Історія розвитку науки: просто та зрозуміло
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Пам’ятайте, у Мандельштама: Ламарк пише «свої кращі праці як би на гребені хвилі Конвенту» і, постійно впадаючи «в тон законодавця, що не стільки описує, скільки декретує закони природи». Стиль же Дарвіна – теплокровний, самовпевнений: «немов торговий прапор великобританського флоту майорить над сторінками його книги». Це мандельштамівське спостереження вибиває нас із звичного уявлення про науку як самодостатню, ізольовану область діяльності, де вчені спілкуються з Істиною і Природою, як раніше жерці – з Богом. Зі своїми колбами, спектрографами, логарифмічними лінійками вчені не сидять у неприступних, відгороджених від світу замках. Вони в цьому світі живуть – у певному суспільстві, в певній культурі, в атмосфері того, що Мандельштам називав «науковою погодою». Ідея вкоріненості науки в культурі дозволяє побачити, як функціонує наука – як у часі і в культурі робляться відкриття і відбуваються наукові події. Цей підхід до науки відкриває нові можливості в дослідженні її історії, настільки необхідному саме зараз, в момент перелому наукової свідомості людства (вислів В. Вернадського). Так що представляємо вашій увазі невеликий нарис про історію науки. Отже:
Як і багато іншого, «часи не вибирають». Але крім того, що «у них живуть і вмирають», про них ще й розмірковують. Їх порівнюють. З цих роздумів з часом народжується ім’я століття, його визначення. Так, сімнадцяте стало століттям Розуму, вісімнадцяте – Просвітництва, а дев’ятнадцяте – століттям Прогресу. Від своїх попередників XIX століття відрізняється тим, що передвідчуття прогресу, його очікування і, нарешті, впевненість у ньому були загальними майже для всіх живучих. І пов’язано це було в першу чергу з надіями на науку. Від науки очікували і медичних чудес, і чудес суспільних. Звичайно, багато в чому це очікування було викликано успіхами винаходів, дивом поїзда і телеграфу, кінематографа і електрики. Прогрес ототожнювали з прогресом науковим. Звідси ще одне ім’я, яке отримало цей століття, – століття Науки.
Один з багатьох практиків науки XIX століття і один з небагатьох великих письменників усіх часів А. П. Чехов зауважив у своїх «Записниках», що не може існувати «німецька таблиця множення». Однак, якщо кінцеві результати наукової діяльності не мають країни проживання, то стилі науки в різних країнах можуть відрізнятися один від одного.
У XIX столітті наука значно залежала від країни, де вона створювалася. Така виняткова залежність набагато меншою мірою існувала в попередні століття через нечисленність самих вчених. У XX столітті, коли виникає єдине міжнародне співтовариство вчених, з’єднаних мережею широких комунікацій, регулярними міжнародними симпозіумами, комп’ютерними невидимими коледжами, вона відчувається ще менше.
Відмінність національних наукових шкіл і підходів у XIX столітті особливо помітна ще й тому, що сама система науки як професії, практика наукової освіти, норми наукової діяльності, прийняті системи доказів або обґрунтування, так само як і сам дисциплінарний поділ науки, в якійсь закінченій формі припали як раз на XIX століття. І різноманітність форм державності, національна своєрідність культурних течій не могли не впливати на ці процеси.
Втім, організація науки досить різнилася між країнами вже в XVIII столітті, що і констатує король філософів французького Просвітництва Вольтер. Порівнюючи дві академії – англійську – Лондонське Королівське товариство (з 1662 року), і французьку – Паризьку Академію наук (з 1666), – Вольтер схоплює ті особливості французької та англійської наук, які дивним чином збережуться і в XIX столітті, прямому спадкоємцеві Просвітництва і промислової революції: «Лондонському Королівському товариству не дістає двох речей, найбільш потрібних людям, – винагород та правил. У Парижі геометру або хіміку місце в Академії приносить невеликі, але вірні засоби: навпаки, в Лондоні треба платити за те, щоб стати членом Королівського товариства.
