Наука в зеркале идейных коллизий века Просвещения
В культуре XVIII столетия Природа становится первичной реальностью. Критика традиционных общественных институтов и религиозных догм, мистических грез и темных суеверий, схоластической лжеучености и традиционных психологических стереотипов велась от лица Природы и внеисторического естественного разума. В предисловии к «Начальному курсу химии» (1789) А.Л. Лавуазье (1743–1794) писал: «Я старался дать химии такое направление, которое, как мне кажется, наиболее согласуется с природным порядком».
В свою очередь, Природа понималась как саморегулирующаяся система, функционирование которой подчинено строгим, математически выражаемым законам или таксономическим схемам, что составляло основу естественной гармонии. К примеру, одним из важнейших научных достижений П.С. Лапласа (1749–1827) стало доказательство устойчивости Солнечной системы (1773). Вопрос этот стоял уже перед И. Ньютоном, который, однако, вынужден был прибегнуть для объяснения постоянства среднего расстояния планет от Солнца к теологическому аргументу: Бог время от времени вносит поправки в движения планет, что и обеспечивает устойчивость мира. Лаплас сумел решить указанную проблему, используя только закон всемирного тяготения Ньютона, математические методы (теорию возмущений) и данные астрономических наблюдений. Именно в этом и состоит смысл его ответа Наполеону, когда тот обратил внимание на то, что ученый в своих рассуждениях не воспользовался идеей божественного вмешательства в планетные движения. Лаплас, как гласит известный анекдот, сказал тогда императору: «Сир! Я не нуждался в этой гипотезе».
Наука оценивалась мыслителями эпохи Просвещения как идеальное воплощение рациональной деятельности. И такое понимание науки еще долго удерживалось в сознании ученых и философов в последующие времена. При этом под «рациональностью» подразумевали, как правило, мышление, очищенное от страстей, предрассудков или предубеждений, опирающееся на доводы разума и разумно осмысленный опыт, а не на неверифицируемые утверждения типа религиозного откровения. Все явления природы понимались как обусловленные естественными причинами и подчиненные строгим и однозначным естественным законам, тогда как Бог, по выражению А. Франса, был «отодвинут в далекую пропасть первопричин». Впрочем и там его положение оказалось весьма неустроенным[7]. Отсюда — особый акцент на роли естественных наук, дающих основу для построения системы знаний о Природе, системы, обслуживающей, в первую очередь, материальные интересы людей. Интерес к абстракциям и отвлеченным умопостигаемым сущностям, к схоластическим универсалиям и к скрытым качествам сменяется уже в XVII и особенно в XVIII столетии интересом к частным проблемам, уходом исследователя в «суету изысканий», нацеленных на испытание естества «горнилом, весами и мерой» (Е.А. Баратынский), на фиксацию конкретных свойств и особенностей единичных объектов природы. В результате уже к середине XVIII в. наблюдается беспрецедентный рост несистематизированной эмпирической информации о самых разнообразных предметах и явлениях. В этой ситуации внимание естествоиспытателей и философов XVIII столетия все более сосредоточивалось на классификационно-типологической и методологической проблематике. Но любая типологизация и классификация предполагают обобщение опытных данных, фиксацию устойчивых признаков сходства и различия, а на более высоких, теоретических ступенях познания включает в себя также построение некой идеальной модели объекта и выработку принципов таксономического описания.
Познавательный метод Э. де Кондильяка (1715–1780), оказавший столь заметное влияние на Лавуазье, предполагал расчленение (реальное или мысленное) вещи, ее свойств и отношений на части, изучение этих частей, а уже затем их соединение в исходное целое, благодаря чему свойства этого целого удавалось интерпретировать в терминах свойств его компонентов. Поэтому идея Лавуазье об ограниченном множестве качественно гетерогенных и аналитически определяемых элементов-носителей некой совокупности свойств отвечала общей рационалистической схеме однозначно и абсолютно детерминированного мира и прекрасно гармонировала с тем, что искали выразители духа времени.
О природе языком уравнений
Наиболее впечатляющих достижений наука[8] эпохи Просвещения добилась в таких дисциплинах, как математика, физика (особенно математическая физика), астрономия, химия и биология.
Основные достижения в указанных областях стали результатом научной революции, совершенной в XVII в. Г. Галилеем, Р. Бойлем, X. Гюйгенсом, Г.В. Лейбницем и прежде всего И. Ньютоном, чья жизнь и творчество (как жизнь и творчество Лейбница) охватили вторую половину XVII и начало XVIII веков. В XVIII в. на основе достигнутого в предыдущие два века было, в частности, положено начало систематическому и целенаправленному изучению параллакса звезд (видимого изменения положения небесного светила вследствие перемещения наблюдателя), что, кроме всего прочего, стало решающим доводом в пользу гелиоцентрической теории. Интенсивно изучались также движения Луны и планет. В 1718 г. английский астроном Э. Галлей (1656–1742) рассмотрел собственное движение так называемых «неподвижных» звезд, изучение их движений активно продолжалось и в последующие десятилетия (к 1756 г. было известно уже 57 звезд с собственным движением). В 1725 г. его соотечественник Дж. Брэдли (1693–1762) наблюдал аберрацию света неподвижных звезд. Впоследствии он вывел из нее значение скорости распространения света, которое соответствовало величине, установленной датским астрономом О. Рёмером в 1676 г. Результаты, полученные в области астрономии, были обобщены Лапласом в «Трактате о небесной механике», который выходил отдельными томами с 1799 по 1825 г. В 1755 г. И. Кант в трактате «Всеобщая естественная история и теория неба» высказал гипотезу о возникновении планетной системы и звезд в результате сгущения первоначально разреженной материи, состоящей из мелких твердых частиц — подобие того, что сейчас называют метеоритной туманностью. «Представив мир в состоянии простейшего хаоса, — писал Кант, — я объяснил великий порядок природы только силой притяжения и силой отталкивания — двумя силами, которые одинаково достоверны, одинаково просты и вместе с тем одинаково первичны и всеобщи. Обе они заимствованы мной из философии Ньютона». Позднее сходную идею высказал Лаплас в примечании к последней главе своей книги «Изложение системы мира» (1796). Кроме того, Лаплас в той же работе предсказал существование небесных объектов, называемых в настоящее время «черными дырами».
