Один из них заключается в том, что определенная степень оседлости и цивилизации была необходима для рождения науки. Это мы находим в этих великих теократиях, где достаточное богатство позволяло классу досужих и уважаемых людей посвятить себя совместному труду по наблюдению за природой и записи своих наблюдений. Другой момент ясен, а именно, что результаты этих ранних наблюдений, какими бы грубыми они ни были, мощно способствовали приданию стабильности обществам, в которых они возникли. Младший Плиний указывает позже на успокаивающий эффект греческой астрономии на умы восточных народов, и мы обязаны перенести ту же идею в древние оседлые общины, где началась астрономия и где так замечательный порядок преобладал так долго во время ее подготовки.
Но какой бы великой ценности мы ни придавали наблюдениям священников, именно ионийским грекам мы обязаны определенным основанием науки в собственном смысле; именно они дали сырому материалу необходимую точность и общность применения. Сравнение обществ на ближнем Востоке, к которым мы обращались, с историей Китая дает сильнейшее предположение об этом. В поздние тысячелетия до н.э. китайцы во многих пунктах опережали вавилонян и египтян. Они сделали более ранние предсказания затмений и более точные наблюдения расстояния солнца от зенита в различных местах. Они также видели преимущества десятичной системы как в весах и мерах, так и в вычислениях времени. Но никакой греческий гений не пришел, чтобы построить дом из кирпичей, которые они изготовили, и, несмотря на достижения китайцев, они оставались до наших дней типом в мире оседлого и довольного, хотя и непрогрессивного, консерватизма.
Наука, таким образом, среди своих других качеств содержит силу социального движения, и наша эпоха быстрой трансформации начала отдавать более полную справедливость работе греков, величайшему источнику интеллектуальной жизни и перемен в мире. Мы теперь полностью осознаем недостатки в их методах, догадки, которые проходят за наблюдения, метафизические понятия, которые часто занимают место экспериментальных результатов. Но, будучи свидетелями последних шагов в унификации науки на математических линиях, мы все более склонны ценить геометрию и астрономию греков, которые дали нам первые конструкции, на которых основаны современные механические теории вселенной. Мы процитируем из них здесь только достаточные иллюстрации, чтобы объяснить и оправдать это утверждение.
Первой будет то, что называется евклидовой геометрией, но которая в основном является работой пифагорейской школы мыслителей и социальных реформаторов, которые процветали с седьмого по пятый века до н.э. Это сформировало большую часть геометрической истины, известной человечеству до тех пор, пока Декарт и математики не возобновили работу в семнадцатом веке. Вторым величайшим вкладом греков была статика и конические сечения, главным создателем которых был Архимед в третьем веке до н.э. В своей работе он дал первый эскиз исчисления бесконечно малых и по-своему выполнил интегрирование. Третьей бесценной конструкцией была тригонометрия, с помощью которой Гиппарх впервые сделал возможной научную астрономию. Четвертой — оптика Птолемея, основанная на многих верных наблюдениях и содержащая приближение к общему закону.
Это лишь несколько выдающихся вех, вершин в высокогорье греческой науки, и здесь ничего не было сказано об их зоологии или медицине. Во всех этих случаях видно, что прогресс заключался в подведении различных примеров под одно и то же правило, в видении единства в различии, в обнаружении истинной связи, которая удерживала вместе различные элементы в комплексе явлений. То, что греческий ум был склонен к этому, родственно их идеализирующему повороту в искусстве. В своих статуях они показывают нам универсальные элементы человеческой красоты; в своей науке — истинные отношения, общие для всех треугольников и всех конусов.
Работа Птолемея по оптике — хороший пример работы научного ума. Проблема заключается в общем соотношении, которое существует между углами падения и преломления, когда луч проходит из воздуха в воду или из воздуха в стекло. Он группирует ряд углов с близким приближением к истине, но упускает именно то восприятие, которое превратило бы его превосходный сырой материал в готовый продукт науки. Его кирпич не совсем подходит к своему месту в здании. Его формула i (угол падения) = nr (угол преломления) подходит только для случая очень малых углов, для которых синус пренебрежимо мал, хотя она и имела обманчивое преимущество включения отражения как одного из случаев преломления. Он не продолжил рассуждение и не сделал свою формулу полностью общей. Sin i = n sin r ускользнул от него, хотя за его спиной была вся тригонометрия Гиппарха, и Снеллиусу и Декарту в начале XVII века оставалось сделать простой, но решающий шаг.
