Академия дель Чименто: Ранняя научная лаборатория во Флоренции

Введение

Академия наук
Академия дель Цимменто (Академия экспериментов), одно из первых научных обществ, была основана во Флоренции в 1657 году учениками Галилея, Джованни Альфонсо Борелли и Винченцо Вивиани и прекратила своё существование примерно через десять лет. Финансирование Академии осуществлялось принцем Леопольдом и великим герцогом Фердинандо II де Медичи. В основе деятельности общества лежали следующие принципы:
Экспериментирование (во всём, для этого раннего периода науки)
Отказ от спекуляций
Создание лабораторных приборов
Стандартизация измерений
Девиз – Provando e riprovando = Доказывать и передоказывать (или Пробовать и пробовать снова)
Публикация ’Saggi di naturali esperienze fatte nell'Accademia del Cimento sotto la protezione del Serenissimo Principe Leopoldo di Toscana e descritte dal segretario di essa Accademia впервые вышла в свет в 1666 году, а позднее была переведена на латынь в 1731 году. В XVIII веке она стала стандартным лабораторным руководством.

Обзор

Cimento опубликовал руководство по экспериментам, которое положило начало процессу стандартизации процессов, приборов и измерений по всей Европе. Их девиз «Provando e riprovando» означает «доказывать и опровергать», то есть предоставлять доказательства истинных фактов и опровергать ложные, хотя буквальный перевод можно понимать как «пытаться и пытаться снова». В отличие от многих других научных обществ, образованных в семнадцатом веке, таких как Accademia dei Lincei (основана в 1603 году), Лондонское королевское общество (основано в 1660 году) и Королевская академия наук (основана в 1666 году), Accademia del Cimento никогда не устанавливала правила, чтобы стать формальной организацией. Не существовало формальных правил для вступления в общество, не был установлен календарь заседаний, и общество никогда не создавало организационную структуру. Вместо этого общество оставалось сплоченной группой виртуозов под руководством своих покровителей, принца Леопольда Тосканского и Фердинандо II де Медичи, Великого герцога Тосканы, обоих сыновей Козимо II де Медичи. За время своего существования общество опубликовало только один манускрипт – «Saggi di naturali esperienze fatte nell'Academia del Cimento sotto la protezione del Serenissimo Principe Leopoldo di Toscana e descritte dal segretario di essa Accademia», и все работы в манускрипте были опубликованы анонимно. Это означает, что сохранилось очень мало фактических записей о деятельности общества. Нехватка исторических источников усугубилась тем, что, хотя шестнадцать томов сочинений Accademia del Cimento были скопированы в начале восемнадцатого века Джованни Тарджони Тоццетти, помощником библиотекаря библиотеки Мальябекчи, оригинальные манускрипты были утеряны. История общества может быть восстановлена лишь по письмам и дневникам людей, связанных с его деятельностью. Национальная библиотека Флоренции недавно оцифровала все эти документы, и они доступны в сети Интернет.

