенталь обнаружила, что ей не хватает коллегиальных компромиссов, которые она знала в NCI и Бостонском университете. «Я тратила все больше и больше времени на организацию сотрудничества с людьми по всему миру, а не на моем заднем пороге», — говорит она. Более того, ее первый брак, отношения продолжительностью 15 лет, распадались.«Я много размышлял о том, что я делал со своей жизнью». Она начала рассматривать другие варианты.

   Итак, когда в конце 2000 года генеральный директор EMBL Кафатос предложил ей работу в Монтеротондо, она согласилась. «Думаю, я всегда была немного безрассудной. Я очень быстро принимаю решения и не против приключений», — говорит она. Коллеги, которые скептически относились к занятиям наукой в ​​Италии, не до конца понимали, что она будет работать в EMBL, ведущем научном институте, в исследовательском кампусе, который случайно оказался в стране капучино и макаронных изделий, говорит она.

   Розенталь говорит, что она считает структуру и достижения EMBL впечатляющими. 29-летний институт со штаб-квартирой в Гейдельберге, Германия, финансируется 15 европейскими странами и Израилем. Нет системы владения недвижимостью. Миссия состоит в том, чтобы обучать молодых европейских исследователей и отправлять их обратно в родные страны с научным ноу-хау и международными связями. Таким образом, большинство исследователей работают в EMBL по одноразовым 9-летним контрактам, в течение которых они получают щедрое финансирование — огромное облегчение от постоянного давления на получение грантов, с которым сталкивается большинство исследователей, говорит Розенталь.Она сама имеет потенциально бессрочное назначение и работает по контракту, который можно продлевать каждые 5 лет.

   В Монтеротондо основной задачей программы EMBL является сбор штаммов грызунов, у которых ученые могут активировать определенные генетические дефекты в любое время в течение жизни животных. По словам Розенталя, такие мыши помогут сделать биологию старения более прозрачной. По ее словам, сейчас проблема с большинством генетических манипуляций заключается в том, что они существуют у генно-инженерного животного с момента его зачатия, поэтому они действуют на протяжении всего эмбрионального развития и взрослой жизни.«Мы должны иметь возможность манипулировать генами на более позднем этапе, чтобы мы могли изучить их влияние конкретно на старение», — говорит она.

   Женская мышечная сила

   Розенталь — первая американка, возглавившая исследовательский кампус EMBL, и одна из первых женщин — она ​​была назначена одновременно с тем, что структурный биолог Джанет Торнтон возглавила Европейский институт биоинформатики EMBL в Кембридже. Поклонники UK Rosenthal объясняют ее успех сочетанием интеллекта, искрометного обаяния и энергичной и оптимистичной стойкости.«Она энергичный, позитивный человек с интересом к жизни, и она объединила это с передовыми научными достижениями», — говорит Олсон из Юго-западного медицинского центра Техасского университета в Далласе. «Она одна из тех людей, которые освещают комнату, когда она рядом».

   «Надя не только великий ученый, но и обладает огромным умением общаться и понимать людей из разных культур, а также вдохновлять людей на совместные усилия», — добавляет подруга и исследователь стволовых клеток Хелен Блау, директор лаборатории Бакстера в г. Генетическая фармакология в Медицинской школе Стэнфордского университета в Пало-Альто, Калифорния.Переезд Розенталь из Гарварда в Италию демонстрирует бесстрашие, с которым она борется с жизнью, говорит клеточный биолог Миранда Граундс, изучающая регенерацию мышц в Университете Западной Австралии в Перте, где Розенталь также занимает почетное звание профессора в целом. «Для этого нужно иметь смелость своих убеждений», — говорит Граундс.

   Оглядываясь назад на пройденный ею путь, Розенталь говорит, что, хотя она могла бы обойтись без некоторых негативных моментов, с которыми она столкнулась в аспирантуре Гарварда, она получила там «экстраординарное образование».«Я не думаю, что смог бы выжить в течение следующих 25 лет, если бы не пережил тот ранний опыт». По ее словам, наука остается сложной областью для женщин, но считает, что ее результаты стоят затраченных усилий. «Это прекрасная жизнь. Это так весело. Я имею в виду открытие — это лучший кайф».

   В то же время, видя основателя брака, Розенталь откровенно признает, что ее личные отношения отошли на второй план по сравнению с ее карьерой. Три года назад она снова вышла замуж за английского молекулярного биолога по имени Алан Сойер, который, по ее словам, принимает ее одержимость работой и очень поддерживает ее.«Очень сложно найти правильное сочетание женщины-ученого и партнера. Некоторые женщины сделали это, и они очень счастливы в браке, имеют детей и по-прежнему поддерживают безупречную карьеру. Но я думаю, что это сложнее, чем кажется». И хотя бывают моменты, когда она сожалеет о том, что у нее нет детей, она говорит: «В моей жизни есть потрясающая свобода. Я чувствую, что могу реализовать так много своих идей и мечтаний, не подвергая опасности чью-то жизнь. »

   Фантастическая форма. Этот цветной карандашный рисунок, сделанный Розенталем, украсил обложку программной книги недавнего совещания по эволюции и биологии развития в лаборатории Колд-Спринг-Харбор. Иллюстрация была вдохновлена ​​древней статуей грифона, мимо которой бегун Розенталь каждый день пробегает на вилле Боргезе в Риме. [Кредит: Надя Розенталь]

   Художественное самовыражение остается частью этих мечтаний. Розенталь держит свои карандаши и краски рядом. По ее словам, способность мыслить визуально была плюсом, потому что каждый биолог развития должен уметь представить, как созревающий организм выглядит в трех измерениях и с разных точек зрения.«Одна из вещей, которые я обычно делаю, — это рисую сердца организмов, которые я изучаю, чтобы лучше понять, как они формируются».

