КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
УЧАСТИЕ В ВОЙНЕ 10 страницаПрообразом для позднейших исследовательских центров в американской промышленности послужила созданная Т. А. Эдисоном в 1872 г. лаборатория в Менло-парк (с 1887 г.— в Уэст-Ориндж). Последовательная производственная ориентация и творческая организация изобретательской деятельности сделали эту сравнительно малочисленную (60—80 человек) лабораторию настоящей фабрикой изобретений, число которых, считая только запатентованные, достигало трех-четырех ежемесячно. Эдисоновские изобретения и усовершенствования охватывали практически все отрасли техники: были созданы звукоусиливающие устройства, разработана магнитная сепарация руды, изобретены железо-никелевые аккумуляторы, усовершенствованные лампы накаливания и т. п. Особенно высоко (что и естественно) современники оценивали, с одной стороны, те достижения Эдисона, которые явились беспрецедентными в своем практическом выполнении, например звуковоспроизведение (фонограф, 1877 г.), а с другой — те, с которыми так или иначе ассоциировалось вступление общества в новую технологическую эру, «электрический век». К этой категории относятся дуплексная и квадруплексная телеграфия; постройка электролампового завода (1880); электрификация железных 62 В настоящее время приоритет Теслы полностью признан. См.: Miessner В. F. On 63 См.: Ленин В. И. Поли. собр. соч., т. 27, с. 319. IV. НАУКА И КУЛЬТУРА ПРОСВЕЩЕНИЕ И НАУКА
дорог; пуск в ход в 1882 г. центральной станции электроснабжения Нью-Йорка «Пирл-стрит». В начале XX столетия появились и другие имеющие очень широкий профиль центры технических исследований в промышленности, например основанный в Питтсбурге «алюминиевым королем» Э. Меллоном Институт промышленных исследований.
Однако более характерными для Литлом. Технический прогресс в США в большей мере, чем в какой-либо европейской стране, нес отпечаток капиталистической технологии, прямой ориентации на извлечение максимальной прибыли. Удачливые изобретатели в ряде случаев могли стать участниками компании по эксплуатации их изобретений. А. Г. Белл, в 1876 г. запатентовавший изобретенный им телефон, в 1879 г. основал для развития соответствующей отрасли производства компанию, которая после ряда реорганизаций постепенно монополизировала телефонную связь не только в CША, но и в ряде других стран, особенно Западного полушария. «Возникновение крупной фирмы — Лабораторий Белла — стало символом процесса превращения ряда областей исследования в самостоятельную сферу капиталистического предпринимательства» 64 . Аналогичным образом на базе использования изобретений Дж. Вестингауза в области электротехники и железнодорожной автоматики в 1886 г. возникла корпорация «Вестин-гауз электрик»; лаборатория Эдисона, после того как ее «поддержала», а фактически поглотила финансовая группа Моргана, послужила исходным пунктом для формирования корпорации «Дженерал электрик». К началу XX в. экономические и технологические преимущества сближения исследовательских центров с промышленностью стали очевидны. К 1920 г. в США насчитывалось уже до 300 промышленных лабораторий. В то же время они еще не могли обеспечить синтез прикладных исследований с теоретическими, поскольку последние в основ-ном оставались вне их поля зрения. 64 Социализм и наука. М., 1981, с. 87. Вообще слабой стороной многих американских технических исследований оставалась недостаточная связь с фундаментальной наукой. Например, ошибочная позиция Эдисона, в 80-х годах категорически выступившего за применение одного лишь постоянного тока (в 1889 г. он отказался даже ознакомиться с созданным перед тем М. О. Доливо-Добровольским первым трехфазным генератором переменного тока), на некоторое время затормозила развитие техники переменного тока в США. Электроника, это характерное для XX в. проявление «тесной интеграции академической физики и электротехнической промышленности» 65, в определенной мере опиралась и на ранние достижения американских исследователей: на термоэлектронную эмиссию, которую в 1883 г. открыл Эдисон, и на созданные в 1906 г. Л. Форестом и усовершенствованные затем И. Ленгмюром триоды. Тем не менее в результате недостаточного внимания к теоретической