Незападная история науки: Открытия, о которых мы не знали - Джеймс Поскетт

Летом 1891 г. Танакадатэ вернулся в Японию и занял место профессора физики в Токийском университете. А несколько месяцев спустя произошло землетрясение Ноби. Правительство Мэйдзи немедленно назначило Танакадатэ главой Комитета по расследованию землетрясений. Наконец-то молодой ученый получил возможность применить свои научные знания на практике. Идея Танакадатэ заключалась в проведении как геологической, так и геомагнитной съемки территории Японии. Геологическая съемка – выявление линий разломов и зон с различной сейсмической активностью – была относительно простым делом, не слишком отличавшимся от того, чем занимались османские ученые после землетрясения в Константинополе. Но идея геомагнитной съемки была гораздо более новаторской. С начала XIX в. ученым было известно, что магнитное поле Земли неоднородно. Это означает, что направление Северного полюса («истинного севера») и направление стрелки компаса («магнитного севера») не всегда совпадают, а расхождение зависит от места, где находится наблюдатель. Причины такого изменения геомагнитного поля широко обсуждались на протяжении всего XIX в., и большинство ученых пришли к выводу, что это как-то связано с присутствием металлических элементов в земной коре{448}.

Попытки картографировать магнитное поле Земли предпринимались с 1830-х гг. Как правило, это делалось с практической целью – чтобы лучше калибровать навигационное и научное оборудование. Танакадатэ участвовал в одном из первых таких исследований. В 1887 г., незадолго до отъезда в Глазго, он откликнулся на просьбу своего наставника в Токийском университете помочь с составлением карты «общих магнитных характеристик Японии». В течение полугода Танакадатэ сделал сотни измерений, преодолев почти 5000 км – по железной дороге, на пароходах и пешком. На севере он добрался до Корейского полуострова, который недавно перешел под фактический контроль Японии, а на юге до островов Бонин, японской колонии в Тихом океане. В каждой точке измерений он определял направление «истинного севера» и «магнитного севера»: первое – посредством установления точной широты и долготы на основе астрономических наблюдений, второе – с помощью специального компаса, работающего от электромагнита. Далее он рассчитывал разницу между этими двумя значениями, что давало ему «магнитное склонение» конкретного места. Знание угла магнитного склонения позволяло местным ученым, инженерам и штурманам откалибровать оборудование «под Японию»{449}.

Физическое образование Танакадатэ подарило ему уникальный взгляд на феномен землетрясений. В то время как большинство сейсмологов рассматривали землетрясения только через призму геологии, Танакадатэ решил взглянуть на них с точки зрения электромагнетизма. Его гипотеза, которая в конечном счете оказалась верной, состояла в том, что землетрясения могут вызвать локальные возмущения в магнитном поле Земли. Он также предположил, что можно научиться предсказывать землетрясения посредством тщательного отслеживания изменений в геомагнитном поле. Землетрясение 1891 г. предоставило прекрасную возможность проверить эту гипотезу. Поскольку у Танакадатэ имелись данные недавней геомагнитной съемки Японии, ему оставалось лишь провести повторную съемку в районе землетрясения и посмотреть, изменилось ли там геомагнитное поле. Его предположения полностью подтвердились. В заключительном отчете, опубликованном в 1893 г. Токийским университетом, делался однозначный вывод, что землетрясения вызывают «изменения магнитного состояния». Отчет содержал серию карт, на которых сравнивались линии магнитного склонения до и после землетрясения 1891 г. Вокруг города Нагоя, находившегося в эпицентре землетрясения, наблюдалось явное смещение, что, по мнению Танакадатэ, было убедительным доказательством «влияния сейсмических событий на магнитные характеристики страны»{450}.