В 1781 г. английский астроном и оптик У. Гершель (1738–1822) открыл планету, которая впоследствии получила название Уран. Эта была первая планета Солнечной системы, открытая в результате математических расчетов и целенаправленного поиска.
Большое внимание в XVIII в. уделялось изучению электрических и магнитных явлений. В 1733 г. французский физик Ш.Ф. Дюфе (1698–1739) открыл существование двух видов электричества (так называемого «стеклянного» и «смоляного»), т. е. положительных и отрицательных зарядов. В 1785 г. Ш.О. де Кулон (1736–1806) опубликовал свою работу об электричестве, в которой сформулировал основной закон электростатики о силе, действующей между заряженными телами («закон Кулона»). Кулон сконструировал соответствующие экспериментальные устройства, прежде всего точные крутильные весы.
Наконец, в XVIII в. появились и некоторые новые естественно-научные дисциплины. Так, в 1738 г. в Страсбурге вышла книга Даниэля Бернулли (1700–1782) (сына Иоганна I Бернулли), заложившая основы развития гидродинамики.
В XVIII в. одной из самых интенсивно развивающихся дисциплин стала химия. В этот период были открыты новые химические элементы (барий, марганец, кобальт, висмут, платина, никель, молибден), а также множество важных соединений. К примеру, шведские химики К.В. Шееле (1742–1786) и Т.У. Бергман (1735–1784) открыли молочную (1782), бензойную (1782), лимонную (1784) и другие органические кислоты. Но самым важным событием в химии и вообще в естествознании века Просвещения, событием, которое на многие десятилетия определило развитие химических исследований во всем мире, стала так называемая «химическая революция», осуществленная Лавуазье в 1772–1783 гг. По сути переворот в химии конца XVIII в. стал завершающим событием великой научной революции, начатой созданием Н. Коперником гелиоцентрической теории (1543).
Сущность химической революции отнюдь не сводится к ниспровержению теории флогистона (некоей «огненной субстанции», якобы наполняющей все горючие вещества и высвобождающейся при горении) и к замене ее кислородной теорией горения и прокаливания, на чем настаивают сторонники традиционной версии событий. Химическая революция представляла собой куда более глубокий и многогранный процесс, важнейшими, хотя и не единственными компонентами которого стали:
— формирование новых представлений об агрегатных состояниях вещества (создание флогистонной, а затем теплородной модели газа и агрегатного перехода, а также различение понятий «свойство тела» и «состояние тела»);
— выяснение химической роли воздуха и составляющих его газов;
— создание элементаризма нового типа, основанного на понимании химического элемента как «последнего предела, достигаемого анализом», как существующего и в свободном, и в химически связанном состояниях материального тела, носителя определенного и, как правило, достаточно узкого круга свойств.
В области математической физики важнейшие результаты были получены при разработке проблем механики (в том числе и небесной механики) и оптики. Абсолютное лидерство в сфере математики и естествознания на протяжении почти всего XVIII столетия принадлежало Франции. Кроме того, особое место в развитии математики и математической физики XVIII в. занимает творчество Л. Эйлера и представителей семейства Бернулли — выходцев из Швейцарии, живших и работавших в разных странах, в том числе и в России.
Французское математическое сообщество начало формироваться еще в конце XVII века под влиянием Лейбница и братьев Якоба I и Иоганна I Бернулли, а также благодаря усилиям Н. Мальбранша (1638–1715) и членов его «кружка», из которых наибольшую известность получили Г.Ф.А. де Лопиталь (1661–1704) и П. Вариньон (1654–1722). Лейбниц во время своего пребывания в Париже в 1672 г. неоднократно встречался с Мальбраншем и обсуждал с ним философские и математические вопросы. Спустя два года Мальбранш стал профессором математики в Оратории Христа, собрав вокруг себя группу талантливых математиков. Конгрегация ораторианцев (Оратории Христа) возникла в Риме в 1558 г. В капелле при госпитале, основанном Филиппо Нери, по его инициативе стали собираться для совместного чтения и толкования священных книг духовные лица, не приносившие монашеских обетов. Эта конгрегация (утвержденная в 1575 г.) в 1611 г. распространила свою деятельность на Францию. Ораторианцы (особенно французские) получили известность благодаря своим работам в области философии, математики и естествознания. Хотя сам Мальбранш не внес сколь-нибудь заметного вклада в математику, он и члены его группы много сделали для распространения «новой математики» (т. е. дифференциального и интегрального исчислений, аналитической геометрии), созданной трудами Лейбница, Ньютона и Декарта. В 1696 г. Лопиталь, используя идеи И. Бернулли, опубликовал первый учебник по математическому анализу, излагавший новый метод в применении к теории плоских кривых.
