НАУКА И ОБЩЕСТВО, 1600-1900. Продолжение

Ref. ad op.: Rattansi P.M., Hall A.R., Mathias P. Science and society, 1600-1900 / Ed. by P. Mathias. – L.: Cambridge univ. press, 1972. – 166 p.

Расцвет утопизма именно на английской почве автор объясняет двумя причинами – Тридцатилетней войной в континентальной Европе и революционной ситуацией в Англии 40-60-х годов ХVII в. Подтверждая эту гипотезу, Холл подчеркивает, что и на английской почве утопизм той эпохи оставался интернациональным не только по собственно утопическому способу постановки проблем, но и по национальному составу главных его творцов. Среди наиболее активных участников реформистского движения были немцы-протестанты Самуэль Гартлиб, Теодор Гаак, Генрих Ольденбург, чех Ян Амос Коменский. Основные идеи утопического движения связаны не столько с английской (Бэкон), сколько с итальянской, немецкой чешской школьной традицией. «Наибольшее влияние на Гартлиба оказал Коменский, которого он пригласил в Англию. Коменский верил в универсалии – пансофию – как в средство, способное восстановить погрязший во тьме, войнах и ошибках мир и наставить его на путь истины и света»[30]. Универсальные колледжи должны были подготовить универсальные книги на универсальном языке как основу для универсального образования. И тогда, согласно Коменскому, наступит всеобщий мир во всем мире, исчезнут ненависть и причины ненависти, а также и все разногласия среди людей. И наступит золотой век в более высоком смысле, чем век Соломона, тогда люди вернутся к здравомыслию и начнут по настоящему жить, посвящая себя рациональной, духовной жизни. Оценивая эти идеи Коменского, автор пишет: «Следует подчеркнуть, что здесь нет и речи о жизни в материальном довольстве»[31].

Анализируя утопии того времени, Холл отмечает, что ни одна из них не являлась «технологической утопией». Автор не видит в технологических приложениях научного знания силы, способной стихийно или направленно определять социальную структуру. Относительно одной из наиболее «технологичных» утопий – «Макарии» Гартлиба – Холл замечает: «Очень может быть, что мои обобщения преувеличивают важность того момента конструкции Гартлиба, согласно которому техническая изобретательность, а не наука, должна была бы получать общественное признание. Большинство ценностей «Макарии» опиралось на проверенные старые средства, такие, как мудрые законы, превосходство военных, подотчетность администраторов королям-философам. Поэтому мне и кажется, что утопия Гартлиба была действительно технологической утопией»[32].

В целом А. Холл, подчеркивая интернационализм и универсализм возникающей науки и утопии ХVII в., их неразрывную взаимосвязь, пафос своей критики направляет против современной концепции, по которой возникновение и обострение социальной проблематики выступает как результат стихийного воздействия технологических приложений научного знания. По мнению Холла, в единстве – наука, технология, утопия – не наука, а утопия, должна быть поставлена на первое место, т.е. последовательность этих сфер принимает не столько объективный, сколько субъективно-социологический характер: утопия – наука – технология.

Статья редактора сборника П. Мефайеса «Кто расковал Прометея? Наука и технический прогресс 1600-1800 гг.»[33] посвящена анализу механизмов связи между результатами научных исследований и их технологическими приложениями. Соглашаясь с формулировкой историка науки Маршалла: «наука – мать изобретения, а капитал – его отец», автор весьма критически оценивает то методологическое направление в изучении этой проблемы, которое принимает постулат прямой и каузальной связи между элементами научного знания и их техническими приложениями, что якобы позволяет связать объемы наличного научного знания и объемы деятельности по его приложению некоторыми количественными соотношениями. Автор защищает и в ряде пунктов уточняет методологию многоэтапного и многофакторного подхода к этой проблеме. Появление, внедрение, распространение, совершенствование изобретений он рассматривает как целостную во времени последовательность, причем если на первом этапе собственно изобретения решающую роль играют личностные моменты технологического творчества, то на последующих этапах наиболее важными становятся социальные по своей природе факторы, которые автор сводит в понятия типа «мотивация внедрения», «научная установка» и т.п.

