История создания высокоскоростной съемки

Введение

Социально-исторический контекстДля подробного рассмотрения создания метода высокоскоростной съёмки историческим периодом выбран XIX век, в ходе которого произошло две научные революции. Каждая из них имела свой социально-исторический контекст, а значит, и свой запрос на изобретение рассматриваемого метода.В конце XVIII – начале XIX века происходит вторая научная и промышленная революция. Она знаменует собой переход от классической науки и механистического изучения природы к дисциплинарной науке [9]. В этот период происходят радикальные изменения в социально-экономических отношениях в европейских странах и США. Постепенно страны переходят от монархического строя к демократическому. В экономике происходит постепенный отказ от мануфактурной системы. Из-за этих преобразований потребовалось появление новой технической базы, соответствующей запросам растущего спроса и потребления. Всё это стало поводом к промышленной революции (переходу от ручного труда к машинному, от мануфактуры – к фабрике) [8]. В это время было изобретено множество новых механизмов: ткацкие машины, металлообрабатывающие станки, паровой двигатель, доменные печи. Вторая научная революция создала условия для широкой индустриализации различных стран мира, и причиной её стало сложное взаимодействие социальных и когнитивных факторов. В обществе начала XIX столетия отмечался рост тенденций к индивидуализму, цинизму, прагматизму человека и принятию идей позитивизма. Всё это было связано с самоутверждением человека и быстрым процессом секуляризации общества. Научное знание постепенно превращалось в «товар» и начинало становиться безличным продуктом духовного производства. На примере того, как патентовали метод фотографической фиксации изображений видно, что изобретение планировали использовать и в коммерческих, и даже в политических целях (французский патент не действовал на территории Англии). Научное знание, таким образом, превращается в сложный социальный конструкт – становится важным изобрести то, что будет наиболее полезным обществу. Изобретения же стали отражать не только специфику природных явлений и процессов, но и сложные отношения внутри самого научного сообщества. Впервые в истории науки возникла конкуренция исследовательских программ: с появлением новой экспериментальной техники появилась необходимость в постоянном обновлении опытных данных. Наука того времени стала массовой профессией, а научные исследования были индустриализованы в противовес приватным домашним лабораториям XVIII века, работавшим на энтузиазме учёных. Теперь на научные исследования появился социальный заказ, и на них стали выделяться средства. Индустриализация науки размыла жёсткие критерии истинности и ввела учёного в процесс исследования, установив влияние личности исследователя на результаты эксперимента. В науке появился запрос на объективность получаемых результатов и на ускорение исследований, и фотографический метод именно поэтому всего за 50 лет эволюционировал до метода высокоскоростной съёмки. Всё перечисленное, безусловно, привело к расширению направлений исследования.Что касается третьей научной революции, в которой в рамках данного исследования нас интересует период середины-конца XIX века, то в её рамках окончательно произошла смена механистической картины мира на релятивистскую (об этом будет сказано далее). Общество того времени продолжало получать от науки всё больше и больше полезных изобретений, которые стали неотъемлемой частью человеческого быта. В то время существенно увеличилась производительность труда за счёт механизации производства, а это значит, что выпуск изобретений стало возможным поставить на поток. Запрос общества на научные открытия и новейшие на то время изобретения стал колоссальным. Благодаря развитию и институализации науки на порядок улучшились условия жизни людей в сфере коммуникаций, санитарии, транспорта, получила своё развитие медицина, а фотография быстро стала неотъемлемой частью жизни каждого человека. Поскольку сразу большое количество технологических процессов и изобретений развивалось и внедрялось в то время, то, чтобы их совершенствовать (а на это был очевидный запрос как общества, так и тех, кто продавал изобретения в коммерческих целях), нужна была теория того, как они работают. Теории появились, и теперь нужно было их экспериментальное подтверждение и фиксация результатов экспериментов. Здесь метод высокоскоростной съёмки как раз и стал одним из ведущих методов исследования в различных областях научного знания.1.2. Научно-историческая ситуацияМеханистическая картина мира XVIII века держалась на предсказательной силе теории: благодаря знанию трёх законов механики, сформулированных Ньютоном, человек сумел начать выстраивать такие теории объяснения мира, которые бы одновременно объясняли мир и предсказывали возможности его функционирования.