Важная особенность работ братьев Бернулли, Вариньона и других математиков конца XVII — начала XVIII в. состояла в том, что они, как правило, не ограничивались чисто математической стороной вопроса, но применяли методы математического анализа к проблемам механики, в том числе и к теории движения небесных тел, оптики, гидродинамики и к другим дисциплинам. Например, Вариньон разработал методы графической статики, в 1698 г. он предложил концепцию «скорости в любой момент», которая в наши дни известна как «мгновенная скорость»; спустя без малого два года он сформулировал математическое определение понятия «ускоряющей силы» (т. е. ускорения), согласно которому ускорение является производной мгновенной скорости по времени. Позднее к этим вопросам обратился Л. Эйлер. В 1707 г. Вариньон начал свои исследования движения тела в сопротивляющейся среде.
В итоге, в работах указанных авторов были заложены основы аналитической (рациональной по терминологии того времени) механики, развитой затем в трудах Ж. Даламбера, Ж.Л. Лагранжа, Л. Эйлера и др. Без этого важнейшего научного достижения века Просвещения все последующие крупнейшие открытия в естествознании XIX–XX вв. (электродинамика Дж. Максвелла, теория относительности А. Эйнштейна, квантовая механика и др.) были бы немыслимы.
Этот вывод можно проиллюстрировать десятками примеров. Ограничимся двумя, связанными с именем Леонарда Эйлера (1707–1783), пожалуй, самой крупной фигуры в науке XVIII столетия. В 1753 г. Эйлер усовершенствовал теорию движения Луны. На основе его работ гёттингенским астрономом Тобиасом Майером (1723–1762) были составлены лунные таблицы, которые использовались мореплавателями до 1823 г. Однако затем Эйлер пришел к выводу, что необходимо создать другую теорию Луны. Эта вторая лунная теория Эйлера (1772) была оценена по достоинству только спустя сто лет, когда американский математик и астроном Дж. Хилл, опираясь на методику Эйлера, заложил основы современной теории движения Луны.
Другой пример. В 1752 г. Эйлер доказал теорему, утверждающую, что для любого выпуклого многогранника (тетраэдра, октаэдра, икосаэдра и т. д.) числа его граней (Г), ребер (Р) и вершин (В) связаны простым соотношением: В — Р + Г = 2. Именно знакомство с этой теоремой помогло первооткрывателям молекулы фуллерена С60 (1985)[9], которая стала первым примером углеродного кластера, открывшего новый мир наномерных структур, осознать результаты своих экспериментов и сформулировать гипотезу о структуре фуллеренов.
Исследования в области аналитической механики были подчинены задаче построения механики как дедуктивной науки, аналогичной по структуре геометрии Эвклида. Если Ньютон, закладывая основы классической механики, использовал преимущественно геометрические методы и рассуждения, то создатели «рациональной» механики опирались на аппарат дифференциального и интегрального исчислений и на теорию дифференциальных уравнений, которая ими же и создавалась. Иными словами, механические процессы описывались на языке математических формул, а не геометрических репрезентаций, что открывало совершенно новые перспективы для развития этой области знания, в частности позволяло применить законы Ньютона к описанию движений упругих и неупругих тел, а также к вопросам гидродинамики и гидростатики. Кроме того, в XVIII в. ньютоновская механика обогатилась несколькими важными понятиями, например понятием «vis viva» (живая сила), по современной терминологии — кинетическая энергия тела (mν2/2), действие, момент количества движения и др. При этом развитие аналитической механики способствовало прогрессу математики. Например, предложенное Даламбером уравнение колебаний струны (1747), вызвало плодотворную дискуссию между ним и Эйлером о природе математической функции, которая вовлекла в свою орбиту крупнейших математиков XVIII в. — Лагранжа, Лапласа, Монжа и др.
Бурное развитие аналитической механики и гидравлики, других областей науки, стимулировалось не только чисто научными интересами, но и практическими задачами (усовершенствованием двигателей, работающих от энергии движущейся воды, определением зависимости дальности полета пушечного ядра от сопротивления среды, нахождением зависимости скорости судна от сопротивления воды и т. д.). Любопытным примером использования математических методов для решения социальных проблем служат работы Эйлера и Лагранжа, посвященные страхованию.
Физические и математические методы начали применяться также в других науках, в частности в химии и в геологии. Так, в 1792–1794 гг. немецкий химик И.В. Рихтер (1762–1807) опубликовал трехтомный трактат «Начала стехиометрии как способа измерения химических элементов». Французский геолог Ж.Э. Геттар (1715–1786) высказал предположение о закономерностях распространения горных пород, минералов и ископаемых, послужившую основой создания геологических карт, и опубликовал в 1746 г. первую геологическую карту, близкую современной. В 1762 г. немецкий естествоиспытатель Г.Х. Фюксель (1722–1773) ввел в геологию основные стратиграфические понятия и термины, такие, как «пласт» (страта), «залежь» (ситус) и т. п. Когда использование аналитических методов было ограничено или же вообще не представлялось возможным, исследователи обращались к табличным методам систематизации и формализации эмпирического материала (примером могут служить таблицы химического сродства), а также к иным таксономическим подходам.
