Гуманитарные технологии Аналитический портал • ISSN 2310-1792

Виталий Горохов, Вадим Розин. Введение в философию техники. Глава 4. Рациональная реконструкция формирования техникии инженерной деятельности

Несколько слов о методе. Если техника не сводится к натурально воспринимаемым механизмам, машинам и сооружениям, а является опредмеченной формой естественнонаучных представлений, идей, инженерной деятельности, различных социокультурных условий, то и генезис должен сводиться к рациональной реконструкции всех перечисленных компонент. Каким же образом может быть осуществлена подобная реконструкция? Примерно так же, как осуществляется реконструкция истории точных наук. Сейчас складывается новый метод реконструкции формирования истории точных наук — культурологический, именно его мы дальше применим.

При этом мы исходим из того, что одна часть компонент техники (точнее — сущности техники) представляет собой различные интеллектуальные образования (знания, идеи, науки), другая часть — это различные виды деятельности (познавательная, практическая, техническая, инженерная, проектировочная), третья — различные социокультурные условия, определившие развитие, техники.

1. Предыстория формирования техники

В архаической культуре и в древнем мире: Тур Хейердал в книге «Аку-Аку» описывает одну из древних анимистических технологий подъёма больших тяжестей. Подъёму древней статуи бога шириной почти в три метра и весом в 25–30 тонн предшествовали ритуальные песни и пляски. Затем староста деревни начал организовывать работу 11 человек. «Единственными их орудиями были три круглые ваги — деревянные бревна, число которых впоследствии сократилось до двух, и множество собранных вокруг валунов и камней… Лицо фигуры было зарыто в землю, но людям старосты удалось подвести под него концы бревен. Три-четыре человека повисли на других их концах, а староста лег плашмя на живот и стал засовывать под голову фигуры маленькие камешки. Когда одиннадцать парней с силой нажали на концы бревен, нам казалось, что фигура немного дрожит или чуть-чуть двигается, но вообще-то ничего как будто не менялось, только камешки становились крупнее… Когда наступил вечер, голова великана приподнялась над землёй на целый метр, а образовавшееся пространство было плотно набито камнями… На девятый день работы гигант лежал на животе на верхушке тщательно выложенной башни, высота которой достигала трёх с половиной метров от земли… На одиннадцатый день они начали переводить великана в стоячее положение, для чего вновь стали наращивать каменную горку, на этот раз под лицом, подбородком, грудью… На семнадцатый день среди длинноухих появилась старая морщинистая женщина. Вместе со старостой она выложила перед статуей на огромной плите, где предстояло водрузиться гиганту, полукруг из мелких камней. Это была чистая магия… староста обвязал вокруг веревку и привязал её растяжками к кольям, вбитым в землю с четырёх сторон. И вот наступил восемнадцатый день работы. Одни начали тянуть веревку к берегу, часть людей притормаживала за другую, третьи осторожно подталкивали фигуру бревном. Внезапно гигант начал шевелиться. Прозвучала команда: «Держи крепче! Крепче держи!» Гигант поднялся во весь свой могучий рост и начал опрокидываться, башня осталась без противовеса, камни и огромные глыбы с шумом посыпались вниз… Но колосс спокойно покачался в стоящем положении и так и остался стоять…».

Древняя технология, описанная Хейердалом, весьма характерна для анимистических техник. Она включает: серию подсмотренных и отобранных в практике эффектных операций, обязательно предполагает магические процедуры, передаётся в устной традиции из поколения в поколение. Спрашивается, какую роль здесь играли ритуальные процедуры, без которых в архаической культуре не осуществлялось ни одно из серьёзных практических дел, а также как могли архаические люди понимать (осознавать) свои технологии? Когда Тур Хейердал спрашивал старосту, сохранившего по наследству от своего деда секрет подъёма и передвижения гигантских статуй, как статуи доставлялись из карьера и поднимались, то он обычно получал такой ответ: «фигуры двигались сами собой», они сами вставали. Тур Хейердал отнёс это объяснение на счёт магии. Но так ли это, и что такое архаическая магия, волшебство, ритуальные песни, заклинания и тому подобные действия?

Попытаемся представить себе мироощущение архаического человека. Он был убеждён, что все живые существа от богов до растений имеют души, которые могут выходить из своих тел и снова входить в них. Души человека и бога — некая сила (в данном примере аку-аку), которая может вести себя по-своему, выступать или помощником (тогда человек здоров, удачлив, силен), или вредить — в этом случае в человека может войти болезнь (другая душа — демон), он слаб, ему не везёт в делах. Души могут не только жить в теле человека, но и временно покидать тело (сновидения, обморок) или же покидать своё родное тело навсегда — смерть, когда душа уходит в дом предков, а затем может «вселиться» в тело другого человека, например родившегося ребёнка.

С точки зрения анимистических представлений человек мог влиять на души (людей и богов), именно этой цели служили различные действия, которые мы сегодня называем древней магией и ритуалами. Для анимистического человека это был способ воздействия, основывающийся на естественных причинах: обмене (жертвоприношение), уговоре или запугивании (заклинание), вовлечении души в действие (ритуальная пляска), и так далее.

Возникает вопрос, как люди анимистической культуры могли понимать свои «технические» действия. Им, например, не могло прийти в голову, что они могут заставить бога без его желания встать или идти. Другое дело — склонить душу бога (жертвоприношением, заклинанием и так далее) действовать в нужном для человека направлении. Когда староста объяснял Туру Хейердалу, что статуи «сами встают и идут», он не имел в виду каменные скульптуры, речь шла о богах. Сложные технические действия людей служили одной цели — заставить души богов вставать и идти. Когда архаический человек подмечал эффект какого-нибудь своего действия (удара камня, действия рычага, режущие или колющие эффекты), он объяснял этот эффект тем, что подобное действие благоприятно воздействует на души. В этом смысле все древние технологии были магическими и сакральными, то есть способами влияния на души тех, кто помогает человеку, как и в случае с аку-аку, или на опасные души — лечение заболеваний, или на души богов, от которых зависела жизнь племени. Практический эффект и наблюдение в древнем мире нужно понимать анимистически, то есть как возможность, предоставляемую душами, наблюдение, то есть открытие действия эффективного с точки зрения влияния на души.

