CC BY
12
Неудача, постигшая Фаини, отражала не только трудности занятий наукой в провинции, но и меняющийся климат для женщин-натурфилософов во второй половине XVIII в. (с. 84). Авторы трудов по образованию, выходивших в 1750-е годы, доказывали, предвосхищая известные слова Ж.-Ж.Руссо, что у женщин иные, чем у мужчин, интеллектуальные потребности. Поэтому они должны иметь собственную библиотеку книг, написанных специально для дам. Суарди следовал той же логике, полагая, что Фаини не в состоянии понять те математические разделы, которыми владел сам. Этот новый смысл гендера знания имел серьезные последствия для участия женщин в науке. В конце 1770-х годов восхищение такими женщинами, как Л.Басси, сменилось публичной критикой и насмешками над учеными и образованными женщинами. Стали говорить об особом «женском способе мышления» и «женской метафизике». Утверждалось, что женщины как существа, у которых чувства довлеют над разумом, не способны к естественным наукам, не говоря уже о математике, которая не только не по силам, но и вредна для женского ума.
Вскоре после смерти Фаини женщины перестали получать степени и профессорские звания в Италии, как это было в предшествующее столетие. В середине XVIII в. честолюбивые и талантливые женщины имели возможность пробиться в науку, и были модели, на которые они могли опереться, как реальные, так и воображаемые. В 1770-е годы мягкий климат 1730-х годов, когда Лаура Басси была объявлена величайшей женщиной-философом со времен Гипатии, стал значительно суровее. «Женщины по-прежнему нуждались в науке, но наука больше не нуждалась в женщинах для того, чтобы продемонстрировать свою значимость и получить поддержку общества» (с. 85).
Т.В.Виноградова
2004.03.014. СИБУМ Г.О. ЭКСПЕРИМЕНТАТОРЫ В ЛИТЕРАТУРНОМ МИРЕ.
SIBUM H.O. Experimentalists in the republic of letters // Science in context. -Cambridge etc., 2003. - Vol. 16, N 1/2. - P. 89-120.
Ключевые слова: М. Якоби, электромагнетизм, экспериментальная физика, кабинетные ученые, инженеры и ремесленники.
Автор, немецкий историк науки, рассматривает период становления точных наук с конца XVIII до середины XIX в., когда формировалось
новое действующее лицо - ученый-экспериментатор. Основное внимание он уделяет работам физика и электротехника М.Г.Якоби (1801-1874), связанным с предложенной им моделью электродвигателя, а также социальным и эпистемологическим проблемам их интеграции в традиционную академическую культуру. Его борьба за академическое признание и доверие отражает серьезные структурные проблемы развития экспериментального знания и науки в период, который впоследствии будет назван «второй научной революцией».
Представление об «искусстве эксперимента» изменилось от полного отрицания какой-либо его эпистемологической ценности в начале Нового времени до убеждения в XIX в., что эта форма исследования единственная, которая позволяет понять природные закономерности. Одна из проблем, скрывавшихся за спорами о значении эксперимента, состояла в том, что в натурфилософской традиции эпохи Просвещения по-прежнему преобладало строгое разграничение между «деланием» и «знанием». Даже такие философы, как Д.Дидро, описывавший ремесло как форму знания, считали, что это знание оперирует вне научного дискурса. Его проект по изданию «Энциклопедии наук, искусств и ремесел» (1751-1780) был одним из ответов на вопрос о том, как дать знанию практиков язык, который был бы понятен другим. С середины XVIII в. инженер стал рассматриваться в качестве идеального кандидата на роль моста между теорией (наукой) и практикой (ремеслами), т.е. как «третий человек». Для самих инженеров подобная позиция, безусловно, означала шаг вперед с точки зрения их статуса, но тем не менее не могла удовлетворить их полностью.
Создавая «рИуБ^а ехрептеШаШ» в рамках науки, которая в то время носила преимущественно теоретический, «письменный» характер, экспериментаторы на себе испытали все достоинства и недостатки позиции «третьего человека». «Их как летучих мышей было трудно классифицировать» (с. 93). Можно ли исследования природы, проводимые с помощью специальных инструментов и приборов и, соответственно, зависимые от искусности экспериментатора, квалифицировать как науку (с. 93)? Ответ на этот вопрос зависел от того, какую позицию занимал человек относительно существовавшего тогда, хотя и в неявной форме, разграничения между экспериментальным знанием и наукой или знанием в целом и научным знанием в частности. Это разграничение своими корнями уходило в многовековую традицию противопоставления тех, кто «работал руками», и тех, кто «работал головой».
