Наука и техника

Наука и техника

Подлинное сияние искусства Китая, размах его литературы, изобилие ораторов и политико-религиозный образ, который создавался путешественниками и миссионерами, — все это часто скрывает от нас техническую и научную основу цивилизации, свершениями которой мы любуемся, не разбираясь в ее теоретических основах. Самое большее, что мы знаем и, в общем, признаем, это то, что Китай сильно опередил нас на дороге открытий. Еще нужно отметить размеры и границы мышления, которое в Китае следовало иным, чем в Европе, путем, а после блестящих озарений периодов Тан и Сун стало более гибким. Именно наука завтрашнего дня принесла этому типу мышления новую славу.

Самые древние и самые совершенные системы счета среди цивилизаций Востока развивались в Китае и Индии примерно с начала III в. н. э.

В эпоху Чжоу, как сообщает традиция, китайцы использовали деревянные бирюльки, которые располагали разными способами: разложенные в длину, они были единицами, а в высоту — десятками. Таким образом, в специальных наборах сотни читались вертикально, а тысячи — горизонтально. Если к элементу, который символизировал цифру «пять» добавлялась простая черта, то получалась цифра «шесть». Таким образом, китайцы создали две системы счета: одну на базе «пяти», другую на базе «десяти». Используя эти изображения, можно было производить четыре операции, причем этот процесс сильно упростился в период Сун.

Относительно сложные расчеты с использованием этих операций обычно совершали математики и чиновники. Простонародье считало с помощью абака, сходный инструмент и сегодня можно встретить в любом месте от Токио до Москвы. Счеты, созданные в период Сун, оставались примитивными, и из-за этого использовались крайне редко. Только в эпоху Мин в богатых регионах Янцзыцзян они были усовершенствованы до такой степени, что заменили устаревшие счетные агрегаты по всему Китаю.

Именно правление династии Сун породило великих математиков, которых когда-либо знал Китай. Это стало следствием традиции, которая восходила еще к периоду Шести Династий, эпохе распространения буддизма и первых контактов с Индией, преемственность с которой многие пытались найти, хотя тщательное изучение хронологии и может принести несколько сюрпризов.

Традиционно признаваемые научные достижения иногда таят в себе легенды или несправедливость. Кто вспомнит о том, что «Учебник по арифметике учителя Суня» («Суньцзы суань цзин»), вероятно составленный в начале IV в., обсуждает неопределенные уравнения раньше, чем работы индийских математиков школы Арьябхаты (476–510) и Брахмагупты (598–628). Напротив, это работы грека Диофанта (325–410) напоминают учебник учителя Суня, но невозможно точно исследовать таинственный путь распространения знания.

Примерно 150 лет спустя Чжан Цюцзянь составил «Канон исчислений» (468–486), который через сто лет прокомментировал Чжэнь Луань (560–580). Он изложил процесс деления на дроби, используемый нами и сегодня. Только в IX в., т. е. через три века, индиец Махавира использовал эту математическую операцию.

Цзу Чунчжи (430–501), современник Чжан Цюцзяня, высчитал значение числа к, упомянув об этом в произведении, которое, как ни странно, называлось «Техника шитья» («Чжуэй шу»), а его сын Цзу Мэнчжи определил объем сферы. Кто может сказать, что в эти древние времена не существовало влияния китайских математиков на Индию?

Но с эпохи Тан индийские ученые начали прибывать ко двору китайского императора, и один из них, Гаутама Сиддхартха, в своем произведении, озаглавленном «Астрономия периода Цайюань» («Цайюань чжань цзин»), развил два фундаментальных открытия: некоторые элементы тригонометрии и использование нуля. Впрочем, они не сразу получили распространение. Напротив, получила распространение десятичная система счисления. После 660 г. изменилась система измерения длины, которая стала состоять из единиц и их сотых долей. Она заменяла существовавшие антропоморфные единицы измерения стопой, большим пальцем и шагами, т. е. все древние меры длины, установленные по размерам человеческого тела. А с 662 г. математика официально была признана в качестве одного из экзаменационных предметов.

По мере того как меркла звезда династии Тан, а ее контакты с Индией становились все более редкими, математика тоже вошла в полосу застоя, так как ее развитие в значительной степени зависело от связей с Западом. Так продолжалось вплоть до XIII в., эпохи колоссальной активности. Действительно, во второй половине периода Сун появились сразу четыре великих математика: трое из них родились в эпоху Ханчжоу, четвертый — уже в правление монгольской династии Юань.

В 1247 г. Цинь Цзюшао опубликовал «Математический трактат из девяти глав» («Шу шу цзю чжан»), в котором он развивал идею неопределенных уравнений, создавал решение уравнений десятой степени и приступал к решению головокружительных задач по арифметической прогрессии.