   Она также создает художественные работы для научных плакатов и конференций. Она нарисовала мозаику из сцепившихся мышей в стиле М.С. Эшера, которая попала на обложку журнала Nature Reviews Genetics в 2001 году. На прошлогодней встрече, посвященной эволюции и биологии развития, в лаборатории Колд-Спринг-Харбор в Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк, она нарисовала фантастическое существо — наполовину человека, наполовину птицу — для программы.Она также разработала серебряную медаль для общества клеточной биологии Австралии и Новой Зеландии с изображением крылатой женщины и карты двух стран. «Я смогла пойти на монетный двор Перта и посмотреть, как чеканили мою монету», — говорит она. «Я никогда не ожидал, что через миллион лет смогу создать монету».

   В перерывах между администрированием, рисованием, сновидениями и наукой Розенталь не показывает никаких признаков того, что он замедляется. И когда ее спросили, будет ли она когда-нибудь, она отвечает: «Я отдохну в могиле.»

   Ингфей Чен, ответственный редактор SAGE KE в Санта-Круз, Калифорния, предпочел бы начать отдыхать сейчас.

   История биологии | История жизни на Земле

   Биология изучает жизнь на Земле. Однако История биологии фокусируется на появлении жизни на Земле с древних времен. Биологические открытия имеют огромное влияние на человеческое общество. Традиционно история биологии делится на два направления — исследования по медицине и теории естествознания.Лекарства не являются результатом современных биологических открытий.

   Слышали ли вы такие имена, как Гиппократ, Аристотель и Гален Пергамский? Что ж, эти выдающиеся люди были первыми исследователями анатомии и физиологии живых организмов. Их работы были сосредоточены на естественных склонностях организмов, особенно животных. Теофраст, самая известная работа Аристотеля, до сих пор занимает ценное место в сердцах наших современных ученых. Ты знаешь почему? Теофраст вносит огромный вклад в изучение зоологии, ботаники, экологии и систематики, которые являются важными разделами биологии.

   Осведомленность о лекарствах стала заметной в средние века. Считается, что исламские ученые, работающие в соответствии с традициями Галена и Аристотеля, были первыми, кто ввел медицину. Неолитическая революция стала большим поворотным моментом в истории биологии. Эта многовековая революция, произошедшая 10 000 лет назад, привлекла внимание к практике земледелия и животноводства.

   Задолго до изучения человека биология относилась к изучению жизни растений и животных.Работы по ботаническим исследованиям Альберта Магнуса (1206–1280) и «Искусство соколиной охоты», представляющие первый ресурс по орнитологии императора Священной Римской империи Фридриха II (1194–1250), сыграли решающую роль в формировании естественной истории года. биологии .

   Ботаника процветала в период Возрождения и раннего Нового времени. Затем растения стали называть «materia medica», потому что исследования доказали, что растения обладают удивительными лечебными свойствами. Не только греческая культура, но и древние культуры Египта, Китая, Месопотамии и Индии внесли огромный вклад в эволюцию биологии.От классической китайской медицины, сформулированной на основе теорий Инь и Ян и Пяти фаз, до индийского внедрения Аюрведы, открытия и изучение медицинских наук стали очень популярными. Чжуанцзы, известный даосский философ, впервые представил свои идеи об эволюции на досках в 4 веке. Его философия утверждала, что виды различаются по признакам в зависимости от различных условий окружающей среды. События начали постепенно развиваться в течение 17 и 18 веков.

   Теории о количественном подходе к физиологии и исследования Санторио по метаболизму преобладали в диаграммах.Лишь в XIX веке были представлены несколько дисциплин биологической науки, таких как эмбриология, цитология, морфология, бактериология, палеонтология, география и геология.

   Корни биологии, термин, появившийся после объединения греческих слов «Bios», означающих жизнь, и «Logy», означающих науку, восходят к светским традициям древних философий. Изучение истории биологии — это попытка понять эволюцию науки.

   Вот история нескольких разделов биологии.

   История анатомии

   Анатомия — одна из древнейших ветвей медицины. Термин «анатомия» происходит от греческого слова «анатом». См. Полную хронологию истории анатомии здесь.

   История биохимии

   Биохимия — это изучение химического состава живого вещества. История биохимии восходит к древнегреческой цивилизации. Ознакомьтесь с графиком.

   История биотехнологии

   Биотехнология — это смесь знаний, полученных в биологии, с научными методами и практикой в ​​области технологий.Посмотрите историю биотехнологии здесь.

   История ботаники

   Ботаника — это систематическое и научное изучение растений. История ботаники уходит корнями в 4 век до н. Э. Ознакомьтесь с хронологией истории ботаники.

   История клеточной биологии

   Клеточная биология — это раздел биологии, изучающий структуру клетки и ее функции. Изучите историю клеточной биологии и временную шкалу от прошлого до настоящего.