Этот случай интересен более чем по одной причине. Он показывает нам, что такое общая форма, или закон природы в математическом виде, а также иллюстрирует прогресс науки по мере ее продвижения от самых абстрактных концепций числа и геометрии к более конкретным явлениям, таким как физика. Формула преломления, в формировании которой участвовал Птолемей, имеет геометрическую форму. У него, как и у первооткрывателя прямого угла в полукруге, ум работал над поиском общего идеального утверждения, под которое можно было бы сгруппировать все подобные явления. Наблюдение, сбор подобных примеров, измерение — все это вовлечено, и общее утверждение, закон или форма, когда они найдены, связывают другие общие истины и затем используются в качестве отправной точки при работе с подобными случаями в будущем. Прогресс в науке заключается в распространении этого мыслительного процесса на все более широкую область человеческого опыта. Мы увидим по мере дальнейшего изложения, как в конкретных науках растущая сложность и изменчивость деталей делают такие обобщения все более трудными. Законы чистой геометрии, по-видимому, обладают большей внутренней необходимостью, а наблюдения, на которых они были изначально основаны, перешли в саму ткань нашего ума. Но работа по выстраиванию или, возможно, лучше сказать, по организации нашего опыта остается фундаментально той же. Человек на всем протяжении и воспринимает, и создает ту структуру истины, которая является каркасом прогресса.
Работа Птолемея подводит нас к краю великого разрыва, который произошел в росте науки между греческим и современным миром. В промежутке, в период, известный как Средние века, ведущие умы в ведущей части человеческого рода были заняты другой частью великой задачи человеческого совершенствования. Для них самой неотложной задачей было развитие духовного сознания людей, для чего Католическая Церковь предоставила несравненную организацию. Но этот промежуток не был полностью пустым с научной стороны. Наша система арифметической записи, включая этот бесценный элемент — ноль, сформировалась в Средние века в руках арабов, которые, по-видимому, заимствовали ее в основном из Индии. Ее ценность для науки — отличный наглядный урок важности деталей формы. Если бы греки обладали ею, кто может сказать, как далеко они могли бы зайти в своих приложениях математики?
И все же, несмотря на этот недостаток, самым постоянным вкладом греков в науку была именно та сфера точных измерений, где они получили бы наибольшую помощь от лучшей системы вычислений, если бы обладали ею. Они основали и в значительной степени построили как планиметрию, так и стереометрию на принципах, которые лучше всего соответствуют нашему практическому интеллекту. Они дали человечеству каркас астрономии, определив относительные положения небесных тел, и они осознали и правильно сформулировали элементарные принципы равновесия. Во всех этих точках бессмертная группа людей, принявших теорию Коперника в эпоху Возрождения, начала снова там, где остановились греки. Но современная наука начинает с двух капитальных улучшений работы греков. Измерение существовало с самого начала, как и стремление найти постоянное в переменном потоке; и с самых ранних дней ионийских мудрецов научный ум пытался сформулировать простейшую общую гипотезу или форму, которая содержала бы все факты. Но современники продвинулись решительно: в методе — путем экспериментирования и проверки своих гипотез, и в предметной области — путем применения своего метода к явлениям движения, которые теоретически могут включать все факты, как биологические, так и физические. Галилей, величайший основатель современной науки, прекрасно иллюстрирует оба этих новых направления.
Пожалуй, самое поучительное и обнадеживающее в летописях прогресса — это отметить, как люди Возрождения смогли подхватить нити греков и продолжить их работу. Ткань выдержала. Леонардо да Винчи, чье рождение совпадает с изобретением печатного станка, является самым совершенным воспроизведением в современную эпоху раннего греческого софоса, человека универсальных интересов и способностей. Он внимательно и с восхищением изучал Архимеда, величайшего чистого ученого среди греков, единственного человека среди них, чьи труды, включая даже письма, дошли до нас практически полностью. Чуть позже, в начале XVI века, Коперник получил от пифагорейцев грубую идею о движении Земли вокруг великого центрального огня, и из нее он разработал теорию, которой предстояло произвести революцию в мышлении. Еще полвека спустя труды Архимеда были переведены на латынь и впервые напечатаны. Таким образом, они стали хорошо известны до времени Галилея, который также внимательно их изучал. В начале XVII века Галилей совершил капитальные открытия, которые утвердили как теорию Коперника, так и науку о динамике. Смерть Галилея в 1642 году совпадает с рождением сэра Исаака Ньютона.
