Журнал "Компьютерра" №707

АНАЛИЗЫ: Экстрим для ученых

Автор: Ваннах Михаил

В сегодняшней России то и дело слышатся жалобы на экстремальные условия, в которых вынуждены работать ученые. Поэтому представляется нелишним вспомнить об одном случае, когда уникально большое количество ученых трудилось в действительно экстремальных условиях и с колоссальной пользой для науки и всей цивилизации. Речь пойдет о Египетской экспедиции генерала Бонапарта.

В наше время всевластия евробюрократов из Брюсселя как-то забывается, что Европа была сильно интегрирована и раньше. И тогда, когда все сюзерены были верными детьми Папы, и после, когда Реформация расколола ее по религиозному принципу "чья земля, того и вера", она все равно осознавала себя единым целым. Несмотря на то что внутри нее шли ожесточеннейшие (хоть и велись они по определенным правилам) войны за первенство в европейском Мире-экономике. В семнадцатом веке - между Голландией и догонявшей ее Англией. В восемнадцатом - между Англией и Францией.

Поскольку экономической основой этих войн была мировая торговля, носили они прежде всего морской характер. Не очень удобный для тогдашней континентальной сверхдержавы - Франции.

Окрестные земли были для игроков сродни клеточкам шахматной доски или, скорее, доски для игры в го. И некоторые земли обладали удивительной ценностью с точки зрения возможности влиять на торговлю и политику.

Наверное, этим и руководствовался Готфрид-Вильгельм Лейбниц (1646–1716), с 1672 по 1676 год живший в Париже и воспитывавший сына министра Майнцкого, курфюрста барона Бойнебурга (а позднее, кстати, положивший немало сил на тщетные попытки восстановить единство Западной церкви), когда пытался склонить Людовика XIV к завоеванию Египта. В поданном Королю-Солнце докладе Лейбниц называет захват Египта важнейшим средством подрыва голландского господства на Востоке (заодно ослаблялся натиск на германские земли и Турции, и Франции). Обратим внимание - захват у Османской империи части ее территории должен был служить решению внутриевропейских экономических задач! Вот какими сложными целевыми функциями политика оперировала уже тогда.

Полтора века спустя о докладе Лейбница вспомнили. Франция режима Директории вела изматывающую борьбу с Британией. В те годы в войсках служил один весьма талантливый, но причиняющий массу беспокойства привыкшим к привольной жизни членам Директории генерал, только что покрывший себя славой в Италии (и награбивший там немало благ для директоров). Звали его Наполеон Бонапарт.

И началась политическая игра. В идеале директора мечтали нанести поражение Англии, подорвав экономическую основу ее могущества - торговое господство на Востоке. А как минимум им хотелось избавиться от беспокойного и очень популярного в армии военачальника.

Бонапарта и самого манил Восток. Мир гигантских людских масс, невиданных богатств, сказочных тайн. Вспомним - образы Египта крайне важны для библейской культуры. Правители Европы воспитывались на античной классике. Тайны пирамид, рациональное знание о важности Египта как житницы римской империи. Романтическая история Клеопатры. Да и "Сказки тысяча и одной ночи" уже были переведены на французский Галланом. И в модных салонах, возобновивших свою насыщенную жизнь после Террора, одной из любимых тем, сменившей популярный чуть ранее месмеризм, были удивительные тайны, зашифрованные масоном и гениальным композитором Моцартом в своей "Die Zauberflцte", "Волшебной флейте".

В августе 1797 года Бонапарт писал директорам: "…чтобы разгромить Англию, нам нужно овладеть Египтом". В этой затее принял участие известный своей редкостной порядочностью и принципиальностью Талейран, аристократ, из карьерных соображений пошедший на службу Республике. Так что дело сладилось. И 5 марта 1798 года главнокомандующим экспедиции в Египет был назначен генерал Бонапарт. Победит - неплохо для Франции. Сгинет вместе с отборными, но верными лично ему войсками, - превосходно для Директории. Такая вот матрица игры.

Но Наполеон был полон оптимизма и с колоссальной энергией приступил к подготовке.

Инженерное образование традиционно начиналось с начертательной геометрии. А дисциплина эта основывается на "Gе,omе,trie descriptive" (1799) Гаспара Монжа (1746–1818).