Вершиной и одновременно итогом развития механики в XVIII в. стала монография Ж.Л. Лагранжа (1736–1813) «Аналитическая механика», опубликованная в 1788 г., спустя сто с небольшим лет после выхода «Математических начал натуральной философии» Ньютона. Все данные Лагранж систематизировал и изложил, используя практически современные математические средства. В статику Лагранж ввел принцип виртуальных скоростей и доказал, что с его помощью обобщаются и остальные принципы механики. В динамике он исследовал отношение моментов сил и моментов движения. Он доказал принцип сохранения «живой силы» (кинетической энергии) и наименьшего действия, изучал движение центра тяжести, вращение тел и механику жидкостей. Изложение материала было построено таким образом, что каждой определенной главе по статике соответствовала и подобная ей глава по динамике. Лагранж широко использовал в своей книге уравнение, которое впоследствии было названо его именем и которое до сих пор является одним из основных уравнений теоретической физики.
При этом Лагранж с гордостью заявил, что в его работе, основанной на достижениях главным образом Эйлера и его собственных, нет ни одной геометрической схемы, все выражено на языке уравнений. Это заявление отражало очень важную черту естествознания века Просвещения — тенденцию к формализации все возрастающего массива знаний о природных явлениях, что проявилось и в создании систем классификации, и в математизации естествознания, и в проведении исследований, предполагающих высокоточные (по тому времени) измерения. Можно сказать, что наука эпохи Просвещения — это наука систематизирующая и квантифицирующая. В результате и математика, и те разделы физики, которые поддавались математизации (а это прежде всего механика, земная и небесная, и оптика) принимали более абстрактную, рассудочно-рациональную, дедуктивную форму, и эта форма рассматривалась как идеал, к которому должны стремиться не только все науки о Природе, но и науки об обществе.
От естественной истории к биологии
В отличие от наук, связанных с изучением неорганической природы, подчиненной строгим, математически выраженным законам, концепции о живом находились под влиянием разнообразных философско-мировоззренческих идей. До недавнего времени было принято рассматривать любую биологическую проблему XVIII столетия в свете дилеммы «механицизм — витализм». Однако реально столь жесткого противостояния не было. Механицизм, анимизм, витализм, телеология и теология уживались не только в головах отдельных ученых, но их элементы были представлены в одних и тех же трудах, ретроспективно оцениваемых сейчас как биологические. На самом же деле вплоть до конца XVIII в. отсутствовали и сама биология как наука, изучающая основные черты жизни, и термин для ее обозначения.
Впервые в этом смысле этот термин использовал, не определяя его содержание, в 1797 г. немецкий врач Т. Роозе (1771–1803). Три года спустя о биологии писал другой немецкий врач и антрополог К.Ф. Бурдах (1776–1847), но в широкое употребление новое понятие вошло благодаря французскому естествоиспытателю Ж.-Б. де Ламарку (1744–1829) и врачу из Бремена Г.Р. Тревиранусу (1776–1837). Они в 1802 г. независимо друг от друга определили термин «биология» (Ламарк — в книге «Гидрогеология», Тревиранус — в своем шеститомном труде «Биология, или Философия живой природы», 1802–1821), зафиксировав тем самым ее оформление как специальной дисциплины. До этого отрасли будущей биологии развивались или в рамках естественной истории, рассматривавшей геолого-минералогические, географические и биологические объекты как равноценные, или как сферы медицины, связанные с изучением лекарственных растений, а также анатомии, эмбриологии и физиологии человека. Дифференциация и реформа естественной истории и медицины завершились к началу XIX в. выделением из них отраслей, связанных с изучением жизни как единого объекта. Само оформление представлений о биологии стало итогом осознания учеными специфики жизни и целостности живых систем, преодоления ими крайностей механицизма и витализма, синтезированных в органицизме (organizism), т. е. в представлениях о несводимости целого к сумме его частей. Недавно это интеллектуальное движение было не совсем корректно названо «витализацией природы» (П. Райл).
На протяжении XVIII в. и механицисты, и виталисты в основном разделяли теологические воззрения и считали, что все сотворено богом для блага человека. Они принимали учение Лейбница о «предустановленной гармонии» и его представления об абсолютной непрерывности явлений, выраженные в афоризме «Природа не делает скачков». Живые существа выстраивались ими в единый ряд, члены которого существовали изначально и были созданы Богом; соответственно, виды были неизменными, допускались лишь внутривидовые вариации (креационизм), а эмбриогенез воспринимался как строго запрограммированный еще в дни Творения (преформизм). Соответственно, и целесообразность живого оценивалась как изначальное свойство организмов, а вся природа описывалась как Храм, свидетельствующий о «мудрой предусмотрительности» ее Творца. Реакцией на механистическую философию, господствовавшую в физике и астрономии, стала публикация большого количества сочинений по «натуральной теологии». В этом отношении типичными были названия книг крупного немецкого зоолога Ф.Х. Лессера «Теология насекомых» (1742) и «Теология раковинных» (1744).
