Новая жизнь старых вещей - Вольфганг Хекль

Для человека в высшей степени важны гаптика – тактильные ощущения – и механика. Он в буквальном смысле познает вещи на ощупь, хочет их охватить. Это лучше понимаешь, наблюдая за детьми, которые всегда что-то строят и мастерят. Механика сидит в наших генах. Обезьяны же прибегают к орудиям труда лишь тогда, когда им не хватает длины конечностей. Например, хватают палку, чтобы достать мед из улья, если, конечно, не приходится давать деру, спасаясь от пчел.

Исторически именно принципы механики позволили людям создать рычаг или ось и тем самым изобрести колесо. Это может показаться тривиальным, но возможность механических действий заложила основы электро– и квантовой механики, которые описывают механические способы поведения атомов. Не случайно изучение физики начинается с механики. Помимо отчуждения от вещей и утраты самостоятельности решений, когда наши руки остаются без дела, есть еще третий аспект, вступающий в силу при отказе от механики: теряется непосредственный опыт. Изготавливая продукт, я переживаю, когда правильно или неправильно что-то делаю. Процесс ставит меня в прямое отношение к вещи. Я понимаю, как она устроена. Это касается не только ремонта предметов, но и садоводства и огородничества, обработки дерева, шитья и т. д. Конечно, возникает вопрос: зачем разбивать грядку со свеклой, салатом, редисом и петрушкой, если овощи можно купить в любом магазине, это же так удобно. Для всестороннего понимания круговорота веществ в природе – вот мой ответ.

Конечно, время простой механики прошло с наступлением эпохи наноэлектроники и цифровых технологий. Нет никакой необходимости снова резать хлеб простым, а не электрическим ножом. (При этом я считаю плачевным, что все меньше и меньше людей могут отрезать кусок от буханки.) Вытеснение тяжелой механической работы с помощью новых изобретений облегчает жизнь человека и является частью нашей истории. Крупный рогатый скот с прицепным плугом был разумно заменен на трактор (к сожалению, еще не во всех странах). И электрический стартер, одним нажатием кнопки приводящий мотор в движение, значительно приятнее, чем рычаг, на который нужно было с усилием давить, – в частности, благодаря этому изобретению выпуск автомобилей стал массовым. Человечество радо тому, что были изобретены паровые и все последующие двигатели, облегчившие механическую работу.

Без технического прогресса мы бы и сегодня выполняли тяжелую физическую работу, и наше благосостояние было бы гораздо ниже. Где бы мы были сегодня, в век цифровой электроники и интернет-коммуникаций, способствующих сетевым контактам вне государственных границ, если бы грандиозное развитие компьютера не началось во времена Конрада Цузе с создания простой вычислительной машины, ставшей впоследствии многофункциональным устройством? Тем не менее ремесло – ручную работу – ничто не заменит, потому что оно является основой и относится к элементарным жизненным потребностям человека.

Кроме того, ручной труд является непременным условием для дальнейшего развития и применения на практике познания природы. Речь не только об основных физических принципах работы: мощности, преобразования и сохранения энергии. (Даже в современной наномедицине при исследовании молекулярных механизмов можно говорить о молекулярной ручной работе.) Разумеется, к ручной работе также относится критический разбор материалов, их физических и химических свойств. Исследование и анализ начинаются уже при добыче природных ископаемых. Современное материаловедение, теоретические знания и аналитические методы сделали возможным производство нужного сырья из всех видов атомов, существующих в природе и указанных в периодической системе элементов. Человек, решивший стать золотых дел мастером, должен знать, как выплавляют драгоценный металл из первичной породы. Знание в области горнодобывающей промышленности и металлургии в этом случае является обязательным условием освоения профессии. Сегодня эти научные дисциплины дополнены технологиями по утилизации. Добыча и обработка меди, бронзы, железа, алюминия, магния или титана – отличительная черта развития человечества. Приступая к поискам новых материалов, например белого золота, необходимо иметь представление о процессах, происходящих в разнообразных материалах. При этом естественнонаучные знания и владение методами ремесленных производств идут рука об руку, так что ручная работа относится не только к первой, подготовительной ступени индустриализации, но и оказывается пусковым механизмом естественнонаучного прогресса. Все это дает людям право задаться вопросами: почему вообще существует золото? Почему золото и серебро имеют различные температуры плавления и отличаются другими свойствами? Как сделать сплав из данных материалов?

Лучшим примером прогрессивного развития познавательного процесса, изменившего мир, стали труды Йозефа фон Фраунгофера – баварского ремесленника, чье имя по праву носит успешная организация прикладных наук: Научно-исследовательский институт Фраунгофера. До начала XIX века было технологически невозможно произвести объективы для больших астрономических телескопов необходимого качества. Фраунгофер – шлифовщик стекла – занялся этой проблемой в 1807 году. В течение нескольких лет с помощью прикладных исследований ему удалось решить задачу. Он разработал метод точного измерения преломляющей способности различных видов стекла. Благодаря глубоким знаниям свойств материала он основал целенаправленное производство высококачественного стекла для линз телескопов больших диаметров. Для анализа свойств стекла он использовал реконструированный высокоточный теодолит[16], используемый для топографических измерений. С помощью полученного из теодолита спектрометра Фраунгофер открыл линии поглощения в спектре Солнца. Ученый и ремесленник произвел революцию как в производстве стекла, так и в технической оптике. Результаты его исследований способствовали лучшему пониманию свойств света. Открытие Фраунгофера не потеряло актуальность и в наши дни: в современной астрофизике используются спектроскопические методы исследования Вселенной. Применение подобных методов помогает больше узнать о происхождении и развитии Вселенной. И ремесленник Йозеф Фраунгофер заложил для этого фундамент.

Мастерство ручного изготовления сравнимо с физическим экспериментом: правильность физической теории определяет не психолог, не юрист и не какой-нибудь другой эксперт в своей области. Только природа решает, подтвердятся ли экспериментальные прогнозы. И станет ли изготовленный мной молоток удачным инструментом, решают не люди, а эксперимент, то есть использование инструмента на практике. Если он сломается после первого удара – нет сомнений: я сделал что-то неправильно. И не заключение экспертов заставит меня поверить, что молоток получился первоклассным.

Эта объективная оценка также отличает химический или физический эксперимент. Галилео Галилей, пожалуй, первым удачно сформулировал мысль: не стоит философствовать, когда камень упадет на землю.

И не стоит спрашивать коллегу, который выводит интересное уравнение и делает экспертный анализ, даже если ему за это хорошо платят. Выдвигайте теорию, только она может в действительности сопоставить факты. Я просто спрашиваю природу. Я держу камень в руке, даю ему упасть с разной высоты на землю, внимательно наблюдаю за падением, измеряю высоту и время, устанавливаю их взаимосвязь, нахожу простое математическое соотношение, из чего можно при помощи величин гравитационной постоянной и ускорения свободного падения составить уравнение. Я могу проверить верность данного закона свободного падения, подставляя в уравнение разные величины. Благодаря человеческой способности анализировать и исходным данным из пространства событий выводится случай – он предоставлен самой природой. Это удивительно, как с помощью простого уравнения можно описать сложное поведение, причина которого – гравитация – до сих пор не полностью изучена.