Математик-самоучка, Монж поступил на курсы инженерных кондукторов [Чин кондуктора бытовал в российском флоте еще в начале ХХ века] Мезьерской школы военных инженеров. Успехи в геометрических построениях (простое решение задачи дефилирования укреплений) дало основание назначить его репетитором математики, но в то же время вынудило начальника школы ЗАПРЕТИТЬ Монжу обнародование его открытий, в первую очередь в начертательной геометрии. Небывалый случай - знания скрывали алхимики и средневековые цеха, республика же ученых Нового времени основывалась на свободном обмене информацией!

С 1768 года Монж - профессор математики, с 1771-го - еще и физики. Избирается в Академию, переходит преподавать в Лувр. Работает над высшим анализом, капиллярностью, разложением воды, оптикой, теорией машин. С энтузиазмом принимает революцию, работает в Комиссии мер и весов. В 1792–93 годах Монж - морской министр. В 1793-м заведует пороховыми и пушечными заводами республики. В условиях блокады налаживает добывание из земли в хлевах, погребах и кладбищах необходимой для выделки пороха селитры; устраивает множество литейных пушечных заводов, фабрик холодного и огнестрельного оружия. Пишет знаменитый в артиллерийской технике справочник "L’Art de fabriquer les canons" [Искусство производства пушек, фр.] (1794). А качество французских кораблей и орудий высоко ценил сам Нельсон. Но Республика забывала платить Монжу за труд, и денег ему не всегда хватало даже на хлеб. А донос "социально близкого" привратника не привел революцию еще к одному преступлению перед наукой [Когда казнили Лавуазье, было сказано: "Революция не нуждается в ученых"] только благодаря тому, что Монж своевременно "записался в бродяги и вышел на щебенку".

Вернуться к нормальной жизни Монжу помог Термидор. Вскоре ему разрешают (из-за ослабления режима секретности) прочитать в Grande Ecole Normale de Paris курс начертательной геометрии. Вскоре Монж организует Ecole centrale des travaux publics, впоследствии ставшую Политехнической школой.

С Бонапартом Монж знакомится в 1796 году в Италии, где находится для приема входящих в состав военной контрибуции картин и статуй (проще говоря - награбленного). В 1798 году Монжу поручается учреждение, вместо светской власти Пап, Римской республики. (Ограбив кого-либо, первым делом нужно насадить демократию… Правда, из этого, как всегда при таких обстоятельствах, ничего не выходит.) Так что предложение Наполеона отправиться в Египет Монж принимает с энтузиазмом.

В Каире он - президент Института Египта. Его и Бертолле Наполеон забрал с собой на "Мюирон", бросая в Египте войска на Клебера. Потом Монж - сенатор, граф Пелузский, командор Почетного Легиона. Получает из личных средств императора награды в сотни тысяч франков и расстается с республиканскими заблуждениями. После реставрации теряет все, в том числе и душевное здоровье.

Массированное использование науки в военных целях обычно отождествляется со Второй мировой. Иногда вспоминают и военную химию Первой мировой. Но мало кто помнит, что готовящийся к египетской авантюре генерал решил оснастить себя весьма необычным секретным оружием.

Проявляя невиданную настойчивость в отборе войск - 387 тысяч человек с артиллерией; в подготовке флота - 328 кораблей и судов; в выборе маршрутов, которые должны были провести его мимо эскадр Нельсона; он не меньшее внимание уделял и набору ученых для экспедиции.

Бывший морской министр Монж и химик Бертолле набирают превосходный коллектив из 175 ученых - в основном коллег по Политехнической и Нормальной школам. В том числе студентов, которым предстоит сдать экзамены в Каире. 19 мая 1798 года флот Бонапарта вышел из Тулона и 30 июня достиг Александрии. После утомительного трехнедельного перехода войска и ученые прибыли в Каир. 20 июля Бонапарт громит у пирамид армию мамелюков ("Солдаты, сорок веков смотрят на вас с пирамид!", "Ослы и ученые - на середину!") и триумфально занимает египетскую столицу.

И вот в Каире 22 августа 1798 года происходит одно из важнейших событий в истории мировой науки. По образцу Французского института учреждается Institut d’Egypte, Институт Египта. В нем - четыре секции: Математики, Физики, Политэкономии, Литературы и искусства. Президент - Монж. Секретарь - Фурье.

И устройство поразительно интересно с точки зрения ИТ-технологий.

Прежде всего налаживается взаимообмен информацией. Работы членов нового института помещались в издаваемой им "Dе,cade Egyptienne", выходившей, в соответствии с революционным календарем, через десятидневные промежутки. Эти работы заслушиваются и горячо обсуждаются на собраниях, учеными разных специальностей. То есть несколько слов могли породить длиннейшие ассоциативные цепочки из самых разных знаний. И это привело к удивительным результатам. Текущие задачи обеспечения армии оружием, огнеприпасами, снаряжением, хлебом решались в рабочем порядке.

