Страница 59 из 156
Изготовление измерительных приборов представляет собой передовую отрасль промышленности, все более и более зависимую от общего уровня технологий. Вспомним проблему рассверливания отверстий, целых десять лет мешавшую Уатту создать паровую машину — до тех пор, пока в 1774 году ее не разрешил Дж. Уилкинсон. В формирующейся системе обмена индустрия научной аппаратуры дает больше, чем получает. Отсюда давний интерес к ее внедрению. Отставание Франции от Англии в XVIII веке в отношении качества и однородности выплавляемых металлов М. Дома оценивает в 30–40 лет.
К тому же атмосфера, царящая в Англии, вдохновляет. Вокансон первым создал «в 1760 году центровой токарный станок с самоходным суппортом» (М. Дома). Но его технические подвиги не нашли ни малейшего отклика, «так что англичанин Модели и американец Д. Уилкинсон смогли более чем через двадцать лет изобрести движущийся суппорт заново… [Та же участь постигла] станок для нарезки резьбы с подачей резца посредством ходового винта, снабженный набором сменных зубчатых колес, позволявших нарезать винты с различным шагом при помощи одного и того же ходового винта», изобретенный во Франции Сено и не вызвавший никакого отклика и интереса, тогда как Модели успешно внедрил его в Англии. В будущем станки этого типа позволили расширить возможности микроскопа.
Технологическая победа связана с заменой дерева металлом: в случае токарного станка это очевидно. Прогрессу часовой промышленности, которая и сама по себе выпускала измерительные приборы, индустрия научной аппаратуры обязана лучшими своими достижениями. На протяжении пяти веков часовщики создавали самые точные для своего времени механизмы. «Очень давно они придумали инструменты, позволяющие надежно выполнять самые тонкие операции: машины для расщепления и подравнивания колес и шестерен, для затачивания стержней, для регулирования длины ходовых лопастей и их расстояния от зубцов передаточного колеса, для калибровки зубчатых передач» (Дома). И при том — какие требования к качеству материала! Часовая промышленность ввела в оборот первые точные сведения о температурных свойствах металлов. Известна важность регулятора температуры для морских часов. В 1715 году появляется Грэхам, разумеется, англичанин, со своим маятником с ртутной компенсацией; «в 1726 году Гаррисон изобретает биметаллическую решетку». Для изучения температурных свойств металлов часовым мастерам требовались пирометры и дилатометры. Берту, который, отталкиваясь от идеи Гаррисона, изготовил первый настоящий морской хронометр, первым преуспел в исследованиях при постоянной температуре. Так появился и первый термостат, который Берту назвал пирометром.
В XVIII веке техника развивается независимо от науки, наука больше получает от техники (вспомним Декарта и инженерное дело), чем техника от нее. Кондорсе в прочувствованной хвалебной речи о Вокансоне перед Академией наук вполне ясно выразил это соотношение, а также содержание прогресса в механике. «…В этой области науки [прикладной механике] гениальность заключается прежде всего в умении вообразить и разместить в пространстве различные механизмы, которые должны производить заданный эффект и которые служат для регулировки, распределения и направления движущей силы… Можно быть изобретателем чудо-механизмов, не приведя в действие ни одной машины, точно так же, как можно разработать методы расчета движения небесного светила, никогда его не видев».
Потребность в астрономии также была в XVIII веке одной из основных. Европа эпохи Просвещения по-прежнему смотрит на небо. Микромир изменился под микроскопом Левенгука; убоится ли она сложности великого творения Божия? В XVIII веке двигателем наблюдательной астрономии была потребность отразить географический взрыв на картах и морских путях, а еще в большей степени — благородное желание подтвердить теорию Ньютона. Для расчета положения небесных тел требовались точные приборы. Ответом стало использование флинтгласа и полировка больших зеркал.
Первоначально в Европе и в мире царили две обсерватории; Парижская королевская обсерватория, основанная в 1672 году, и Гринвич, который присоединился к ней в 1675 году.
История Парижской обсерватории неразрывно связана с четырьмя поколениями семьи Кассини, работавшими там вплоть до 1793 года. Список инструментов ограничен. Каждый наблюдатель использует свое оборудование. Так, после смерти великого Пикара (1620–1692) Людовик XIV купил его инструменты, чтобы восполнить лакуну. В XVIII веке официальным поставщиком Обсерватории и Академии был Ланглуа. Дорогое оборудование обновлялось медленно: «…Квадрант, изготовленный Ланглуа в 1742 году, постоянно использовался до 1793 года… В 1779 году на него были вновь нанесены деления». Помимо Королевской обсерватории М. Дома насчитывает в Париже еще больше дюжины маленьких обсерваторий — в Люксембургском саду, Морская… Аббат Лакай работал в обсерватории в коллеже Мазарини, Лаланд — в обсерватории Коллеж де Франс. В провинции насчитывалось пятнадцать серьезных лабораторий.