Общая картина технического прогресса приобретает при такой постановке вопроса относительно независимый от науки вид дискретно-преемственного процесса, интегрирующие структуры которого принципиально отличаются от соответствующих структур накопления научного знания. Интеграция результатов научных исследований тяготеет к логико-содержательной сфере, тогда как интеграция технических результатов включает значительно более широкую область социальных явлений. «В ходе технологических изменений, – пишет Мефайес, – обычно обнаруживаются эволюционно-преемственная кривая и революционный разрыв преемственности. Дискретные разрывы – продукт деятельности идентифицируемых индивидов, тогда как промежутки между разрывами заполнены непрерывным «континуумом» улучшений технологического процесса – бесчисленными совершенствованиями, не имеющими известного, поддающегося идентификации или зафиксированного в публикациях авторства. Этот «континуум» улучшений может в значительно большей степени способствовать росту производительности, чем идентифицируемые дискретные нововведения. Технологические изменения напоминают в этом смысле биологические – совершенствуется и выживает техника, наиболее экономично и эффективно выполняющая свои функции, что придает этому процессу вид «технологического дарвинизма». Таким образом, изобретение ждет соответствующих экономических условий, прежде чем оно получает возможность реализоваться в появлении и распространении новой технологии, причем сроки здесь производны в конечном счете от нетехнологических критериев»[34].

В числе движущих мотивов технического прогресса автор выделяет внутренние и внешние мотивы: «Процесс новации сам создает диспропорции различного сорта, и эти требующие разрешения диспропорции вызывают необходимость дальнейших изменений... По своей природе эти диспропорции могут оказаться технологическими, но по способу действия они создают потребность. Стрелки каузальности направлены от индустриальных нужд к использованию нового знания. Определение сроков устанавливается скорее индустриальным ритмом и экономическим контекстом, чем самостоятельно порождается новыми приращениями знания. На степень риска влияют и другие детерминанты – социальные, политические, правовые. «Предпринимательство» может оказаться чем-то значительно большим, чем простая сумма этих детерминант»[35].

В постановке Мефайеса проблема ускоренного развития английской промышленности в ХVII-ХIХ вв. состоит не в том, чтобы отыскивать какие-то особые достоинства или специфические черты английской науки, а в выяснении специфики английских социальных условий того периода: «Дело попросту в том, – пишет он, – что нам приходится опираться на различие характеристик индустриального роста и процесса нововведений на национальном уровне для объяснения того факта, что британская экономика развивалась более экстенсивно, чем это происходило в других странах, и в I750-1850 гг. стала сравнительно более передовой в освоении новой технологии и в развитии новых видов промышленности, чем экономика других стран. Это особенно справедливо, если говорить об общем уровне технологии, производительности и качестве продукции в растущих отраслях английской промышленности – в текстильной, металлургической, металлообрабатывающей, станкостроительной, машиностроительной, энергетической, химической, керамической, стекольной»[36].

Само по себе состояние науки того времени ничего, но мнению Мефайеса, не объясняет. Научные поиски вообще не обнаруживают такой же концентрации в пределах Британии, особенно в области химии, где связи между научным знанием и индустриальными новациями были, пожалуй, наиболее тесными. Развитие научного звания было общеевропейским феноменом. Во Франции, например, государство оказывало значительно большую помощь науке через Академию наук, военные ассигнования, а также и в форме прямой поддержки прикладных исследований, как это было, скажем, с исследовательским отделом Севрского фарфорового завода, где разрабатывались глазури, эмали, краски. В целом ученые вели более систематические технологические исследования во Франции, чем по ту сторону Ла Манша. Страны, незатронутые индустриализацией, но имеющие военные нужды, учреждали академии того же типа с государственным патронажем, о государственной и частной помощью полезным искусствам, особенно обещающим военные приложения. Примером этого могут служить академии Швеции, России, Пруссии, Италии.

Для объяснения неравномерности развития национальных технологий при общности общеевропейского массива научного знания автор наряду с анализом специфики английской экономики и политики подчеркивает значение косвенного психологического воздействия научных обществ и ученых-экспериментаторов на практическую деятельность в различных отраслях производства. Это психологическое воздействие вело, по мнению Мефайеса, к выработке массовой критической и научной по своему составу установки, которая концентрировала внимание на статистике, измерениях, сравнениях, на поиске переменных, вскрывающих и отражающих качество используемых технологий, производительность, затраты труда, т.е. создавала ту проблемообразующую технологическую парадигму, без которой невозможны ни оценка наличных технологий, ни появление мотивации на внедрение технологических усовершенствований.