   История экологии

   Термин «экология» происходит от греческого слова «Oikos», означающего «дом», и «logos», означающего «исследование».Вот краткая история экологии и ее хронология.

   Полная история эволюции

   Эволюция в самом широком смысле — это процесс, который приводит к наследственным изменениям в популяции, распространяющимся на многие поколения. Латинское слово «evolutio» изначально означало «разворачивание свитка». В метафорическом смысле он предлагает идею о том, что изучение эволюции похоже на разгадку рассказа.

   История генетики

   Генетика — это наука о наследственности и вариативности.Эта страница посвящена истории генетики и важным событиям в области генетики с самого начала.

   История иммунологии

   История иммунологии восходит к 430 году до нашей эры. Слова «Иммунитет» и «Вакцина» происходят от латинского языка. Посмотрите полную хронологию иммунологии с момента ее создания до наших дней.

   История микробиологии

   Микробиология — это изучение структуры, функций организма и физиологических процессов микроорганизмов.История микробиологии начинается с 1564 года.

   Цитируйте эту страницу

   Вот отличные ресурсы о различных историках и ученых, которые вносили вклад в биологические исследования с незапамятных времен:

   
   Краткая история проекта генома человека
   В этой главе обобщается генетика человека и ее история с простыми описаниями способов наследования с использованием обычно используемых терминов из генетической литературы. Он также описывает текущие усилия по созданию генетических карт и секвенированию 3 миллиардов оснований в геноме человека.

   
   Биографии — Ученые
   Алфавитный список ученых, включая биологов, каждый с точным описанием жизни и достижений ученых. Ссылки на более глубокие и обширные материалы.

   Адам Седжвик (1785-1873)
   Адам Седжвик родился 22 марта 1785 года, третий из семи детей англиканского викария, в Денте, Йоркшир, Англия. Его семейная жизнь была счастливой; Как и многие геологи, молодой Адам проводил время, бродя по сельской местности, рассматривая и собирая камни и окаменелости.Несмотря на скромные средства своей семьи, Седжвик учился в соседней школе Седберга, а затем поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета в качестве « sizar » — своего рода стипендиата.

   Энтони ван Левенгук (1632-1723)
   Левенгук был необычным ученым. Он происходил из семьи торговцев, не получил высшего образования и не знал других языков, кроме своего родного голландского.

   Этого было бы достаточно, чтобы исключить его из научного сообщества его времени.Обладая навыками, усердием и непредвзятостью, свободный от научных догм, ему удалось сделать некоторые из самых важных открытий в биологии. Именно он открыл бактерии, свободноживущие и паразитические микроскопические протисты и многое другое.

   Аристотель (384-322 до н. Э.)
   Хотя работы Аристотеля в области зоологии были не без ошибок, они были величайшим биологическим синтезом того времени и оставались высшим авторитетом в течение многих столетий после его смерти. Его наблюдения за анатомией осьминогов, каракатиц, ракообразных и многих других морских беспозвоночных удивительно точны и могли быть сделаны только на основании личного опыта вскрытия.

   Биография Фрэнсиса Гарри Комптона Крика
   Биография Фрэнсиса Гарри Комптона Крика из Нобелевского фонда.

   Биография Джеймса Дьюи Уотсона
   Биография Джеймса Дьюи Уотсона из Нобелевского фонда.

   Карл Линней (1707-1778)
   Карла Линнея, также известного как Карл фон Линне или Карл Линней, часто называют отцом таксономии. Его система наименования, ранжирования и классификации организмов все еще широко используется сегодня (с множеством изменений).Его идеи классификации оказали влияние на поколения биологов во время и после его жизни, даже на тех, кто выступал против философских и богословских корней его работы.

   ДНК с начала
   ДНК с начала — это анимированный учебник по молекулярной биологии и генетике. Он включает в себя основные открытия и эксперименты, начиная с гороха Менделя и заканчивая генетической эрой проекта «Геном человека» 21 века.

   Ранние классики в исследованиях биогеографии, распространения и разнообразия: до 1950 года
   Следующая библиография и полнотекстовый архив предназначены для продвинутых студентов и исследователей, занимающихся биогеографией, биоразнообразием, историей науки и смежными исследованиями. .Рассматриваемые предметы затрагивают различные области, от экологии, охраны природы, систематики и физической географии до эволюционной биологии, культурной биогеографии, палеобиологии и биоклиматологии, но в целом имеют отношение к изучению географического распределения и разнообразия.

   Эдвард Дринкер Коуп (1840-1897)
   Эдвард Дринкер Коуп был американским палеонтологом и эволюционистом. Он был одним из основателей неоламаркианской школы эволюционной мысли. Эта школа считала, что движущей силой эволюции были изменения во времени развития (эмбрионального), а не естественный отбор.В 1867 году Коп предположил, что большинство изменений видов происходило в результате скоординированных добавлений к онтогенезу всех особей вида.

   Эразм Дарвин (1731–1802)
   Как натуралист, Дарвин сформулировал одну из первых формальных теорий эволюции в Зоономии, или «Законы органической жизни» (1794-1796). Он также изложил свои эволюционные идеи в стихах, в частности, в посмертно опубликованном стихотворении «Храм природы». Хотя он не придумал естественный отбор, он обсудил идеи, которые его внук развил шестьдесят лет спустя, например, как жизнь эволюционировала от одного общего предка, образуя «одну живую нить».

