Тема 2.2. Технические знания в эпоху средневековья и Возрождения

В средние века строительство соборов поручалось архитектурным цехам. В организации и технике строительства архитекторы и ремесленники полагались на традиционное знание. При строительстве Миланского собора, начатом в 1386 г., неожиданно возникли проблемы математики и статики. Тогдашний экономический и политический статус Милана требовал возведения величайшего для того времени здания, причем город желал, чтобы проект не следовал североевропейским образцам. Согласно римской традиции и ломбардской эстетике, стиль северной готики считался слишком арочным и в нем, как полагали, смешивались системы опор и легких контрфорсов. Далее, этот стиль определялся прочно установленными принципами строительства, в соответствии с которыми высота церкви должна была быть равна ширине. Миланский цех, однако, решил положить в основу поперечного сечения равносторонний треугольник. Мастера надеялись, что менее арочный фасад позволил бы избежать смешанной системы опор, даже если бы по размеру собор превзошел готические конструкции.

Северная готическая архитектура воплощала самое передовое знание и опыт того времени. Судя по документам Миланского цеха, его члены не осознавали, что их решение отклонится от этого опыта и приведет к серьезным проблемам…

Этот диспут между опытными практиками и теоретика ми-вычислителями предполагает, что в принципе существуют два различных подхода к решению одной и той же проблемы. Впервые техника и наука, как можно видеть, состязались относительно лучших средств для получения определенного результата. От греков вплоть до раннего Ренессанса напряженность между теорией и практикой первоначально имела моральную природу; речь шла о ценности — теоретической (анализирующей) или практической (полезной) жизни. В миланском споре не ставился вопрос ни о стиле жизни, ни о мировоззрении, а скорее о практической применимости теоретического знания и недостатках традиционного знания для решения новых проблем. Представитель теоретиков был не философом, а инженером. А именно инженеры, художники и математики-практики и должны были играть решающую роль в развитии и социальном одобрении этого нового типа практически ориентированной теории.

Эти новые теории — или по крайней мере новые притязания на теорию — не могут быть безоговорочно отнесены ни к искусствам, ни к наукам. Это только частично объясняется тем фактом, что в эпоху Ренессанса наука и искусство (scientia и ars) означали нечто иное, чем в новое время: точно так же трудно отнести эти теории к соответствующим техническим и фундаментальным дисциплинам. Причина этой неопределенности заключена скорее в том, что данные теории нарушают традиционные границы между естественным и искусственным, между пониманием явлений (теоретическим рассмотрением) и конструированием артефактов (пойетической практикой).

Леонардо да Винчи (1452—1519) был одним из первых ученых, который сочетал техническое конструирование желаемой реальности с познанием реальности. Таким образом, Леонардо привнес новые идеи в гидрофизику, одновременно решая проблемы, которые возникли с новыми проектами регулирования водных потоков (таких, как строительство каналов, регулирование рек, ирригация), и наблюдая метеорологические или гидрологические процессы в природе (например, образование облаков или водяных вихрей). Открытия Леонардо были в такой же степени законами природы (ragioni), как и правилами (regole) оперирования.

В середине XVI века математиком и инженером Никколо Тарталья (1499? —1577) была разработана теория баллистики, которая сочетала естественную силу (гравитацию) с искусственной (импульс снаряда) и привела к единому геометрическому выражению их обеих. Тарталья опубликовал свою теорию в книге, которая носила программное название «Новая наука» («Nova Scientia»). Она была адресована «любым спекулятивно мыслящим в математике, артиллеристам». Трудно определить, кем является спекулятивно мыслящий артиллерист: естествоиспытателем или техником?

Соединение натурфилософии и техники и трансформация их обеих в новый тип науки происходили в XV и XVI веках во многих областях важнейших тогда наук. Парацельс (1494—1541), Амбруаз Паре (1510—1590) и Андрей Везалий (1514—1565) революционизировали науки о человеке, основанные как на натурфилософии, так и на средневековой медицине, заложив основы фармакологии и хирургии.

