Средневековье Европы (5–15 век) – бурная эпоха формирования национальных государств, когда значительно возросшее в период после 1000 года население (с 64 до 187 млн. человек) в более позднее время (14 век) уменьшилось до (130 млн. человек) за счет голода, эпидемий чумы и перманентных войн. Христианство, ставшее в 389 году государственной религией Римской империи, пережило крушение её западной части и раскол в 1054 году на Римско-католическую и Православную церкви. Католическая церковь заняла главенствующие позиции в средневековой Европе и даже пыталась ставить себя выше европейских монархов. Христианская церковь – центральный институт Средневековья, она контролировала все стороны тогдашней жизни, очагами культуры которой были многочисленные монастыри. При монастырях существовали школы, скриптории (мастерские по переписке манускриптов) и библиотеки. Однако монастырские школы не могли удовлетворить потребности Церкви в нужных ей специалистах, и она начала основывать университеты: Болонский (1088), Парижский (1160), Оксфордский (1167), Кембриджский (1209), Саламанка (1254). Обучение было двухступенчатым: низшая ступень – тривиум (грамматика, риторика, диалектика), – и высшая ступень – квадривиум (арифметика, геометрия, астрономия и музыка). Всё обучение в университетах велось на латыни, поэтому студенты, свободно перемещаясь по Европе, понимали друг друга. Независимость от государственной власти позволяла университетам устанавливать собственные законы. В большинстве таких первых учреждений царила демократия и свобода – студенты могли самостоятельно выбирать профессоров и деканов.

Основные проблемы, занимавшие средневековых ученых, были богословскими, философия понималась как способ истолкования Священного Писания, логической формулировки догматов Церкви и рациональных доказательств бытия Бога. Учения Аристотеля и Платона, ставшие частично известными благодаря трудам исламских переводчиков и оставшимся контактам с Византией, стали отправной точкой религиозных споров. Если Аристотель принимался за основной источник сведений по логике и физике, то за Платоном признавался наивысший авторитетом в метафизике и богословии. Аристотель дал богословам наукообразный аппарат, но платонизм как учение оказался настолько всеобъемлющим, что позволял удовлетворить различные духовные запросы и стал основой различных, подчас взаимоисключающих философско-религиозных доктрин. Интересно, что платонизм больше импонировал православным богословам, а аристотелизм был ближе схоластам-католикам. Благодаря авторитету Отцов Церкви и в первую очередь Фоме Аквинскому (1225–1274) философия Аристотеля и его физика оказались интегрированы с христианским вероучением, что существенно ограничивало пересмотр ошибочных гипотез, лежащих в их основе. Главным технологическим достижением Средневековья, сыгравшим революционную роль в расширении аудитории, которой стали доступны книги, является изобретение в 1440 году немцем Иоганном Гуттенбергом печатного станка.

Средневековье Европы заканчивается Ренессансом (Возрождением) – тектоническим периодом, предшествующим Новому времени и характеризуемым становлением гуманистического мировоззрения и возрождением античной науки. Ренессанс – не столько исторический период, сколько интеллектуальное и культурное движение. Явление наблюдалось сразу в нескольких европейских странах, поэтому точно назвать место и время появления Ренессанса трудно. Но раннее итальянское Возрождение началось в 14-ом веке во Флоренции. Из Италии Ренессанс просочился в другие европейские страны. Так, французский Ренессанс расцветает с конца 15-ого века, в Англии, Германии и Нидерландах, так называемое «Северное Возрождение» началось позже, и оказалось тесно связанным с движением за Реформацию церкви (16–17 века), породившим новые христианские конфессии (лютеранство, кальвинизм, англиканство и т. д.), то есть протестантизм.

«Почему движутся планеты?» – этот вопрос интересовал людей с глубокой древности. Планеты (в дословном переводе с латинского – «блуждающие звезды») всегда были в центре внимания пытливых умов. По мнению Платона, планеты наделены разумом и в силу этого сами понимают, каким образом и куда им надо двигаться. Аристотель предложил в качестве «перводвигателя планет» неподвижного Бога. В средние века планеты доверили двигать ангелам. Декарт заменил ангелов и перводвигатель эфирными вихрями, увлекающими в своем движении планеты. Убеждение, что планеты надо двигать, а не то они остановятся, было всеобщим. К концу 16-того века некоторые ученые стали понимать, что если исключить силы трения, то нет необходимости в силах, поддерживающих движение. Планеты стали двигаться в пустоте. Коперник, «остановив Солнце и заставив двигаться Землю», сделал Землю планетой.

Иоганн Кеплер (1571–1630)

Иоганн Кеплер – немецкий математик, астроном, механик, оптик, первооткрыватель законов движения планет Солнечной системы. В ходе астрономических исследований Кеплер внёс вклад в теорию конических сечений. Он составил одну из первых таблиц логарифмов, ввел понятие о среднем арифметическом значении, исследовал симметрию снежинок, развивал идеи, ведущие к понятиям интеграла и проективной геометрии. Ввёл в физику термин «инерция», независимо от Галилея сформулировав первый закон механики Ньютона, построил общую теорию линз и их систем. Усовершенствовав телескоп Галилея, предложил свой вариант – «телескоп Кеплера», вытеснивший предшественника и использующийся даже сегодня.

В начале 17 века Иоганн Кеплер, обрабатывая наблюдения Тихо Браге за движением планет (в основном Марса), открыл три закона планетных движений, известных как законы Кеплера:

1) Каждая планета движется в пространстве по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

2) Радиус-вектор планеты описывает равные площади за равные промежутки времени.

3) Квадраты периодов обращения двух планет вокруг Солнца пропорциональны кубам больших полуосей их орбит.

1-ый закон Кеплера

2-ый закон Кеплера

3-ый закон Кеплера

Из всех открытий Кеплера отметим только революционное для его эпохи открытие – траектории планет являются эллипсами, а не окружностями! Вся сложная система эпициклов, введенных, чтобы объяснить неравномерные и даже попятные движения планет (того же Марса), наблюдаемые с Земли, оказалась ненужной. Коперник за счет переноса центра с Земли на Солнце смог уменьшить число эпициклов с 77 (у Птолемея) до 34, а Кеплер свел их нулю! Как ни удивительно, но ни Галилей, ни Браге с этим не согласились. Принять уродливые эллипсы вместо божественно совершенных окружностей для них было противоестественно.

Сам Кеплер, обнаружив, что планеты движутся по «некрасивым» эллиптическим орбитам, начал искать новую красоту в устройстве Мира. И вскоре он её «нашел» – оказалось, что орбиты планет вписаны в правильные многогранники (платоновы тела), которых оказалось ровно столько, чтобы «объяснить», почему планет только шесть (другие планеты еще были неизвестны). Обнаружение других планет разрушило эти построения – в очередной раз красота пифагорейской идеи оказалась миражом.

Физика – сравнительно молодая наука. Общепринято датировать её рождение 17-ым веком и связывать с именами Галилея и Ньютона. Ранее она была растворена в «Натуральной Философии» – сложном коктейле сведений, весьма разбухшем по сравнению с античной натурфилософией. В него включились разнородные факты из механики, астрономии, химии, геологии, физиологии и т. п., разбавленные буферным раствором религиозно-философских идей.