Кроме того, понимание научного знания как универсального, автономного и неизменного было теснейшим образом связано с господством «письменного текста» в академическом мире. Исследования электричества и магнетизма кардинальным образом изменили мнение об эпистемологическом статусе «искусства эксперимента». Неизвестные ранее феномены и эффекты, ежедневно получаемые в этих опытах, бросали вызов традиционному (и в первой половине XVIII в. широко принятому в научном мире) представлению об источниках физических знаний. До сих пор предполагалось, что физические истины могут быть открыты лишь при непосредственном изучении природных явлений, а не получены в искусственных условиях, созданных руками человека (с.94).
Совершенствование приборов, обилие новых результатов, появление во второй половине века новой науки об электричестве сделали эту позицию устаревшей и помогли экспериментальной физике освободиться от «естественной истории». В 1755 г. в Германии появился перевод работ французского физика, экспериментатора А.Нолле (1700-1770), который, пытаясь позиционировать «physique experimentale», настаивал, что эту модель исследования следует отличать от практики естественной истории, которая занимается «инвентаризацией богатств природного мира», но не изучает «причин того, что в нем происходит» (с. 94). «Тем не менее, до начала XIX в. Gelehrtenberuf (профессия ученого) в немецких университетах, прежде всего, означала быть Schriftsteller (писателем), чьи публикации в основном были представлены переводами, учебниками и компендиумами» (с. 95). И не случайно первым, кто начал развивать экспериментальную физику в Гёттингенском университете, был Г.К.Лихтенберг (1742-1799), который одновременно был литератором, прославившимся своими афоризмами, и экспериментатором. По мере того как экспериментальное знание укрепляло свои позиции в отдельных университетах, менялась и практика публикаций традиционного университетского ученого. В академической среде приоритет «энциклопедических знаний» постепенно вытеснялся ментальностью «научного изобретения и открытия» (с. 95).
Главный вызов традиционной, основанной на тексте «учености» (scholarship) состоял в том, что экспериментальное изучение природных феноменов требовало изобретения и конструирования соответствующих инструментов. Почти каждое явление, особенно в области электричества и магнетизма, становилось «наблюдаемым» только при помощи инструментов и приборов. У наиболее консервативных представителей старой
школы возникали сомнения: не приводит ли это к тому, что в результате мы имеем дело не с реальными природными закономерностями, а с артефактами (с. 95)? Примечательно, что Ш.О. Кулон, А.Л. Лавуазье и П.С. Лаплас в конце XVIII в. даже собирались сформулировать кодекс экспериментальных наук, основанный на применении инструментов и точных измерений взамен практики публичного проведения экспериментов. Характерно, как подчеркивает автор, что подобные вопросы относительно использования инструментов и приборов в инженерной среде не возникали.
Важную роль в становлении новой экспериментальной физики сыграла также практика построения моделей. В самом конце XVIII в. итальянский физик А. Вольта (1745-1827), например, сконструировал модель, названную им «искусственным электрическим органом» по аналогии с естественным электрическим органом у электрического ската (вольтов столб), и впервые продемонстрировал существование электрического тока. Создателям моделей необходимо было доказать, что изменение масштаба не подрывает обоснованность их индуктивных выводов. В процессе интегрирования экспериментального знания в академическую культуру в конце XVIII в. вопрос о роли и научной значимости моделей стал предметом сложных переговоров между инженерами, конструкторами приборов и академическими учеными. Последние высказывали сомнения, что, возможно, изменение масштаба делает модели бессмысленными с научной точки зрения.
В 1830-е годы Якоби работал над моделью электродвигателя с вращающимся валом, преобразовывавшим электрическую энергию в механическую; он использовал притяжение неподвижными электромагнитами подвижных. С помощью своего несложного устройства, полагал Якоби, ему удалось вывести важные как в теоретическом, так и в практическом плане следствия из великого открытия датского физика Х. К. Эрстеда, который в 1820 г. обнаружил магнитное действие электрического тока. «Я убедился, - писал Якоби, - после всех моих экспериментов, что магнетизм - это сила, которая действует подобно всеобщему тяготению, просто как некая функция пространства...» (цит. по: с. 97).