Члены

Принц Леопольд Тосканский – многими считается основателем Академии, принц Леопольд был известен своим интересом к астрономии. Когда он был возведен в сан кардинала в 1667 году и переехал в Рим, Академия дель Чименто прекратила свое существование. Фердинанд II де Медичи, великий герцог Тосканы – Фердинанд был влиятельным покровителем Галилея и сторонником ученых мужей. Фердинанд был известен в обществе своим интересом к экспериментам, касающимся того, что мы сейчас называем физикой. Джованни Альфонсо Борелли – Занимал кафедру математики в университете Пизы во времена Accademia del Cimento. Борелли – наиболее известный из членов, но также известен своей нетерпимостью к критике и вспыльчивым характером. Существует предположение, что его сварливый нрав послужил причиной окончательного роспуска Академии Леопольдом. Борелли также был единственным членом, решительно возражавшим против объединения своих работ с работами других членов Академии и широко публиковавшим труды под своим именем. Кандидо и Паоло дель Буоно – О Кандидо известно немного, но Паоло был лично приглашен принцем Леопольдом стать членом общества. Он был современным учеником Галилея и Вивиани. Находился на службе при польском дворе на протяжении большей части существования общества. Алессандро Марсили – Высоко ценился Галилеем, который в 1640 году написал письмо принцу Леопольду с его похвалой. Эта похвала, по-видимому, обеспечила ему место председателя философии в Пизе и членство в обществе. Другие члены не любили его, поскольку он был "прогнившим и затхлым перипатетиком", как выразился Борелли в письме Паоло дель Буоно в 1657 году. Историк У. Э. Ноулз Миддлтон предполагает, что Марсили был добавлен в группу, чтобы играть роль простоватого человека, используемого Галилеем в его работе "Диалог о двух главных мировых системах". Франческо Реди – Хотя в письмах Реди другим говорится о его членстве в Accademia del Cimento, нет подтверждающих свидетельств со стороны других членов. Карло Ринальдини – Первый, кто читал лекции по трудам Галилея в качестве председателя философии в Падуе. Предложил эксперимент по диффузии тепла, что дает ему право считаться первооткрывателем конвекции в воздухе. Николас Стено – Пионер в области анатомии, палеонтологии, геологии, стратиграфии и кристаллографии, он сделал наблюдения и открытия, которые признаются и сегодня. Выросший в лютеранской вере, он обратился в католицизм и впоследствии стал епископом. Антонио Улива – Развратник, совершенно недисциплинированный, и нет никаких записей о его вкладе в эксперименты общества. Был арестован за скандальное поведение в Риме в 1667 году и выбросился из окна, скончавшись. Винченцо Вивиани – Знаменитый ученый и ученик Галилея. Ему предлагали должности Людовик XIV, король Франции, и Ян II Казимир Польский. Он принял должность придворного математика, предложенную герцогом Фердинандом. Вивиани имел репутацию человека, медленно выполняющего свою работу. Борелли и Вивиани считались самыми блестящими членами общества, но они не могли найти общий язык. Секретарь (1657–1660) – Алессандро Сегни – Не внес определяемого вклада в Академию, но в качестве суперинтенданта секретариата принца-кардинала стал владельцем документов Академии. Его наследники несут ответственность за потерю оригиналов. Секретарь (1660–1667) Лоренцо Магалотти – Главный автор единственной публикации Академии – "Сагги". Известен своим скрупулезным вниманием к деталям и растущим безразличием к работе Академии, что способствовало пятилетнему процессу публикации труда.

Prince Leopold of Tuscany – considered by many to be the founder of the Academy, Prince Leopold was known for his interest in astronomy. When he was made a Cardinal in 1667 and moved to Rome the Accademia del Cimento ceased to exist. Ferdinando II de' Medici, Grand Duke of Tuscany – Ferdinando was an influential patron of Galileo and supporter of learned men. Ferdinando was known within the society for his interest in experiments concerned with what we now call physics. Giovanni Alfonso Borelli – Chair of Mathematics at the University of Pisa during the time of the Accademia del Cimento. Borelli is the best known of the members but also known for his intolerance of criticism and quarrelsome disposition. There is speculation his peevish nature caused Leopold’s final dissolution of the Academy. Borelli was also the only member who strenuously objected to merging his work with others of the Academy, and extensively published works under his own name. Candido and Paolo del Buono – Not much is known of Candido but Paolo was personally invited by Prince Leopold to become a member of the society. He was a contemporary student of Galileo with Viviani. Was in service to the Polish court during much of the existence of the society. Alessandro Marsili – Highly thought of by Galileo who wrote a letter to Prince Leopold in 1640 praising him. This praise seemed to have secured his position as the chair of philosophy at Pisa and membership in the society. He was not liked by the other members because he was a “rotten and mouldy peripatetic” according to Borelli in a letter to Paolo del Buono in 1657. The historian W. E. Knowles Middelton suggests that Marsili was added to the group to act as the simpleton used by Galileo in his work Dialogue Concerning the Two Chief World Systems. Francesco Redi – Although letters from Redi to others which state Redi was a member of the Accademia del Cimento there are no corroborating evidence from other members. Carlo Rinaldini – First to lecture on works of Galileo as the chair of Philosophy at Padua. Proposed an experiment on the diffusion of heat which gives him claim to be the discoverer of the convection in air. Nicolas Steno – A pioneer in anatomy, paleontology, geology and stratigraphy, and crystallography, he made observations and discoveries still recognized today. Brought up as a Lutheran, he converted to Catholicism and later became a bishop. Antonio Uliva – Libertine who was totally undisciplined and no records exist of any input into the experiments of the society exist. Was arrested for scandalous conduct in Rome in 1667 and threw himself out a window and died. Vincenzo Viviani – Famous scholar, and student of Galileo. He was offered positions by Louis XIV, King of France, and John II Casimir of Poland. He took the position of court mathematician offered by Duke Fedinando. Viviani had a reputation for being slow on completing his work. Borelli and Viviani were considered to be the most brilliant of the members of the society, but they could not get along. Secretary (1657–1660) – Alessandro Segni – Made no ascertainable contribution to the Academy but as Prince Cardinal’s Superintendent of his secretariat, became the owner of the Academy’s papers. His heirs are responsible for the loss of the originals. Secretary (1660–1667) Lorenzo Magalotti – Main author of the only publication of the Academy, the Saggi. Known for his meticulous attention to detail and his growing disinterest in the work of the Academy, both of which contributed to the 5 year process it took to publish the work.