Систематика растений и животных стала первой биологической дисциплиной, сформировавшейся в недрах естественной истории. Начав с классификаций по морфологическим признакам, натуралисты все больше использовали данные об анатомии, эмбриологии, физиологии, биогеографии и экологии организмов, сформировав уже к концу XVII в. понятие «вид» для определения основной формы существования жизни. Объединяя всю информацию о видах, их критериях, свойствах, ареалах и взаимодействиях с другими видами и абиотическими факторами, систематика становилась центром интеграции разрозненных знаний об организмах, добытых не только в естественной истории, но и в других отраслях знания.
К началу XVIII в. стало очевидным, что описание организмов невозможно без классификаций, построенных на иерархии таксонов. Эту работу, начатую в XVII в. И. Юнгом, Дж. Рэем и Ж. Турнефором, успешно продолжил шведский натуралист К. Линней (1707–1778). Он не только описал около 5500 новых видов растений и животных, но и провел коренную реформу классификационной практики. Суть реформы заключалась во введении бинарной номенклатуры, по которой каждый вид обозначался двумя названиями — родовым и видовым, а также принципов синонимики, обязательности цитирования предшествовавших источников и латинских названий для каждого таксона. Линней установил также ступенчатое многообразие органических форм, расположенных в ясной субординации систематических категорий (класс, отряд, род, вид, разновидность), использовал четкие и краткие диагностические признаки (ключи) для определения близких форм и для построения иерархических систем, навел порядок в номенклатурном хаосе. Он разработал научный язык систематики, введя более тысячи специальных терминов. Хотя церковь враждебно встретила систему Линнея, опиравшегося в классификации растений на половые признаки и объединившего человека, обезьян, лемура и придуманного им «человека-животного» (троглодита) в один отряд приматов, сам Линней не сомневался в том, что сумел в целом верно отразить план Творения. Это стимулировало его к вдохновенной работе над совершенствованием и расширением системы на протяжении всей жизни. Если первый вариант «Системы природы», опубликованный в 1735 г., насчитывал всего 16 страниц, то в тринадцатом посмертном трехтомном издании (1788–1793), подготовленном и существенно дополненном и переработанном И.Г. Гмелиным, их было уже 6257.
Вклад Линнея в разработку теоретической биологии не ограничивался только систематикой. Его по праву считают одним из основоположников экологии. Название опубликованного им трактата «Экономия природы» (1749) оказалось столь удачным, что до сих пор используется в монографиях и учебниках по экологии. Линнею также принадлежит выражение «баланс природы», заимствованное из бухгалтерии. Слова «экономия» и «баланс» указывали прямо на аналогию между обществом и природой. Аналогия как способ доказательства была усилена Линнеем в трактате «О политике природы» (1760), в котором он доказывал, что любой вид участвует в «бизнесе» и все виды тесно связаны общим мероприятием (рынком). Из экономики Линней прямо и легко переходил к биологической теме: порядок — совершенная приспособленность видов к климатическим факторам (горизонтальные связи) и к пищевым связям (вертикальные связи). Жизнь на Земле представлялась ему в виде циклов, выступающих организующим началом порядка природы. Строгую последовательность и преемственность циклов Линней подробно демонстрировал на растительных сообществах, описывая их преобразования от лишайников до зрелого леса (или, как теперь говорят, климаксного сообщества), загнивания деревьев и возможного повтора цикла. Интересна и данная Линнеем характеристика экологической роли насекомых, которые изображены не столько как вредители, сколько как регуляторы численности других видов. Пытался он вычислить и скорости заселения Земли животными и растениями после экологических кризисов, в том числе и после Всемирного Потопа. Фактически Линней построил законченную концепцию общей экологии, повлиявшую на многие исследования в естественной теологии, особенно в Великобритании, что в свою очередь стало важной предпосылкой для возникновения дарвинизма.
Благодаря трудам Линнея систематика была признана точной естественно-научной дисциплиной и стала любимым занятием интеллектуальной элиты вплоть до начала XX в. Описания видов в форме кратких диагнозов позволяли наглядно представить многообразие признаков и стимулировали дальнейшее развитие систематики, где лидирующая роль вначале принадлежала ботаникам. Это объясняется как относительной простотой диагностических признаков растений, так и тесной связью ботаники с медициной, сельским хозяйством и лесоводством, требовавших простых и точных определений для практически значимых видов. Зоологи же продолжали изучать крупные таксономические группы. Зоологической энциклопедией того времени стала «Естественная история» (в 36 т., 1749–1788) Ж. де Бюффона (1707–1788), продолженная Б.Ж.Э. де Ласепедом и Л. Добантоном. В ней было много очерков о жизни животных, их распространении, связях со средой и др. Фактически в этом издании были заложены основы зоогеографии и аутоэкологии, сформулированы элементы нового трансформизма и новой философии жизни, порывавшей с представлениями Лейбница и вводившей ньютонианство в естественную историю. Бюффон рассматривал организм как целостную систему, взаимодействующую с окружающей средой, а человечество как часть этого взаимодействия. Не случайно выход в свет в 1749 г. первых трех томов этого сочинения многие современные авторы оценивают как одно из важнейших событий в интеллектуальной истории века Просвещения.