Той в Англії, хто говорить «Я люблю мистецтво» і бажає стати членом Товариства, негайно їм стає, у Франції ж для того щоб стати членом і пенсіонером Академії наук, недостатньо бути любителем, треба бути вченим і вміти оскаржувати місце у своїх суперників, тим небезпечніших, що їх надихають слава, гроші, навіть самі труднощі і та непохитність розуму, яка виробляється зазвичай при завзятих заняттях обчислювальними науками.
Оскільки в Лондонському суспільстві мало порядку і немає ніяких заохочень, а Паризьке поставлено зовсім на іншу ногу, не доводиться дивуватися тому, що праці нашої Академії перевершують праці англійських колег; дисципліновані і добре оплачувані солдати повинні врешті-решт здолати волонтерів».
Хто кого
У Франції на початку XIX століття влада, причому влада і політична, фактично була в руках вчених. Математик і механік Л. Карно, французький генерал, який носить офіційний титул «організатор перемоги», французькі вчені – Лаплас, Лагранж, Фур’є – були префектами. Наука у Франції XIX століття була сильна і почесна, що, втім, не вберегло вчених від революційного полум’я: страчений великий хімік Франції Лавуазьє, покінчив з собою математик і філософ Кондорсе, який розробляв систему нової освіти для Франції. Після революції багато хто повертається з вигнання і тюрем. Наука починає розвиватися на іншому рівні – з новими, реорганізованими академіями, навчальними установами і новими пріоритетами. Це насамперед – практична і прикладна наука.
Принципово новий навчальний заклад – Політехнічна школа (відкрита в 1794 році), в якій було реалізовано багато що із задуманого Кондорсе. Засновником школи, як і організатором найбільших шкіл політехнічного характеру – Інституту шляхів сполучень (Школа мостів і доріг) і Гірського інституту (Школа шахт), був французький геометр Г. Монжа, морський міністр і творець нарисної геометрії. «Школа, в якій вирішальний вплив належав такій людині, за своїм характером, як і слід було очікувати, була тісно пов’язана з практичним життям. Це позначається і в організації школи, розрахованій на вищу напругу сил, на можливо більш значні спеціальні досягнення. Яка протилежність ідеалу всебічного гармонійного розвитку особистості, який ввижався в XVIII столітті», – з сумом зауважує німецький математик Ф. Клейн.
Орієнтація на жорстокий тренінг та практичне застосування науки, створення розвиненої системи природничої освіти, так само як і надзвичайно висока соціальна оцінка науки і статусу вчених, призвели до того, що наприкінці XVIII – початку XIX століття Франція стала провідною країною в галузі точних та природничих наук. Перші революційні і післяреволюційні навчальні заклади створювалися з наміром досягти рівності в науках для всіх, хто ними займається, – проте не співтовариство скромних рядових, а саме сузір’я талантів складає славу Франції цього періоду.
Орієнтація французької науки на практичні потреби диктувалася ще й військовою необхідністю для країни, що втрачала чоловіче населення в постійних війнах і що продовжувала битися практично з усією Європою. Але не менш важливу роль у цій орієнтації грали ідеали Просвітництва. Досить згадати, що у своїх філософських листах Вольтер прямо висловлюється проти надмірно теоретичного та абстрактного знання: «Бути може, те, що робить все більше честі людському розуму, часто буває найменше корисним… Відноситься це майже до всіх мистецтв без винятку: існує межа, за якою дослідження проводяться тільки з цікавості: ці дотепні й марні істини подібні зіркам, розташованим надто далеко від нас і тому не дають нам світла». Зауважимо, що саме інтерес лише до джерел світла, а не до зірок в певному сенсі і привів згодом до відставання французької науки.
Але на початку XIX століття результати були дивні: у новоутворених вищих школах працювали найсильніші математики Франції, на основі лекцій, прочитаних в Політехнічній школі, складалися найбільш популярні підручники з математики (деякі з них зберегли своє значення і до сьогоднішнього дня). Не менш чверті всіх курсів займали теоретичні предмети. Наполеон, дізнавшись про занадто велику зайнятість вищої школи конкретними військовими проблемами, закликав не вбивати курку, яка несе золоті яйця, і військова справа потіснилась перед точними науками.