Основание

Поскольку деятельность Академии не была формализована, точной даты основания "Цименто" установить невозможно. Предполагается, что "Цименто" представляло собой формальную организацию встреч, проводимых принцем Леопольдом в его кабинете, и что общество фактически не существовало вне присутствия Леопольда. Миддлтон согласен с тем, что основной упор делался на то, что Леопольд и Фердинанд хотели изучать, но утверждает, что общество проводило эксперименты, исходя из личных интересов каждого участника. Тем не менее, оба автора согласны с Институтом и музеем истории науки во Флоренции, который указывает 1657 год как дату основания.

Публикация

Основная публикация Cimento – «Опыты о естественных явлениях, проведенные в Академии Cimento под покровительством великого князя Леопольда Тосканского и описанные секретарем этой Академии», обычно именуемые Saggi. Этот документ был назван лабораторным руководством XVIII века. Руководство было опубликовано анонимно и потребовало более шести лет для написания. Большинство экспериментов, описанных в Saggi, были завершены в течение первых двух лет работы Cimento, а остальное время было посвящено редактуре. Эти редактуры были вызваны перфекционизмом Магалотти, его растущим отсутствием интереса к самим экспериментам, что усугублялось тем фактом, что книга писалась комитетом. Недавние исследования показывают негативное влияние культуры покровительства и стремления принца Леопольда быть известным как покровитель «новой науки» на публикацию этого документа. Другие исследования демонстрируют влияние суда над Галилеем на принца Леопольдо. Он писал Магалотти, сообщая, что рукопись должна быть отправлена кардиналу Рануччи и что «ничто не будет напечатано против его воли». Леопольдо даже отправлял части руководства папе на утверждение. Боскьеро утверждает, что исключение всех астрономических экспериментов и отказ от выдвижения теорий о причинах явлений в природе, ограничиваясь лишь фиксацией наблюдаемых фактов, были обусловлены опасениями Леопольда оскорбить церковь. Первая часть Saggi посвящена высокоточным инструментам, которые Cimento использовала для проведения своих экспериментов. Измерение физических явлений было новой областью, и в этом разделе руководства излагалось, какие и как физические свойства следует измерять в различных дисциплинах, включая тепло (термометр), влажность (гигрометр), время (маятник) и т.д. Первый набор экспериментов посвящен определению атмосферного давления с помощью ртутных барометров. Второй набор рассматривает работы Роберта Бойля, посвященные изменению атмосферного давления и вакууму. Третий набор посвящен искусственному охлаждению, а четвертый – естественному охлаждению. В пятом наборе рассматривается влияние тепла и холода на различные объекты. Шестой набор исследует сжимаемость воды, а седьмой опровергает аристотелевскую идею о естественном состоянии огня, доказав, что дым не поднимается в вакууме. Восьмой набор посвящен магнетизму, а девятый – янтарю. Десятый набор исследует цвет, а одиннадцатый – скорость звука. Двенадцатый набор демонстрирует законы падения тел, обсуждавшиеся Галилеем, но не подтвержденные им экспериментально. Saggi изобилует изображениями лабораторных приборов и инструкциями по их использованию. Современный перевод руководства представлен в книге Миддлтона «Экспериментаторы: исследование Академии Cimento».