Такова последовательность наиболее влиятельных имен на поворотном этапе современной мысли.
Работа Галилея, его эксперименты с падающими телами и откровения его телескопа перенесли стратегические линии греческой науки через границы Нового Света, а Ньютон проложил линии постоянной оккупации и организовал завоевание. Организация, формирование сети линий, соединенных как целое и дающих доступ к различным частям мира опыта, — пожалуй, лучший образ роста науки в уме человечества. Видно, что это не подразумевает никакого исчерпания области или отождествления всего знания с точным или систематическим знанием. Процесс скорее является процессом постепенного проникновения, связывания и расширения области знания с помощью четко определенных и связанных методов мышления. Никакой всеобъемлющий план, продуманный заранее первыми основателями науки или кем-либо из их преемников, не может быть систематически применен ко всему спектру нашего опыта. Так не было в прошлом; еще менее это кажется возможным в будущем. По большей части исследователь неуклонно работает на своем участке, занимая сначала ближайшие места и наблюдая то тут, то там, что одна из его линий пересекается с чьей-то еще. Время от времени появляется более великий и всеобъемлющий ум, способный рассматривать несколько систем как одно целое, обозревать большую область и расширять ту империю разума, которая, как говорит нам Бэкон, благороднее любой другой.
Из таких завоевателей Ньютон был величайшим из тех, кого мы пока знаем, потому что он объединил в одну систему больше линий связи и более далеко идущих, чем кто-либо другой. Он унифицировал формы измерения, которые ранее рассматривались как отдельные предметы геометрии, астрономии и новорожденной науки динамики. Небесная механика охватывает все три и является свежим и решительным доказательством господствующего влияния небесных тел на человеческую жизнь и мысль. Не с помощью гороскопа, а с помощью непрерывного и систематического мышления человечество разгадывало свою природу и судьбу в звездах, так же как и в самом себе. Это два подхода к совершенному знанию, которые в наше время сходятся все ближе и ближе. Работа Ньютона была самым длинным шагом, сделанным до сих пор на механической стороне, и мы должны завершить наше упоминание о ней кратчайшей возможной ссылкой на более поздних исследователей на том же пути, прежде чем обратиться к наукам о жизни, которые начали свою более систематическую эволюцию с открытия Гарвея, современника Ньютона.
XVII век, с применением Декартом алгебры к геометрии и изобретением Ньютоном и Лейбницем дифференциального и интегрального исчисления, улучшил наши методы вычислений до такой степени, что методы суммирования гораздо большей всеобъемлющности и гибкости могут быть применены к любой задаче, элементы которой могут быть измерены. Само по себе улучшение метода описания одних и тех же вещей (ср., например, геометрическую задачу в записи Архимеда с любым современным трактатом) было революцией. Но новое исчисление пошло гораздо дальше. Оно позволило нам представлять в символах, с которыми можно обращаться арифметически, любую форму регулярного движения.
Поскольку движение универсально и является наиболее очевидным внешним проявлением самой жизни, надежды на математическую обработку всех явлений бесконечно расширяются, ибо все новые законы или формы могли бы мыслимо быть выражены как дифференциальные уравнения. Так, для видения Пуанкаре человеческая способность к предсказанию, по-видимому, не имеет определяемого теоретического предела.
XVII век, ставший свидетелем этого знаменательного расширения математических методов, также содержит родственное основание научной физики. Точное измерение начало применяться к явлениям света и тепла, расширению газов, различным изменениям форм материи, помимо жизни. XVIII век, который продолжил эту работу, также и наиболее примечательно отмечен становлением научной химии. В этом мы снова видим дальнейшее расширение точного измерения: другой порядок вещей, отличный по качеству, начал подвергаться количественному анализу. Лавуазье — величайшее имя. Он дал ясную и логическую классификацию химических элементов, известных в то время, которая послужила такой же полезной цели в этой науке, как классификационные системы в ботанике и зоологии в тех случаях. Но решающим шагом, который утвердил химию, шагом, также принадлежащим Лавуазье, было придание решающего значения проверке весом. «Весы были ultima ratio его лаборатории». Его первым принципом было то, что общий вес всех продуктов химического процесса должен быть точно равен общему весу использованных веществ. Исходя из этого и справедливо игнорируя предполагаемый вес тепла, он мог перейти к открытию точных пропорций элементов во всех соединениях, которые он был способен проанализировать.