Второй этап развития древней техники связан с развитием в культурах древних государств специальных знаковых средств — чисел, планов-полей, расчетов площадей, объёмов, элементов тел правильной формы (прямоугольных, треугольных, трапециидальных полей, пирамид, и так далее), других расчетов (например, астрономических). Например, в древнеегипетской и шумеро-вавилонской культуре наряду с другими сформировались следующие две практики: восстановление в земледелии полей, границы которых смывались разливами рек, и регулирование (определение начала, окончания, перерывов) религиозных служб, полевых и общественных работ. Для восстановления полей использовались числа с чертежами (планы полей), а также простейшие алгоритмы вычисления элементов и площадей; для регулирования служб и работ — числа, числовые матрицы, числовые прогрессии («зигзагообразные функции»), описывающие реально наблюдаемые «движения» Солнца, Луны, планет и звезд (первое появление над горизонтом или исчезновение, затмение и так далее).

Со временем все подобные знаковые средства начинают использоваться и как модели, то есть с их помощью осуществляют те операции, которые невозможно было осуществить с самими объектами (раздел и передел на чертежах полей, определение с помощью числовых матриц и прогрессий ближайших или более отдалённых затмений или ожидаемое первое появление определённых звезд и так далее). В древнеегипетской и шумеро-вавилонской культурах действия с подобными знаковыми средствами и моделями осмыслялись не как наука и научное знание (их в действительности просто ещё не существовало), а в рамках соответствующего «культурного сценария». Так, вычисление затмений, появление или исчезновение Солнца, Луны, планет, звезд понимались как описание жизни самих небесных богов. Например, «демонический» комментарий к изображениям на гробнице Сети подробно описывает, как деканы (восходящие над восточным горизонтом каждые 10 дней звезды) «умирают» один за другим и как они «очищаются» в доме бальзамирования в преисподней с тем, чтобы возродиться после 70 дней невидимости. Аналогично, вычисление площадей или элементов полей понималось как открытие и описание божественной их природы (жизни, устроенности).

Числа, чертежи, алгоритмы вычислений использовались и в рамках технической деятельности: при строительстве храмов, дворцов и других архитектурных и хозяйственных сооружений (планы, схемы, расчёты необходимых для строительства материалов, пропорционирование), в кораблестроении (схемы, пропорционирование, расчёт объёмов трюма), в некоторых видах ремесленной деятельности. Для этого этапа развития важно отметить две особенности. Числа, чертежи, алгоритмы вычислений ещё не воспринимаются как технические знания (вообще не воспринимаются как знания). Это — рецепты (алгоритмы), а также сакральная мудрость, которыми владеет писец, жрец, царский служащий. Алгебраические или геометрические отношения (знания), с помощью которых мы сегодня записываем шумеро-вавилонские решения математических задач, не имеют с ними ничего общего. Например, деление прямоугольного поля на два треугольных, которое, как думают многие историки науки, основывается на идее равенства двух треугольников прямоугольнику, представляло собой именно алгоритм деления двух величин (площадей). В рамках подобной алгоритмической деятельности формировались особые образования, которые можно назвать «идеализированными объектами».

В отличие от модели (чертежа с числами или числовой последовательности) идеализированный объект — это серия прямых и обратных операций с чертежами и числами, отнесённых уже не к самому объекту практики, а к модели (причем в данном контексте модель мыслится как особый сакральный объект магического поля или предметов). К идеализированным объектам имел доступ только «знающий», посвящённый (так, в глиняных табличках, добытых из-под развалин Древнего Шумера и Вавилона, встречаются формулы типа: «знания можно передать от знающего к знающему и нельзя передавать незнающему»). Позднее практикуется сведение одних идеализированных объектов к другим (конструирование сложных из более простых, разложение сложных на простые, составление из простых групп операций более сложных). Таким путём формируются таблицы пифагорейских троек, решение задач «алгебраического» типа, зигзагообразные и ступенчатые «функции» в вавилонской астрономии.

Нужно отметить, что на этом этапе и «логика» сведений, и полученные результаты (новые, более сложные идеализированные объекты) проверяются в практике (когда идеализированные объекты используются как модели). Следовательно, хотя «конструирование» новых случаев идёт на уровне знаковых средств (моделей и идеализированных объектов), новые конструкции проверяются на объектах практики. Здесь, правда, ещё раз следует подчеркнуть, что древняя практика понималась магически и сакрально, но иначе, чем в архаистической культуре. Например, древние вавилоняне считали, что устройство мира, то есть миропорядок поддерживается совместными действиями богов и людей: в своё время при создании мира боги принесли жертву, в ответ люди должны приносить жертву богам.

Миропорядок и жизнь, с точки зрения древнего шумера, египтянина или индуса, с одной стороны, поддерживались действиями богов, которые строго выполняли своё назначение, судьбу (например, древнеегипетский бог солнца Ра каждый день неукоснительно светил и грел, а вавилонский бог кирпичей следил, чтобы кирпичи получались правильными и крепкими), а с другой — поддерживались действиями людей: царя, который часто воспринимался как живое воплощение бога; жрецов как людей, знающих миропорядок и действия богов; писцов, функция которых состояла в том, чтобы следить за порядком в мире и восстанавливать его в том случае, если происходило уклонение от нормы; всех остальных людей (земледельцев, воинов и так далее). С точки зрения древнеегипетского или вавилонского писца разлив рек и разрушение границ полей — это не просто стихийное бедствие (ничего стихийного, по убеждению древнего человека, не могло быть в принципе), а уклонение в действии богов и нарушение миропорядка (ведь от величины поля зависел налог, а часть налога шла на храмы и жертвоприношения, то есть на ритуал поддержания миропорядка). Изобретая способы восстановления полей и вычисления их площадей, писцы, с их точки зрения, всего лишь описывали, как устроена та часть мироздания, которая оказалась разбалансированной. Поскольку на основе созданных описаний удавалось восстановить поля той же величины и, следовательно, брать тот же налог, все выглядело так, что нарушенный порядок восстановлен. Таким образом, описание миропорядка, вылившееся в создание древней «математики», «астрономии» и «техники», осознавалось древними писцами одновременно как сакральное действие по восстановлению нарушенного миропорядка.