   Эрнст Геккель (1834-1919)
   Эрнст Геккель, как и Герберт Спенсер, всегда цитировался, даже когда ошибался. Хотя он наиболее известен благодаря знаменитому утверждению «онтогенез повторяет филогению», он также придумал много слов, обычно используемых сегодня биологами, таких как филум, филогения и экология. С другой стороны, Геккель также заявил, что «политика — это прикладная биология» — цитата, используемая нацистскими пропагандистами.

   Жорж Кювье (1769-1832)
   Без сомнения, Жорж Кювье обладал одним из лучших умов в истории.Практически в одиночку он основал палеонтологию позвоночных как научную дисциплину и создал сравнительный метод биологии организмов — невероятно мощный инструмент. Именно Кювье твердо установил факт вымирания прошлых форм жизни. Он внес огромный вклад в исследования в области зоологии и палеонтологии позвоночных и беспозвоночных, а также писал и читал лекции по истории науки.

   Жорж-Луи Леклерк, граф де Бюффон (1707-1788)
   За 100 лет до Дарвина Бюффон в своей энциклопедии из 44 томов Historie Naturelle, описывающей все, что известно о мире природы, боролся с сходством людей и обезьян и даже говорили об общем происхождении человека и обезьяны.Хотя Буффон верил в органические изменения, он не представил четкого механизма для таких изменений. Он думал, что окружающая среда воздействует непосредственно на организмы через то, что он назвал « органических частиц ».

   Георгиус Агрикола (1494-1555)
   Георг Бауэр, более известный по латинской версии своего имени Георгиус Агрикола, считается основоположником геологии как дисциплины. Его работа открыла путь для дальнейшего систематического изучения Земли и ее горных пород, минералов и окаменелостей.Он внес фундаментальный вклад в горную геологию и металлургию, минералогию, структурную геологию и палеонтологию.

   История генетики: профессор Майкл Дитрих, Дартмутский колледж, поддерживает веб-сайт полезных ресурсов по истории генетики. Ссылка.

   Жан-Батист Ламарк (1744-1829)
   Научные теории Ламарка в значительной степени игнорировались или подвергались критике при его жизни; Ламарк так и не завоевал признания и уважения своих коллег Бюффона и Кювье, и он умер в нищете и безвестности.Сегодня имя Ламарка ассоциируется просто с дискредитированной теорией наследственности, «наследования приобретенных черт». Однако Чарльз Дарвин, Лайель, Геккель и другие ранние эволюционисты признали его великим зоологом и предшественником эволюции.

   Джон Рэй (1628-1705)
   Один из самых выдающихся естествоиспытателей своего времени, Джон Рэй также был влиятельным философом и теологом. Рэя часто называют отцом естествознания в Британии.

   Леонардо да Винчи (1452-1519)
   Может показаться необычным включение Леонардо да Винчи в список палеонтологов и эволюционных биологов. Леонардо был и наиболее известен как художник. И все же он был гораздо больше, чем великий художник: у него был один из лучших научных умов своего времени. Он проводил исследования в самых разных областях: от архитектуры и гражданского строительства до астрономии, анатомии и зоологии, географии, геологии и палеонтологии.

   Луи Агассис (1807-1873)
   Один из величайших ученых своего времени и один из «отцов-основателей» современной американской научной традиции Луи Агассис остается своего рода исторической загадкой.Великий систематик и палеонтолог, известный учитель и неутомимый пропагандист науки в Америке, он на протяжении всей жизни был противником теории эволюции Дарвина. Тем не менее, даже его самые критические нападки на эволюцию помогли биологам-эволюционистам проникнуть в суть дела.

   Луи Пастер
   Луи Пастер родился 27 декабря 1822 года в Доле, в районе Юра, Франция. Его открытие, что большинство инфекционных заболеваний вызывается микробами, известное как «микробная теория болезни», является одним из самых важных в истории медицины.Его работа стала основой науки микробиологии и краеугольным камнем современной медицины.

   Мэри Эннинг (1799-1847)
   Несмотря на то, что о жизни Мэри Эннинг написано несколько книг и статей, о ее жизни известно сравнительно мало, и многие люди не знают о ее вкладе в палеонтологию в первые дни ее существования. научная дисциплина. Как может кто-то назвать «величайшим окаменелым, которого когда-либо знал мир», быть настолько неясным, что даже многие палеонтологи не знают о ее вкладе? Она была женщиной из мужской Англии.

   Николас Стено (1638–1686)
   Несмотря на относительно короткую научную карьеру, работа Николаса Стено по формированию слоев горных пород и содержащихся в них окаменелостей имела решающее значение для развития современной геологии. Заявленные им принципы продолжают использоваться сегодня геологами и палеонтологами.

   Патрик Мэтью (1790-1874)
   Он не был образованным ученым, и его эволюционные идеи похоронены в середине его книг и статей по сельскому хозяйству и политике.Тем не менее, он разработал теорию естественного отбора почти за тридцать лет до публикации книги Дарвина «Происхождение видов», имеющую как глубокие различия, так и поразительное сходство с теорией Дарвина.