стороне дела и нежелания американских радиокомпаний в 10—20-е годы XX в. вкладывать средства в индустрию с неясными перспективами лидерство в этом комплексе исследований перешло к европейским странам. Среди определенной части американских ученых и инженеров постепенно распространялось понимание неспособности капитализма разрешить насущные проблемы научной деятельности как в отношении ее организации, так и в плане определений приоритетов. Для рассматриваемого периода примером ученого — крупнейшего специалиста и организатора науки, социалиста по своим убеждениям может служить Ч. П. Штейнмец, один из основателей современной теории электрических и электромагнитных механизмов, исследователь гистерезиса, автор многочисленных изобретений в области электротехники и светотехники. Известно его письмо В. И. Ленину, в ответ на которое В. И. Ленин приветствовал убеждение Штейнмеца «в необходимости и неизбежности замены капитализма новым общественным строем, который установит планомерное регулирование хозяйства и обеспечит благосостояние всей народной массы на основе электрификации целых стран» 66. Следует отметить и некоторые другие успехи американских изобретателей и исследователей в технической области: создание новых жаток и других сельскохозяйственных машин сначала с паровыми двигателями (в 1906 г. был сконструирован трактор с двигателем внутреннего сгорания) ; первые полеты на аэропланах (братья Райты, 1903); ряд изобретений, позволивших к 20-м годам наладить массовое производство автомобилей; нововведения, связанные с фотографией (усовершенствованная целлулоидная пленка Дж. Истмана и разработанный Эдисоном и У. Диксоном с ее применением «кинетоскоп» — предшественник кино; фотографирование в инфракрасных и ультрафиолетовых лучах — Р. Вуд). Был создан ряд вычислительных машин. Так, в течение нескольких десятилетий важнейшим средством статистического и бухгалтерского учета оставался изобретенный в 1885 г. Д. Ю. Фелтом «комптометр». Г. Холлерит, сын немецких иммигрантов, работая над статистической обработкой материалов переписей населения, создал первую или во всяком случае наиболее удачную из первых электрических вычислительных машин — табулятор, снабженный перфораторными устройствами. К 1900 г., 65 Бернал Дж. Наука в истории общества. М., 1956, с. 420. 66 Ленин В. И. Поли. собр. соч., т. 45, с. 147. IV. НАУКА И КУЛЬТУРА ПРОСВЕЩЕНИЕ И НАУКА
после того как Холлерит организовал компанию по серийному выпуску своих машин, они стали применяться во многих странах (в частности ив России, куда Холлерит приезжал для организации переписи) и подготовили дальнейшее развитие счетно-аналитической техники на пер-фокартной основе. В последующие годы продолжалось развитие как механической (десятиклавишные суммирующие машины «Дальтон», 1902 г.; «Сенд-
странд», 1914), так и электромеханической вычислительной техники. Проникновение монополистического капитала в данную область исследо-ний и разработок выразилось в основании в 1911 г. корпорации «Интернэшнл бизнес машинз», в последующие годы сконцентрировавшей в. своих руках основной объем производства и продажи вычислительной техники. Потребность в обеспечении железных дорог и промышленности топливом уже к 80-м годам XIX в. привела к необходимости в изобретениях и усовершенствованиях в угольной промышленности, прежде всего в создании новых врубовых машин. Развитие в этой области рассматривалось в конце XIX в. в качестве важнейшей предпосылки технического прогресса в целом. К. Маркс в 1881 г. писал по поводу создания в США принципиально новой конструкции врубовой машины, что эта разработка, вероятно, «даст могучий толчок развитию страны янки и сильно поколеблет промышленное превосходство Джона Буля» 67. В самом деле, к началу XX в. парк врубовых машин в США превысил 15 тыс., 67 Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е пзд., т. 35, с. 160.й они стали давать половину