Рассмотренный здесь материал позволяет сделать два важных вывода: первый — развитие техники существенно определяется семиозисом, то есть сложившимися в культуре знаковыми средствами; второй — не меньшее значение на формирование техники оказывают формы культурного осознания. Особое значение второй фактор приобретает в античной культуре, с появлением научного и философского мышления, а также таких интеллектуальных образований, как идеи. Дело в том, что идея есть синкретическое единство сознания, несущего на себе культурную и индивидуальную обусловленность, и объективного содержания понятия. Идея — это, с одной стороны, замысел, интенция культурного сознания, с другой — схематизация существующей практики. Именно в античной культуре не только начинает обсуждаться представление о технике (понимаемой, однако иначе, чем сейчас, как «технэ» — искусство изготовления вещей и произведений искусства), но и складывается идея научной техники, которая в конечном счёте привела к инженерии. Как замысел идея инженерии формировалась, начиная с Античности, когда, в сущности, инженерии ещё не было. Только в Новое время в работах Галилея и Гюйгенса этот замысел был осуществлен, но пока ещё в виде отдельных единичных образцов. Сама же инженерная практика, как известно, формировалась в XVIII–XIX веках. В этот период идея инженерии обрела наконец своё объективное содержание, характеризуя реальную инженерную практику. Далее эта идея развивалась вместе с инженерной деятельностью. А что с ней происходит сегодня, в период кризиса инженерии? Остаётся ли верным замысел, зарождающийся в античной и средневековой культурах, реализованный в Новое время, и критикуемый в наше время?

2. Замысел научной техники в античной культуре

Конечно, в античной культуре не могло быть замысла инженерии в точном смысле, поскольку не было и соответствующей инженерной практики. Но была особая проблема познавательного характера — объяснить, как возможно создание вещей. Философы каждый день могли наблюдать, как ремесленники и художники создавали свои изделия, однако обычное для простого человека дело было трудной проблемой в плане философского осмысления. И вот почему. Античная философия сделала предметом своего анализа, прежде всего, науку (аристотелевское «episteme» — достоверное знание). Античные «начала» и «причины» — это не столько модели действительности, сколько нормы и способы построения достоверного (научного) знания. Соответственно, весь мир, и в том числе создание вещей, требовалось объяснить сквозь призму знания и науки. У Платона есть любопытное рассуждение. Он говорит, что существуют три скамьи: идея («прообраз») скамьи, созданная самим Богом, копия этой идеи (скамья, созданная ремесленником) и копия копии — скамья, нарисованная живописцем. Если для нашей культуры основная реальность — это скамья, созданная ремесленником, то для Платона — идея скамьи. И для остальных античных философов реальные вещи выступали не сами по себе, а в виде воплощений «начал» и «причин». Соответственно, ремесленник (художник) не творил вещи (это была прерогатива Бога), а лишь выявлял в материале и в своём искусстве то, что было заложено в природе. При этом сама природа понималась иначе, чем в Новое время.

«Природа, — говорит Аристотель, — это сущность вещей, имеющих начало движения в себе как таковых». Под природой понималась реальность, позволяющая объяснить изменения и движения, происходящие сами собой («естественные» изменения, как стали говорить потом, в Новое время), а не в силу воздействия человека. Поскольку источником изменений, происходящих сами собой, в конечном счёте мог быть только Бог, природа мыслилась одновременно и как живое, органическое и сакральное целое.

Например, небо у Аристотеля — это и небо, и источник всех изменений и движений, и перводвигатель как причина этих изменений, а также божество, созерцающее (мыслящее) само себя. Следуя выработанному им методу — установления начал рассуждения (родов бытия) и определения иерархии этих начал (от первых, самых общих, ко вторым, менее общим), Аристотель ищет самое первое начало и источник всех наблюдаемых человеком движений и изменений (именно такое начало он и называет «природой»). Поскольку самодвижение Аристотель считал несуществующим, зато всегда различал движущее и движимое, он приходит к идее неподвижного перводвигателя («необходимо должно существовать нечто вечное, что движет как первое… и должен существовать первый неподвижный двигатель»). Далее Аристотель, апеллируя к тому, что в природе движение существовало всегда, доказывает следующее положение: «А первый двигатель движет вечным движением и бесконечное время. Очевидно, следовательно, что он неделим, не имеет ни частей, ни какой-либо величины». Что же может быть источником всех движений и изменений, быть неподвижным, не иметь ни частей, ни величины, двигать вечным движением и бесконечное время? Ответ, как известно, Аристотель даёт неожиданный, парадоксальный: первый двигатель, который движет, сам не находясь в движении, — это божественный разум (единое), живое деятельное существо, бытие которого есть «мышление о мышлении», то есть рефлексия. Именно Бог вложил в природу прообразы (идеи, сущности) всех вещей. Если человек, занимаясь наукой, узнавал «начала» и «причины» вещей, то есть прообразы их, он мог затем и создать (выявить в материале) соответствующие вещи. Но лишь постольку, поскольку они были сотворены Богом и помещены в природу в виде «начал» и «причин».

