Изобретение науки. Новая история научной революции

Пример водяных колес представляет особый интерес, поскольку эти устройства совершенствовались очень медленно на протяжении почти тысячи лет. Путем проб и ошибок строители мельниц узнавали, что нужно делать, а что нет, но быстрый прогресс требовал систематических экспериментов, которые стали возможными лишь после того, как экспериментальный метод получил новый интеллектуальный статус. Сам Смитон изучал юриспруденцию, а затем работал учеником механика, прежде чем стал инженером (он первым стал называть себя «гражданским инженером» – в противовес военным – и основал общество гражданских инженеров){1075} и членом Королевского общества. Он соединял теоретические и практические знания, как Гук в конструировании часов. И естественно, он отвечал на вызовы экономики, которая требовала все больше энергии. Смитон строил паровые машины, порты, мосты и каналы (в том числе Колдер-Навигейшн, комплекс каналов и шлюзов, который делает реку Колдер судоходной).

Что же мешало выполнить эксперименты Смитона в 1680-х или даже в 1580-х гг.?[306] Работа Смитона зависела от двух интеллектуальных предпосылок. Во-первых, все знали, что работа с масштабными моделями может вводить в заблуждение, поскольку механизмы нормального размера часто ведут себя иначе. Понятийный аппарат для анализа этой проблемы предоставил Галилей в своем труде «Две новые науки», и Смитон принял во внимание один аспект, тот факт, что в масштабных моделях трение обычно больше, чем в механизмах нормального размера, – он искусно измерил величину трения в своих моделях, а затем учел ее. Во-вторых, работа Смитона опиралась на систематическое применение закона Торричелли. К этим двум предпосылкам можно добавить и третью: при вычислении эффективности водяного колеса путем сравнения работы на входе и на выходе Смитон пользовался законом сохранения энергии Ньютона. В этом смысле его работа была постньютоновской. Однако он мог сравнивать результаты разных типов водяных колес и без измерения абсолютной эффективности. Более того, при определении силы Смитон устранился от конфликта между последователями Ньютона и последователями Лейбница по поводу определения «силы» (теперь конфликт разрешен разделением момента и кинетической энергии): для успеха его работы разрешать конфликт было не обязательно.

Таким образом, совершенно очевидно, что эксперименты Смитона были невозможны в 1580-х, но вполне возможны в 1650-х гг., а также вполне ожидаемы после того, как все больше людей понимали идеи, изложенные в «Началах» Ньютона. Работу с моделями тоже нельзя было назвать новшеством: Дезагюлье изготавливал модели паровых машин в 1720-е гг., причем он был явно не первым. Однако только в середине XVIII в. Смитон и Уатт стали использовать модели для определения производительности механизмов. Те, кто считает, что современная наука произошла от эмпирических опытов ремесленников и мастеров, должны учитывать необыкновенно медленную эволюцию водяных колес до внедрения научного метода Смитона. Чтобы систематически и сознательно применять научный метод, как это делали Смитон и Уатт, необходима более или менее надежная теория и уверенность, что эксперименты, несмотря на свою трудоемкость, открывают путь к серьезному успеху. В 1750-х г. теория была не нова – в отличие от уверенности. Источником такой уверенности служила программа знакомства широкой публики с новой наукой с помощью публичных лекций и книг учеников Ньютона, и прежде всего Дезагюлье{1076}.

В конечном счете современная наука разрешила две самые трудные практические задачи, которые сама перед собой поставила: вычисление траектории снарядов в реальных условиях и измерение долготы. Ученые XVII в. не смогли решить их, но подготовили почву для своих преемников в XVIII в., которым это удалось. Кроме того, в середине столетия Смитон и Уатт улучшили эффективность использования воды и пара, которые приводили в движение машины. В краткосрочной перспективе важнее оказались достижения Смитона, в долгосрочной – Уатта. В 1726 г., когда эти практические задачи еще не были решены, сомнения Свифта в пользе науки звучали разумно; но в 1780 г. или даже в 1750 г. защищать такую позицию было бы гораздо труднее. Как это ни странно, историки застряли в мире Свифта, а когда они читают такие тексты, как работы Смитона, то воспринимают их наивно, словно это отражение планов поиграть с моделями, а используемая в них терминология банальна; они по-прежнему не замечают того факта, что именно новая наука выявила взаимосвязь между высотой напора воды и скоростью пара.

§ 2