Преемники Архимеда

Автор: admin   
января 18,
2013

Современному человеку, в сознании которого наука и техника неразрывно связаны понятием «научно-технический прогресс», непривычно слышать, что в течение тысячелетий наука высокомерно сторонилась техники. Великие сооружения древности — оросительные системы и каналы Египта, стадионы и гимназиумы Греции, акведуки и дороги Рима — созданы без всякого участия науки. Устремленная к звездам, к изучению магии чисел, к проблемам бытия, эта белоручка чуралась кропотливого земледелия, тяжкого строительства, осушения и орошения земель. «Несвободным рабским искусством» называли технику художники. «Если твой сын неспособен, отдай его в строители»,— так советовали, когда хотели уязвить.

Но прежде чем погасло солнце античного мира, в его закатных лучах, как завещание потомкам, сверкнул неповторимый гений, символизирующий союз науки и техники, знания и труда. Это был Архимед. Чуждый высокомерия Платона, негодующего на тех, кто способен от вещей «бестелесных и умопостигаемых» обращаться к вещам телесным и чувственным, Архимед с его ясным и живым умом не разделял объекты и явления природы на «достойные» и «недостойные». Равно сильный в тончайших математических рассуждениях и в делах практического инженерного ремесла, он навсегда поразил воображение современников. Он вычислил ныне всем знакомое число я и усовершенствовал водоперекачивающий насос. Он с необыкновенной точностью измерил угловой диаметр солнца и построил грозную боевую машину для уничтожения вражеских кораблей. Он проницательным умом проник в тайну плавания тел и собственноручно изготовил из меди знаменитую «сферу» — прообраз современного планетария,— приводимую в действие водяным двигателем. Таков был Архимед, в руках которого наука и техника впервые превратились из противоположностей в дополнения, впервые явили миру свою мощь, стократно умноженную единением.

 

Новая наука, рождение которой провозгласил ее «трубач» английский философ-материалист Фрэнсис Бэкон, восприняла заветы великого грека. Она повернулась лицом к природе. Проницательный умственный взор ее великих основоположников увидел под пестрой калейдоскопической маской окружающего мира действие могучих, единых и великих в своей неизменности законов природы. А искусные руки этих мыслителей изготовили небывалые по точности линзы и зеркала, часы и арифмометры, телескопы и микроскопы — классические образцы, на которых учились профессиональные мастера — шлифовальщики, часовщики, механики. И когда промышленность столкнулась с тяжкими, непосильными для нее трудностями, она без колебаний обратилась к чисто технической компетентности мужей науки. К их уникальному технологическому опыту, к их уверенности в мощи научного метода, перед которым не устоит ни одна самая запутанная задача. В тиши университетских лабораторий одна за другой капитулировали проблемы, ставившие в тупик самоуверенных практиков промышленности; то один, то другой ученый, отвлекшись от научных изысканий, удивлял мир изобретением.

Как это часто бывает, никто не уловил момента наступления новой великой эпохи. Эпохи, когда наука начинает пронизывать технику, начинает служить источником рождения изобретений. И вот, много лет спустя, появились гигантские научные лаборатории, обслуживающие нужды промышленности; огромные коллективы ученых, занятых промышленными исследованиями; невиданные прежде профессиональные ученые-изобретатели. Тогда только хватились: где же начало этой могучей эпохи? Стали припоминать то одно, то другое, и постепенно внимание общества сосредоточилось на одном: на личности ученого-изобретателя.

Как работает ученый-изобретатель? Чем отличается его творение от творения изобретателя-самоучки? Что дает ему методичность, с которой он идет к поставленной цели? Какую роль играет случай, который в творчестве ученого, казалось бы, никакой роли играть не должен? Ответов на эти вопросы не сыскать в нравоучительных книжках с жизнеописаниями великих изобретателей классического типа. В сущности, почти все они работали по одной схеме: осознав задачу, они держали ее в голове до тех пор, пока непостижимым таинственным образом не возникало совершенно готовое решение. Немедленно приступали они к сооружению конструкции и подвергали ее испытанию. Если не получалось, процесс повторялся снова и снова, пока в результате многочисленных проб и ошибок не достигался нужный результат или не лопалось терпение, не иссякали средства или здоровье изобретателя.

Таким классическим методом было сделано немало важных и полезных изобретений, именно так работал и сам Эдисон — рекордсмен изобретательства. Но лишь «преемники Архимеда», т. е. люди, способные научными методами решать практические проблемы техники, ясно показали, в чем сильная и в чем слабая стороны этого метода.