The main publication of the Cimento is the Saggi di naturali esperienze fatte nell'Academia del Cimento sotto la protezione del Serenissimo Principe Leopoldo di Toscan e descrittedal segretario di essa Accademia usually referred to as the Saggi. This document has been called the laboratory manual of the eighteenth century. The manual was published anonymously and took over 6 years to write. Most of the experiments discussed in the Saggi were completed within the first two years of the Cimento and the rest of the time the book went through revisions. These revisions were caused by Magalotti’s perfectionism, his growing uninterestedness with the experiments themselves, further compounded by the fact the book was being written by a committee. Recent studies show the adverse impact of the patronage culture and Prince Leopold's desire to be known as a patron of the "new science" on the publication of the document. Other studies show the influence the trial of Galileo had on Prince Leopoldo. He wrote Magalotti and informed him that the manuscript be sent to Cardinal Ranucci and that "nothing will be printed against his wishes." Leopoldo even sent parts of the manual to the Pope for approval. Boschiero argues that leaving out all astronomical experiments and not advancing theories of why things happened in nature, just recording what happened when nature is observed was driven by Leopoldo's concern with offending the church. The first part of the Saggi discussed the highly accurate instruments the Cimento used to perform their experiments. Measurement of physical phenomenon was a new area and this section of the manual laid out what and how physical properties were to be measured for a variety of disciplines, to include heat (thermometer), humidity (hygrometer), time (pendulum) etc. The first set of experiments relates to determining air pressure with mercury barometers. The second set reviewed work done by Robert Boyle on variant air pressure and vacuums. The third set discussed artificial cooling and the fourth set discussed natural cooling. The fifth set looked at the effect of heat and cold on various objects. The sixth set investigated the compressibility of water while the seventh series put a nail in Aristotle’s idea of the natural state of fire by proving that smoke does not rise in a vacuum. The eighth set discussed magnetism and the ninth discussed amber. The tenth set looked at color while the eleventh investigated the speed of sound. The twelfth set demonstrated falling body laws Galileo discussed but did not perform experiments to prove. The Saggi is replete with pictures of laboratory instruments and how to instructions on the use of the instruments. A modern translation of the manual is provided in Middelton’s book, The Experimenters: A Study of the Accademia del Cimento

Уход из жизни Accademia del Cimento

"Цименто" так и не превратилось в институт. Оно всегда зависело от правил и распоряжений своих покровителей, Леопольда и Фернандо. Хотя утверждалось, что Папа поставил роспуск "Цименто" условием возведения Леопольда в кардиналы, это не было подтверждено. Скорее, кажется, что основные члены общества проводили эксперименты, которые им были наиболее интересны, используя лучшие инструменты, предоставленные покровителями, а затем все занялись другими делами. Борелли, в частности, устал делить свои заслуги с другими и разочаровался в совместной работе, которая не позволяла получить индивидуальное признание. "Цименто" не распалось, а просто постепенно угасло.

Эксперименты

Академия дель Чименто существовала в период европейской истории, когда, возможно, были заложены основы современной науки – период, иногда называемый Научной революцией. Использование античных авторитетов и божественного откровения как окончательного источника знаний уступило место убеждению, что познание природы возможно лишь посредством детальных наблюдений или искусственных экспериментов. Если судить только по «Сагги», то кажется, что эта новая экспериментальная наука лежала в основе всей деятельности Академии. «Сагги» воплощали новый подход к науке, сосредотачиваясь непосредственно на экспериментах, с минимальным или полным отсутствием анализа и объяснений полученных результатов. Однако недавние исследования ставят под сомнение, насколько полно члены общества приняли этот новый метод познания и установления истины. Интеллектуальная элита раннего Нового времени действовала в обществе, остро чувствительном к вопросам престижа. На вершине интеллектуальной иерархии находились философы – люди, использовавшие свои способности к мышлению и рассуждению для понимания устройства мира. Престижные университетские кафедры были отведены философии и теологии, а не математике. Утопический мир, описанный Фрэнсисом Бэконом в его книге «Новая Атлантида», представлял поиск естественных философов как определение «знания причин и тайных движений вещей, а также расширение границ человеческой власти для осуществления всего возможного». Он описывал общество, управляемое девятью уровнями создателей знаний, а во главе организации стояли «Толкователи Природы», которые возводили «экспериментальные открытия в более общие наблюдения, аксиомы и афоризмы».