Корпорация разума
Важной особенностью развития естествознания в XVIII столетии стала его интенсивная институализация, которая выразилась прежде всего в возникновении новых научных обществ и академий в масштабах, намного превышающих те, что имели место в XVI–XVII столетиях, причем и научные общества, и академии создавались как в крупных городах, в первую очередь в столицах, так и в провинции (American Philosophical Society, 1768; Kurfurstlich-Brandenburgische Societat der Wissenschaften, 1700, преобразованное в 1744 г. в Koniglich-Preussische Akademie der Wissenschaften zu Berlin; Linnean Society, 1788; Lunar Society of Birmingham, середина 1760-х годов; Literary and Philosophical Society of Manchester, 1781; Societe Philomathique de Paris, 1788; Real Academia Espanola, 1713; Kungliga Svenska Vetenskapsakademien в Стокгольме 1739 г.; Петербургская Академия наук, 1724 г.; во Франции возникают Асабёппез des Sciences в Монпелье, Дижоне, Тулузе и других городах). Многие из академий, в отличие от научных обществ, финансировались государством. Интенсивно институализирующаяся наука XVIII в. стала важным феноменом интеллектуальной жизни не только таких стран, как Франция, Англия, Пруссия, Италия, но также Швеция, Шотландия (особенно после ее объединения в 1707 г. с Англией), Россия, Испания. Более того, формирующееся классическое естествознание перестает быть чисто европейским феноменом — сообщества ученых возникают в колониях — в Северной Америке, на Сан-Доминго (Гаити), Батавии (Индонезия), Маврикии, Реюньоне и т. д., научные достижения европейцев становятся известными в Китае и в Японии.
Практически каждый ученый XVIII в. был членом хотя бы одного научного общества и/или академии. Разумеется, речь идет об ученых мужского пола, большинство академий и научных обществ не предусматривало членство женщин в своих рядах. Е.Р. Дашкова является одним из редких исключений. Кроме того, она была не ученым, но общественным деятелем. Другой пример — судьба замечательного астронома Марии Кирх (1670–1720), урожденной Винкельман, которая после смерти мужа, Г. Кирха (1710), подала прошение с просьбой занять его место в Берлинском научном обществе в качестве астронома и составителя календарей и таблиц. Но ее обращение даже не стали рассматривать, несмотря на поддержку Лейбница, основателя этого общества: было заявлено, что Общество выставит себя на посмешище, если издаваемые им календари будет составлять женщина. Только в 1716 г. она получила место ассистента при своем сыне, который возглавил Обсерваторию Общества.
Принадлежность к тому или иному научному институту свидетельствовала о принадлежности индивида к научному сообществу. Кроме того, граждане меритократической Republique des Lettres постоянно соперничали друг с другом и не могли определить, какие именно заслуги считать выдающимися. В этой перепалке беспристрастных и незаинтересованных не было. Единственный выход виделся в обращении к суду равных, роль же судей играли академии и научные общества, оценивавшие представленные их вниманию труды.
Как правило, научные общества и академии создавались и функционировали либо по британской (Royal Society of London), либо по французской модели (Academie Royale des Sciences). В первом случае число членов не фиксировалось, научных заслуг не требовалось (т. е. в состав ассоциации могли входить не только ученые, но и любители, и люди далекие от науки, которые, однако, интересовались ее достижениями), иерархия среди членов отсутствовала (по крайней мере формально, по уставу, все были равны), жалованья членам не выплачивалось, корпорация существовала на членские взносы и, как бы мы сейчас сказали, спонсорскую поддержку. По такому принципу были организованы многие научные ассоциации Британии, ее американских колоний и Голландии. Во втором случае общество или академия финансировалась короной, а потому число членов было строго ограничено, им выплачивалось жалование в зависимости от места, которое ученый занимал в формальной иерархии данной корпорации. Так были организованы большинство академий и научных обществ континентальной Европы.
Несмотря на рост числа научных «социететов» в XVIII в. их значимость и вклад в развитие науки, а следовательно и их престиж, были, разумеется, различны. Ядро научных организаций составляла «большая пятерка» — Академии наук Парижа, Берлина, Санкт-Петербурга, Стокгольма и Лондонское Королевское общество. Заметим, что только последнее не финансировалось короной (что, кстати, стало одной из причин спада научной активности Royal Society во второй половине XVIII столетия). Государственная поддержка науки (особенно во Франции) способствовала заметному расширению и усложнению как инструментальной базы естествознания, так и тематической структуры естественно-научных исследований (стали возможны научные путешествия в дальние страны, работы по прецизионному измерению длины дуги меридиана, строительство новых и возрождение старых обсерваторий, музеев, лабораторий и т. д.), что, в свою очередь, сближало научные и технологические исследования (например, в таких областях, как картография, усовершенствование различных видов пороха, определение долготы, разработка метрической системы и т. д.).