Гринвич начинал скромно: Флэмстид, первый королевский астроном, с 1676 года был одновременно его первым пользователем; его сменил Галлей со своими вполне четкими требованиями. Но вскоре, особенно с середины XVIII века, Гринвич вырывается вперед. На всем протяжении столетия обсерватории множатся, пусть и несколько страдая от пасмурного английского неба. Великий Уильям Гершель, творец звездного мира, работал в Слау. Видное место занимают Оксфорд и Кембридж. Козырь Италии — ее небо, но у нее больше нет конструкторов, так что приходится делать закупки во Франции и Англии.
География обсерваторий наглядно демонстрирует подъем восточной Германии и севера. На основании берлинской, запроектированной в 1700 и законченной в 1711 году, настаивал Лейбниц. После Нюрнберга и Берлина — Геттинген, Магдебург, Кассель, Гессен, Мангейм, Альтдорф, Швезинг, Вюрцбург. Бернулли в 1768 году, во время своей образовательной поездки, составил о немецких обсерваториях достаточно благоприятное впечатление, о чем и упомянул в «Письмах об астрономии» 1771 года, отметив, впрочем, что оборудование используется английское. Австрия держится на почтительном расстоянии. В Вене — только две обсерватории, и те основаны поздно; символично, что первая (1735) принадлежала иезуитскому коллежу. Потом — Грац, Тирнау (Венгрия), Кремсмюнстер (у бенедиктинцев, в верхней Австрии). В Вильно обсерватория основана в 1753 году, в Санкт-Петербурге — в 1725-м, вУпсале и Стокгольме — в 1739-м. У Голландии с 1690 года есть Лейден, с 1726-го — Утрехт. Женева, Кадис, Севилья и Лиссабон также идут в числе первых.
Геодезическая разметка Франции и густонаселенной Европы, измерения длины меридиана в Лапландии и в Перу требовали серьезного оборудования. К этому добавляется растущий спрос со стороны физических кабинетов, в которых подлинные ученые соседствуют с обычными людьми, пытливыми любителями, иногда просвещенными. Одним из крупнейших изобретателей и изготовителей приборов для кабинетных экспериментов был голландец Ян ван Мушенбрук, работавший в том числе по заказу физика Гравезанде, профессора Лейденского университета, в 1719 году воздавшего ему должное в своих «Elementa mathematica experimentis confirmata» («Началах математики, подтвержденных экспериментально»), Кажется даже, что Мушенбрук, Гравезанде и Дезагюлье, укрывшийся во Франции гугенот и реформатор масонства, одно время работали в связке.
Благодаря Левенгуку Голландия и в XVIII веке остается ведущим центром изучения бесконечно малого посредством глаза; микроскоп упирается в некоторое количество технологических стен, но не в состоянии их пробить. Как и в случае с книгопечатанием, улучшения, безусловно, огромные, имеют почти исключительно вспомогательный характер. В действительности этот тупик не обязательно связан с научными затруднениями. Как раз наоборот, едва вышедшая из пеленок биология, чисто типологическая и описательная, не имеющая физико-химической опоры, оказывается буквально погребена под непомерной толщей информации, рожденной стократным усилением возможностей глаза, первым шагом на пути к бесконечно малому; она не в силах ни использовать, ни даже классифицировать ее; впору говорить о несварении мозгов и общем смятении. «С эпохи Левенгука, Гука и Гюйгенса до 1825 года, времени Фраунгофера и Шевалье, оптическая система микроскопов не стала лучше. Как правило, простые микроскопы по-прежнему превосходили сложные» (Дома). При таких обстоятельствах важнейшее значение приобретает искусство наблюдателя. Благодаря ему Левенгук остался непревзойденным. Разрешающая способность не растет вместе с увеличением. Это главный недостаток приборов XVIII века по сравнению с приборами, использующимися после 1845 года. Ван Ситтерт очертил предел возможностей приборов XVIII века. Простые микроскопы имели разрешающую способность в 1/100 мм при 20-кратном увеличении и в 1/800 мм при 360-кратном. Разрешение 1/800 мм: крайний предел взгляда вглубь для XVIII века. Сложные микроскопы с разрешающей способностью 1/400 мм при 250-кратном увеличении работали хуже.