Признавая, например, что наука ХVII-ХVIII вв. почти ничего не дала сельскому хозяйству в плане прямых приложений научного знания, а то, что она предлагала к внедрению, могло бы дать отрицательные результаты, автор вместе о тем замечает, что идеи использования «определенных химических реакций, при всей их ложности, необходимо были связаны с требованием экспериментальной проверки, строгого наблюдения и записи результатов, со сравнением, с поиском альтернативных путей производства продукта... Это была программа отказа от тех традиционных методов, которые оправданы только потому, что всегда это делалось именно так... Пропагандируемые учеными научные процедуры и установки могли оказывать значительно большее влияние, нежели то конкретное научное знание, которое они пытались распространять»[37].

Набрасывая общую картину событий того времени, автор подчеркивает методологическую сторону подхода к ее описанию. Между ХV и XIX столетиями в один и тот же период времени и в одной и том же регионе западноевропейская социальность испытывала одновременный прогресс науки и техники. Хотя случай с Китаем, пишет он, доказывает – нет ничего невозможного в том, что богатые научные и технологические знания в некоторых областях могут оказывать крайне незначительное влияние на подъем общего уровня индустриальной техники, было бы все же откровенным нигилизмом, если не догматизмом, описывать европейский случай как чистую случайность. «Простейшие постулаты, предполагающие прямые каузальные и односторонние связи, предположения, по которым связи между наукой и индустрией были прямыми, целостными и однозначными, необходимо подвергнуть сомнению. Негативно может быть показано, что многие другие определяющие факторы технологических изменений в их совокупности имели для первого столетия индустриализации наибольшее значение, и что в конкретном контексте производства формальное научное знание в значительно меньшей степени определяло коммерческий успех, чем это пытаются доказывать современные исследования. В далекой перспективе можно видеть, что основной импульс, направленный от формальной прикладной науки к технологической новации, появился на все расширяющемся фронте после 1850 г.»[38], причем возник он в ситуации наибольшего благоприятствования со стороны множества других причин. Что именно в этом – в других причинах – следует искать реальное основание связи между наукой и индустрией, доказывает в случае с Британией, полагает Мефайес, значительное отставание английской науки именно в тех областях, где связи науки и технологии были наиболее тесными.

Наиболее обещающий пунь к пониманию ситуации до середины XIX в. дает, по автору, дифференцированный подход к проблемам распространения научного метода установки к приложений научного знания. Следует признать, считает он, что «научные установки получали значительно более широкое распространение, чем научное знание»[39]. Очевидно, укреплялись установки на сомнение в непогрешимости традиционных интеллектуальных авторитетов, на развитие экспериментирования, на внедрение и даже на активное стимулирование разработки научных приборов вроде термометра и водомера. Стремление к более точным измерениям и к исследованию средств, позволяющих сделать измерения более точными, определенно было характерной чертой этих связей науки и производства даже там, где целью выступала не замена действующей эмпирической технологии, детали которой оставались неизученными, а лишь стандартизация и оптимизация наличных процедур. Таким образом, научные приборы и научная техника часто использовались скорее для улучшения наличной эмпирической технологии, чем для ее замены. «В этом смысле, – пишет Мефайес, – развитие бэконовской традиции систематического экспериментирования, как это было, например, в химическом производстве конца ХVIII столетия, имело более тесные связи с процессом технологической новации, чем научные успехи ХVII столетия в космологии, механике или физике. До XIX столетия наука извлекала через эти связи из технологии не меньше, пожалуй, чем технология из науки: ученые довольно много внимания уделяли попыткам ответить на вопросы, возникавшие в индустриальной технологии».

Статья Д. Кардуэлла «Наука и паровая машина в 1790-1825 гг.»[40] продолжает аргументацию статьи П. Мефайеса. В ней рассматривается на конкретном примере решения энергетических проблем английской промышленности (прежде всего текстильной) взаимное влияние науки на технологию и технологии на науку. Автор стремится показать, как сосуществование и соперничество двух видов энергетической технологии – водяного колеса и паровой машины – привело на теоретико-научном уровне к глубоким аналогиям между гидродинамикой и газовой динамикой, способствовало возникновению термодинамики и осознанию закона сохранения и превращения энергии. Говоря о создании, паровой машины и ее значении для науки, пишет Кардуэлл, невозможно также избежать и ряда замечаний о гидроэнергетике. «Причина этому проста: между различными технологиями энергетики существовали взаимные связи. Тот, кто конструировал и строил паровые машины, занимался обычно и гидравлическими двигателями; устройства и техника одного вида часто использовались в другом. В конце концов, как мы попытаемся показать, была предпринята успешная попытка применить основные принципы старой технологии к новой»[41].