Таким образом, в Античности создание вещей (в философском понимании) было связано, с одной стороны, со знанием «начал» и «причин», то есть с наукой, с другой — с естественными (природными) изменениями, как своеобразными потенциальными творениями вещей. Уже Аристотель догадывался, а Архимед практически реализовал замысел, если так можно сказать, «научного ремесла»: изделия создаются не столько по опыту, сколько исходя из знания их «начал» и причин. Однако в античной культуре только небольшая группа учёных-техников (Евдокс, Архит, Гиппарх, Птолемей и прежде всего Архимед) практически владела этим научным ремеслом, да и то это было чистое искусство; в целом идея соединения науки и «техники» («искусства») отвергалась как смешение благородных и низких занятий. Для этого были свои глубокие культурные основания.

Дело в том, что главную задачу античные философы и учёные видели в обретении через описание подлинного бытия (у Платона — это мир идей, у Аристотеля — сущностей). Занятие философией, следование истине, построение наук — все это были разные способы обретения подлинного бытия. Обычному же человеку был дан мир неподлинный, мир мнений и чувственных восприятий. Именно к неподлинному миру античные философы относили и вещи, и ремесло (технику).

Создание вещей, с точки зрения Платона, — это задача, обратная по отношению к философской и научной. Прямая и главная задача — от мнений, чувственных восприятий, изготовления вещей прийти к миру идей. Обратная и второстепенная задача — от идей, истинных знаний, начал науки, форм прийти к изготовлению вещей. Решение прямой задачи считалось занятием благородным, поскольку приближало человека к подлинному бытию, а решение обратной — занятием низким, так как удаляло человека от этого бытия. В представлениях античных мыслителей можно отметить известную двойственность противоречивость. Наряду с вышесказанным они в принципе не отрицали значения научных знаний (особенно арифметики и геометрии) для практики и техники (искусства).

«При устройстве лагерей, занятия местностей, — пишет Платон, — стягивания и развёртывания войск и различных других военных построениях как во время сражения, так и в походах, конечно, скажется разница между знатоком геометрии и тем, кто её не знает». С другой стороны, это значение несравнимо с тем, которое имеет научное знание как чистое созерцание божественного разума, или блага. Продолжая, Платон уточняет: «Но для этого было бы достаточно какой-то незначительной части геометрии и счета. Надо, однако, рассмотреть преобладающую её часть, имеющую более широкое применение: направлена ли она к нашей цели, помогает ли она нам созерцать идею блага».

А вот как рассуждает Аристотель. В «Метафизике», сравнивая людей «опытных», однако не знающих науки, с людьми опытными и знакомыми с наукой, он пишет следующее: «В отношении деятельности опыт, по-видимому, ничем не отличается от искусства, напротив, мы видим, что люди, действующие на основе опыта, достигают даже больше успеха, нежели те, которые владеют общим понятием, но не имеют опыта… Если кто поэтому владеет общим понятием, но не имеет опыта… и общее познает, а заключённого в нём индивидуального не ведает, такой человек часто ошибается… Но всё же знание и понимание мы приписываем скорее искусству, чем опыту, и ставим людей искусства выше по мудрости, чем людей опыта, ибо мудрости у каждого имеется больше в зависимости от знания: дело в том, что одни знают причину, а другие нет». Позиция явно двойственная: с одной стороны, вроде бы техники, вооружённые наукой (знанием причин), должны действовать эффективнее людей чистого опыта, с другой — они ошибаются чаще их.

Здесь есть своя логика. Ведь что такое техническое действие, с точки зрения античных мыслителей, — это природное явление, то есть изменение, порождающее вещи. Но и то, и другое (и изменение, и вещи) не принадлежат идеям или сущностям, которые изучает наука. По Платону, изменение (возникновение), происходящее внутри чнического действия, не бытие (есть бытие, есть пространство и есть возникновение), а вещи — не идеи, они — всего лишь копии идей. Для Аристотеля, бытие и вещи также не совпадают, а изменение есть переход от возможного бытия в действительное. В последнем случае изменение получает осмысленную трактовку и, что важно, сближается с представлением о деятельности.

Однако возникает вопрос: могли ли античные и позднее средневековые техники опираться на подобное осмысление технического действия и творчества? Вероятно, нет, для практических целей оно было или слишком сложным, или противоречивым. Поэтому большинство из них охотнее обращались не к философии, а к магическим трактатам, в которых они и находили, например, такие принципы, вдохновляющие их в практической деятельности: «Одна стихия радуется другой», «Одна стихия правит другой», «Одна стихия побеждает другую», «Как зерно порождает зерно, а человек человека, так и золото приносит золото».

По происхождению эти принципы имели явно мифологическую природу (пришли из архаической культуры), однако в античной и средневековых культурах им был придан более научный (естественный) или рациональный (рецептурный) характер. Поэтому речь идёт уже не о духах или богах и их взаимоотношениях, а о стихиях, их родстве или антипатиях, о якобы естественных превращениях. Техники, ставшие на подобный путь, отчасти возвращаются к принципу единства знания и действия (бытия). В их рецептах без противоречий (для их сознания) перемежаются описания реальных технологических действий и магических ритуальных действ. Что для современного человека выглядит «адской кашей», античный или средневековый техник рассматривает как знание-рецепт. Магические формулы дают смысловую основу для практических (технологических) действий, практические действия поддерживают магическую реальность.

Однако помимо техников, не отличавшихся от ремесленников, в античной культуре действовали, пусть и редкие, фигуры учёных-техников (предтечи будущих инженеров и учёных-естественников), которые, очевидно, не только хорошо понимали философские размышления о науке и опыте, мудрости и искусстве (технике), но и, несомненно, применяли некоторые из философских идей в своём творчестве. Ведь в той или иной мере Платон и Аристотель устанавливали связь идей (сущностей) и вещи, а, следовательно, науки и опыта. Другое дело, что, как правило, реализация этой связи в технике не фиксировалась. Рассмотрим этот процесс несколько подробнее. Г. Дильс в ставшей уже классической работе «Античная техника» пишет: «Исходная величина, которую древние инженеры клали в основу при устройстве метательных машин — это калибр, то есть диаметр канала, в котором двигаются упругие натянутые жилы, с помощью которых орудие заряжается (натяжение) и стреляет («… инженеры признавали, по словам Филона наилучшей найденную ими формулу для определения величины калибра К = 1,1 3 х 100, то есть в диаметре канала должно быть столько дактилей, сколько единиц получится, если извлечь кубический корень из веса каменного ядра (в аттических минах), помноженного на 100, и ещё с добавкой десятой части всего полученного результата. И эта исходная мера должна быть пропорционально выдержана во всех частях метательной машины»)».