Традиція ввіряти владу вченим частково продовжилася – вище чиновництво Франції, як правило, складали (і складають) випускники створених наприкінці XVIII – початку XIX століття Політехнічної і Нормальної шкіл. У цьому контексті знаменна різниця в освіті і матеріальному становищі двох сучасників – французького вченого Гей-Люссака та англійського Деві.
Гей-Люссак, випускник Політехнічної школи 1797 року, був одним з перших вчених, що забезпечували своє існування науковою роботою. Учень і помічник французького хіміка Бертолле, він став у тридцять один рік професором факультету природознавства Паризького університету. (У 1808 році Гей-Люссак відкрив закон кратних відносин обсягів для газів, відома його робота з відкриття речовини йоду.)
Гей-Люссак був саме професіоналом, причому його професіоналізм не обмежувався лише науковою та викладацькою діяльністю. Як випускник Політехнічної школи він був здібним інженером (відомі його винаходи, використані у промисловості), він брав участь і в політичному житті країни, будучи депутатом Національних зборів, а потім пером Франції. Звичайно, кар’єра Гей-Люссака – унікальний зразок як соціального, так і наукового успіху, але сама фігура володіє політичною владою вченого-професіонала, який отримав професійну ж освіту, що поєднує теоретичну наукову діяльність з викладанням і практичним впровадженням своїх наукових досягнень, типова для науки Франції.
Доля X. Деві – це теж шлях успіху, але шлях цей почався, та й протікав зовсім по-іншому. Замість професійної освіти – навчання в якості учня аптекаря, потім робота помічником у хіміка Т. Беддоса, який займався з’ясуванням фізіологічної дії газів на захворювання дихальних шляхів. На цій роботі Деві склав собі ім’я і там же вперше зайнявся проблемами хімічної дії електричного струму, які і принесли йому світову славу. Процес навчання Деві був дуже коротким і, на відміну від Гей-Люссака, йому, першому вченому Англії, засоби до існування доставляли публічні лекції, а не власне наукові праці, не підготовка майбутніх хіміків, можливих наступників, здатних створити школу. Не дивно, що таких і не виявилося. Школи після Деві не залишилося.
Так що систематичного навчання науці в Англії початку XIX століття не було, але було щось інше – повсюдний інтерес до науки, характерний для найширших верств англійського суспільства, чому свідчення – завжди повні аудиторії, де читалися публічні лекції на наукові теми і численна література з науки для широкої публіки. Науково-популярні роботи двадцятих – тридцятих років з фізики та хімії Марії Зоммервіль зробили епоху не просто в популяризаторстві, а в проясненні концептуально важких понять і теорій все більш спеціалізованих наукових дисциплін. Саме її книги послужили поштовхом для відкриття англійським астрономом Дж. К. Адамсом на основі обчислення нової, не відомої досі планети – Нептуна, саме вони використовувалися навіть в математичних класах Кембриджа.
Крім подібної високопрофесійної і досить складної літератури, були ще цілком доступні статті в загально-популярних журналах, а також спеціальна література для дітей і, як би ми сьогодні сказали, для домогосподарок. У 1806 році вийшли «Бесіди по хімії, призначені в основному жіночої статі», написані Джейн Марсет. Незважаючи на настільки певний адресат, знаменитими ці книги зробили все ж не жінки, а учень палітурника Фарадей, який в 1810 році за допомогою «Бесід» долучився до електрохімії. (Книга ця вийшла згодом у США величезним тиражем в 160 000 екземплярів.)
Відзначимо ще одну, дуже важливу особливість англійської наукової культури. Не технічні можливості науки, але саме її загальнокультурні потенції визначили широту її поширення в нової промислової державі. Ці культурні можливості науки особливо гостро відчули народжені класи «нових багатих», промислової буржуазії – буржуазії в першому поколінні. Наука служила їм, як показує приклад столиці текстильної промисловості Британії Манчестера, ще й засобом узаконити своє нове суспільне становище. Мистецтво, споконвіку укладене в салони аристократії, в очах пуританськи налаштованих, промисловців, що тільки входять у правлячі верстви – ще незвичний чужий спосіб проведення часу. Наука ж – свідомо корисне і піднесене душу заняття.