В следующем году Ли Я издал «Морское зеркало измеренных кругов» («Цо юань хай цзин»), а одиннадцать лет спустя — «Новые упражнения в счете» («И ту янь дуань»). Эти работы были посвящены изучению свойств окружностей, вписанных в треугольник, где он предлагал новые способы решения уравнений: он вносил их в таблицы, в которых всегда использовались деревянные бирюльки, каждая из которых имела определенное место, что облегчало чтение формулы.

В 1261 г. увидели свет «Правила счета, истолкованные в деталях и перераспределенные, в девяти главах» («Сян циай цзю чжан суань фа хуань лэй») Ян Хуэя: в этом научном трактате автор обращался к серии квадратов целых чисел и к уравнениям с пятью неизвестными.

Наконец, в начале правления династии Юань (1280–1368), продолжая мощный интеллектуальный подъем периода Сун, Чжу Шицзя в своих работах «Введение в науку счета» («Суань сюэ ци мэн», 1299) и «Точное зеркало четырех элементов» («Сы юань юй цзянь», 1303) исследовал коэффициенты свойств бинома и представил не совсем законченный «треугольник» Паскаля.

Кто бы мог поверить перед лицом этого триумфа чистого интеллекта, что в Китае не существовало математики? Но в действительности все было именно так. Только нескольких мыслителей из века в век привлекала абстракция, и хотя их работы были замечательными, они были слишком изолированы от развития общества, а значит, не способны вызвать интерес у остальных мыслителей того времени. Даже в правление династии Сун математика оставалась дочерью астрономии или счетоводства: ею пользовались для составления календарей, расчета затмений и движения планет или для подсчета имущества.

Астрономия

Впрочем, астрономия, в свою очередь, пыталась преодолеть использование своих знаний исключительно в целях исчисления времени праздников и ритуалов. На протяжении тех веков, когда канцелярия астрономии стремилась зафиксировать позиции положения небесных тел и их изменения, ученые накопили значительное количество исследовательского материала, пожалуй, даже слишком большое. Более того, индийская наука внесла и свой посильный вклад. Кроме «Трактата о девяти планетах» («Цзю чжи») Гаутамы Сиддхартхи, создание которого было вдохновлено греческими источниками, китайцы были знакомы еще с одной важной работой, описывающей «дома» луны и планет («Сю яо цзин»), которая была переведена в 759 г. другим индийцем, Амогхаваджрой (Бу Кун, по-китайски). Этот труд обогатил китайский астрономический словарь персидскими и согдийскими понятиями и терминами. Сильные своей научной поддержкой и обильной документацией, астрономы периода Сун составляли энциклопедии, которые обогащали их наблюдения, количество которых продолжало расти год за годом.

Лю Сису (XI в.) составил драгоценные «Хронологические таблицы» («Чаншу»). Шэнь Гуа (1030–1094), человек, обладавший разносторонним умом, предложил использовать солнечный календарь, однако императоры, которые, впрочем, использовали на протяжении трех веков не менее девятнадцати различных астрономических систем, всегда противостояли этому новшеству. Идея Шэнь Гуа была реализована только в 1912 г., под влиянием европейцев. Однако ученый не прекратил своих исследований и создал очень точную армиллярную сферу.

Су Сун (1020–1101), современник Шэнь Гуа, взялся за старую проблему измерения времени. Зачарованный астрологическими часами, которые были изобретены монахом Исином (683–727), он, в свою очередь, тоже создал часы: бег воды вращал черпаковое колесо, которое ритмично приостанавливалось системой рычагов. Специалисты отмечают, что эти часы были менее точными, чем часы из ртути, сконструированные Чжан Сысюанем в 979 г., т. е. в начале правления династии Сун. Наконец, Су Сун создал усовершенствованные небесные глобусы, к которым прилагались сухопутные и небесные карты в цилиндрической проекции. Эта работа намного опередила изобретение Меркатора в Европе (XVI в.).[108]

Таким образом, несмотря на существование общепризнанного мнения, согласно которому небо было круглым, а земля квадратной, те, кто интересовался движением звезд, с давних пор восхищались идеей, что наша планета располагается во Вселенной, как желток внутри скорлупы. Они считали, что планета не круглая, а плоская, больше всего напоминающая подвижный диск.

Физика

Развитие китайской науки и абстрактного мышления постепенно замедляется, поскольку достижения индийских ученых не могут постоянно содействовать их движению вперед. Возможно, в этом можно увидеть феномен цивилизации, чувствительной в равной степени к развитию философии и к провалам различных религий, стремившихся поочередно завоевать империю.

Впрочем, продвижение Китая в научной сфере не было бесплодным: явления, которые было трудно обнаружить и интерпретировать, в этой стране были открыты весьма рано и изучены очень талантливо. Самые различные мыслители стремились раскрыть тайны мира: в XI в. Чжан Цзай, философ и теоретик всеобщей любви, пытался понять природу звука и, для того чтобы объяснить ее, использовал образ соприкосновения.

