ИСТОРИЯ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ВАДИМ ГЛЕБОВИЧ КНОРРИНГ
доктор технических наук (Санкт-Петербург), профессор кафедры измерительных информационных технологий
факультета технической кибернетики Санкт-Петербургского государственного политехнического университета,
член Метрологической академии
ОЧЕРКИ ОБЩЕЙ ИСТОРИИ ИЗМЕРЕНИЙ
4. ИЗМЕРЕНИЯ В СРЕДИЗЕМНОМОРЬЕ И ЗАПАДНОЙ ЕВРОПЕ В
111-1Х вв.
Временной интервал этого очерка выбран таким образом, чтобы он вместил постепенное угасание античной культуры после Герона и Птолемея и первые самостоятельные шаги «неантичных» европейских мыслителей, - до начала проникновения в средневековую Европу научных идей от арабов.
Этот период богат бурными событиями: варварские народы захватывают Рим; арабы в течение нескольких десятилетий проходят через северную Африку до Пиренейского полуострова и создают огромный Арабский халифат; с востока в Европу вторгаются орды Аттилы; образуется и распадается империя Карла Великого... Можно сказать, что в этих условиях людям не до измерений.
Действительно, этот период почти не знает новых средств измерений, а ранее известные скорее копируются, чем совершенствуются. Не расширяется и перечень используемых на практике измеряемых величин. Тем не менее, и этому времени найдется своеобразное место в общей истории измерений.
Важнейшим научным и культурным центром Средиземноморья в начале рассматриваемого периода остается Александрия (Египетская). «Санкт-Петербургские ведомости» от 3 июня 2004 г. коротко сообщили: «Польские археологи раскопали 13 лекционных залов, оставшихся от самого старого в мире университета Александрийского, работавшего в У-УП веках... Аудитории на 5 тысяч студентов были обнаружены неподалеку от портика римского театра в восточной части древнего города».
Конечно, это не был университет в современном понимании - само понятие университета сформировалось намного позже, - но, тем не менее, масштабы заведения поражают. Оно просто несравнимо со скромными (но высокоэффективными) научными школами Платона и Аристотеля. Куда же направлялись в таком количестве «выпускники» этого университета и какой след они оставили в науке? Может быть, они пополняли армию чиновничества или становились богословами и служителями церкви?
Во всяком случае, представляется, что александрийская научная школа после Герона не дала никого, кто мог бы сравниться с ним по интенсивности изобретательской деятельности, а после Клавдия Птолемея - никого, кто мог настолько же естественно сочетать теорию, наблюдение и эксперимент.
В III в. н.э. в Александрии работал математик и механик Папп, оставивший «Математический сборник», - по выражению Б.И. Козлова, «одну из самых ранних дошедших до нас обобщающих работ технического характера»1. В этой работе он в значительной степени опирался на Герона.
Выдающейся деятельницей александрийской научной школы была Ипатия (370-415), занимавшаяся математикой, астрономией и философией. Но она была зверски убита (растерзана) фанатиками-христианами.
В V-VI вв. некоторые научно-образовательные школы Средиземноморья пали жертвами борьбы христианства с ересями и античным «язычеством». В 489 г. была закрыта «еретическая» школа сирийских христиан в Эдессе, где изучалась античная философия и медицина ; в 529 г. император Юстиниан закрыл Академию в Афинах3. Так постепенно разрушался тот «генетический аппарат» науки, который мог поддерживать античную традицию.
А в начале 40-х гг. VII в. Египет захватили арабы. Впоследствии с такой же энергией, какую арабы проявили в завоевательных походах, они возьмутся за подъем науки - уже в 755 г. в завоеванной Кордове будет создано учебное заведение типа университета4, и примерно с этого же времени начнется огромная работа по переводу и комментированию книг греческих ученых. Но вряд ли в момент захвата Александрии арабские воины думали об этих книгах. Судьба александрийской библиотеки не ясна5.
Практические измерения в начале рассматриваемого периода тоже развиваются как бы по инерции, оставшейся от греческой и эллинистической культуры. В частности, в качестве продолжения гидростатических опытов Архимеда появляются приборы для измерения плотности жидкостей (сейчас мы называем их ареометрами). Согласно Я.Г. Дорфману, ареометр изобрел упомянутый выше александрийский физик и математик Папп6.
Впоследствии это или сходное изобретение повторил Синезий из Кирены (города, расположенного на африканском побережье к западу от Александрии), живший в IV в. Он описал изготовленный из бронзы прибор в письме к своей наставнице Ипатии под названием «гидроскоп» . Интересно, что Я.Г. Дорфман в разных местах книги упомянул обе разработки, никак не связав их между собой.
Научный подвиг Архимеда, сумевшего определить состав сплава без нарушения целостности драгоценного изделия (короны сиракузского тирана), продолжал волновать людей и после работ Паппа и Синезия. Примерно в V в. (т.е. спустя семь веков от Архимеда!) появилась «Поэма о тяжестях» римского грамматика Присциана, в которой описывался именно метод обнаружения примеси серебра в золоте - до обобщения на другие металлы поэт не смог или не захотел додумать-
ся8.