Перед нами типичный инженерный расчёт, только он опирается не на знания естественных наук, а на знания, полученные в опыте, и знания математические (теорию пропорций и арифметику). Подобный расчёт мог быть использован также и для изготовления метательных машин (он выступал тогда в роли конструктивной схемы, где указаны размеры деталей и элементов).

Отличие этого этапа формирования науки от шумеро-вавилонского принципиально: в греческой математической науке знание отношений, используемых техниками, заготовлялось, так сказать, впрок (не сознательно для целей техники, а в силу автономного развития математики). Теория пропорций предопределяла мышление техника, знакомясь с математикой, проецируя её на природу и вещи, он невольно начинал воспринимать элементы конструкции машины, как бы связанными этими математическими отношениями. Подобные отношения (не только в теории пропорций, но и в планиметрии, а позднее, и в теории конических сечений) позволяли решать и такие задачи, где нужно было вычислять элементы, недоступные для непосредственных измерений (например, известный случай прокладки водопровода Эвпалина).

Одно из необходимых условий решения таких задач — перепредставление в математической онтологии реального объекта. Если в шумеро-вавилонской математике чертежи как планы полей воспринимались писцами в виде уменьшенных реальных объектов, то в античной науке чертеж мыслится как бытие, существенно отличающееся от бытия вещей. Платон, например, помещает геометрические чертежи между идеями и вещами, в область «геометрического пространства». Аристотель тоже не считает геометрические чертежи (тела) ни сущностями, ни вещами: он рассматривает их как мысленные конструкции, некоторые свойства, абстрагируемые от вещей. С этими свойствами оперируют, как если бы они были самостоятельней сущностями, и затем смотрят, какие следствия проистекают из этого.

Можно догадаться, что подобные философские соображения как раз и обеспечивали возможность перепредставления реальных объектов как объектов математических.

3. «Техническая теория» в рамках античной науки

Переход от использования в технике отдельных научных знаний к построению своеобразной античной «технической науки» мы находим в исследованиях Архимеда. Но отдельные предпосылки этого процесса можно найти и в самой античной математике. Например, в «Началах» Евклида нетрудно заметить группировку теорем (положений), которая вполне схожа с группировкой технических знаний (в технических теориях, как известно, описываются классы однородных идеальных объектов — колебательные контуры, кинематические цепи, тепловые и электрические машины и так далее). Евклид объединяет в отдельные книги математические знания, описывающие классы однородных объектов.

Именно в античной математике (в работах до Евклида и в его «Началах») была впервые применена и отработана сама процедура сведения и преобразования одних идеальных объектов (фигур, ещё не описанных в теории) к другим (описанным в теории). В ходе таких сведений и преобразований получались знания отношений («равно», «больше», «меньше», «подобно», «параллельно»). В дальнейшем, как известно, эти знания были использованы в фундаментальных науках и параметризованы, то есть отнесены к связям параметров природных, реальных объектов. Наконец, именно в античной геометрии были отработаны две основные процедуры теоретического рассуждения: прямая — доказательство геометрических положений — и обратная — решение проблем (эти две процедуры выступали историческим эквива-ентом современной теоретической постановки и решения в технических науках задач «синтеза — анализа»).

Более явно отдельные элементы технического мышления могут быть прослежены в античной астрономии. Конечная прагматическая ориентация теоретической астрономии не вызывает сомнений (предсказание лунных и солнечных затмений, восхода и захода планет и луны, определение долготы и широты, и так далее) — Но совсем не очевидно, что эта ориентация может быть сближена с технической ориентацией, ведь человек вроде бы непричастен к ходу небесных явлений. Тем не менее, такое сближение возможно.

В определённом смысле все объекты античной астрономии могут быть отнесены к однородным. На эту мысль наводит единообразная система их моделей — геометрических изображений небесных сфер и эпициклов. Идеальные объекты, представленные в этих моделях, формируются точно так же, как идеальные объекты технических наук, то есть складываются в ходе схематизации и онтологизации процедур сведения одних теоретически представленных небесных явлений к другим (первоначально эти явления описывались в родственных «фундаментальных теориях» — арифметике, геометрии, теории пропорций). Аналогично этому в античной теоретической астрономии, вероятно, впервые была отработана процедура получения отношений между параметрами изучаемого в теории реального объекта.

Первоначально исходные параметры геометрических моделей теоретической астрономии заимствовались непосредственно из таблиц, фиксирующих ступенчатые и зигзагообразные функции. Эти таблицы греческие астрономы получили от вавилонян. Позднее греческие астрономы стали производить собственные измерения, ориентируясь уже на новые, «тригонометрические» модели, фиксирующие небесные явления, а также требования, возникающие и процессе преобразования этих моделей (в Новое время эта процедура была перенесена Галилеем в механику и ужев XIX веке — из естествознания в технические науки).

Если небесные тела и их траектории может создать, сотворить только Бог (главным же образом они мыслятся как природные, космические явления), то строительство кораблей — всецело дело рук человека, искусного техника. С этой точки зрения крайне интересные случаи использования научных знаний в технике демонстрирует работа Архимеда «О плавающих телах». По сути, это — вариант «технической науки до научной техники», однако представленный в форме античной теории, из которой изгнано всякое упоминание об объектах техники (кораблях).