Во-первых, с его помощью можно сделать далеко не всякое изобретение. Он хорош лишь тогда, когда мерило успеха — простая работоспособность нового устройства. Но очень часто бывает так, что работоспособность новой машины не вызывает сомнений, а ее судьба зависит от того, окажется ли она эффективнее других уже существующих машин, выполняющих те же задачи. Например, в том, что паровая турбина работоспособна, никто не сомневался со времен Герона Александрийского. Но понадобилась научная подготовка Парсонса, осознавшего, что паровая турбина, в подметки не годящаяся поршневой машине при малых мощностях, будет выглядеть совсем иначе при переходе на большие мощности. Парсонс сумел даже вычислить, начиная с какой мощности паровая турбина станет выгоднее поршневых машин, и это важное предвидение определило судьбы всей пароэнергетики в XX веке.

Во-вторых, когда выдохшийся от бесплодных попыток изобретатель отступается от решения задачи, он никогда не уверен, что исчерпал все возможности. И всегда остается отравляющая мысль: а вдруг эксперимент, на котором бросили дело, принес бы успех! а вдруг кто-то другой, не затративши никаких усилий, случайно наткнется на искомое решение!

В-третьих, наконец, где гарантии, что найденное путем проб и ошибок решение — лучшее из всех возможных? Что завтра кто-то не найдет устройства, в десятки раз более эффективного? Эдисон первый записал и воспроизвел звук, но уже через несколько лет широко распространившаяся звукоаппаратура ни одной деталью не походила на классический фонограф, ибо последователи нашли более удачные конструкции и решения.

Итак, изобретения, сделанные методом проб и ошибок, как правило, несут в себе элемент большой новизны и неожиданности. Они вдруг меняют точку зрения на привычные предметы, показывая: то, что считалось невозможным, в принципе осуществимо. Обычно недоработанные конструктивно, они допускают массу радикальных усовершенствований и уже через несколько лет утрачивают даже отдаленное сходство с первозданным образцом. Поле технических решений, перепаханное по методу проб и ошибок, содержит огрехи, поэтому ни один вопрос нельзя считать закрытым окончательно.

Совсем иначе выглядят изобретения «преемников Архимеда». Их творения не обязательно бывают абсолютно новыми, никогда ранее не виданными. Зато появившись в какой-нибудь отрасли техники, они очень скоро вытесняют всех ближайших конкурентов. Грамотно рассчитанные и максимально подогнанные к рабочим условиям, они практически не претерпевают радикальных изменений и десятилетиями сохраняются в том виде, в каком вышли из рук создателя. Чаще всего после них в данной отрасли долго ничего существенно нового изобрести не удается.

Какова же схема, по которой делаются научные изобретения? Она сложнее, чем классическая. Вместо двух факторов (задание, изобретение) здесь три (задание, наука, изобретение). И внимательное изучение схемы показывает, что если в классическом варианте есть лишь один многократно повторяемый образ действий, то возможности изобретателей-ученых богаче:

1.      Задание — наука — изобретение — в такой последовательности развивается работа ученых, получивших ясное, неизменяющееся в ходе исследований задание. Подвергая задание научному исследованию, ученый приходит в конечном итоге к изобретению. Наиболее яркими представителями ученых-изобретателей, работающих по этой схеме, следует считать Д. Менделеева и В. Шухова.

2.      Задание — изобретение — наука — этот путь отчасти напоминает классический. Изобретатель, уяснив задание, сразу же, интуитивно дает готовое изобретение, которое затем анализирует научными методами. Таковы по преимуществу изобретения Э. Томсона.

3.      Наука — изобретение — задание — возможен и такой парадоксальный путь. Так делают изобретения ученые, во время лекции или проведения чисто научного эксперимента вдруг ясно увидевшие интересное техническое решение, которому они потом задним числом придумывают полезное применение. Так часто случалось с Кельвином, о котором говорили даже, что он делает изобретения во время своих лекций.

4.      Наука — задание — изобретение — случается иногда и так, что пораженный научной идеей человек решается изобрести соответствующее устройство. Но при попытке сформулировать задание, оно уточняется, и в конечном итоге ученый изобретает совсем не то, что собирался. Именно такой редкий случай произошел с Р. Дизелем, задумавшим осуществить двигатель, работающий по циклу Карно, а вместо этого изобретший способ воспламенения топлива от сжатия.

Пять ученых-изобретателей, пять непохожих друг на друга людей, разных национальностей, живших в разных странах, работавших в разных отраслях техники. Всех их объединяет страстная увлеченность своим делом, на-стойчивое стремление воплощать научные идеи и открытия в технически совершенные машины и механизмы, поднимавшие человечество на новую ступень индустриального развития.

Tags: , ,

Эта статья была опубликована: Пятница, января 18, 2013 в 19:02 в категории Наука. Вы можете читать любые ответы через RSS 2.0 feed. You can leave a response, or trackback from your own site.

Ваш комментарий

Имя (*)
email (*)
вебсайт
Комментарий
Перед отправкой формы:
Human test by Not Captcha