Особенностью времени появления паровой машины было, по автору, господство гидроэнергетики: «ХVIII столетие – эпоха расцвета гидроэнергетики, когда она получила не только значительную степень практического совершенства, но и солидное теоретическое обоснование. Именно в ХVIII столетии идеи, разработанные философами-механицистами периода «научной революции», нашли первые приложения в области энергетической технологии»[42]. Смысл этих приложений в том, что осознанная еще Галилеем в выдвинутом им принципе инерции возможность использования идеальных моделей для количественной оценки реально существующих процессов (много позже это привело к универсальному понятию к.п.д.) получила в рассматриваемый период частичную реализацию в гидродинамике: «Эффективность гидравлического двигателя, использующего некоторый поток, в количественном выражении понималась как отношение веса воды, которую двигатель мог поднять до начальной высоты ее падения, к общему весу используемой двигателем воды»[43]. Антуан Паре еще в 1704 г. вычислил теоретическую эффективность нижнебойного водяного колеса, лишенного трения, которая оказалась весьма низкой – 4/27[44].

Хотя гидравлические двигатели наиболее широкое распространение получили в Англии, их теорией, как и гидродинамикой вообще, занимались в основном во Франции, где к концу ХVIII в. была создана более или менее завершенная теория эффективности гидравлических двигателей: «Формальная или математическая интерпретация условий, при которых энергия воды наиболее полно преобразуется в полезную механическую энергию, впервые была дана французами: Шевалье де Борда и Лазарем Карно. В 1767 г. Борда показал, что при максимальном полезном использовании энергии вода должна поступать в двигатель без удара или помех, с тем чтобы энергия («живая сила», как в те времена говорили) не терялась на турбулентность и брызги и выходила из двигателя без заметной и поддающейся измерению скорости, поскольку, если вода фонтанирует на выходе из двигателя, она, естественно, будет уносить с собой значительную энергию»[45]. Л. Карно доказал, что при соблюдении предложенных Борда условий эффективность верхнебойного водяного колеса будет в идеальном случае равна 1, а нижнебойного – 1/2, поскольку «первое можно сделать удовлетворяющим двум основным условиям, а последнее – нельзя»[46].

Включение паровой машины в энергетический баланс промышленности, во всяком случае текстильной, происходило, по автору, в условиях своего рода энергетического кризиса, поскольку строительство текстильных фабрик с приводом от водяного колеса предъявляло строгие требования к месту строительства, а число таких мест оказывалось ограниченным. К тому же расширение производства на базе существующих предприятий наталкивалось на ограниченность источников энергии, что вынуждало либо строить новые фабрики, либо использовать в качестве дополнительного привода конную тягу. Паровая машина после усовершенствований Уатта (Р. Аркрайт и Дж. Уатт получили патенты на свои изобретения в одном и том же 1769 г.[47]) решала проблему практически неограниченного наращивания энергетических мощностей в любом месте, но гидравлические двигатели, хотя их доля в энергетическом балансе сокращалась, не были полностью вытеснены паровой машиной. Типичным в тот период был энергетический симбиоз водяного колеса и паровой машины.

Кардуэлл приводит в качестве примера историю одной английской фабрики: «Типичным образцом ранних текстильных фабрик была фабрика, построенная в 1784 г., Самуэлем Гретом в Стайле, графство Чешир. Небольшое колесо использовало энергию реки Боллин, но с расширением предприятия ее энергии оказалось недостаточно. В 1796 г. Питер Эварт, выдающийся инженер и близкий друг Джона Дальтона, вошел в компанию с Грегом, после чего начались усовершенствования. Была построена плотина, сконструировали и установили более эффективное чугунное цельнолитое среднебойное колесо. В 1800 г. в качестве дополнительного источника энергии установили паровую машину фирмы «Бултон и Уатт»... Постоянное совершенствование промышленных водяных колес на многие годы  задержало окончательный триумф паровой машины. Иногда водяное колесо отступало непобежденным. В том же Стайле водяное колесо продолжали эксплуатировать до конца XIX столетия, затем его заменили гидротурбиной, которая обеспечивала предприятие энергией вплоть до его закрытия в 1939 г.»[48].