Вильям Гильберт (1544—1603) набросал теорию магнетизма, стремясь охватить и земной магнетизм, и искусственно индуцированный ферромагнетизм. Петр Апиан (1501 — 1552), Герхард Меркатор (1512—1594) и другие работали над теориями и процессами, с помощью которых можно было бы скоординировать ориентирование на земле и астрономию.

Бёме Г., Дале В., Крон В Сциентификация техники // Философия техники в ФРГ Сост.: Ц. Г. Ц. Г. Арзаканян, В. Г. Горохов, М,: Прогресс.- 1989.- с. 104-106

Христианское понимание мира как сотворенного Богом по божественному плану не в последнюю очередь стимулировало поиски законов мироздания. Не будем забывать, что христианство сделало человека подлинным центром тварного мира, возложило на него миссию принципиально невозможную для других существ. Эта миссия определялась способностью человека различать добро и зло, а также его способностью к познанию и творчеству. Средневековье подготовило почву для твердого убеждения в том, что человек в состоянии глубоко проникать в тайны природы.

К числу технических достижений Средневековья следует прежде всего отнести изобретение способов широкого использования силы ветра и воды. Ветряные и водяные мельницы стали неотъемлемой частью сельского пейзажа Европы. Хозяйственное использование силы течения воды далеко не ограничивалось использованием её на мельницах. В описании одного из монастырских хозяйств 12 в. рассказывается, что вода «варит, просеивает, вращает, молотит, орошает, моет, мелет, разминает, повинуясь без сопротивления» (Гайденко В.П., Смирнов Г.А. Западноевропейская наука в Средние века. М., 1980, С. 43-44).

Путь к усовершенствованию многих производственных процессов открыли два выдающихся изобретения Средневековья: кривошип и маховик. Кривошип позволил преобразовать вращательное движение в возвратно-поступательное и наоборот. Тяжелое маховое колесо позволило выравнивать неравномерное усилие двигателя, придавая равномерность вращению. Эти изобретения позволили приводить в движение различные машины: механические решета просеивания муки, молоты в кузницах машины в сукновальнях и сыромятнях. Эти машины получили широкое распространение к началу 12 века.

Появление новых механизмов резко повысило потребность в добыче железа и других металлов, что способствовало развитию горнодобывающей отрасли хозяйства. Изделия из металла начинают производиться в мастерских, расположенных в городах. Города получили новый стимул к росту: средневековая Европа все более урбанизируется. Городское производство нуждается в товарообмене с деревней, который невозможен без наличия достаточного объема денежной массы. Увеличивается потребность в чеканке металлических денег, что, в свою очередь, требует увеличения добычи серебра и меди.

Вокруг городов, замков крупных феодалов и монастырей стали поселяться ремесленники, которые объединялись с цеха со строгой регламентацией производственного процесса.

Развитие городов создает благоприятную почву для возникновения очагов культуры, образования, просвещения. Именно в Средние века возникают первые университеты.

В конце античной культуры происходит переосмысление представлений о природе, науке и человеческом действии с точки зрения представлений о живом христианском Боге. В античности понятие природы имело два значения: того, что существует и является «началом» изменений. В Средние века появляется три новых смысла. Природа начинает пониматься как «сотворенная» Богом; «творящая», хотя Бог природу создал, Он в ней присутствует и все, в природе происходящее, обязано этому присутствию. Третий смысл – «природа для человека».

Под влиянием понимания природы как животворящей за всеми изменениями, которые наблюдаются в природе, человек начинает прозревать скрытые Божественные силы, процессы и энергии. Человек постепенно начинает уяснять, что в природе скрыты огромные силы и энергии, доступ к которым в принципе человеку не закрыт, поскольку природа создана для человека. Поэтому человек при определенных дарованиях в состоянии приобщиться к замыслам Бога. В результате он может узнать устройство и план природы, замыслы и законы. Человек начинает примериваться к активной переделке природы. Считалось, что «Бог соизволил рабам своим – человекам повелевать».

Наука под влиянием христианского мировоззрения не то, что удовлетворяет логике и онтологии, что описывает существующее, а то, что отвечает Божественному провидению и замыслу. Ученый должен быть стараться постигнуть природу как живое целое, как сотворенную и как творящую. Другими словами, ученый должен не только описывать природу, но и выявлять в природе Божественную сущность. На основании этого наука становится не только дискрептивной, но и предписывающей, нормативной. Так ремесленному и церковному действу при создания церквей и храмов должны предшествовать молитвы и посты, они же сопровождают процесс изготовления. Форма и строение всех подобных сооружений определялась не только исходя из традиции и канона, но и Божественной сущности этих сооружений.