   Ричард Оуэн (1804-1892)
   Оуэн синтезировал французские анатомические работы, особенно работы Кювье и Жоффруа, с немецкой трансцендентной анатомией. Он дал нам многие термины, которые до сих пор используются в анатомии и эволюционной биологии, включая «гомологию». В 1843 году Оуэн определил гомологию как «один и тот же орган у разных животных при всех формах и функциях».”

   Роберт Гук (1635-1703)
   Его имя сегодня несколько неясно, отчасти из-за враждебности его знаменитого, влиятельного и чрезвычайно мстительного коллеги сэра Исаака Ньютона. И все же Гук был, пожалуй, величайшим ученым-экспериментатором семнадцатого века. Его интересы не знали границ: от физики и астрономии до химии, биологии и геологии, архитектуры и военно-морских технологий.

   Альфред Рассел Уоллес Страница
   Мой сайт об Альфреде Расселе Уоллесе содержит полные тексты более 100 его произведений, обширную библиографию и различные виды комментариев.Это один из крупнейших в истории научно-ориентированных сайтов в сети.

   История клеточной биологии
   Слишком многие коллеги забывают то, что уже известно в научной литературе. Действуя как независимые исследователи, они проигнорировали открытия своих предшественников. Путем поиска в Интернете я обнаружил, что веб-сайты часто содержат противоречивые описания одних и тех же фактов или событий. Если бы изучение истории науки получило адекватное финансирование, мы были бы вынуждены писать ее заново.

   Работы Чарльза Дарвина Интернет
   Ссылки на полноформатные онлайн-версии наиболее важных книг Чарльза Дарвина: «Путешествие гончей», «Происхождение видов» и «Происхождение человека».

   Мир Ричарда Докинза
   Ричард Докинз получил образование в Оксфордском университете и преподавал зоологию в университетах Калифорнии и Оксфорда. Он является профессором Чарльза Симони по общественному пониманию науки в Оксфордском университете.Его книги об эволюции и науке включают «Эгоистичный ген», «Расширенный фенотип», «Слепой часовщик», «Река из рая», «Восхождение на гору Невероятное» и, совсем недавно, «Расплетая радугу».

   Томас Генри Хаксли (1825-1895)
   Томас Генри Хаксли был одним из первых приверженцев дарвиновской теории эволюции путем естественного отбора и сделал больше, чем кто-либо другой, для распространения ее среди ученых и общественности.

   Томас Мальтус (1766-1834)
   Мальтус был политическим экономистом, который был обеспокоен ухудшением условий жизни в Англии девятнадцатого века.Он объяснил этот спад тремя факторами: перепроизводством молодняка; неспособность ресурсов поспевать за растущим человеческим населением; и безответственность низших классов. Чтобы бороться с этим, Мальтус предложил регулировать размер семьи низшего класса таким образом, чтобы семьи с низким доходом не рожали больше детей, чем они могут прокормить.

   Уильям Пейли (1743–1805)
   Его наиболее влиятельным вкладом в биологическую мысль была его книга «Естественное богословие: или« Свидетельства существования и атрибуты божества, собранные по явлениям природы », впервые опубликованная в 1802 году.В этой книге Пэйли изложил полное изложение естественного богословия, веры в то, что природу Бога можно понять, ссылаясь на Его творение, мир природы.

   Этьен Жоффруа Сен-Илер (1772-1844)
   Этьен Жоффруа Сен-Илер родился 15 апреля 1772 года в Этампе, недалеко от Парижа, Франция. Получив юридическое образование в 1790 году, он продолжил изучать медицину и естественные науки в Париже, в Колледже кардинала Лемуана. Когда пришло время террора, Жоффруа рискнул своей жизнью, чтобы спасти некоторых своих учителей и коллег от гильотины.Жоффруа, которому удалось сохранить свою голову, назначили профессором зоологии позвоночных в Ботанический сад.

   
   

   Умы Возрождения в науке 21 века | Genome Biology

   Для Боба Дилана ощущение определенного жанра — будь то кантри, рок или блюз — служило источником вдохновения для его идей, которые искали выражения за пределами границ. Безрассудство и непостоянство рока позволило ему выразить скупой гимн «Like a Rolling Stone», а кантри-медиум позволил «Lay Lady Lay».«Границы определенного жанра ограничили бы диапазон написания песен Диланом. Возможно, Дилан пишет и исполняет свои лучшие работы именно потому, что он способен преодолевать ограничения определенных музыкальных стилей. Дилан, таким образом, является ярким примером «ума эпохи Возрождения», но это явление носит общий характер: в музыке есть жанры, но сами музыканты могут быть наиболее креативными, когда они исследуют всю область возможностей в пределах их досягаемости.

   Точно так же границы между научными областями и дисциплинами не являются естественными границами; действительно, границ нет.Дисциплины, поля и подполя — это всего лишь один из способов кластеризации знаний и методологии на все более мелких уровнях, но эта кластеризация не уникальна, и нет даже очевидного критерия оптимальности для кластеров. Многие границы могут просто отражать историческое развитие той или иной области. Работа в рамках определенной области может помочь нам структурировать идеи и идеи, но — подобно фиксации музыканта на определенном жанре — границы могут препятствовать нашему творчеству и сдерживать наше продвижение в определенных направлениях.В самые творческие моменты ночной науки, когда мы придумываем потенциальные решения проблем и выдумываем гипотезы, когда нам нужно установить новые и неожиданные связи, нам будет лучше, если наш ум будет свободен выходить за рамки областей и дисциплин. В конце концов, если бы не было ящиков, нам не пришлось бы думать за их пределами. Такое мышление также можно назвать горизонтальным [7] или латеральным мышлением [8].