Тогда же Монж раскрывает тайны миражей, завершает работы по начертательной геометрии, позволившие новой Европе открыть мир античной геометрии. А это важно не только для математики, без этого были бы невозможны, скажем, работы О. Шпенглера по генезису цивилизаций.

И Фурье не только трудится над алгеброй и обдумывает теорию теплопроводности (чего-чего, а тепла там хватало!), но и изучает памятники Египта. И Бертолле не только изучает натронные озера, но и обдумывает общие принципы химии.

Одним из важнейших ИТ-устройств прошлого был карандаш. От античного стила он отличался тем, что позволял делать пометки не только на вощеной табличке, но и на любой ровной поверхности.

Сначала, примерно с XI столетия, употреблялись свинцовые палочки. Память о них сохранилась в немецком названии карандаша - Bleistift. Затем кто-то обратил внимание на привычку пастухов из английского графства Камберленд метить овец мягким черным минералом, оставляющим заметные следы на их шкурах. И в 1564 году в Борроудэйле было открыто уникальное месторождение чистого графита. Материала действительно мягкого - слои атомов углерода связаны в нем слабо, поэтому графит и поныне принят за единицу в минералогической шкале твердости.

Уже в 1565 году германо-швейцарский натуралист Конрад Геснер описал первый карандаш, в котором стержень графита был заделан в дерево (иногда в тростник). Такой письменный прибор был гораздо удобнее пера и чернильницы. А в 1770 году английский химик Джозеф Пристли обнаружил, что написанное карандашом легко стирается с помощью кусочка каучука. Эдакая функция erase на бумаге!

Значение карандашей было оценено политиками восемнадцатого столетия самым что ни на есть серьезным способом. Британия, стоявшая во главе коалиции стран, воевавших с революционной Францией, объявила эмбарго на ввоз в эту страну графита и карандашей.

Карандаш использовался не только школьниками и рисовальщиками. Судоводители записывали им результаты навигационных измерений и вели расчеты. Штабисты чертили кроки местности перед боем. Артиллеристы набрасывали размещение батарей…

А еще спешные пометки купцов и торговцев - информационное обеспечение товарообмена, кровообращения развитой экономики. Представьте себе потери времени при переходе на чернила!

Задача обеспечения Республики карандашами была признана одной из важнейших. Чуть ли не наравне с обеспечением Франции селитрой, необходимой для производства пороха. И решили эту проблему ученые. Николя-Жак Контэ (Contе,, 1755–1805) разработал способ (используемый и по сей день) изготовления грифелей из смеси дробленого графита с глиной, которой добавлялось от 30 до 50%. Нехватка почти любого ресурса преодолима при наличии знания. Вот знание - действительно критический ресурс!

В личности Контэ впервые "пересеклись информационные и аэрокосмические технологии". Именно он в 1892 году предложил использовать воздушные шары для наблюдения за противником, после чего и был назначен директором аэростатического института и начальником бригады аэронавтов.

Естественно, такой человек (потерявший при опытах глаз) никак не мог оказаться в стороне от Египетской экспедиции Наполеона. В Каире он руководил сооружением мастерских для нужд войска, мастерил ветряные мельницы для обеспечения пекарен мукой, а попутно сделал десятки изобретений.

Учитывая повсеместную распространенность цифровых форматов музыки и видео, вряд ли мы ошибемся, предположив, что львиная доля процессорных операций в наше время приходится на выполнение быстрого преобразования Фурье.

Жан-Батист-Жозеф Фурье (1768–1829) был сыном портного и осиротел в восемь лет. Образование сумел получить благодаря монахам-бенедектинцам, под управлением которых находилась военная школа (sic!) в Осере. Фурье блестяще окончил курс, продемонстрировав особую склонность к математике, но поступить ни в артиллерию, ни в инженерные войска, кадры для которых, собственно, и должна была готовить военная школа, он не мог. Жан-Батист не был дворянином…

В результате ему пришлось поступить послушником в аббатство св. Бенедикта на Луаре, которое он покинул в начале революции и устроился профессором математики в ту же военную школу. Вел научную работу. Принимал участие в народном собрании Осера. После создания в 1794 году в Париже Ecole polytechnique, Политехнической школы, преподает там сначала фортификацию, а затем и высший анализ. В 1798 году Фурье участвует в Египетском походе, он был членом и секретарем Института Египта.