Техника средних веков (500 – 1450). Средние века предстают перед нами как эра возрожденного прогресса после длительного периода сравнительного застоя. Средневековье началось с широкого распространения машин, применение которых сдерживалось раньше наличием подневольного труда. Через несколько столетий этой эпохи был сделан ряд изобретений, заложивших фундамент под современный мир. Как следствие весьма заметно повысился жизненный уровень простого люда. Недаром говорят, что крепостным в Х веке жилось лучше, чем народным массам в годы наивысшего расцвета Римской империи.

За пределами Римской империи варварские племена изобретали и совершенствовали орудия труда. Они изобрели косу, которую к них позаимствовали римляне. Усовершенствовали соху, о которой римляне знали, но которой они почти не пользовались. В христианских монастырских орденах монахи занимались как физическим трудом, так и изучением грамоты, впервые насаждая традицию заинтересованности грамотных людей процессами производства.

На протяжении большей части Средневековья Западная Европа была далеко не самой передовой частью мира. Ислам с момента установления своего господства в 7и 8 веках шел несколько веков впереди Запада. И почти до конца этого периода самой передовой в техническом отношении страной был Китай. Средневековая Европа собирала передовые идеи и изобретения у других. После непрерывных потрясений, вызываемых нашествиями варваров Европа создала цивилизацию, основанную на новых машинах.

Европа освоила водяное колесо, применив её принцип в рудодробилках, кузнечных мехах, на лесопилках, для волочения проволоки, для привода токарных станков. К концу 12 века в Европе появились ветряные мельницы. Тем самым, помимо воды была подчинена человеку и сила ветра. Шатровая мельница, в которой ходовая часть помещена в неподвижный корпус, а поворотный шатер несет лопасти и шестеренки, имела мощность в три раза больше козловой мельницы.

До изобретения парового двигателя единственным источником двигательной силы, помимо ветра и воды, был скот. К 9 веку лошадей стали запрягать в оглобли. В итоге расходы на сухопутные перевозки в три раза сократились со времен Римской империи до 18 века. Теперь за сельскохозяйственных работах малоэффективных волов можно было заменить лошадьми и ослами. Лошадь и усовершенствованная упряжь заменяла теперь в этой роли 10 рабов, а хорошее водяное колесо или хорошая ветряная мельница – работу 100 рабов. Новые источники двигательной силы создавали основу для развития более высокой цивилизации без рабства, которое по мере этих источников постепенно отмирало.

С четвертого тысячелетия до нашей эры вплоть до конца средних веков рулевой механизм кораблей оставался, по сути дела, неизменным. При столь слабом рулевом управлении корабли не могли плыть против ветра и всегда находились во власти направления ветра. Поэтому на галерах приходилось держать много рабов, выполнявших разные работы, что способствовало сохранению рабства. Галерные рабы оставались принадлежностью военных судов до тех пор, пока развитие артиллерии не изменило коренным образом в 16 веке тактику морского боя. Пока таран и абордаж были главными способами атаки, маневренность галер обеспечивала им преимущество, но наличие на них множества рабов не позволяло вооружать их в достаточной мере артиллерией. В 8 веке в Китае и в 1з веке в Европе появилось рулевое управление современной конструкции Руль начали прочно навешивать на ахтерштевень, являющийся продолжением виляя и образующий таким образом единое целое со всем судном. Его устанавливали на достаточной глубине под водой, чтобы скрыть от мешающего действия волн. Только в 1492 году, спустя два-три столетия после появления в Европе современного рулевого управления удалось пересечь Атлантический океан. Компас – ещё один важный вклад средневековья в развитие мореплавания – тоже раньше появился в Китае. Большой вклад вперед в развитие судоходства по внутренним водным путям означали шлюзы с воротами. В Китае шлюзы с одними воротами встречаются до нашей эры. За несколько столетий европейские страны утратили способность обеспечивать себя всем необходимым, начав ввозить сырье и готовую продукцию (сначала предметы роскоши, а затем и товары первой необходимости) из всех стран мира. А это дало сильный толчок росту промышленности, а вместе с ней и развитию все более мощных машин Основными средствами передвижения оставалась лошадь с её более совершенной упряжью и более совершенное парусное судно. Эти средневековые изобретения положили начало развитию современного мира машин.