Эта модель вызвала огромный энтузиазм у Якоби. Его прибор «преобразовывал магнитную силу напрямую в механическую силу вращения без каких-либо посреднических механизмов» (с.99). Таким образом, как ему казалось, он устранил ключевое препятствие для «механических машин - трение. Более того, работа его модели «электромагнитной
машины» укрепила его теоретические допущения о том, что можно добиться постоянного ускорения и что, таким образом, «скорость будет увеличиваться бесконечно» (цит. по: с. 101). Поэтому в тот момент ему казалось, что он близок к реализации идеи «физического вечного двигателя» (т.е. имеющего неограниченный источник энергии).
В нарождающихся физических науках начала XIX в. феномен электромагнетизма вызывал много аналогичных рассуждений относительно возможностей этих «новых сил». Уже с началом исследований электричества и магнетизма в конце XVII и XVIII вв. эти явления рассматривались как вызов могуществу механической концепции мира. В конце XVIII в. ньютоновская механика по-прежнему занимала господствующее положение в физической науке и трактовке «природных сил». Более того, во многих университетах ньютоновский миропорядок эффектно демонстрировался с помощью «машины Атвуда»1. Она успешно использовалась для наглядного доказательства лживости радикальной философии активной, деятельной материи, самой сущностью которой является движение, в частности, предложенной английским ученым и философом Дж. Пристли (1733-1804).
На самом деле, несмотря на тот факт, что Французская академия наук решила больше не принимать предложений по «вечному двигателю», своеобразная «электрическая эйфория», охватившая научный мир после открытия Эрстеда, успехов Вольта и особенно М. Фарадея, возродила споры относительно возможности или невозможности «вечного движения» (с. 101). Более того, «электромагнитные машины», которые активно конструировались в начале XIX в., бросали вызов ньютоновской механике. «Поэтому "электромагнитная машина" Якоби - модель взаимодействия прямолинейной силы и вращательной - должна рассматриваться в контексте новой области исследований, выходящей за пределы ньютоновской механики» (с. 101).
Машины волновали Морица Якоби со студенческих времен. Отпрыск богатой семьи еврейских коммерсантов, Якоби родился в 1801 г. в Потсдаме. По воле родителей он изучал гражданское строительство сначала в Берлинском, а потом в Гёттингенском университете. В 1829 г. он получил степень по архитектуре и работал по специальности до своего переезда в 1834 г. в Кёнигсберг, где его младший брат, знаменитый ма-
1 Дж. Атвуд (1746-1807) - английский физик и математик, изобрел прибор для проверки законов падения тел (машина Атвуда), которую описал в трактате по механике (1784). - Прим. реф.
тематик К.Якоби, с 1827 г. был профессором. Здесь он начал заниматься электротехникой: изучал электромагнетизм, сконструировал первую модель электродвигателя. В Кёнигсберге он оставался недолго, уже в 1835 г. он становится профессором гражданского строительства в Дерптском университете. В том же году была опубликована его книга «Memoire sur l'Application de l'Electro-Magnetisme au Mouvement des Machines» (1835), план которой возник у него еще в студенческие годы.
Он был убежден, что Technik нельзя считать самостоятельной дисциплиной, но скорее средством и целью развивающихся физических наук (с. 101). Он рассматривал науку и технику как средство, которое поможет человеку добиться максимальной независимости от природы, к которой он стремился на протяжении всей своей истории. Освобождение человека от физической работы и ручного труда - необходимое условие для развития человеческого интеллекта и цивилизации, поэтому появление машин, считал Якоби, знаменует поворотный момент в истории цивилизации (с. 103). Именно в этом контексте, по словам автора, следует рассматривать его работу над новыми технологиями и его интерес к идее «физического perpetuum mobile», который вызволит человеческий потенциал для неограниченного интеллектуального и духовного развития.
Для того чтобы понять, насколько хрупким и неопределенным оставался статус экспериментального знания во времена Якоби, достаточно посмотреть на реакцию, которую вызвала его модель электродвигателя. Как инженер-строитель и опытный технолог, Якоби прекрасно понимал: всегда существует опасность, что перенос модели в реальный мир может оказаться проблематичным. «Будет ли она вести себя так, как должна, я по-прежнему не знаю», - писал М. Якоби брату в 1838 г. (цит. по: с. 104). Брат отвечал ему, что невозможно понять, сможет ли его электромотор стать соперником парового двигателя, пока он остается «игрушечным».