   Чтобы выйти за границы области, очень полезно иметь представление о нескольких дисциплинах, будь то человек или команда, поскольку это дает больше возможностей для установления связей.В современной научной практике междисциплинарный аспект часто трактуется как сотрудничество ученых, работающих бок о бок в разных дисциплинах. Но истинная междисциплинарность — даже в рамках сотрудничества — требует от нас мыслить в разных областях. В какой-то момент кому-то из команды понадобится эта идея, и этот кто-то, скорее всего, будет иметь доступ к нескольким полям. Таким образом, хотя рамки науки являются дисциплинарными, творческий потенциал ученого выигрывает от междисциплинарности.Это может объяснить, почему так много выдающихся биологов изначально получали образование в другой области: просто подумайте о Максе Дельбрюке, Мэри-Клэр Кинг или Фрэнсисе Крике. Но также важна роль больших и разноплановых команд: если у фонтана сливаются более разнообразные способы мышления, более разнообразные идеи, они создают благодатную почву для установления связей между границами — современные рабочие места заменяют традиционные кафе, где традиционно встречаются творческие люди для обмена идеями [9].

   Значительное меньшинство ученых чувствует себя комфортно вдали от своей первоначальной области знаний. Они могут специализироваться на определенном подходе и быть привлечены к новой области, потому что она генерирует захватывающие новые данные, к которым может быть применен их подход, или они могут сначала коснуться чужой области в качестве побочного аспекта в одном из своих исследовательских проектов, а затем почувствовать себя втянутыми. внутрь. Многие из таких ученых становятся «кочевниками», меняя сферу деятельности каждые несколько лет в течение своей карьеры. Одним из истинных умов эпохи Возрождения, который часто прыгал между областями математики, был Пол Эрдёш.Легенда гласит, что большую часть своей жизни он путешествовал от сотрудника к сотруднику, оставаясь в доме сотрудника до завершения работы, а затем спрашивая, с кем он должен работать дальше [10]. Вместе с каждым новым сотрудником он определял проблему, которая больше всего интересовала их обоих. К концу своей жизни он был соавтором рукописей с таким количеством других математиков, что стало модным указывать ваше «число Эрдёша» — степени отделения от него в соответствии с соавторством (научный эквивалент «числа Эрдёша»). шесть степеней Кевина Бэкона »и, вероятно, его происхождение).У Эрдеша была крылатая фраза, которую он произнес, когда его следующий сотрудник первым открыл дверь, красивое изложение взглядов людей эпохи Возрождения: «Мой мозг открыт».

   Творчество, которое исходит от «человека эпохи Возрождения» — Night Science

   Итаи Янаи

   Когда мы встречаемся, мы спрашиваем: «Чем вы занимаетесь?» Я ландшафтный архитектор, ответите вы; Я молекулярный биолог, джазовый музыкант, художник, предприниматель, балерина.Мы представляем нашу идентичность как эксперты, и нам нужно быть единым целым — кажется, — чтобы добиться успеха, хотя для этого требуются долгие годы обучения.

   И поэтому вы можете подумать, что чем больше вы эксперт, тем больше у вас шансов сделать лучшие научные открытия, лучший художественный вклад, самую творческую музыку. Но если вы посмотрите на тех, кто вносит наибольший вклад — часто это люди, чье прошлое вас удивляет.

   Мое утверждение для вас сегодня таково: наше личное образование — в самом широком смысле — может быть неполным, если мы направляемся на то, чтобы стать экспертом только в одной области.И это потому, что важной частью открытия — или любого творческого вклада в этом отношении — является выход за пределы поля. Самыми захватывающими аспектами любой области являются ее неизвестные неизвестные, вещи, о которых мы даже не подозреваем из-за нашего незнания — и они естественно непредсказуемы. Таким образом, чрезвычайно мощный путь к творчеству — это знакомство с разными областями — междисциплинарность. Чувствовать себя комфортно в нескольких областях (или в нескольких жанрах) и быть человеком так называемого Возрождения — это не признак слабости или рассеянного ума — скорее это позволяет вам создавать новые ассоциации, быть открытыми для большего количества вдохновения, опираться на более разнообразные аналогии.

   Рассмотрим для примера мою карьеру до сих пор. Сегодня я биолог, но не начинал как биолог. Когда я рос, я видел себя компьютерным инженером. Мой отец — компьютерный инженер; с очень математическим складом ума — как и следовало ожидать. Он всегда любит решать головоломки, и во время долгих поездок на машине научил меня их решать. Через некоторое время я освоился. Иногда по выходным я ходил с ним на работу. Я бы увидел большие компьютеры, которые он строил со своей командой.Я также видел, как все те загадки, которые он мне рассказывал, были похожи на задачи, которые он решал при сборке компьютеров.

   Когда мне было 9 лет, отец купил мне персональный компьютер — это был Apple IIc — и мне он понравился. Я начал тратить на это много времени и научился программировать на Basic. Я проводил внеурочные часы, работая над кодом, который не делал то, что должен был, и когда мой отец приходил с работы домой, он легко исправлял это для меня. Изучая программирование, я узнал, что для определения динамической системы нужно подумать о том, как соединяются ее различные части.