Самым сложным механизмом, созданным в средние века, были механические часы. В бронзовом веке люди пользовались водяными часами У арабов часы оснастили искусным механизмом, заставлявшим каждый час выскакивать наружу какую-нибудь куклу. Но водяные часы никогда не показывали точное время.

Одним из самых поздних и величайших достижений средневековья было книгопечатание. В Китае оно началось на несколько столетий раньше. Европа обязана Китаю изобретение одного из самых основанных материалов для печатания – бумаги.

Заслугу разрешения многих технических задач по усовершенствованию процесса печатания принято приписывать жителю города Майнца Иоганну Гуттенбергу, который первым отлил сменные литеры и стал печатать свои книги приблизительно с 1450 года. Он же подобрал состав красителя для книгопечатания, представлявший собой взвесь черной сажи в льняном масле. К 1500 году книгопечатание проникло в 12 европейских стран. К этому времени уже было издано около 40 000 экземпляров книг.

Начиная с этого времени знания, накопленные человечеством, не предавались забвению и не пылились в королевских собраниях старинных манускриптов, а благодаря библиотекам стали доступны всем, кто умел читать.

Книгопечатание сыграло важную роль в уничтожении одного из самых основных противоречий, которые до тех пор препятствовали наилучшему использованию талантов человека в интересах технического прогресса. Оно разрушило стену отчуждения между мастеровым-практиком и грамотным человеком Книгопечатание сделало книгу доступной широким слоям населения Это была такая же революция, как и открытие железа. Железо демократизировало орудия труда, а книгопечатание сделало то же самое с источниками познания. Оно стало важным моментов в убыстрении темпов технического прогресса. Началось широкое обсуждение научных проблем и обмен идеями. Наука превратилась в широкое поле общественной активности, привлекающим все новых участников для проведения всевозможных опытов создания новых теорий и гипотез.

Одним из изобретений, принадлежащих варварам был кривошип, который позволял превращать поступательное движение во вращательное. В 10 веке кривошипом стали оснащать шарманку. Примерно в 1430 году мы впервые встречаемся в кривошипно-шатунным механизмом, приводившим в движение мукомольную мельницу. Тогда же была соединена педаль, шатун и кривошип в виде привода, знакомого нам по простым швейным машинам. В 13 веке впервые встречается чугун.

Таким образом, средние века изменили лицо промышленности. Началась эра энергетики. Многие виды работ стали выполняться за счет силы воды, ветра и животных. Люди стали заглядывать в будущее В середине 13 века английский монах и ученый Роджер Бэкон писал: «Прежде всего, я расскажу о чудесных творениях человека и природы, чтобы назвать дальше причины и пути их создания, в которых нет ничего чудодейственного. Отсюда можно будет убедиться в том, что вся сверхъестественная сила стоит ниже этих достижений и недостойна их… Ведь можно же создать первые крупные речные и океанские суда с двигателями и без гребцов, управляемые одним рулевым и передвигающиеся с большей скоростью, чем если бы они были набиты гребцами. Можно создать и колесницу, передвигающуюся с непостижимой быстротой, не впрягая в неё животных…Можно создать и летательные аппараты, внутри которых усядется человек, заставляющий поворотом того или иного прибора искусственные крылья бить по воздуху, как это делают птицы… Можно построить небольшую машину, поднимающую и опускающую чрезвычайно тяжелые грузы, машину огромной пользы… Наряду с этим можно создать и такие машины, с помощью которых человек станет опускаться на дно рек и морей без ущерба для своего здоровья… Можно построить ещё и ещё множество других вещей, например навести мосты через реки без устоев или каких-либо иных опор…». Отчасти претворение возможностей в жизнь, о которых повествует Р. Бэкон, не заставило себя ждать. В 1624 году была удачно построена первая подводная лодка.