годовой добычи угля (в то время как в Великобритании имелось 3500 врубовых машин, которые добывали менее §о/о общей угледобычи). Большими инженерными достижениями были построенный в 1914 г. 30-километровый тоннель для нью-йоркского водопровода, а также крупнейшие в мире по тем временам Бруклинский и особенно Уильям-.сбергский (1903 г., общая длина почти 500 м) висячие мосты. Применив разработанные французскими инженерами методы использования стального несущего каркаса, американцы смогли довести высоту зданий к 1908 г. до 200 м, а в 1910-е годы — более чем 250 м (небоскреб Л(Вулворт» в Нью-Йорке); в 20-е годы те же приемы были использованы для постройки небоскреба «Эмпайр Стейт» (около 380 м). Однако позже, с прогрессом железобетонных конструкций, от этих методов практически отказались, поскольку они были связаны с колоссальным расточительством металла. Военная техника, если не считать сконструированного в 1883 г. X. Максимом станкового пулемета, основывалась до первой мировой воины преимущественно на европейских образцах, но затем, как уже отмечалось, именно в этой области началось наиболее интенсивное вмешательство государства в союзе с монополиями в сферу организации исследований и разработок. В результате был осуществлен и внедрен ряд военных изобретений (акустическое обнаружение подводных лодок, новые артиллерийские приборы), и практически ни одно из новейших достижений технических дисциплин, включая телеграф, радио, авиацию и т. д., не избегло использования в милитаристских целях. В 1917—1918 гг. началась разработка и производство отравляющих веществ, в частности люизита, синтезированного У. Льюисом. Таким образом, в конце XIX — начале XX в. в США на базе решения европейскими и американскими учеными важнейшей технической проблемы — получения и применения электроэнергии — был достигнут значительный технический прогресс, результаты которого, однако, не могли быть адекватно использованы в условиях капиталистической организации науки и производства. На развитии техники и технических дисциплин все в возрастающей мере отражалась тенденция к монополизации и милитаризации сферы производства и распространения знаний. Переходя к рассмотрению прогресса в сфере фундаментальных наук, необходимо прежде всего отметить, что к концу XIX в., а в значительной мере — и к началу XX в. в США еще не сформировалось то, что в современном науковедении называют «фронтом исследований». Научные усилия сосредоточивались по большей части в нескольких отдельных областях. В частности, в области точных наук развивались преимущественно такие дисциплины, как алгебра и математическая логика, статистическая механика, астрономия и т. д., в которых уже в данный период, несмотря на сравнительную невыработанность научной традиции п недостатки в организации исследований, имелся ряд крупных достижений. Начало систематических исследований в области математики в США связывается обычно с пребыванием здесь английского математика Дж. Дж. Сильвестра, автора ряда классических результатов в области теории чисел и алгебры. Он основал в 1878 г. первый американский математический журнал («The American Journal of Mathematics») и воc- IV. НАУКА И КУЛЬТУРА ПРОСВЕЩЕНИЕ И НАУКА
питал немало учеников в период своей преподавательской деятельности в университете Дж. Гопкинса в 1877—1883 гг. Но имеются основания рассматривать в качестве родоначальника американской математической традиции, в особенности в области формальной логики и алгебры Б. Пирса, профессора астрономии и математики в Кеймбриджском университете (штат Массачусетс). Его имя носит применяемый до настоящего времени критерий отбрасывания сомнительных данных при астрономических наблюдениях. В 70-х годах значительная часть работ Б. Пирса в области формальной логики, а также по теории гиперкомплексных чисел (например, по их матричному представлению) и другим алгебраическим вопросам выполнена была им совместно с сыном Ч. С. Пирсом. Ч. С. Пирсу принадлежит открытие ряда законов формальной логики, в том числе широко применяемого закона материальной импликации,, получившего название закона Пирса; до настоящего времени сохранили свою значимость предложенное им около 1880 г. комбинированное исчисление классов и высказываний, а также работы по логике отношений. Он был пионером логико-семиотических исследований в США. В работах ученика Ч. С. Пирса Б. Джилмена были развиты идеи Ч. С. Пирса по поводу применения алгебры для формализации теории вероятностей. Важный результат был получен М. Шеффером, в 1913 г. доказавшим возможность