Однако принцип вещей, у-ли, который, как и европейская физика, пытался сформулировать законы, описывающие материальные процессы, вплоть до появления в Китае европейцев базировался на малом числе понятий: полярность, взаимодействие инь и ян, пять основных элементов мироздания. Это приводило китайских ученых к тому, что они больше интересовались волнообразными явлениями, предвосхищая этим современную науку, в отличие от теории частиц, на которой основывалась наука Европы. Они всегда изучали отдельные случаи, как это вообще было принято в китайской культуре, которая всегда трепетно относилась к составлению списков и каталогов. В области наблюдений, напротив, китайские исследователи добились столь выдающихся результатов самого разного толка, что современные ученые не могут их до конца использовать.

* * *

Китай всегда питал особый интерес к магнетизму, области, в которой прославился именно период Сун, когда был изобретен знаменитый буссоль. Уже в эпоху Тан, ученые смогли определить полярные отклонения и создать намагниченные тела, просто охлаждая их на магнитной оси.

Начиная с 840 г. оптики были знакомы с камерой-обскурой. В X в., например, у мага Тан Цяо, который жил в это время, в них использовалось по четыре линзы. В начале XII в. линзы могли служить лупами и защитными очками, их часто использовали судьи, чтобы скрыть от обвиняемого и от публики свои эмоции, которые не должны были мешать беспристрастности их приговора.

Метеорология также предлагала для наблюдательных умов практически безграничное поле исследовательской деятельности: в конце периода Тан уже умели составлять таблицу приливов и отливов, учитывали локальные смещения лунных месяцев. В правление династии Сун постоянная смена температуры и уровня осадков в зимнее время стала обычным делом. Однако мы сможем увидеть разум, которым были сделаны подобные наблюдения, благодаря показательному факту. Хотя китайцы продолжали тщательно отмечать место и время «небесных знамений» — самыми страшными из них были землетрясения, — хронисты потеряли к ним всякий интерес, как только им стали известны достижения сейсмологии, основные положения которой была разработаны во II в. н. э. Единственной целью была немедленная практическая польза: любая наука в Китае была не вехой на пути познания, а инструментом, способным служить государству.

Среди публикаций, полезных правительству, можно обнаружить обширную литературу, посвященную географии, картографии и в целом изучению земли.

Ее существование восходит к эпохе Поздняя Хань, как об этом свидетельствует карта, найденная в 1971 г. в могиле № 3 Мавандуэй, около Чанша. Известен также труд «Исследование государства Юэ» (I в.). Три века спустя, в 347 г., научный труд о Сычуани («Хуа ян го ши») положил начало долгой традиции, закрепленной императорским указом 610 г. Отныне в каждой префектуре должно было составляться ее полное описание, иллюстрированное картами и диаграммами. Эти описания подвергались постоянному пересмотру, они были базовой документацией хорошего чиновника. Труды, созданные в период Сун, были самыми подробными, среди работ такого типа, например «Прошлое, как в зеркале» («Мэн лян лу»), представляют собой подлинную живую картину повседневной жизни Ханчжоу. Эти отчеты состояли их двух частей — текстов и карт.

Если тексты содержали описания, то карты были предметом ревнивых забот чиновников, как гражданских, так и военных, которые считали их тайной. Более того, все старые карты уничтожались в ходе периодических уничтожений императорских архивов, сжигавшихся после написания истории предшествующей династии. Таким образом, нам известны только имена отца китайской картографии Бэй Сю (224–271) и его позднего соперника Цзя Дана (730–805), автора крупномасштабной карты на прямоугольной координатной сетке. Математик Шэнь Гуа (1030–1094) выполнил несколько кратких обзоров и планов рельефа страны, которые, к сожалению, до нас не дошли. Однако известно, что он использовал градуированный треугольник, baculum, использование которого на Западе начинается не раньше 1321 г.

Всего сто лет спустя, в XII в., развился обычай гравировать карты на камне, как раньше поступали только с классическими текстами. Таким образом, период Сун стал подготовительным периодом для великой картографии периода Юань, а через нее и всего современного Китая. Ведь знаменитый «Атлас для повозок» («Юйди ту») Чжу Сыбэня (1273–1337) использовался вплоть до XIX в. Впрочем, знаменательный факт, но в нем не отображены административные границы: его автор, даосский монах, составлял карту священных мест.