Длительный симбиоз водяного колеса и паровой машины (на технологическом уровне) способствовал, по автору, появлению близкого по смыслу феномена и на теоретическом уровне. Многие проблемы паровой машины, в том числе и проблемы ее эффективности, осмыслялись в тот период в гидродинамических аналогиях. Поскольку первые паровые машины использовались не столько для непосредственного привода, сколько для подъема воды и повышения перепада давлений рабочего тела и в гидравлических двигателях, первой единицей эффективности был «дьюти»–число фунтов воды, поднимаемых на 1 фут при сжигании 1 бушеля угля[49]. Сама идея такой единицы оказалась несостоятельной: реальные паровые машины вскоре превзошли теоретически возможную эффективность: 1834 г., паровая машина «Фоувей Консолз» показала на испытаниях 127 млн. «дьюти», тогда как по теоретическим данным соответствующее значение не должно было превышать 50 млн.[50].

Загадка сверхэффективности паровых машин высокого давления стала, по Кардуэллу, исходным пунктом для нового теоретического осознания их эффективности. Решающим моментом в этом была работа Сади Карно, сына Л. Карно. Автор показывает, что аналогии, в которых осмыслялась эта проблема, были предельно близкими к гидродинамике: «По наблюдениям Карно, везде, где есть два тела с различными температурами и налицо «перепад» калорий, имеет место и возможность получить движение или работу. Холодное тело, или конденсатор, столь же необходимо, как и горячее тело, или нагреватель, поскольку без них невозможен поток тепла или теплорода. Не покидая рамок гидравлической аналогии, Карно затем описывает идеальную тепловую машину, которая... способна совершить максимально возможное количество полезной работы. Первое условие было полной аналогией условиям Борда-Карно для гидравлических двигателей. Оно предполагало, что, когда рабочее тело (пар) поглощает тепло, это должно происходить при температуре горячего тела, а когда оно отдает его,- при температуре холодного тела. Принцип Уатта о работе за счет расширения делал выполнение этого условия возможным, по крайней мере теоретически. По мере расширения пара (воздуха, газа) в цилиндре температура его падает. Феномен «адиабатического» охлаждения при расширении газа обсуждался примерно за 40 лет до этих событий Эразмом Дарвиным. Он опирался на него при объяснении ряда проблем, связанных с изучением климата, и даже для объяснения принципа действия паровой машины своего друга Уатта»[51].

Кардуэлл не настаивает на том, что идеи Карно были логическим завершением некоего общего движения к формулировке закона сохранения и превращения энергии под давлением конкретных практических нужд, но он считает, что без учета практических проблем энергетики того времени и преемственной связи между гидродинамикой и возникающей термодинамикой картина не была бы полной: «В середине XIX столетия, – пишет он, – множество факторов способствовало возникновению понятия энергии. Та часть этого становления, которая представлена развитием термодинамики, стала бы с исторической точки зрения совершенно непонятной, если не учитывать технологические события, которые предшествовали этому развитию и сопровождали его. Создание теории Карно опиралось на работа инженеров по гидравлике и паровым машинам, которые в 1790-1825 гг. шли близкими путями, и особенно на достижения Джемса Уатта... Даже Ричард Аркрайт внес свою долю в растущий интерес к эффективности различных двигателей. Идеальная машина Карно, выведенная из чисто технологических представлений, обозначила абсолютный стандарт для измерения эффективности термомеханических преобразователей любой природы. И если мы все же настаиваем на том, что соответствующая наука – термодинамика – является продуктом лишь «чистой» науки, тогда возникновение термодинамики навсегда должно остаться для нас загадкой»[52].

Несмотря на очевидные пробелы в тематике и некоторую неоднородность статей, сборник «Наука и общество. 1600-1900 гг.» в целом дает связную картину истории развития английской науки за 300 лет и историю ее контактов с социальным окружением соответствующих периодов.

М.К. Петров