Ближе к XIX столетию стало очевидно, что ньютоновские механические законы – не единственные, и только ими устройство мира не объясняется. В начале XIX века физики делают ряд важнейших открытий в областях оптики, магнетизма, электричества. Огромное внимание уделяется работе в естественных науках экспериментального характера. Впервые в 1808 Джон Дальтон приходит к выводу, что разные атомы имеют разную массу, а молекулы состоят из атомов. В Европе вводится единая метрическая система мер, что позволяет научному сообществу прийти к соглашению в измерениях, сделать их универсальными. В 1800 году происходит открытие инфракрасного излучения, а в 1802 году опыты Юнга подтверждают, что свет – это волна. Проводятся в большом количестве опыты по электромагнетизму, предпринимаются попытки связать гравитацию с электромагнитными явлениями. Механистическая картина мира, таким образом, оказывается несостоятельной, и учёным требуется искать новые основы объяснения мира.К середине XIX века изучение учёными микромира привело к переосмыслению таких важных понятий, как траектория, одновременность события, абсолютный характер пространства и времени, причинность и непрерывность. Например, Ньютон понимал траекторию как линию, вдоль которой происходит движение. В рамках неклассической науки мы больше не можем пользоваться этим механистическим понятием, но можем сказать, что положение той или иной вещи или частицы в пространстве может быть указано с той или иной долей вероятности. Когда нет концепта абсолютного пространства и времени, утверждать что-то о положении того или иного тела или частицы однозначно мы не можем.Знания человека о мире в рамках третьей научной революции стали относительными и полностью зависели от системы отсчёта, в которой тот или иной предмет или явления изучались. Если классическая рациональность нацеливалась на познание объективных законов и стремилась полностью устранить познающего субъекта из научной картины мира, то возникнувшая тогда неклассическая научная рациональность явно продемонстрировала, что исследователь неотрывен от объекта, а знание о мире зависит от методов и средств, которые применяются учёным. Важным выводом стал следующий: объективная картина мира определяется не только тем, как действует сам мир, но и характеристиками субъекта познания. Субъекта из процесса познания исключить никак нельзя, в противном случае дорога к истине окажется перекрытой. Мало рассуждать о том, как ведёт себя атом «сам по себе»; важно то, что его «поведение» зависит от тех приборов, которыми он рассматривается. Средствами наблюдения напрямую объясняется и функционирование, и даже возникновение природных явлений. Знание перестало быть односторонним [14]. Новые пути объяснения мира стали лишь приветствоваться, а не отвергаться за ненадобностью, как раньше. Неклассическая рациональность добавила миру существенное количество загадок. Даже атом – считавшаяся элементарной частица, стал обладать собственной структурой. Если говорить именно по теме данного исследования, то скорость съёмки напрямую зависит от исследователя, который её применяет, а от скорости съёмки уже зависят результаты этого исследования. Очевидно, что обычная фотография не даст таких результатов, которые даёт высокоскоростная. Описание изучаемого объекта, таким образом, становится напрямую зависящим от условий познания.Главным мировоззренческим открытием XIX века становится теория относительности А. Эйнштейна. Она утвердила, что пространство и время не абсолютны, а значит, не абсолютна механика, оперирующая этими категориями. Пространство и время, согласно новой теории, стали органически связаны и с материей, и между собой. Основным индикатором идей в науке становится математизация. Более того, о некоторых свойствах объектов стало невозможно говорить без учёта средств их выявления. Именно поэтому невероятный интерес стали вызывать методы, позволявшие увидеть то, что невидимо человеческому глазу, в частности – метод высокоскоростной съёмки.Исходя из всего выше сказанного, можно сделать вывод, что противоречие между социально-историческим контекстом и научно-исторической ситуацией заключается в том, что в обществе в связи с необходимостью индустриализации сформировался запрос на появление и новой технической базы, и новых открытий, которые бы доказывали, что мир шире, чем его объясняла механика. Для того же, чтобы такую базу создать и делать новые открытия, должно было полностью измениться мировоззрение, а точнее – тип рациональности, с классического на неклассический. Именно это и произошло в ходе второй и третьей научных революций. Таким образом, мировоззрение учёных в течение XIX века дважды кардинально изменялось. Вторая научная революция позволила учёным перейти от изучения предметов и явлений к изучению процессов, а третья - дала начало изучению процессов в микромире. Важно заметить, что это обусловило необходимость возникновения сначала фоторегистрации, а затем – и высокоскоростной фоторегистрации как важного научного метода.1.3. Выбор аспекта бытияВ рамках данного реферативного исследования будет рассмотрено создание метода высокоскоростной съёмки, которое датируется концом XIX века. Для его рассмотрения выбран аспект бытия науки как методологии. С одной стороны, рассматривается новейшая для того времени теоретическая база, отошедшая от исключительно механистического объяснения мира. С другой же стороны, рассматриваются новейшие научные методы, в частности – метод высокоскоростной съёмки, который стал незаменимым для изучения тех процессов, которые невидимы человеческому глазу. Здесь рассматриваются также способы, какими был создан этот метод - последовательно от появления метода фотографической фиксации изображений и до открытия способов высокоскоростной регистрации. Метод высокоскоростной съёмки продолжает развиваться и в наше время (то есть, он «пережил» и две последующие научные революции), но автора данного исследования интересует именно его зарождение. На примере изобретения метода высокоскоростной съёмки видно, насколько несостоятельным оказывается уже к середине XIX века механистическое объяснение мира, и каким образом учёные берутся устранить противоречия и сложности, с ним связанные.