Действительно, работа построена по всем канонам античной науки: формулируется аксиома, на основе которой доказываются теоремы, при доказательстве последующих теорем используется знание предыдущих. В тексте работы не приведены эмпирические знания, описания наблюдений или опытов; идеальные объекты — идеальная жидкость и погружение в неё идеальных тел — не противопоставляются реальным жидкостям и телам. Вообще если термины «жидкость» и «тело» не относить к реальным объектам, а связывать только с идеальными объектами и процедурами, развёртыванием теории, то науку, которую построил Архимед, по способу описания нельзя отличить от математической теории «Начал» Евклида. Тем не менее, можно показать, что Архимед при построении своей теории использовал эмпирические знания о реальных жидкостях и телах, и сам его метод доказательства существенно отличается от математического. Рассмотрим оба эти момента подробнее.

Анализ формулировок некоторых теорем, содержащихся в этой работе, например: «… тело, более легкое, чем жидкость, будучи опущено в эту жидкость, не погружается целиком, но некоторая часть его остаётся над поверхностью» — позволяет утверждать, что они получены в ходе измерений, при сопоставлении реальных объектов с общественно-фиксированными эталонами. Результаты сопоставления фиксировались затем в знаковых моделях (числах) или чертежах. В данном случае можно предположить, что осуществлялись два рода сопоставлений: взвешивание тел и жидкости и определение положения тел относительно поверхности жидкости (тело выступает над поверхностью, полностью погружено в жидкость, опускается «до самого низа» и так далее).

Отличие доказательства, принятого в этой работе, от математического можно проследить при анализе ссылок. Первое положение Архимеда («если поверхность, рассекаемая любой плоскостью, проходящей через одну точку, всегда даёт в сечении окружность круга с центром в той самой точке, через которую проводятся секущие плоскости, то эта поверхность будет шаровой») является чисто математическим и опирается при доказательстве на математическое знание о равенстве радиусов шара. При доказательстве второго положения («поверхность всякой жидкости, установившейся неподвижно, будет иметь форму шара, центр которого совпадает с центром Земли») используются не только первое положение, но также аксиома, не математическая по своей природе («предположим, что жидкость имеет такую природу, что из её частиц, расположенных на одинаковом уровне и прилегающих друг к другу, менее сдавленные выталкиваются более сдавленными и что каждая из её частиц сдавливается жидкостью, находящейся под ней по отвесу, если только жидкость не заключена в каком-нибудь сосуде и не сдавливается ещё чем-нибудь»). Кроме того, в этом доказательстве Архимед, не оговаривая, использует положение о равенстве частиц жидкости, расположенных на одинаковом расстоянии от центра Земли. Это положение, физическое по своей сути, позволяет Архимеду утверждать, что частицы жидкости, расположенные на одинаковом расстоянии от центра, не придут в движение (отсюда следует, что частицы покоящейся жидкости лежат на одинаковом расстоянии от центра Земли и, следовательно, поверхность такой жидкости имеет форму шара с центром, совпадающим с центром Земли). Таким образом, доказательство второго положения (и, как показывает анализ, всех последующих) включает две группы ссылок: на математические и физические положения (аксиому, или скрытое, или ранее доказанное положение). От физических положений в этих доказательствах Архимед переходит к определённым математическим положениям и наоборот. В результате в каждом доказательстве строится новое физическое положение (знание), включающее в себя определённые математические соотношения, доказанные в математике.

При доказательстве всех своих положений Архимед использует сложные чертежи, изображающие жидкость и погружённые в неё тела. Именно к этим чертежам относятся и математические, и физические положения (знания). На чертежах Архимед демонстрирует различные преобразования идеальных объектов — геометрических фигур и тел, а также идеальной жидкости, в которую погружены правильные тела, и переходит от математических идеальных объектов к физическим. Эти геометрические тела в практике кораблестроения используются как модели разрезов (сечений) кораблей. Собственно говоря, вся теория Архимеда в практическом отношении направлена на выяснение «законов» устойчивости кораблей (переменным параметром в данном случае является форма сечения).

Чем же отличается «техническая» наука Архимеда от современных технических наук классического типа? Казалось бы, и там и тут — реальное обращение к объектам техники и теоретическое описание закономерностей их строения и функционирования. И там и тут налицо применение для этих целей математического аппарата. И там и тут дело не ограничивается лишь реальными объектами техники, изучаются также случаи, мыслимые лишь теоретически, то есть те, которые конструируются на уровне идеальных объектов, но не выявлены в техническом устройстве (опережающая роль науки). Отличие всё-таки принципиальное — у Архимеда нет специального языка технической науки (специфических для технической науки схем и понятий). Сцепление разных языков в его работе достигается за счёт чертежей, которые ещё не превратились в специфическое, самостоятельное средство научно-технического мышления (как, скажем, позднее, в конце XIX — начале XX века это произошло со схемой колебательного контура, кинематического звена, четырёхполюсника).

4. Формирование новых представлений о природе в Средние века

Наука и техника Нового времени были подготовлены в средневековой культуре. В этот период происходил грандиозный переворот во всех воззрениях. Идея христианского Бога, Бога творца, идея человека, как созданного «по образу и подобию Бога», позволили переосмыслить все основные представления, включая понятия науки и научного ремесла.

Замысел научного ремесла стал существенно трансформироваться в Средние века, особенно в связи с новым пониманием природы. Природа, по убеждению средневековых мыслителей, — это уже не Бог, как считали в Античности, а творение Бога. На втором плане, однако, сохраняется и античное понимание природы как самоценное начало движения и изменения. Хотя сотворенная Богом природа, — безусловно, доминирующий смысл в средневековом сознании, этот смысл часто оттеняется именно на фоне античного понимания. «Огонь по своей природе, — пишет Иоанн Златоуст, — стремится вверх, рвется и летит на высоту… Но с солнцем Бог сделал совершенно противное: обратил его лучи к земле и заставил свет стремиться вниз, как бы говоря ему этим положением, смотри вниз и свети людям: для них ты и сотворено». Природа, по твёрдому убеждению средневековых философов, не только сотворена Богом, но и предназначена для человека, его пользы и жизни. Таким образом, природа оказывается дистанцированной, пока ещё от Бога (она является объектом его замышления и деятельности), и наделённой практическим значением для человека. Правда, человек ещё не помышляет сам творить природу, это — прерогатива Бога, но, стоя за его широкой спиной, человек как бы примеривается к этой задаче. «Бог не только положил на природе стихий знак их несовершенства, но и соизволил рабам своим — человекам повелевать. И вот Иисус Навин говорит: да станет солнце, прямо Гавеону, и луна прямо дебри Елон… И Моисей повелевал воздуху, и морю, и земле, и камням…».

