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 своем 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 счете 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 дает 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 вещей². 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 ученых-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 ученые 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 развертывания войск и различных других военных построениях как во время сражения, так и в походах, конечно, скажется разница между знатоком геометрии и тем, кто ее 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 ее 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 заключенного в нем индивидуального не ведает, такой человек часто ошибается... Но все 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, вооруженные 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 идет уже не о духах или богах и их взаимоотношениях, а о стихиях, их родстве или антипатиях, о якобы естественных превращениях². 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 ученых-техников (предтечи будущих инженеров и ученых-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 своем 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 = 1,1³ 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 еще с добавкой десятой части всего полученного результата. И эта исходная мера должна быть пропорционально выдержана во всех частях метательной машины")".

Перед нами типичный инженерный расчет, только он опирается не на знания естественных наук, а на знания, полученные в опыте, и знания математические (теорию пропорций и арифметику). Подобный расчет 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 ее 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 паз и обеспечивали возможность перепредставления реальных объектов как объектов математических.

"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 т.д.). 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, еще 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 пр.)- 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 определенном 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 уже в XIX в. — 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 нее 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, развертыванием 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 остается 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 т.д.).

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 дает 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 ее частиц, расположенных на одинаковом уровне и прилегающих друг к другу, менее сдавленные выталкиваются более сдавленными и что каждая из ее частиц сдавливается жидкостью, находящейся под ней по отвесу, если только жидкость не заключена в каком-нибудь сосуде и не сдавливается еще 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 определенным математическим положениям и наоборот. В результате в каждом доказательстве строится новое физическое положение (знание), включающее в себя определенные математические соотношения, доказанные в математике.

При доказательстве всех своих положений Архимед использует сложные чертежи, изображающие жидкость и погруженные в нее 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 все-таки принципиальное - у Архимеда нет специального языка технической науки (специфических для технической науки схем и понятий). Сцепление разных языков в его работе достигается за счет чертежей, которые еще не превратились в специфическое, самостоятельное средство научно-технического мышления (как, скажем, позднее, в конце XIX - начале XX в. это произошло со схемой колебательного контура, кинематического звена, четырехполюсника).

Дата добавления: 2014-12-23