В XVIII столетии благодаря государственной поддержке были открыты богатейшие ботанические сады экзотической флоры. Так, в Королевском питомнике (La Pepiniere du Roi), основанном в 1669 г. в парижском предместье и просуществовавшем до 1828 г., имелось более 50 тыс. растений, собранных в результате финансировавшихся короной ботанических экспедиций в разные части света. В России, в 1725–1730 гг., а затем в 1733–1743 гг. были снаряжены Первая и Вторая Камчатские экспедиции, возглавлявшиеся офицером русского флота (уроженцем Дании) Витусом Берингом (1681–1741) и его помощником А.И. Чириковым (1703–1748). В научном плане особенно плодотворной стала Вторая Камчатская (Великая Северная) экспедиция, собравшая богатейший материал о географии, этнографии, животном мире и растительности обследованных ею земель. При этом, по свидетельству Г.Ф. Миллера, участника Академического отряда этой экспедиции, поводом к отправлению Беринга послужило желание Парижской Академии наук выяснить, соединяется ли Америка с Азией. С просьбой организовать для этой цели экспедицию Парижская Академия и обратилась к Петру I как к своему сочлену. Во второй половине XVIII в. Санкт-Петербургская Академия наук организовала еще несколько экспедиций, положивших начало комплексному изучению Поволжья, Урала, Сибири и Дальнего Востока, Русского Севера, Прикаспия и Кавказа, а также наметивших пути хозяйственного освоения их природных ресурсов. Во главе академических экспедиций стояли ученые-натуралисты — П.С. Паллас, И.И. Лепехин, С.Г. Гмелин, И.П. Фальк, И.Г. Георги, И.А. Гильденштедт и другие.
Деятельность академий и научных обществ способствовала интернационализации науки, поскольку их уставы допускали принятие в свои ряды иностранцев и не только в качестве почетных членов или членов-корреспондентов. При этом риторика представителей мира науки, особенно, когда они обращались к властям предержащим, могла быть отнюдь не космополитической. И это вполне естественно, ибо постоянные напоминания государям о соперничестве с соседями помогали ученым получать средства на собственные исследования. Главным препятствием на пути интернационализации науки оказывались зачастую не столько национальные, сколько религиозные (или конфессиональные) различия. Тем не менее они не могли изменить общей тенденции. Еще Ж.-Б. Кольбер предложил голландскому физику X. Гюйгенсу возглавить только что созданную (1666) Парижскую Академию наук, а главой академической обсерватории сделал итальянского астронома Дж. Д. Кассини (1671). Фридрих II Прусский назначил президентом Берлинской Академии наук французского физика П.Л. де Мопертюи (1746). Пример Петербургской Академии наук, поначалу вообще состоявшей из иностранцев, хорошо известен. Премии Парижской Академии наук (не говоря уже о менее состоятельных академиях Бордо, Амстердама, Стокгольма, Вены и около 30 других) были доступны иностранцам, а с 1719 г. правила, регулирующие академические конкурсы, предлагали зарубежным участникам присылать свои сочинения на латинском, а не на французском языке.
Именно космополитизм отличал научные академии от академий литературных и художественных. Например, во Французскую Академию не принимались даже французы-провинциалы, все ее члены были парижанами. Однако даже провинциальные научные академии — Монпелье, Руана или Бордо — имели корреспондентов в Болонье, Швейцарии, Упсале, Лондоне или Санкт-Петербурге. В большинстве случаев контакты с иностранцами считались престижными и для отдельных ученых, и для научных академий. Членство в иностранных академиях могло способствовать карьере в родном государстве, и академия Бордо вполне расчетливо предлагала именно научные, а не литературные темы для призовых сочинений с целью прославить Академию «среди всех ученых Европы, поскольку слог и красноречие могут быть оценены лишь в пределах нашего королевства».
Институализация науки в XVIII в. сопровождалась увеличением числа научных изданий, причем не только монографий, но и периодики (характерный пример: в 1789 г. французские химики Л.Б. Гитон де Морво, А.Л. Лавуазье, К.Л. Бертолле, А.Ф. де Фуркруа и другие приступили к изданию журнала «Анналы химии» («Annales de Chimie»), который (после короткого перерыва) с 1816 г. стал выходить под названием «Анналы химии и физики» («Annales de Chimie et de Physique»). Всего же к концу XVIII в. в Европе издавалось около сотни научных журналов.
Развитие науки происходило параллельно с ростом общественного интереса к естествознанию, укреплению социального авторитета науки и научного сообщества, что проявилось, в частности, в распространении такого явления, как публичные научные лекции (особенно в Британии и во Франции), в активной популяризации достижений науки и ее истории, в том, что многие выдающиеся мыслители эпохи Просвещения именно в науке о Природе видели альтернативу культурным традициям Средневековья, а также в том, что концепция «прогресса» сформировалась, главным образом, благодаря экспансии науки в самые разные области человеческой деятельности.
Таким образом, в эпоху Просвещения естествознание и организационно, и тематически, и методологически обрело черты, характерные для развитой классической науки техногенной цивилизации.
Наука в период Французской революции
В годы Французской революции положение французской науки резко ухудшилось. Начиная с 1793 г., ученые (К.Л. Бертолле, А. Фуркруа, Г. Монж, А. Лавуазье и др.) стали систематически привлекаться к научно-техническим работам оборонного характера и с их помощью в трудные годы революции действительно удалось сделать немало. К примеру, в 1794 г. было получено 7 млн фунтов боевого пороха, что на 2 млн фунтов больше его запасов, хранившихся во французских арсеналах в 1770-х годах, были созданы новые заводы и мастерские, ежегодное производство ружей достигло 240 тыс., только столица давала 140 тыс., больше, чем во всей дореволюционной Франции, в военном деле стали использовать аэростаты и оптический телеграф, интенсивно велись исследования по созданию десятичной системы мер и т. д. Вместе с тем в августе 1793 г. были закрыты все академии и научные общества, ибо, как было сказано в решении Конвента, «при разумном правительстве не должно существовать никаких паразитических учреждений».