Для проведения данного исследования автором был выбран метод исторической реконструкции. В данном исследовании рассматривается и научно-исторический контекст создания высокоскоростной съёмки, и те аспекты жизни людей, которые породили необходимость в данном изобретении. Можно также отметить обращение автора к хронологическому методу: в работе рассматривается не высокоскоростная съёмка сама по себе, а её появление и взаимосвязь с изобретением фотографии. Автору важно проследить логику данного изобретения и выяснить, насколько важным для человечества оно стало.Проблемой данного реферативного исследования является необходимость изобретения метода высокоскоростной съёмки в целях развития научного познания середины-конца XIX века. Объектом исследования является наука середины-конца XIX века, предметом – метод высокоскоростной съёмки, возникший в результате второй и в ходе третьей научной революции и популярности сциентистского направления в философии науки. Автор данного исследования связывает появление метода высокоскоростной съёмки с идеями махизма, в частности – с принципом «экономии мышления». Научное познание, с точки зрения Маха, должно было стать как можно более эффективным при минимальных средствах и способах его реализации. Это позволило бы науке развиваться быстрее, а учёным – быстрее и проще узнавать то, что прежде было не доступно, ставя перед собой каждый раз всё более сложные новые задачи.По данной теме существует большое количество философско-научной литературы, то есть она является достаточно изученной и разработанной. Тем не менее, автор исследования добавляет собственные рассуждения о методе высокоскоростной съёмки именно с философской точки зрения. Основной целью данного исследования, таким образом, является представить метод высокоскоростной съёмки как необходимый для науки XIX века с опорой на мировоззренческую парадигму, принятую в то время.Для достижения данной цели автор исследования последовательно решает следующие задачи:1. Рассмотреть историю появления фотографии и постепенного сокращения времени экспозиции;2. Выявить основные особенности метода высокоскоростного фотографирования;3. Выяснить научно-технические основания создания метода высокоскоростной съёмки;4. Определить философско-научный смысл изобретения метода высокоскоростной съёмки.Исследование состоит их трёх глав, введения, заключения, списка используемых источников и приложений, содержащих глоссарий по теме исследования и фотографические изображения.

Список используемых источников

1. Бажак К. История фотографии. Возникновение изображения/ Пер. А. Кавтаскина. – М.: АСТ, 2003. – 159 с.2. Бельская, Е.Ю. История и философия науки (философия науки): Учебное пособие / Е.Ю. Бельская, Н.П. Волкова. - М.: МАИ, 2014. - 224 c.3. Бессонов, Б.Н. История и философия науки: Учебное пособие для магистров / Б.Н. Бессонов. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 394 c.4. Борзенков, В.Г. История и философия науки. В 4-х т. Т. 1. История и философия науки. В 4-х книгах. Книга I: Общие вопросы: Учебное пособие / В.Г. Борзенков. - М.: МГУ, 2012. - 264 c.5. Вечканов, В.Э. История и философия науки: Учебное пособие / В.Э. Вечканов. - М.: ИЦ РИОР, НИЦ Инфра-М, 2013. - 256 c.6. Высокоскоростная фотография и фотоника в исследовании быстропротекающих процессов : Учеб. пособие / А. Н. Андреев, А. С. Дубовик, В. П. Дегтярева [[и др.]. - Москва : Логос, 2002. – 457 с.7. Георгий Львович Шнирман – создатель быстродействующей аппаратуры для регистрации параметров взрыва при испытаниях советского ядерного оружия//Горение и взрыв, Том 10, №4, 2017 – с.108-1128. Гирусов, Э.В. Актуальные проблемы философии науки / Э.В. Гирусов. - М.: Книга по Требованию, 2016. - 344 c.9. Гришунин, С.И. Философия науки. Основные концепции и проблемы / С.И. Гришунин. - М.: КД Либроком, 2009. - 224 c.10. Гусева, Е.А. Философия и история науки: Учебник / Е.А. Гусева, В.Е. Леонов. - М.: НИЦ Инфра-М, 2013. - 128 c.11. Левашов В.Г. Лекции по истории фотографии/ В.Г. Левашов. – Н. Новгород: Нижегородский филиал ГЦСИ, 2007. – 531 с.12. Левашов В.Г. Фотовек: Краткая история фотографии за 100 лет/ В.Г. Левашов. – Нижний Новгород: Кариатида, 2002. – 126 с.13. Мах, Э. Познание и заблуждение. Очерки по психологии исследования: Познание и заблуждение. Очерки по психологии исследования - Мах Э. - 2003 (djvu.online)14. Петров В.Н., Лепов В.В. Высокоскоростная фотография: история создания и применение// Наука и техника в Якутии № 1 (32) 2017 – с.63-7015. Столяров В.И. История и философия науки: учебник для аспирантов вузов физической культуры / В.И. Столяров, Н.Ю. Мельникова – Москва: Спорт, 2021 – 464 с.16. Франк, Ф. Философия науки: Связь между наукой и философией. Пер. с англ. / Ф. Франк. - М.: Издательство ЛКИ, 2010. - 512 c.17. Шнирман Г.Л. Лабораторные наблюдения. Глава 2. Высокоскоростная фоторегистрация: Шнирман Г. Л. Аппаратурные наблюдения. – 2003 – Электронная библиотека «История Росатома» (biblioatom.ru)