   Однако, когда я поступил в институт, для меня открылся целый другой мир. Мои друзья изучали литературу, философию, социологию и естественные науки. Я хорошо учился в компьютерной инженерии, но обнаружил, что меня все больше и больше интересует то, что они изучают. В частности, мне стало очень любопытно, как философы понимают смысл жизни. В конце концов, зачем мы здесь?

   Однажды, изучая эту тему в библиотеке, я наткнулся на книгу, которая изменила для меня все.Это был «Эгоистичный ген» Ричарда Докинза. Книга поразила меня тем, как в ней синтезируется наука об эволюции жизни с точки зрения генов. Он утверждал, что в то время как мы, люди, приходят и уходят, гены фактически бессмертны, постоянно создавая почти идентичные копии самих себя. Тех генов, которые не могли быть репликаторами, больше нет; и те, которые остаются, но также постоянно проходят испытания. Эти идеи сразу же заразили меня страстью к эволюции и пониманию того, как она работает.Я думал, что для меня нет ничего интереснее в жизни, чем разбираться в этих важных вопросах.

   И поэтому после получения диплома инженера-компьютерщика я решил переключиться на биологию и — как можно быстрее — начал изучать основы биологии, в частности генетики и молекулярной биологии. Моей целью было стать биологом-исследователем и сделать важные открытия. В некоторых отношениях мне было трудно интегрироваться как биологу, потому что мое образование в качестве инженера-компьютерщика оставило неизгладимый след в моем образе мышления; Было много вещей, которые знал любой «настоящий» биолог, а я — нет, и я все еще занимался проблемами разума компьютерного человека.Это заставило меня потерять доверие со стороны опытных биологов, которые считали меня своего рода сторонним наблюдателем. Однако наличие нетипичного опыта дало мне ценный взгляд на вещи. В частности, я все больше чувствовал, что это помогает в творческом процессе, связанном с наукой.

   Мартин Леркер — мой друг и коллега — в последнее время думаем о творческом процессе в науке. Мы думаем, что наука работает совсем не так, как нас учили. Стандартный научный нарратив таков: вы начинаете с проблемы и находите гипотезу для ее решения; вы используете гипотезу, чтобы делать прогнозы; вы проверяете их, сравнивая их с данными; и вы отвергаете или изменяете гипотезу, если прогнозы и данные не совпадают.Вот чему нас учили наши учителя. И это не так. Но это описание действительно скрывает работу самой захватывающей части науки — да и вообще любого творческого процесса.

   Франсуа Жакоб есть что сказать по этому поводу. Этот лауреат Нобелевской премии проводил различие между тем, что он называл «дневной наукой» и «ночной наукой». Дневная наука структурирована, это рациональная проверка гипотез посредством экспериментов или получение данных в соответствии с установленными протоколами.Когда у вас есть гипотеза, которую нужно проверить, вы можете использовать все инструменты повседневной науки: контролируемые эксперименты, статистику и т. Д. Но откуда взялась эта гипотеза — идея?

   Именно в ночной науке мы создаем гипотезы и исследуем неструктурированную сферу смежного возможного, гипотез, о которых раньше не мечтали, идей, которые еще не полностью конкретизированы. В ночной науке не каждый шаг должен логически следовать из предыдущего, мы следуем своей интуиции, перескакиваем от идеи к идее, пока не натолкнемся на то, что, по нашему мнению, заслуживает того, чтобы провести этот день для тщательного изучения.

   Различие между рациональными фазами дня и творческими ночными фазами не ограничивается наукой и может быть общим для всех предприятий, требующих творчества. В изобразительном искусстве можно провести различие между дневным и ночным искусством. Day art воплощает идею в жизнь в студии. Ночное искусство — это предшествующий этап, на котором художник развивает идею , а что создать — например, композицию картины или скульптуру. К тому времени, когда художница знает, что она хочет нарисовать, большая часть творческого процесса, возможно, уже произошла.Таким же образом может быть дневная музыка, процесс создания звука или проработки деталей аранжировки, и ночная музыка, в которой обретают форму музыкальные идеи. Во всех этих областях — науке, искусстве, музыке — вклад творческой ночной деятельности в успех всего проекта очевиден.

   Так как же ночная наука находит возможное решение проблемы? Единственное величайшее заблуждение о науке может заключаться в том, что ученые решают проблемы; в действительности ученые в первую очередь озабочены их идентификацией.В самом деле, это открытие новой проблемы, которая имеет решающее значение для науки и других областей. Задумайтесь на мгновение о том, как Леонард Сасскинд описал прозрение Стефана Хокинга: «В 1976 году Хокинг сделал чрезвычайно глубокое и важное наблюдение, известное как информационный парадокс», — сказал он, — «Хокинг не получил правильного ответа; но он задал правильный вопрос ».

   Но найти новую проблему труднее, чем кажется. Это связано с тем, что мы часто ошибочно думаем о знаниях как о некоей информационной стене: отдельные фрагменты знания складываются вместе, как кирпичи в стене.Чтобы найти новую проблему, вы можете подумать о поиске дыры в стене — своего рода пробела в знаниях. Но, как выясняется, не в заполнении таких пробелов берут начало великие открытия. Например, если вы сравните список великих открытий в области наук о жизни за 25 лет до 2015 года со списком основных открытых вопросов, представленным в начале этого периода, вы заметите очень мало совпадений.