Накануне роспуска академий Лавуазье обратился в Конвент с письмом, в котором напоминал о значении индустрии для жизни и процветания нации. Обращение заканчивалось следующими словами: «…индустрия, которая все движет, все оживляет, сама заимствует свою силу из некоего первичного импульса, который ей дается науками». Но в Конвенте не желали принимать во внимание ни вышеприведенные доводы Лавуазье, ни его предостережение, что «иностранные державы не ждут ничего лучшего, как воспользоваться этим обстоятельством» (т. е. дезорганизацией науки во Франции), ни его предупреждение, что если депутаты допустят, «чтобы ученые, которые составляли Академию наук, удалились в деревню, заняли иное положение в обществе и занялись более прибыльными профессиями, организация наук будет разрушена, и полувека не хватит на то, чтобы воссоздать поколение ученых». И все же 8 августа 1793 г. Парижская Академия наук (в числе прочих академий и научных обществ) была упразднена.
Закрытие Академии наук и научных обществ стало мощным, но, увы, не единственным ударом по науке и культуре Франции. Большие потери научное сообщество понесло в период якобинского террора. С 1785 г. в составе Академии значилось 48 постоянных членов (академиков). Всего в период с сентября 1792 по ноябрь 1795 гг. скончалось 20 человек, из них 10 смертей были непосредственно связаны с террором. Погибли на гильотине: Ж.С. Байи, Ж.Б.Г. Бошар де Сарон, Ф.Ф. Дитрих, А.Л. Лавуазье, К.Г. де Ламуаньон де Мальзерб, Д.Ф.Р. Менар де Шузи, покончил с собой в тюрьме Ж.А.Н. де Кондорсе, умерли в тюрьме А.Ж. Амело де Шайу и Ж.-Б. де Машо д’Арнувиль, Л.А. де Ларошфуко д’Анвиль, от голода и страха скончался Ф. Вик д’Азир. Иными словами, террор унес почти четверть наличного состава Академии.
С 1792 г. начался уход интеллектуальной элиты из сферы науки и техники. И если генеральские вакансии в революционное время с успехом занимали конюхи, писари и продавцы галантерейных лавок, то ушедших ученых, а также военных инженеров заменить было некому. А над теми специалистами, которые продолжали работу в различных комиссиях, дамокловым мечом нависала угроза очередной политической чистки. Кроме того, «мобилизация ученых» фактически привела к созданию новой системы патроната, в основе которой лежал критерий политической благонадежности. Иными словами, это была система политического ручательства (скажем, Фуркруа ручался за лояльность Шапталя, Вандермонд — за Ассенфраца и т. д.). Террор атономизировал общество в целом и научное сообщество в частности, причем именно в то время, когда требовалась наибольшая консолидация социума.
В тяжелой, казалось бы, совершенно безнадежной ситуации, когда многообразные неблагоприятные для судьбы французской науки факторы (экономический кризис, разобщенность научного сообщества, оскудение научной элиты, репрессии и т. д.) оказались как в резонансе, французскую науку спасло создание сети республиканских образовательных учреждений, в которые удалось привлечь лучшие (из оставшихся) научные силы страны.
Во Франции 1790-х годов образовательный импульс был чрезвычайно силен. Сказалось действие нескольких факторов: традиционно высокий престиж науки и ее практических приложений, поиски путей демократизации образования в революционные годы, потребность в образованных кадрах. Совместить массовость и утилитаризм в рамках старых академий было невозможно, тогда как сделать это на базе специализированных учебных заведений было вполне реально.
Прослеживая эволюцию французских образовательных учреждений естественно-научного и инженерно-технического профиля в 1794–1795 гг., от ecoles revolutionnaires до Ecole Polytechnique, можно выявить две тенденции: постепенную деидеологизацию образования и неуклонное повышение роли фундаментальных дисциплин. Кроме того, многие новые школы восприняли традиции дореволюционных учебных заведений. Особую роль в дальнейшем развитии французской науки сыграла Политехническая школа, основанная в марте 1794 г. Она быстро завоевала огромный авторитет. Среди ее учеников были такие известные ученые и инженеры, как С.Д. Пуассон, Ж.Б. Био, Ж. Гей-Люссак, Э.Л. Малюс, Д.Ф. Араго, О. Коши и многие другие. Ее опыт широко использовался не только при перестройке преподавания в ряде старых школ, таких как Ecole des Ingenieurs de la Marine и Ecole des Mines, но и при разработке новых стандартов естественно-научного и инженерно-технического образования.
Именно создание новых и обновление старых образовательных структур спасло французскую науку от гибели, поскольку в этих структурах сохранялись научные традиции, а условия для создания и функционирования научных школ оказались в них вполне благоприятными. Развитие научно-технического образования способствовало также преодолению идеологических стереотипов и антинаучных предубеждений. Образовательные институты давали возможность ученым (в том числе и экс-академикам) вести в их стенах исследовательскую работу, обеспечивали людям науки относительный материальный и психологический комфорт. Наконец, успешная деятельность этих институтов, как правило специализированных, но дававших широкую и глубокую общенаучную подготовку по фундаментальным дисциплинам, способствовала формированию ученого нового типа, не натурфилософа, но широкообразованного специалиста.