Являлось ли когда-либо предложение научных идей и знаний сдерживающим фактором при разработке новой техники? Ростоу (Rostow, 1975) усматривает в научной революции XVII в. ключевое различие между Западом и Востоком. Ранее «наука не могла внушить лицам, имеющим доступ к ресурсам или контроль над ними, что существуют такие способы изучения физического мира, которые позволяют систематически трансформировать его им на благо» (p. 31). Всегда существовало множество, так сказать, метатехнических знаний, которыми вдохновлялась техника – сознательно или бессознательно. Будет уместным еще раз сослаться на проводившееся Фрэнсисом Бэконом классическое различие между изобретениями, зависящими от состояния знаний (как научных, так и ненаучных), и изобретениями, которые могли были быть сделаны едва ли не в любой момент времени. Представляется, что до 1850 г. самые важные изобретения – от корончато-штыревого спускового механизма до «коттон-джина» – носили эмпирический характер и роль метатехнических знаний при их создании была ничтожной. Однако порой видимость бывает обманчивой: как уже говорилось, теория машин Галилея имела большое значение для всех последующих достижений в механике. Даже самый главный эмпирик и прагматик среди всех изобретателей, Джон Смитон, вдохновлялся экспериментальными методами, разработанными Ньютоном, в которых воздействие отдельных факторов оценивается путем изменения какого-либо компонента при постоянстве всех прочих условий. Пэйси (Pacey, 1975, p. 137) указывает, что научная революция XVII в. ознакомила инженеров с «методом составных частей», при котором проблема анализируется путем ее разделения на отдельные составляющие, более удобные для изучения, чем проблема в целом. Джейкоб (Jacob, 1988, p. 208) утверждает, что наука XVIII в. обучила производителей и торговцев «думать механистически», то есть с точки зрения понятных и контролируемых физических процессов.
На практике провести различие между наукой и техникой не так-то просто. Жиль (Gille, 1978, p. 11–12), внимательно изучавший эту проблему, предлагает руководствоваться критерием предназначения: цель науки состоит в понимании, а цель техники – в принесении пользы. Хотя Жиль полагает, что на Западе до эпохи Ренессанса наука не играла заметной роли, он, по-видимому, согласен с Ростоу в том, что упадок науки мог привести к остановке дальнейшего прогресса. Однако из приведенного им самим обзора следует, что корреляции между научными достижениями и техническим прогрессом можно трактовать как помощь, оказываемую наукой технике, так и наоборот. Более того, любая корреляция между наукой и техникой может оказаться ложной в том смысле, что и наука, и техника вполне могут являться функциями других социальных факторов. Не отрицая того влияния, которое научные идеи и научная практика, а также некоторые отдельные ученые иногда оказывали на технический прогресс в эпоху барокко и на ранних этапах промышленной революции, все же отметим еще раз, что «научные знания», какими мы их понимаем сегодня, до 1850 г. почти никогда не являлись сдерживающим фактором технического прогресса. Связь между научным и техническим прогрессом, как указывал Отто Майр (Mayr, 1976), ставит в тупик главных знатоков и науки, и техники. Более того, такой выдающийся историк науки, как Кан (Kuhn, 1969, p. 428), выступил с поразительным заявлением об отрицательной корреляции между этими явлениями, поскольку социальные условия, благоприятные для развития науки, вредны для техники, и наоборот.
Как показывают в своей работе Массон и Робинсон (Musson and Robinson, 1969), британские изобретатели и промышленники во время промышленной революции поддерживали постоянные контакты с учеными. Такие инженеры и механики, как Смитон, Уатт, Тревитик и Стефенсон, переняли у ученых рациональную веру в упорядоченность природных явлений и физических процессов, узнали от них, как важны точность измерений и контроль за ходом эксперимента, на их примере научились проводить логическое различие между причинностью и корреляцией, а также прониклись уважением к количественным методам и математике. Во многих случаях новые знания, полученные учеными, просачивались дальше и оказывали скрытое влияние на постановку вопросов и поиск решений. Например, создание паровой машины было бы немыслимо без опытов Торричелли и Герике, открывших атмосферное давление; машины Смитона и Модсли вряд ли были бы возможны без галилеевской теории механики. До 1800 г. физические науки действительно почти не могли принести этим инженерам непосредственной пользы, однако и научные методы, и отдельные идеи становились как источником вдохновения для технических прорывов, так и маяком, указывавшим к ним путь[86].