обосновать исчисление высказываний с помощью единственной операций, а именно отрицания («штрих Шеф-фера»). Из посмертно опубликованных работ Ч. С. Пирса было позднее установлено, что он получил тот же результат независимо от Шеффера и значительно раньше. Здесь нельзя не отметить, что Ч. С. Пирс был также одним из основателей и хронологически наиболее ранним представителем идеалистической философии прагматизма. В то же время по крайней мере на определенных этапах эволюции взглядов Ч. С. Пирса его методология «не являлась субъективистской, а в отдельных пунктах даже приближалась к осознанному материализму» 68. Заслуживают упоминания также работы Э. Т. Белла, Э. Б. Ван-Вле-ка, М. Дена, Дж. Л. Кулиджа, Г. Б. Файна, Э. В. Хантингтона, других математиков США рассматриваемого периода. В области топологии и проективной геометрии особо следует подчеркнуть работы Г. Блисса и М. Бохера; в области вариационного исчисления — Блисса и У. Ф. Ос-гуда. Для развития некоммутативной алгебры мировое значение имели начатые приблизительно с 1900 г. работы школы, группировавшейся вокруг Э. Г. Мура, Л. Э. Диксона и Дж. Веддерборна. Американскими учеными был внесен также вклад в специальную разработку отдельных отраслей математики для использования их в математической физике и механике. Здесь надо упомянуть прежде всего лекции Дж. У. Гиббса, прочитанные им в 90-х годах в Йельском университете и приведшие (наряду с работами О. Хевисайда в Англии) к включению векторного анализа в теоретическую физику в качестве неотъемлемой части ее математического аппарата. Топологические методы были введены в математическую физику Дж. Д. Биркгофом, о котором один из его наиболее известных учеников,
68 Стяжкин Н. И. Формирование математической логики. М., 1967, с. 439. Н. Винер, сформулировавший основные положения кибернетики, заметил в воспоминаниях, что «этот голландец из штата Мичиган был первым значительным американским математиком, не учившимся нигде, кроме Соединенных Штатов» 69. Впоследствии Дж. Д. Биркгоф внес также вклад в статистическую (критерии устойчивости движения) и теоретическую (эргодическая теорема) механику. Дж. У. Гиббс стоит в американской науке XIX — начала XX в. изолированно в том отношении, что явился единственным в США в полном смысле слова физиком-теоретиком, получившим мировое признание как создатель законченной дедуктивной системы статистической механики. Причем должная оценка заслуг Гиббса была гораздо раньше дана в Старом Свете, чем в Америке, где его труды до самой смерти в 1903 г. оставались почти неизвестными. В 1878 г. Гиббс разработал теорию термодинамических потенциалов и вывел правило фаз, что позволило ему впервые дать общеприменимый и теоретически безупречный способ рассмотрения проблем термодинамического равновесия применительно к кристаллам, жидкостям, газам и поверхностным явлениям. В более поздней работе «Элементарные принципы статистической механики» (1902) Гиббс, стремясь к рациональному обоснованию термодинамики, разработал общую теорию флуктуаций и интерпретировал ранее введенные им термодинамические функции с последовательно атомистической точки зрения. В разработке квантовых идей успехи в США были достигнуты только в 10-е годы благодаря экспериментам Р. Милликена, установившего, в частности, численное значение постоянной Планка п на опыте проверившего эйнштейновское уравнение фотоэффекта70. В целом перестройка, охватившая физику на рубеже XIX и XX вв., выразившаяся в коренной ломке всей физической картины мира и имевшая огромное мировоззренческое и философское значение71, запоздала для Америки на полтора-два десятилетия. Более основательную традицию по сравнению с теоретической физикой имели в США экспериментальные физические исследования. Опыт Г. Роуланда, выполненный в 1878 г. (впрочем, не в США, а в Германии, в лаборатории Гельмгольца) и неоднократно воспроизведенный впоследствии, подтвердил принципиально важную максвелловскую гипотезу относительно того, что движущееся заряженное тело, так же как ток, создает магнитное поле. Более поздние работы Роуланда привели к перевороту в спектроскопии, поскольку он коренным образом усовершенствовал дифракционные решетки и впервые дал высокоточные абсолютные 69 Винер Я. Я — математик. 2-е изд. М., 1967, с. 20. 70 Подчеркнем, что Милликен предпринял свои опыты именно с целью опровергнуть наиболее скептически относившийся к реальности атомов немецкий физико-химик В. Ф. Оствальд был вынужден признать: «Полученные опытным путем доказательства... дают возможность даже самому осторожному ученому говорить о том, чтотеория атомного строения вещества экспериментально доказана» (цит. по: Уил-сон М. Американские ученые и изобретатели. М., 1975, с. 94—95). 71 См.: Ленин В. Id. Поли. собр. соч., т. 18, с. 295; т. 29, с. 316. IV. НАУКА II КУЛЬТУРА ПРОСВЕЩЕНИЕ И НАУКА