   Таким образом, природа открытий такова, что они являются неожиданными: хотя наши исследования могут быть изначально мотивированы воспринимаемым пробелом в знаниях, полученные знания могут привести к созданию совершенно новой и неожиданной области науки.

   Хотя открытия непредсказуемы, все же есть метод безумия. Дневная наука разделена и работает в рамках определенной научной области. Но ночная наука не ограничена и может найти вдохновение везде, где она прячется. Таким образом, ночная наука действительно междисциплинарна. В конце концов, границы между научными областями и дисциплинами в конце концов не являются естественными границами; действительно, границ нет. Дисциплины, поля и подполи — это всего лишь один из способов объединения знаний во все более детализированные уровни.

   Работа в рамках определенной области может помочь нам структурировать идеи и идеи, но — подобно фиксации музыканта на определенном жанре или использованию художником определенного средства информации — границы также могут препятствовать нашему творчеству и ограничивать наши достижения до определенного уровня. небольшое количество направлений. В самые творческие моменты ночной науки нам будет лучше, если наш ум будет свободен выходить за рамки областей и дисциплин, чтобы придумывать потенциальные решения проблем и выдумывать гипотезы, создавая новые и неожиданные связи.В ночной науке границы между дисциплинами — препятствия — в конце концов, если бы не было ящиков, нам не пришлось бы мыслить за их пределами.

   Есть два основных пути, по которым ночные научные мосты между дисциплинами могут способствовать новым творческим открытиям. Вы можете понять, что концепция или метод, или, может быть, просто аналогия из другой области могут помочь в разработке ответа на существующий вопрос в вашей домашней области. И наоборот, концепция или метод из вашей домашней области могут помочь в ответе на открытый вопрос в другой области.

   В самом деле, мета-исследования — исследования того, как люди проводят исследования — показывают, что междисциплинарность может помочь нам произвести более эффективную работу. Объединение нескольких областей в одном научном проекте положительно влияет на создание знаний. Интересно, что это исследование также показало, что междисциплинарная работа часто сталкивается с растущим сопротивлением со стороны научной аудитории, возможно, потому, что такие работы слишком новаторские или слишком сложные.

   Оглядываясь назад на некоторые из моих собственных проектов, становится ясно, что они были сформированы моей личностью как компьютерного инженера.Одним из важных аспектов этого было то, что меня никогда не слишком интересовали мельчайшие детали какой-либо конкретной системы — которые, по общему признанию, важны — но я хотел найти общие правила, я хотел понять, как функционируют полные системы. Я работал в области геномики, изучая, как гены переходят от вида к виду бактерий, заимствуя понятия из теории сетей. Затем меня очень заинтересовала проблема развития — как организм строит себя; и поэтому я начал работать с крошечным червем, известным как C.elegans . Я изучал эмбрион как динамическую систему, используя крупномасштабные измерения экспрессии генов, для анализа которых требовались специальные алгоритмы. Совсем недавно я начал заниматься бактериальными инфекциями и раком. Я понял, что инструменты, которые мы создали для разработки, также можно применить для изучения этих двух областей.

   С точки зрения академического биолога, эти области сильно различаются — большинство людей являются экспертами в области бактериальной геномики, эмбрионального развития, биологии инфекций или биологии рака.Не так много людей проводили исследования по любым двум из них, не говоря уже о всех четырех.

   В этом процессе я стал видеть себя в некотором роде человеком научного возрождения — переходящим от области к области наук о жизни, не случайно, а следуя эволюции моих интересов. На первый взгляд это может показаться неочевидным, но есть много других мыслителей эпохи Возрождения, таких как я. Многие из нас начинали работать в совершенно другой сфере, нежели та, в которой учились. Среди моих коллег по биологии есть люди, пришедшие из информатики, как я, но также из физики, математики, английского и музыки, хотите верьте, хотите нет.Возможность мыслить иначе, чем ваши коллеги, дает огромное преимущество. Нам нужны эксперты, чтобы делать экспертные вещи; но междисциплинарность дает нам другой вид творчества.

   Даже если вы являетесь настоящим экспертом в своей области, исследования показали, что наши творческие способности усиливаются за счет развития широкого круга интересов или непосредственного взаимодействия с различными идеями. Простая жизнь в городе, а не в отдаленной пещере, дает вам много этого, а посещение кофейни, где собираются разные, но одинаково заинтересованные люди, создает плавильный котел идей, как описано в книге Стивена Джонсона « Где хорошие идеи родом из’.

   Итак, когда мы встречаемся друг с другом, мы должны поощрять друг друга показывать косвенные пути, которые делают нас уникальными. Мы не должны скрывать, как мы пришли к нашим особым интересам. Мы должны сказать: «Я компьютерный инженер, а теперь системный биолог». «Я художник, а потом архитектор». «Я обучаюсь как физике, так и химии». Если мы вознаграждаем человека эпохи Возрождения, у нас будет еще более удивительный вклад в науку, искусство, музыку — и везде, где творчество может быть применено безграничным человеческим разумом.