Хорошее представление о состоянии «измерительной техники» раннего средневековья можно получить на примере средств измерения времени, обратившись к уже использованной в предыдущих очерках монографии В.Н. Пипунырова9.
В Италии VI-VII вв. были известны солнечные и водяные часы, но они встречались редко и были предметами роскоши. В.Н. Пипуныров приводит несколько чрезвычайно выразительных высказываний, принадлежащих римлянину Кассио-дору - приближенному короля остготов Теодориха, правившего в Италии в начале VI в. Два из них содержатся в письме Кассиодора к Аницию Манлию Северину Боэцию (480-524 или 525) - одному из последних римских философов, переводчику, комментатору, автору учебных пособий, сохранивших популярность в течение нескольких последующих столетий .
В письме, написанном в 507 г., Кассиодор от имени Теодориха направляет Боэцию заказ на изготовление солнечных и водяных часов (или, как тогда говорили, орологиев - от латинского hora, означающего час как единицу времени):
«Первые часы вы сделайте так, чтобы палочка -указатель дневного времени -показывала часы малой тенью... В чем же чудо самих дневных часов, движимых светом, если их показывает тень?» И далее: «Второй орологий должен указывать часы без помощи солнечных лучей, деля на части ночь. Он ничем не обязан светилам, выражая расчет неба течением вод. В их движении показывает он обороты неба...»11.
Еще более цветисто выражается тот же Кассиодор, описывая (после своего ухода в монастырь) часы для монахов:
«Я приспособил для вас, вы знаете, два орология. Один, где указателем явля-
т-1- W r->
ется солнечный свет. Другой - водяной. Здесь часы отмечены и днем, и ночью. Ведь и днем иногда нет солнечного света, и то, о чем умолчал его пламень, чудесно являет вода. И то, что разделено в природе, гармонически сочетает людское искусство, побуждая к размеренному труду его воинов»12.
Из этих цитат (приведенных здесь в сокращении) видно, что для Кассиодора действие солнечных и особенно водяных часов граничило с чудом. Не будем этому удивляться. Вспомним, что Г.В. Лейбниц (1646-1716), создавая более, чем через тысячелетие после Кассиодора и Боэция философское учение о монадах, вдохновлялся тем, что несколько механических часов могут идти синхронно, ничего не зная друг о друге (так же, как вода у Кассиодора отмеряла время, не зная о движении неба). Мы к этому повседневному чуду привыкли и не замечаем его, а вот такие люди, как Кассиодор и Лейбниц, очевидно, его остро ощущали.
Культура измерения времени в Галлии стояла ниже, чем в Италии. Тот же В.Н. Пипуныров сообщает, что епископ Григорий Турский (около 540-594) рекомендовал монахам определять время для ночных молитв по звездам и подробно описывал соответствующие процедуры, совсем не упоминая о существовании водяных часов.
Что касается солнечных часов, то они проникли в Галлию не из Италии, а из Ирландии и Англии, где остатки античной культуры не были уничтожены вторжением варваров.
Из Англии в континентальную Европу приглашались и образованные люди, знакомые, наряду с другими вопросами, также и с принципами измерений. Знаменитый Алкуин (около 735-804), преподававший при дворе Карла Великого, - выходец из Йорка, ученик Экберта, который, в свою очередь, был учеником Бэды Достопочтенного (673-735), одного из виднейших ученых Европы того времени13.
Бэде принадлежат работы «О временах» (703 г.) и «О счете времени» (725 г.), в которых рассматривались проблемы ведения календарей14; им описаны астролябия и солнечные часы.
Впрочем, достаточно надежным способом измерения времени не только в рассматриваемый период, но и намного позже, были свечи, имевшие определенную длину или даже градуированные. Они могли применяться как ночью, так и в дневное время. Свечами с продолжительностью горения 4 часа пользовался английский король Альфред Великий (871-901); с помощью свечей длиной около 3 футов отмерял время чтения Библии французский король Людовик IX (12151270); градуированные свечи использовал для установления распорядка дня французский король Карл V (1364-1380)15.
Если так поступали короли, то естественно предположить, что свечами (или, может быть, лампадами) как мерами времени должны были широко пользоваться монахи в многочисленных средневековых монастырях. Может быть, на это намекает строчка из «Бориса Годунова»:
Но близок день, лампада догорает...
В наше время определение интервала времени по горящей (или погасшей) свече, лампе или сигарете можно встретить, пожалуй, только в детективных рассказах.
Вопросы теории и философии измерений в рассматриваемый период, когда формировалась и укреплялась христианская идеология, казалось бы, должны были полностью выпасть из поля зрения ученых. Тем не менее, именно один из христианских иерархов - Аврелий Августин (354-430), прозванный «Блаженным», епископ Гиппонский (Гиппон - город, расположенный на побережье Северной Африки, примерно напротив Сардинии), среди своих теол
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.