Рис. 31. Карта возмущений геомагнитного поля в районе землетрясения 1891 г., составленная Айкицу Танакадатэ. Обратите внимание на смещение линии «равных значений магнитного склонения» рядом с городом Нагоя (обведен кружком)

Как и в Российской и Османской империях, XIX в. был в Японии периодом интенсивных реформ. Во многом это было ответом на угрозу со стороны европейского и американского империализма. В 1853 г. американская эскадра перекрыла бухту Эдо и под угрозой применения силы вынудила сёгунат Токугавы открыть страну для торговли с США, а в 1863 г. Британский Королевский флот подверг ожесточенной бомбардировке побережье Сацума в наказание за убийство английского торговца. Желая дать отпор подобной «дипломатии канонерок», японское правительство учредило ряд новых научных и военных институтов, таких как созданная в 1855 г. Военно-морская академия в Нагасаки, где офицеры наряду с военными науками изучали инженерное дело и физику. А вскоре в составе военного флота Японии появились первые пароходы. После реставрации Мэйдзи в 1868 г. государство значительно увеличило инвестиции в развитие современной науки и технологий. Во всем этом присутствовал выраженный элемент национализма (то же самое происходило и в странах, которые мы рассмотрели ранее). «Единственный способ сохранить силу нации и гарантировать благополучие нашего народа на вечные времена – это полагаться на плоды науки», – заявил премьер-министр Японии в 1886 г. В Стране восходящего солнца, как и в других странах, мировосприятие государственных деятелей и ученых того времени во многом определяла идея межнациональной борьбы за существование{451}.

С реставрацией Мэйдзи в Японии начался период стремительной индустриализации, которая активно поддерживалась государством. «Сегодня наша неотложная задача – развивать промышленную прикладную науку и готовить ученых для наших промышленных отраслей, чтобы способствовать развитию промышленности и закладывать фундамент нашего благосостояния», – заявило министерство образования в 1885 г. Многие японские ученые содействовали воплощению в жизнь этого представления об индустриализации. Айкицу Танакадатэ был консультантом по производству магнитов, а также по внедрению аэростатов на японском военно-морском флоте. Показательно и то, что в период с 1888 по 1920 г. Токийский университет выпускал в основном физиков и инженеров. Танакадатэ считал физические науки крайне важными для национальной мощи; по его собственным словам, он решил «овладеть физикой, которая есть основа всех наук, чтобы помочь нашей стране в полной мере восполнить свои пробелы»{452}.

Значимую роль в развитии японской промышленности сыграла и химия. В начале XIX в. на японский язык были переведены некоторые европейские научные работы по химии. В 1837 г. врач Ёан Удагава из Эдо опубликовал книгу «Введение в химию», которая была основана на работах известного французского химика Антуана Лавуазье. Книга Удагавы знакомила японских читателей не только с современной химической терминологией, но и с более практической стороной современной химии – например, объясняла, как сделать электрическую батарею. Этот первоначальный интерес к промышленной химии резко возрос после реставрации Мэйдзи. В Токийском университете была создана специальная химическая лаборатория, задачей которой была «подготовка студентов для улучшения отраслей, процветающих в Японии». Такой взгляд на химию как на практическую науку разделяли многие японские ученые. Тоёкити Такамацу, профессор прикладной химии Токийского университета, назвал главным предметом своих исследований «производство полезных товаров из [природного] сырья»{453}.

Самым успешным промышленным химиком в Японии эпохи Мэйдзи был, безусловно, Дзёкити Такаминэ. Такаминэ родился в 1854 г. и, подобно многим другим японским ученым того времени, был сыном самурая. После реставрации Мэйдзи он также решил избрать другой жизненный путь и занялся изучением химии в Императорском инженерном колледже. После его окончания Такаминэ был отправлен продолжать образование за границу и с 1880 по 1882 г. учился в колледже Андерсона (ныне Стратклайдский университет) в Глазго. Так началась его долгая и успешная карьера промышленного химика, которая принесла ему внушительное состояние. Вернувшись в Японию в 1883 г., он несколько лет проработал в министерстве сельского хозяйства и торговли, помогая в модернизации традиционных японских производств, таких как приготовление сакэ{454}.

Следует отметить, что именно во время работы над усовершенствованием технологии производства сакэ Такаминэ сделал важное открытие. Традиционно для ферментации сакэ, японской разновидности рисового вина, использовался особый плесневый грибок кодзи. При помощи метода, которому он научился в Глазго, Такаминэ сумел экстрагировать химическое вещество, вырабатываемое этим грибком. Эксперименты с этим веществом показали, что ему можно найти полезное применение и в других областях. Во-первых, оказалось, что замена солода экстрактом кодзи при изготовлении виски позволяет сократить период брожения с шести месяцев до нескольких дней. Во-вторых, дальнейшие исследования показали, что этот химический экстракт – эффективное лекарство от несварения желудка, и Такаминэ вывел его на рынок под торговым названием «Така-диастаза».