Максимальную поддержку работы Якоби получили со стороны правительства Российской империи. Сначала в 1835 г. он был приглашен в Дерптский университет, а затем в Санкт-Петербург, где ему обещали помощь в реализации его проекта. В 1837 г., приняв российское подданство, он переехал в столицу и вскоре стал членом Петербургской академии наук (1842). Здесь у Якоби появилась собственная лаборатория с четырьмя постоянными сотрудниками - «механическая студия» (mechanical studio) - и возможность экспериментировать с дорогими материалами. Еще находясь в Дерпте, Якоби с восторгом отзывался о России. «Во всем цивилизованном мире нет страны, которая настолько соответ-
ствовала бы истинным потребностям науки, и не жалела бы трудов для достижения тех целей, полезность и значимость которых получили признание» (цит. по: с. 105).
В Петербурге Якоби был занят дальнейшим изучением природных закономерностей, воплощенных в его «электромагнитной машине». Он работал над проектом в нескольких направлениях, одно из которых состояло в публичной демонстрации возможностей изобретенного им электродвигателя. Его первые модели для этого не годились, поэтому он сконструировал абсолютно новую и более мощную. В сентябре 1838 г. Якоби впервые с помощью электромотора мощностью в 1 л.с. заставил 12-весельную лодку совершить небольшое плавание по Неве, а весной 1839 г. осуществил вторую, еще более эффектную демонстрацию (с. 106). Якоби был счастлив: испытания, на которых присутствовали представители царской семьи, прошли успешно. Он писал брату: «Существует огромная разница между знанием чего-то и умением это сделать» (цит. по: с. 107).
Тем не менее статья Якоби не была принята в журнал «Анналы физики и химии», несмотря на его заверения, что его «практическая работа соответствует духу науки и ее фундаментальному характеру» (цит. по: с. 107). Подобная позиция удивляет, поскольку основатель и редактор журнала, немецкий физик и издатель И.Поггендорф, был известен как сторонник экспериментальных наук. Но с точки зрения Якоби, он был скорее «кабинетным философом» среди экспериментаторов, стоящим на позициях разделения теории и практики. Этот конфликт, по словам автора, один из примеров противоречий, все еще существовавших в первой половине XIX в. между влиятельной математической традицией и сообществом экспериментаторов.
Даже брат Якоби, будучи чистым математиком, в 1830-е годы утверждал, что тот тип исследований, которыми занимается Мориц, и его компетенция относятся к сфере прикладной математики. Но в 1835 г. произошел явный сдвиг, когда факультет философии Кёнигсбергского университета присвоил М.Якоби почетную степень доктора философии (с. 108). Несомненно, его брату и особенно профессору физики Ф.Э.Нейману нужно было привести веские аргументы в поддержку экспериментальной физической науки. В 1840 г. Нейман на собственные средства организовал в Кёнигсбергском университете физическую лабораторию - первую в Европе, и приложил много сил, чтобы проведение экспериментов было включено в курс подготовки физиков. В то время
присуждение степени доктора философии «виртуозам» в экспериментальных науках, так же как и людям искусства, не было распространенной практикой. Когда в 1842 г. сотрудники философского факультета предложили присвоить Францу Листу звание доктора философии, декан факультета долго этому сопротивлялся. После ряда обсуждений он согласился, аргументировав это так: «Почему бы и нет, если уже химикам дают докторскую степень» (цит. по: с. 109). Здесь важно, что консервативные академические круги, в отличие от Якоби и Неймана, по-прежнему считали, что экспериментальные исследования могут размыть дух Wissenschaft (науки) (с. 109).
Наряду с Якоби много других выдающихся экспериментаторов первой половины XIX в. участвовали в сложном историческом процессе формирования физических наук. Свою роль в этом процессе сыграли и такие социальные группы, как ремесленники, купцы, инженеры и конструкторы инструментов. В каждой стране интеграция экспериментальной традиции в элитную академическую культуру происходила по-разному. Как отмечал Т.Кун, в 1739 г. во Франции А.Нолле стал членом весьма «пестрого» отделения Парижской академии наук, официально предназначенного для практиков arts mechaniques. Но произошло это лишь после его избрания в Лондонское королевское общество, тогда как естествоиспытатели, например Ж.Бюффон и Ф.Реомюр, стали его членами много раньше. Для известного конструктора инструментов А.Бреко ^.Breguet), человека, обладавшего именно тем талантом, для которого отделение механики и было создано, не находилось места в Академии вплоть до 1816 г., когда в возрасте 69 лет Бреко был включен в списки королевским указом (с. 112).