определения длин волн фраунгоферовых линий. Созданию теории атомных и молекулярных спектров способствовали также эксперименты Р. Вуда, открывшего явление оптического резонанса (1902) и поляризацию резонансного излучения в зависимости от магнитного поля. Стиль работы Вуда и созданной им в университете Джонса Гопкин-са научной школы характеризовался вниманием не столько к максимальной точности измерений, сколько к наглядности опытов (по свидетельству одного из крупнейших советских оптиков, академика Д. С. Рождественского, «в его индивидуальности, живописности, односторонности — его сила. Но здесь же и его слабость»72). Для другой американской школы физиков-экспериментаторов, сложившейся в Чикагском университете под воздействием А. Майкельсона (а впоследствии возглавленной Р. Миллпкеном), напротив, характерно стремление прежде всего к максимальной точности измерений. Это явствует и из высказываний самого Майкельсона, который любил говорить, что «новые законы теперь открываются только в пятом знаке»73; и из созданных им сверхчувствительных устройств: прибора для эталонизирования длины метра световыми волнами и носящего его имя интерферометра; и из его осуществленных с помощью этого интерферометра (в 1884—1887 гг. совместно с Э. У. Морли) уже упоминавшихся нами опытов по измерению скорости света, благодаря которым была опровергнута механистическая гипотеза о неподвижном мировом эфире. В области астрономии благодаря сконструированной Э. Пикерингом в 1888 г. на частные пожертвования аппаратуре был совершен переход от визуальных наблюдений к фотометрическим. С. Ньюком во многом усовершенствовал математический аппарат астрономии, дал точные методы определения констант прецессии и нутации, организовал работу по составлению каталогов точных положений звезд. Г. Дрейпер положил начало спстематическому фотографированию Луны и комет, а также спектральному фотографированию звезд. П. Ловелл показал сезонность изменений на поверхности Марса, а в 1915 г. рассчитал орбиту Плутона, тогда еще неизвестного (эта планета была открыта прямым наблюдением в 1930 г.). Дж. Хилл построил теорию движения Юпитера и Сатурна, используемую и поныне для наблюдений и космических экспериментов, касающихся этих планет. Над кольцами Сатурна спектроскопические наблюдения вел Дж. Ки-лер, открывший в 1895 г. (одновременно с русским астрономом А. А. Бе-лопольским), что скорость вращения колец зависит от расстояния до поверхности планеты, причем эта зависимость указывает на составленность колец твердыми частицами. Э. Барнард в 1892 г. открыл пятый, последний из крупных спутников Юпитера (первые четыре были известны еще Галилею). Кроме того, Барнарду, а также X. Д. Кертису и особенно Килеру принадлежит ряд наблюдений, стимулировавших прогресс внегалактической астрономии: ими было открыто множество туманностей за пределами Млечного Пути и показана (Килер) спиральная структура большинства этих туманностей, т. е. других галактик. В спектре многих из них В. Слайфер в 1912—1914 гг. обнаружил «красное смещение» — 72 Рождественский Д. С. Избранные труды. М.; Л.. 1964. с. 33S. ' 73 Там же, с. 341. сдвиг линий к красному концу спектра. Теоретическая ценность всех этих наблюдений выяснилась позже, после того как Э. Хаббл в 1929 г. установил пропорциональность этого смещения удаленности соответствующих галактик. Тем самым оказалась подтвержденной выдвинутая независимо от всех этих данных (А. А. Фридманом в СССР в начале 20-х годов) модель нестационарной Вселенной. В области химии американские исследования второй половины XIX столетия ограничивались в основном прикладными