Вернувшись в Европу, с 1802 года и до Реставрации занимал пост префекта Изера; как и да Винчи, осушал болота.

Существует апокрифический анекдот, что корабль, на котором Фурье пытался покинуть Египет, был захвачен эскадрой британского адмирала Уильяма Сиднея Смита (Smith, 1764–1840). Ученому грозил расстрел за шпионаж - некомбатант на боевом корабле, да еще с непонятными бумагами… Спасло его то, что Смит (кстати, служа в шведском флоте, сражавшийся 9 июля 1790 года при Выборге с русскими эскадрами Чичагова и Крузе; шведы с трудом сумели бежать) любил математику и был знаком с "Mе,moire sur la rе,solution gе,nе,rale des е,quations algebriques" Фурье, самым подробным на то время трудом по алгебре.

Сэр Смит заполучал научные трактаты очень просто. После разгрома Нельсоном при Абукире французского флота британцы установили господство над Средиземным морем. Институт же Египта, выпуская свои труды, печатавшиеся в Каире, где была развернута типография, отправлял их на судах во Францию. Большая часть книг перехватывалась, но и те, что достигали родных берегов, оказывали огромное влияние на интеллектуальную жизнь Франции. Скажем хотя бы, что основатель египтологии Жан-Франсуа Шампольон (1790–1832) ребенком познакомился с иероглифами именно благодаря "Le Courrier de l’Egypte", который выписывал его брат-археолог. Так что и задолго до появления Сети научная информация циркулировала свободно, хоть и неожиданными путями, определяя развитие человеческой мысли.

Самым важным для истории было то внимание, которое Институт Египта уделял популяризации своих достижений. Упоминавшиеся "Декады…", "Le Courrier de l’Egypte" с ценнейшими трудами по всем отраслям знаний. (Правда, для издания текстов на восточных языках Монжу пришлось ограбить типографию папской Конгрегации пропаганды веры… Это к вопросу о пиратском использовании шрифтов!)

Вывезти из Египта материальные ценности французам не удалось (как всегда, "англичанка гадит" [Флот Наполеона был сожжен в Абукирской бухте, а сам он бросил армию и большинство ученых, бежав на фрегате "Мюирон"]), на родину попал лишь колоссальный объем информации - и текстовой, и графической. Все было превосходно оформлено и издано - уникальное и по качеству и по цене "Описание Египта", "Description de l’Egypte: ou recueil des observations et des recherches, qui ont е,tе, faites en Egypte pendant l’expе,dition de l’armie franзaise" (9 томов текста и 10 томов гравюр), увидевшее свет в 1808–1829 годах, стало основой научной египтологии и послужило многим другим наукам.

И общераспространенное сегодня представление о многообразии культур и цивилизаций, проявляющемся даже в разных математиках, берет начало в деятельности междисциплинарного Института Египта. Работавшем, кстати сказать, в на редкость экстремальных условиях.

Огромную роль в работе Института Египта сыграл барон Доминик-Виван Денон (1747–1825), гравер, рисовальщик, дипломат и писатель. Фаворит маркизы Помпадур, секретарь посольства в Санкт-Петербурге, завоевавший дружбу Екатерины Великой, секретный агент Людовика XVI, остроумный собеседник Вольтера и автор его классического портрета.

Скабрёзные рассказы Денона высоко оценивались Бальзаком, а рисовал он, уйдя с дипломатической службы, преимущественно порнографию. Пришелся ко двору и Робеспьеру, и деятелям Термидора, и Жозефине Богарне. Был по ее рекомендации включен в Египетскую экспедицию.

Во время Битвы при пирамидах чуть не погиб, поскольку смотрел не на перестроения мамелюков, а на старейшее из чудес света. Всю египетскую экспедицию барон Денон рисовал. Прямо в седле. Входил с авангардом, уходил с арьергардом, чтобы больше было времени. Пирамиды. Обелиски. Развалины Фив и храма в Денедре. Только его карандаш сохранил храм Аменхотепа III на Элефантине. А на его зарисовки иероглифов можно полагаться, как на фотографии.

И после конфискации англичанами коллекций, собранных в Египте французами, единственное, что осталось, - это рисунки Денона. Говорили: "что Наполеон завоевал и не удержал мечом, то Денон сохранил карандашом". С 1803 года и до Реставрации был главным директором императорских музеев.