В некоторых случаях удачно поставленные эксперименты раскрывали истину, даже несмотря на неполноту или ошибочность научных принципов. Бертолле, изобретатель хлорного отбеливания, считал, что хлор – сложное вещество, а не элемент. Изобретатели воздушных шаров полагали, что те летают, потому что их наполняет вещество легче воздуха, выделяющееся при нагреве. Но был бы воздушный шар изобретен без открытий Кавендиша или в том случае, если бы Джованни Альфонсо Борелли в 1680 г. не продемонстрировал, что люди физически не в состоянии летать, как птицы? Еще один пример того, как ошибочные научные принципы могут привести к верным идеям, нам дает металлургия. Лучшие умы европейской науки столетиями пытались разгадать природу стали. Флогистонная теория, господствовавшая в физике XVIII в., резко стимулировала интерес к составу полезных материалов. Предположение о том, что сталь представляет собой чистую форму железа с добавлением флогистона, не помешало французу Рене Реомюру издать в 1722 г. знаменитую книгу, в которой он утверждал, что сталь – промежуточное состояние между чугуном и чистым железом. Швед Тоберн Бергман, другой убежденный флогистонист, в 1781 г. открыл, что различие между чистым железом, сталью и чугуном заключается в количестве содержавшегося в них «плюмбаго». Вскоре после этого выяснилось, что «плюмбаго» – это просто уголь, то есть чистый углерод (Cyril S. Smith, 1981, p. 35–44). К 1820-м гг. роль углерода в железе и стали была уже вполне понятна, и без этих знаний вряд ли были возможны дальнейшие достижения в сталеплавильной отрасли.
Считается общепризнанным, что во второй половине XIX в. роль науки в обеспечении технического прогресса существенно возросла. Однако оригинальные, энергичные, смелые, наделенные воображением, но в принципе необразованные, полагающиеся на интуицию и бессистемно работающие изобретатели, какими они были в XVIII в., никуда не делись и после 1850 г.[87] По сути, изобретатели такого типа оставались заметным явлением и в XX в. В целом представляется вероятным, что большинство важных изобретений, сделанных за последние 150 лет – от сталеплавильных конвертеров до химиотерапии рака, от консервирования пищи до аспартама – вошли в обиход задолго до того, как люди поняли, как они работают, и соответственно, систематические исследования в этих сферах сводились к упорядоченному методу проб и ошибок. Доля таких изобретений снижается, но до сих пор остается большой.
Наука после 1850 г. взяла на себя задачу показывать не только то, что будет работать, но и то, что не будет работать. В 1853 г. разносторонний изобретатель Джон Эриксон создал «калорическую» машину, устроенную по принципу регенерации выделенного тепла. Она была неработоспособной, так как ее изобретатель не понимал элементарного положения термодинамики, согласно которому машина не может снова и снова использовать то же самое тепло, потому что оно превращается в энергию (Bryant, 1973). Даже самые одаренные изобретатели-самоучки все сильнее ощущали потребность в сотрудничестве с людьми, получившими систематическое образование. Например, Томас Эдисон нанял математика Фрэнсиса Р. Аптона и химика Реджинальда Фессендена (который впоследствии внес важный вклад в понимание принципа модуляции радиоволн), чтобы те облекали его идеи в строгие формулировки. Воодушевленные дилетанты по-прежнему играли ключевую роль в изобретательском процессе, и их незашоренность нередко была необходима для первоначального прорыва. Однако на стадии «внедрения» все более важными становились научная подготовка и систематическая работа. Изобретателям приходилось либо становиться специалистами самим, чтобы остаться при деле, либо сдаваться (Hounshell, 1975).