проблемами, связанными с развертыванием и интенсификацией различных отраслей химической промышленности74. Исключение, конечно, составляла разработанная Гиббсом в последней четверти столетия, но не получившая тогда распространения в США система химической термодинамики, охватывавшая важнейшие законы фазового равновесия, адсорбции и поверхностных явлений. На более позднем этапе фундаментальные открытия в области химии поверхностных явлений и коллоидных систем принадлежат И. Ленгмюру, изучавшему в 1909—1916 гг. адсорбцию газов на твердых поверхностях, а в дальнейшем исследовавшему процессы термической ионизации газов и паров. Общепринятой стала предложенная в 1912—1916 гг. Г. Льюисом электронная теория химической связи. Из числа химических исследований необходимо выделить также доказательство в 1900 г. М. Гомбергом, уроженцем России, возможности устойчивого существования органических свободных радикалов; предпринятые У. Банкрофтом и Г. Джонсом попытки систематизировать материал, накопленный физической химией; труды Б. Б. Болтвуда, положившие начало американской радиохимии. Что касается биологических наук, их необходимо рассматривать в комплексе с медицинскими75 и сельскохозяйственными, поскольку с конца XIX — начала XX в. в США (как и в других странах) медицина 74 В этой области следует отметить прежде всего разработанные в 80—90-х годах ме хлопчатобумажной промышленности, по поводу которой Ф. Энгельс в 1888 г. от метил, что «изобретательский гений перекочевал из Англии в Америку» {Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд., т. 21, с. 386). Вклад химии в практику выразился также в научном обосновании методов изготовления суперфосфатов и прочих неорганических удобрений, резины, пластмасс и т. д. и в разработке Дж. Крафтом принципов органического синтеза с помощью хлористого алюминия. 75 На организации медицинских исследований и здравоохранения в особой мере от ствиям, оставшись в рамках призывов к филантропической помощи. ПРОСВЕЩЕНИЕ И НАУКА
я отчасти сельское хозяйство все в большей мере стали основываться на теоретических и экспериментальных концепциях биологии. Самостоятельные исследовательские направления и школы в области медико-биологических наук ранее всего сложились в США в физиологии животных и человека. Исторически ведущую роль в этом сыграли в 70—80-е годы работы Г. Боудича, обосновавшего представление о том, что мышца действует по принципу «все или ничего». Влияние Боудича испытали У. Кеннон, У. Хоуэлл и другие авторы, развившие идею равновесия (гомеостазиса) как условия существования организма. Эта идея была конкретизована, с одной стороны, Л. Гендерсоном (1908) в плане математической и экспериментальной характеристики кислотно-щелочного равновесия в организме, с другой — в плане терморегуляции в исследованиях Ф. Бенедикта (на материале анализа теплового баланса у множества млекопитающих — от мыши до слона) и Г. Барбура, открывшего тепловой центр в гипоталамусе. Дж. Эрлангер в 1905—1912 гг. вскрыл резервные механизмы в функционировании сердечной мышцы, показав, что в случае нарушения активности синоартериального узла функцию водителя сердечного ритма принимает на себя атриовентрикулярный узел, а при его ослаблении — волокна Пуркинье. В развитии исследований по нормальной и патологической физиологии и морфологии центральной нервной системы значительную роль сыграла деятельность Ч. Элсберга, Ч. Фрезьера и особенно X. У. Кушинга, основателя нейрохирургических центров при университетах Дж. Гопкинса (1905) и Гарвардском. В 90-е годы Ч. Чайлд создал концепцию физиологических градиентов, давшую возможность математического описания ряда характеристик органов и тканей (чувствительности к недостатку кислорода или к ядам, интенсивности обмена веществ и т. п.) как постепенно (градиентно) убывающих или возрастающих от одного участка организма (зародыша) к другому. В физиологию поведения вклад внесли многолетние наблюдения (в основном над птицами) школы Ч. Уитмена — У. Крэга, разработавших в 10-е годы XX в. классификацию инстинктивных типов поведения (влечение, поисковое поведение и т. д.) и доказавших их высокую константность, в силу которой они могут служить даже основой для различения между видами.
|