Помимо «сотворенной природы», в средневековой философии формируется также представление о «творящей природе», здесь своеобразно скрещиваются античное понимание природы и средневековое. Сотворив природу, Бог не устранился из неё. Его замысел, воля и энергия постоянно проявляются в каждом акте природной жизни (движении тел и планет, рождении или гибели всего живого и так далее). В связи с этим естественные изменения и связи, наблюдаемые в природе и описываемые в науке, трактуются в средневековой философии и теологии как происходящие в соответствии с «божественными законами» (божественным замыслом, волей, энергией). Хотя постижение этих божественных законов природы есть тайна и чудо, всё же оно не невозможно, приближённые к Богу смертные и святые могут их узнать.

Другое важное следствие нового понимания природы (как «творящей») — формирование представлений о силах и энергиях, скрытых во всех природных явлениях. В Средние века эти силы и энергии понимались как божественные, но в эпоху Возрождения и далее в XVI — XVII веках стали говорить просто о «скрытых» процессах и формах природы, которые можно описать в науке и поставить на службу человеку. Эти скрытые процессы и формы понимаются уже как процессы (формы) превращения природных сил и энергий.

Средневековое понимание природы подготавливает в эпоху Возрождения формирование замысла уже не научного ремесла, а инженерии. Божественные законы природы, считает Ренессансный мыслитель, может познать не только святой, но и обычный человек (учёный). Однако при условии, что он рефлексирует свою деятельность, сверяя её с божественным образцом; он же (в лице учёного-инженера) может использовать эти законы для творения нужной человеку «новой природы». В результате подобного понимания начинают сближаться и переосмысляться законы природы и античные начала (идеи, сущность, формы, причины), познание, рефлексия и технические действия (первое и второе как условие третьего, третье как момент обоснования первого и второго), божественный разум, космос и природа. Однако Возрождение — это, образно говоря, только горн, куда попали для переплавки все перечисленные моменты и смыслы понимания природы, драгоценный же новый сплав получается лишь в трудах философов Нового времени.

Ключевой фигурой здесь, безусловно, является Ф. Бэкон. Именно он делает последний шаг, объявляя природу основным объектом новой науки и трактуя природу полностью в естественной модальности. Но, пожалуй, не меньшее значение имеет трактовка Бэконом природы как условия практического (инженерного) действия, производящего «новую природу», как источника естественных процессов, однако вызванных (запущенных) практическими действиями человека. «В действии, — пишет Ф. Бэкон, — человек не может ничего другого, как только соединять и разделять тела природы. Остальное природа совершает внутри себя». Не менее важным является установленная Бэконом принципиальная связь научного познания (знания) и практического действия. «Дело и цель человеческого могущества, — пишет он, — в том, чтобы порождать и сообщать данному телу новую природу или новые природы. Дело и цель человеческого знания в том, чтобы открывать форму данной природы или истинное отличие, или производящую природу или источники происхождения… Что в Действии наиболее полезно, то в Знании наиболее истинно». Тем самым Ф. Бэкон заковал в одну цепь все три звена: представление о научном познании, об инженерном действии и о природе как условии и объекте и первого, и второго.

С этого периода начинает формироваться понимание природы как бесконечного резервуара материалов, сил, энергий, которые человек может использовать при условии, если опишет в науке законы природы. Средневековый Бог, постоянно присутствующий в природе и одновременно её создавший, трансформируется в естественные процессы природы и её законы.

5. Формирование естественной науки и инженерии в культуре Нового времени

Замысел новой науки и инженерии, сформировавшийся в эпоху Возрождения, ещё нужно было реализовать практически. Первые образцы, такой практической реализации принадлежат, как известно, Галилею и Гюйгенсу. Рассмотрим этот вопрос поподробнее. Галилей показал, что для использования науки в целях описания естественных процессов природы годятся не любые научные объяснения и знания, а лишь такие, которые, с одной стороны, описывают реальное поведение объектов природы, но, с другой — это описание предполагает проецирование на объекты природы научной теории. Другими словами, естественнонаучная теория должна описывать поведение идеальных объектов, но таких, которым соответствуют определённые реальные объекты.

Какая же идеализация интересовала Галилея? Та, которая обеспечивала владение природными процессами: хорошо их описывала (то есть в научной теории) и позволяла ими управлять (предсказывать их характер, создавать необходимые условия, запускать практически). Установка Галилея на посторонние теории и одновременно на инженерные приложения заставляет его проецировать на реальные объекты (падающие тела) характеристики моделей и теоретических отношений, то есть уподоблять реальный объект идеальному. Однако, поскольку они различны, Галилей расщепляет в знании (прототип мысленного эксперимента) реальный объект на две составляющие: одну — точно соответствующую, подобную идеальному объекту, другую — отличающуюся от него (она рассматривается как идеальное поведение, искаженное влиянием разных факторов — среды, трения, взаимодействия тела и наклонной плоскости, и так далее). Затем эта вторая составляющая реального объекта, отличающая его от идеального объекта, элиминируется в эксперименте.