Участь у працях якого-небудь наукового товариства надавала респектабельність колишнім майстровим. Дуже важливу роль при цьому відігравала відсутність в Англії жорсткої централізації, державного диктату, як і диктату одного міста, подібного Парижу.
Дізраелі писав: «… чим мистецтво було для стародавніх, тим є наука для сучасників. У правильній перспективі Манчестер – таке ж велике людське звершення, як і Афіни». Дійсно, Манчестер – промисловий центр Англії XVIII століття – перетворився на центр нової англійської науки. При цьому на відміну від республіканської, а потім імператорської Франції наукові товариства виникають в Англії настільки ж часто в провінції, як і в столиці. У провінції на початку XIX століття було утворено 16 загальнонаукових і 24 спеціалізованих наукових суспільства. Саме їх поява – свідоцтво серйозних структурних змін у ставленні до науки, «малої наукової революції».
Ставлення до науки по обидві сторони Ла-Маншу демонструє, до речі, наскільки різними можуть бути інтерпретації одних і тих же явищ культури. Якщо для пуританськи орієнтованих, працьовитих і наполегливих промисловців Манчестера наука була розумним проведенням часу, «ввічливим знанням» і гарантом того, що саме працьовитість забезпечує людині і соціальне становище, і успіх в науковій творчості (на противагу налаштованому на елітарність, на виділеність, на обдарованість напівлегковажного мистецтва), то у Франції саме наука була заняттям для обраних. (Згадаймо, що боротьба проти наукових установ в часи французької революції була боротьбою проти елітарності наукового знання.)
У XIX столітті в Англії повсюдно виникали наукові товариства, подібні перетвореному в 1851 році в Оуен-коледж «Літературному і філософському суспільству Манчестера». У його роботі брали участь такі видатні вчені, як Дж. Дальтон, Дж. Джоуль, відомий фізик і не менш відомий пивовар. При цьому купців і промисловців у це суспільство приваблювала подвійна значимість науки: наука була цілком поважним заняттям, але одночасно в деякому сенсі і маргінальним, що дозволяло групуватися навколо занять науками новим багатим.
До середини XIX століття, коли новий клас промислової і торговельної буржуазії цілком затвердив себе в соціальній ієрархії, інтерес його до занять наукою природним чином ослаб, і напівлюбительський період англійської науки змінився наукою професійною. Діти купців і підприємців в другому і третьому поколінні вже ставали університетськими професорами.
Час любителів в науці поступово проходив. Але навіть ті з англійських вчених початку XIX століття, які фактично не були самоучками – Деві, Фарадей, автор першої послідовної хвильової теорії світла Т. Юнг, який навчався в Кембриджі, Единбурзі та Геттінгені, – все ж були приречені на деяке початкове аматорство у своїй науковій творчості. Так, Юнг, який зробив відкриття, що склали б честь будь-якому професіоналу, працював в самостійно обладнаній оптичній лабораторії, яку міг створити тільки завдяки своїй медичній практиці.
Проте все більше утверджується думка про необхідність спеціальної підтримки науки, і тому майже одночасно виникають товариства сприяння наукам: Асоціація для підтримки науки в Англії (1830 рік) і організація А. фон Гумбольдта в Німеччині (1828 рік).
Наука в Німеччині, вірніше, тієї сукупності розрізнених держав, що існували до сімдесятих років XIX століття, які тепер ми називаємо Німеччиною, відрізнялася, перш за все, роллю університетів. Якщо в Англії практично до другої половини XIX століття університети ще були напівсхоластичними установами, а наука розвивалася в наукових товариствах, якщо у Франції центр навчання перебував у нових навчальних інститутах, а наукові центри – в спеціальних інститутах або Академіях, то в Німеччині саме в університетах вперше почали з’єднувати процес навчання з безпосередньо науковою діяльністю. Цей корінний переворот у системі традиційного навчання відбувся під впливом філософських систем Лейбніца і X. Вольфа, коли заняття на філософському факультеті з’єднувалися з природничими дослідженнями, з дослідженнями в галузі математики, філософії, гуманітарних наук.