То же стремление к конкретному знанию объясняет и развитие естественных наук. Кажется, что китайцы не меньше, чем их европейские братья, очарованы возможными алхимическими переменами: до конца своей жизни Су Дунпо (1036–1101), величайший поэт эпохи Сун, искал философский камень. Магия даосизма, как и европейское колдовство, была основой для значительного числа открытий, например мышьяка, пороха или ртути, открытая за 1300 лет до н. э., многие из которых сегодня считаются открытиями в сфере геологии, ботаники, зоологии, медицины и фармакологии.

Минералогия пользовалась особым благоволением, так как китайцы считали, что все металлы имеют общее происхождение и что в лабораторных условиях можно воссоздать некоторые камни. Впрочем, подобные процессы сегодня засвидетельствованы и используются при создании искусственных драгоценных камней. Именно в правление династии Сун знания о камнях получили особое развитие, появилась мода украшать сады и интерьеры вычурными и красиво расписанными камнями. Технические знания также способствовали развитию этого пристрастия. В начале XII в. (ок. 1115 г.) «Исправленная фармакопея» («Чжэн лэй бэнь цао») Шэнь Вэя упоминает о 215 видах минералов, тогда как подобный трактат VII в. приводит только несколько разновидностей. Изобретательные ремесленники в то же время начинают осваивать многочисленные химические реакции, которые использовались для получения нашатыря, селитры, квасцов и множества элементов, использовавшихся для достижения тончайших цветовых оттенков в глазуровании фарфора.

Шэнь Гуа сообщал об одном знатоке, который особенно тщательно пытался выяснить составляющие части гор, что уже в VIII в. он умел определять природу окаменелостей и излагал историю образования горных складок. В правление династии Сун любопытные люди спускались на дно пещер, где неожиданно открывали течение подземных рек и положение окаменевших источников. Шэнь Гуа и сам пристрастился к подобному роду изысканий. Он предсказал возможность использования нефти, которая была открыта еще в период Хань, однако не имела никакого употребления, и вырубка леса, который использовался в качестве топлива, продолжалась.

Наконец, именно в эпоху Сун с целью найти замену дереву впервые начали использовать уголь, обилие которого позволяло без труда усовершенствовать процесс обработки железных руд.

Медицина

Стремление все классифицировать не могло не коснуться медицины и фармакопеи. Медицина находилась в ведении специальной имперской канцелярии, в задачи которой входили публикация и переиздание рукописей и трактатов. Существовало фундаментальное различие между «внутренней медициной» (нэй гэ), т. е. общей медициной, и «внешней медициной» (вай гэ), т. е. хирургией, к которой китайцы всегда относились очень сдержанно.

От периода Хань до эпохи Сун эта тенденция только усилилась. Циклические концепции пользовались спросом, согласно им роль врача состояла в том, чтобы восстановить временно нарушенную гармонию между элементами инь и ян тела и дыхания. К этому, в соответствии космогоническим представлениям китайцев, нужно еще добавить теорию четырех элементов (воздух, земля, вода и огонь), на которую повлияли греческая философия и индийский буддизм. В особенных, не поддающихся другим видам лечения случаях практикующий врач обращался к иглоукалыванию, которое получило широкое распространение с периода Шести Династий.

Однако главная заслуга сунских ученых в области медицины заключалась в распространении знаний и практического внедрения клинического наблюдения, которое практиковалось еще в правление династии Тан. В XII в. параллельно с древними великими трудами, например «Трактат о болезнях, вызванных холодом» Чжан Чжунцзина (ок. 168 г.), китайского Гиппократа, использовался новый учебник для деревенских врачей (хэ чжи цзю фан). Медицинские специализации, такие как гинекология или педиатрия, развивались равномерно. А в середине XIII в. Сун Цы составил первый трактат по судебной медицине (си юань лу). Наконец, получили распространение правила элементарной гигиены, а чистка зубов, которой так восхищались специалисты варварской династии Ляо, и зубная паста были известны с XI в. Однако более всего в период династии Сун мыслители и политические реформаторы этого времени прославились своей человечностью и сочувствием к людям, которым они стремились продлить жизнь, используя все способы, известные на протяжении многих веков.

* * *

Очень трудно выделить причины и этого удивительного расцвета китайских знаний на заре Нового времени, и внезапного и разочаровывающего периода, последовавшего за ним. Некоторые стремились понять это, сравнивая Китай с Западом. Фактором интеллектуального подъема Европы была необходимость найти в науке и мышлении новый универсализм, который заменил бы универсализм латинской культуры, ценность которой потеряла смысл вместе с эпохой Великих географических открытий и осознанием множественности человеческих обществ.

В Китае не могли испытывать подобного стремления как минимум до XIX в. Китайский язык хранил все нужды цивилизации, которые, как по волшебству, исчезали в границах империи. Не было необходимости пересматривать вопрос о Вселенной. Было достаточно использования опыта прошлого, позволившего уже создать удовлетворительную картину макрокосмоса, в которой ни одно новое знание ре могло пробить брешь.