До Галилея научное изучение всегда мыслилось как получение об объекте научных знаний при условии константности, неизменности самого объекта. Никому из исследователей не могла прийти в голову мысль практически изменять реальный объект (в этом случае он мыслился бы как другой объект). Учёные шли в ином направлении, стараясь так усовершенствовать модель и теорию, чтобы они полностью описывали поведение реального объекта. Расщепление реального объекта на две составляющие и убеждение, что теория задаёт истинную природу объекта, которая может быть проявлена не только в знании, но и в опыте, направляемом знанием, позволяют Галилею мыслить иначе. Он задумывается над вопросом о возможности так изменить сам реальный объект, практически воздействовав на него, чтобы уже не нужно было изменять его модель, поскольку объект станет соответствовать ей. Именно на этом пути Галилей и достиг успеха. Следовательно, в отличие от опытов, которые проводили многие учёные и до Галилея, эксперимент предполагает, с одной стороны, вычленение в реальном объекте идеальной составляющей (при проецировании на реальный объект теории), а с другой — перевод техническим путём реального объекта в идеальное состояние, то есть полностью отображаемое в теории. Интересно, что опытным путём Галилей смог проверить лишь тот случай, где можно было не учитывать действие основных сил сопротивления. В реальной практике подобная ситуация не имела места, она была идеальной, вычисленной теоретически, реализованной техническим путём. Но оказалось, что будущее именно за такими идеальными ситуациями; они открывали новую эпоху в практике человека — эру инженерии, опирающейся на науку.

На творчество Галилея целиком опирается Гюйгенс, но интересует его другая задача — как использовать научные знания при решении технических задач. Фактически Гюйгенс сформировал образец принципиально новой деятельности — инженерной, опирающейся, с одной стороны, на специально построенные научные знания, а с другой — на отношения параметров реального объекта, рассчитанных с помощью этих знаний. Инженерная задача, стоящая перед Гюйгенсом, заключалась в необходимости сконструировать часы с изохронным качанием маятника, то есть подчиняющимся определённому физическому соотношению.

Для инженера всякий объект, относительно которого стоит техническая задача, рассматривается, с одной стороны, как явление природы, подчиняющееся естественным законам, а с другой — как орудие, механизм, машина, сооружение, которые необходимо построить искусственным путём («как другую природу»). Сочетание в инженерной деятельности «естественной» и «искусственной» ориентации заставляет инженера опираться и на науку, из которой он черпает знания о естественных процессах, и на существующую технику, где он заимствует знания о материалах, конструкциях, их технических свойствах, способах изготовления и так далее. Совмещая эти два рода знаний, инженер находит те «точки» природы и практики, в которых, с одной стороны, удовлетворяются требования, предъявляемые к данному объекту его употреблением, а с другой — совпадают природные процессы и действия изготовителя. Если инженеру удаётся в такой двухслойной «действительности» выделить непрерывную цепь процессов природы, действующую так, как это необходимо для функционирования создаваемого объекта, а также найти в практике средства для «запуска» и «поддержания» процессов в такой цепи, то он достигает своей цели. Так, Гюйгенс смог показать, что изохронное движение маятника может быть обеспечено конструкцией, представляющей собой развёртку циклоиды. Падение маятника, видоизменённое такой конструкцией, вызвало естественный процесс, соответствующий как научным знаниям механики, так и инженерным требованиям к механизму часов.

В своём трактате Гюйгенс перечисляет задачи, которые ему необходимо было решить: пришлось развернуть учение Галилея о падении тел, доказав ряд новых теорем, изучить развёртки кривых линий (в результате Гюйгенс создал теорию эволют и эвольвент), провести исследование о центре качания маятника и, наконец, воплотить полученные знания в конкретном механическом устройстве часов. С работ Гюйгенса естественнонаучные знания (механики, оптики и других) начинают систематически использоваться для создания разнообразных технических устройств. Для этого в естественной науке инженер-учёный выделяет или строит специальную группу теоретических знаний. При этом именно инженерные требования и характеристики создаваемого технического устройства влияют на выбор таких знаний или формулирование новых теоретических положений, которые нужно доказать в теории. Эти же требования и характеристики (в случае исследования Гюйгенса — это было требование построить изохронный маятник, а также технические характеристики создаваемых конструкций) показывают, какие физические процессы и факторы необходимо рассмотреть (падение или подъём тел, свойства циклоиды и её развёртки, падение весомого тела по циклоиде), а какими можно пренебречь (сопротивлением воздуха, трением нити о поверхности). Наконец, исследование теории позволяет перейти к первым образцам инженерного расчёта.

Расчёт в данном случае, правда, предполагал не только применение уже полученных в теории знаний механики, оптики, гидравлики и так далее, но и, как правило, их предварительное построение теоретическим путём. Расчёт — это определение характеристик технического устройства, исходя, с одной стороны, из заданных технических параметров (то есть таких, которые инженер задавал сам и мог контролировать в существующей технологии) и, с другой — из теоретического описания физического процесса, который нужно было реализовывать техническим путём. Описание физического процесса бралось из теории, затем определённым характеристикам этого процесса придавались значения технических параметров и, наконец, исходя из соотношений, связывающих в теории характеристики физического процесса, определялись те параметры, которые интересовали инженера. В трактате о часах Гюйгенс провёл несколько расчетов: длины простого изохронного маятника, способа регулирования хода часов, центров качания объёмных тел. Исследование Гюйгенса интересно ещё в одном отношении: в его работе приводятся не только описания соответствующих математических кривых и движущихся по этим кривым тел (то есть идеальные объекты математики или их элементы, например, циклоидально-изогнутые полоски). Такое соединение в одном исследовании описаний двух разных типов объектов (идеальных и технических) позволяет не только аргументировать выбор и построение определённых идеальных объектов, но и понимать все исследование особым образом: это и не чисто научное познание, и не просто техническое конструирование, а именно инженерная деятельность. На её основе складывается и особая реальность — инженерная.

В рамках этой реальности в XVIII, XIX и начале XX века формируются основные виды инженерной деятельности: инженерное изобретательство, конструирование, инженерное проектирование.

Содержание
Новые произведения
Популярные произведения