У своїй статті про університети Німеччини, яку можна назвати апологією німецькому університетові, відомий німецький математик Г. Вейль вже з середини XX століття так характеризує зміни, що тоді відбулися: «Істина стає не чимось раз і назавжди даним – її належить шукати, а університетський викладач замість навчання студентів мудрості, почерпнутої з книг, починає вчити їх мистецтву відкривати нові істини. Німецькі університети, особливо університети в Галле і Геттінгені, можуть пишатися тим, що саме вони поклали початок цьому руху і вперше проголосили принцип свободи наукової творчості, викладання і навчання».
У 1809 році братом знаменитого гуманіста Олександра фон Гумбольдта – політичним діячем, філософом і лінгвістом Вільгельмом Гумбольдтом – був відкритий Берлінський університет, який спочатку призначався для поєднання наукової та педагогічної діяльності. У його становленні беруть участь філософи Фіхте, Гегель, Шлейермахер. Дивовижна для панували тоді політичних режимів свобода навчання та викладання, свобода ведення наукових досліджень панувала в німецьких університетах в XIX столітті. Закономірно тому, що перша науково-дослідна лабораторія, де вперше студенти-хіміки одночасно брали участь у постановці нових експериментів і навчалися своїй дисципліні, виникла на німецькому ґрунті, в університеті міста Гісена, який і став знаменитим, завдяки всесвітньо відомому хіміку Лібіху.
Останній навчався в Ерлангені і Парижі, працював з Люссаком, товаришував з Олександром фон Гумбольдтом. Лібіх зумів створити в Гісені центр хімічної науки, де до того ж видавав спеціалізований хімічний журнал.
Зрозуміло, соціальна і культурна роль науки була різною в різних країнах і тому відмінна роль, здавалося, подібних за призначенням наукових установ. В Італії ж академії, що збереглися з XVII століття, свою наукову роль втратили не в останню чергу через відсутність чіткого статусу цих академій. Вони перетворювалися на якийсь притулок освічених людей: академіки йшли в архіви, в бібліотеки, в схоластичні дискусії, не сприяючи розвитку духу дослідження і пошуку нового.
Якщо в Німеччині університети були центром наукової думки і такими ставали і в Швейцарії, і в Сполучених Штатах, то в Англії подібна роль прийшла до університетів ближче до кінця століття.
Однак було щось спільне для всіх країн (причому не тільки Європи чи Північноамериканського континенту, а й у колоніях) – це все більш зростаючий вплив природознавства і демократизація занять наукою.
Отже, протягом всього століття Наука (мається на увазі кантівська наука, в якій стільки науки, скільки в ній математики) – вищий авторитет. Навіть у теологічних суперечках. Американський історик науки С. Браш описує досліди, що проводилися у вікторіанській Англії сімдесятих років для наукової перевірки ефективності молитви: з тривалістю життя звичайного обивателя порівнювалися роки життя священиків, за яких парафіяни завжди просять Всевишнього, і монархів, за яких повинні молитися всі піддані. І все це – зі складними статистичними порівняннями і вимірами.
Природознавство як зразок, як парадигма присутній і в прагненні О. Бальзака створити «історичний твір» з використанням аналогій з біологією, фізіологією, елементів філософії і так далі. В останні роки XIX століття безпосередній вплив природних і точних наук на літературу, живопис і музику посилився.
До початку XX століття професія вченого стає якщо не дохідною, то в усякому разі почесною. Згідно з проведеними в 1975 році дослідженням з історії фізики, до 1900 року в основних, найбільш розвинених країнах Європи, Азії та Америки працювали вже близько 1200 професійних фізиків. Видавалося кілька спеціальних журналів.
Однак ситуація, коли, за словами Дж. К. Максвелла, «повага до науки така велика, що навіть самі абсурдні думки набувають поширення, якщо вони тільки виражені мовою, що викликає в пам’яті які-небудь добре відомі наукові фрази», наприкінці XIX століття почала змінюватися.
Саме в останні два десятиліття раптом починає падати число студентів-природничників, що в Німеччині, наприклад, пояснюється «похмурими перспективами на майбутнє в природознавстві і математиці». «Наукова погода» потроху псується, на майже безхмарному науковому небосхилі з’являються перші провісники майбутніх буревіїв.
Автор: Тетяна Романовська.