С тех пор процесс математического синтеза в науке был продвинут на много этапов дальше. Представители этого аспекта научного прогресса, среди которых мы можем считать покойного М. Анри Пуанкаре ведущим представителем нашего поколения, совершенно оправданно относятся к этой постепенной математической унификации знания с гордостью и уверенностью. На их стороне солидные достижения. Именно благодаря науке такого рода идея универсального порядка завоевала свое господство в уме человека. Периодические нападки на научный метод, разговоры, которые иногда можно услышать о «разрыве оков картезианской механики», по-видимому, предполагают, что великая структура, которую основали Галилей, Ньютон и Декарт, сравнима с ложным аристотелизмом, который они разрушили. Это предположение абсурдно: его главное оправдание — желание защитить автономию наук о жизни, о чем мы скажем позже. Но мы должны сначала завершить наше краткое упоминание о величайших этапах на механической стороне, полное и яркое описание которых можно найти в такой книге, как «Наука и гипотеза» М. Пуанкаре.
В начале XIX века трио первооткрывателей — француз, немец и англичанин — установили закон сохранения энергии. Трудам Сади Карно, Майера и Джоуля мы обязаны знанием того факта, что тепло, которое как предполагаемая сущность беспокоило физику и химию предыдущих веков, само по себе было другой формой механической энергии и могло быть измерено, как и все остальное. Позже в том же веке еще один капитальный шаг в синтезе был сделан основанием астрофизики, которая опирается на тождество физики и химии небесных тел с таковыми Земли.
Известная вселенная, таким образом, становится еще более единой. Более поздние исследования, особенно исследования Максвелла, склоняются к отождествлению света и тепла с электричеством, и на последней стадии материя в целом, по-видимому, поглощается движением. Обнаружено, что подобные уравнения будут выражать все виды движения; что все они на самом деле являются различными формами движения чего-то, что ум постулирует как вещь в движении; в каждом случае мы имеем дело с волновыми движениями разной длины. Широкое изменение, таким образом, которое произошло со времен механики Ньютона, — это продвижение от рассмотрения масс к рассмотрению молекул все меньшего и меньшего размера, и истинность первого этим не аннулируется. Ньютон, Декарт, Френель, Карно, Джоуль, Майер, Фарадей, Гельмгольц, Максвелл предстают как одна великая последовательность унификаторов. Все они были заняты одной и той же работой консолидации мысли в то же время, когда они расширяли ее. Их концепции силы, массы, материи, эфира, атома, молекулы имеют временную значимость как воображаемый объективный субстрат нашего опыта, и тот факт, что мы анализируем эти концепции еще дальше и иногда отбрасываем их, никоим образом не аннулирует закон или общую форму, в которой они позволили нам суммировать наш опыт и предсказывать будущее.
Но теперь мы обращаемся к другой стороне. Несмотря на продолжающийся прогресс, отмеченный на механической стороне, верно, что преобладающий научный интерес в XIX веке сместился от механики к биологии, от материи к жизни, от Ньютона к Дарвину. Дарвин родился в 1809 году, в год, когда Ламарк, придумавший термин «биология», опубликовал свою «Философию зоологии». «Происхождение видов» появилось в 1858 году, после того как был установлен закон сохранения энергии, и сфера влияния эволюционной биологии с тех пор постоянно растет.
Прежде чем можно будет сказать что-либо о выводах в этой области науки, необходимо сделать одно предварительное замечание. С философской точки зрения наука о жизни включает в себя все остальные, ибо человек — это живое животное, а наука — это работа его сотрудничающего ума, одна из функций его живой деятельности. Что это влечет за собой с философской стороны, нас здесь не касается, но необходимо указать здесь природу контакта между двумя великими разделами науки, механическим и биологическим, рассматриваемыми чисто как науки. Ибо, хотя мы знаем, что наше сознание как функция жизни должно в какой-то форме войти в науку о жизни и в некотором смысле стоит выше всего этого, мы все же способны делать выводы, по-видимому, бесконечного охвата, о поведении всех живых существ вокруг нас, включая нас самих, точно так же, как мы делаем это о камне или звезде. И мы заинтересованы в этой главе в том, чтобы увидеть, как это извлечение общих выводов продолжает расти в отношении явлений жизни, точно так же, как оно выросло в отношении всех других явлений, и мы должны рассмотреть, какая разница существует между одним классом обобщений и другим.