В Британии в конце XVIII в. некоторые выдающиеся конструкторы инструментов смогли стать членами Лондонского королевского общества. В Германии, раньше чем в других странах, ряду исследователей удалось включить курс лекций по экспериментальным наукам в программу университетов: Г.Лихтенбергу и позднее В.Веберу - в Геттингене, Ю.Либиху - в Гессене, Р.Бунзену - в Марбурге, Г.Магнусу - в Берлине и т.д. И как показывают примеры баварского оптика Й.Фраунгофера (дифракция Фраунгофера, фраунгоферовы линии) или манчестерского пивовара Дж. Джоуля (закон Джоуля, закон Джоуля - Ленца, эффект Джоуля -Томсона), знание ремесленников стало значимой составляющей экспериментальных наук. Но поскольку эти практические знания по-прежнему передавались преимущественно внутри гильдий, они часто оставались
неизвестными, или считались сомнительными. Поэтому, по мнению автора, создание Немецкого физического общества в 1845 г. стало крупным достижением в формировании самоидентификации «physicists» - термин, обозначавший немецких исследователей природы. Физическое общество, как показывают списки его первого состава, рекрутировало своих членов из таких социальных групп, как ремесленники, конструкторы инструментов, инженеры и книжные ученые. Оно создало культурное пространство, в котором эти группы могли реализовать свои подходы и представления о научных исследованиях.
Переезд Якоби в Россию обеспечил ему более выгодное положение. Тем не менее он должен был работать десятилетиями, чтобы создать собственное пространство и приоритет экспериментатора. В 1839 г. Петербургская академия наук присвоила ему звание адъюнкт-профессор практической механики и теории машин; в 1842 г. он стал экстраординарным профессором прикладной математики; в 1847 г. - получил звание ординарного профессора технологии и прикладной химии, которое в 1865 г. он сумел изменить на звание «ординарного профессора физики» (с. 113).
Но как и многие экспериментаторы XVIII в., Мориц Якоби по-прежнему испытывал трудности, оставаясь «третьим человеком», призванным наводить мосты между теорией и практикой. Добиваясь академического признания, Якоби использовал двоякую стратегию. С одной стороны, он защищал «искусство эксперимента», доказывая, что таким образом могут быть сделаны серьезные научные открытия. С другой стороны, зная эпистемологические и этические стандарты традиционной науки, он стремился показать, что его экспериментальные исследования отличаются от деятельности ремесленника или инженера.
В частности, он подчеркивал, что «мир физических наук с его социальной иерархией» отличается от устройства мира ремесленников. Его мастерская, где существовало разделение труда между ним и его помощниками, уже не называлась мастерской. «Это была "mechanisches Attelier"- гибрид между ремеслами (mechanical arts) и гуманитарными науками (liberal arts)» (с. 114). Во время революции 1848 г. в Германии ремесленники разгромили лабораторию инженера Я.Редхенбахера (J.Redhenbacher); химик Бунзен отменил свой визит в Англию, опасаясь за свою лабораторию. Очевидно, что ремесленники - члены отжившей свой век системы гильдий видели в этих новых лабораториях и их научных руководителях своих более успешных конкурентов.
Удивительно, но именно в этот период Лондонское королевское общество значительно сократило прием в свои члены конструкторов инструментов. Точно так же в списках второго поколения Немецкого физического общества уже не было представителей сообщества ремесленников. Тем временем Handwerksgelehrte (ремесленники-ученые) сумели занять свое место внутри академической культуры. Этот термин был введен Е.Дюрингом в ходе известного спора о приоритете в открытии закона сохранения энергии. Так он назвал новую породу ученых второй половины XIX в. типа Г. Гельмгольца и др., дабы подчеркнуть тот факт, что они ведут себя как старая гильдия ремесленников, внутренне сплоченная и закрытая для людей со стороны. Этот термин удачно отразил слияние движения экспериментаторов с традиционной академической элитой. Прежде независимые сообщества (экспериментаторы и книжные ученые), воплощающие разные традиции, были поглощены новым сообществом ученых-экспериментаторов, где «работа руками» и «работа головой» получили равный эпистемологический статус (с. 115).
События, происходившие во второй половине XIX в., были чрезвычайно важны для этого процесса. В это время в большинстве университетов Европы и Северной Америки были созданы лаборатории, учреждены кафедры экспериментальной физики, параллельно с этим была введена «практическая физика» как новый способ преподавания. Вплоть до конца XIX в. продолжалась фаза консолидации экспериментальной науки внутри академической науки в Европе и США; ведущие физики, такие как Дж. Максвелл и Г. Гельмгольц и др., обеспечили ей почетное место в академическом мире. Все вместе они добились того, что «искусство эксперимента» перестало быть просто ремеслом и получило статус науки.
Т.В.Виноградова