Итальянское общество XVII века было организовано вокруг культуры покровительства. В книге «Галилей, придворный» Марио Биажоли утверждает, что многие действия Галилея, самого известного итальянского ученого того времени, определялись системой патронажа. Эта система также влияла на деятельность и результаты работы Академии дель Чименто. Семья Медичи давно поддерживала искусство и культуру во Флоренции и хотела использовать Академию для демонстрации своей власти и престижа по всей Европе. Члены Академии это понимали и надеялись, что публикация «Сагги» «вернет заслуженные аплодисменты таланту и усердию этих господ [академиков], и прежде всего – великодушию Вашего Высочества». Этот престиж мог быть достигнут лишь в том случае, если Академия воспринималась как передовой центр «новой» науки, что подразумевало акцент на экспериментах, а не на выяснении причин. Джорджио Страно утверждает, что члены Академии, особенно ученики Галилея, продолжали использовать дедуктивный подход, опираясь на античные тексты при выборе и проведении экспериментов. В ходе дискуссии об открытии колец Сатурна Галилеем они разработали эксперимент, призванный подтвердить открытие Галилея теорией Кристиана Гюйгенса. Этот эксперимент так и не был опубликован, а из опубликованных работ были исключены все упоминания о том, что членов Академии мотивировало стремление понять причины природных явлений. Желание покровителей завоевать авторитет в обществе затмило стремление членов Академии быть признанными философами естественной истории. Таким образом, система патронажа, в которой работала Академия, создала миф о том, что она занималась исключительно экспериментами, хотя реальность представляла собой иную картину. Лишь когда Академия решила опубликовать свои работы для европейских коллег, она начала описывать атеоретическую экспериментальную практику.

Первые годы современной медицины

Экспериментальные процедуры, разработанные одним из членов Cimento, размывали границы между врачебной, математической и медико-анатомической дисциплинами и могут служить отправной точкой для изучения современных экспериментальных методов, таких как параллельные исследования. Франческо Реди постоянно не соглашался с Афанасием Кирхером в вопросе правильного проведения экспериментов. В одном случае Кирхер оставил мясо на открытом воздухе. Через несколько дней появились личинки, и Кирхер заключил, что они возникли самопроизвольно. Реди провел параллельные исследования, взяв мясо от одного и того же животного и оставив часть открытой для доступа воздуха, часть – открытой, но защищенной от мух, и часть – под стеклянным колпаком. Личинки появлялись только на мясе, доступном мухам. В другом эксперименте, касающемся эффективности змеиных камней, Кирхер использовал письма от других иезуитов, сообщавших, что змеиные камни способны нейтрализовать яд. Кирхер отравил собаку, приложил змеиный камень к ране, и собака выздоровела. Таким образом, по мнению Кирхера, змеиные камни действовали. Реди же, напротив, провел множество исследований с использованием разных животных и различных ядов и обнаружил, что змеиный камень не всегда эффективен. Историк Мели полагает, что дальнейшее изучение распространения подобных экспериментов может показать, что Cimento и его члены были пионерами в разработке протоколов медицинских экспериментов.

Республика Писем

С пятнадцатого века до эпохи Просвещения европейские интеллектуалы сформировали сеть обмена знаниями посредством переписки и распространения писем и памфлетов, известную как «Республика Писем». Научные общества XVII века и их члены были важной частью этой сети. Одним из наиболее известных участников «Республики» был Генри Олденбург, секретарь Лондонского королевского общества. Олденбург заложил основы для обмена информацией и идеями между научными обществами и институционализировал этот обмен, начав публикацию «Философских транзакций» в 1665 году. Роберт Саутвелл, друг Роберта Бойля, сообщил Бойлю и Олденбургу о «Цименто» после посещения собрания этого общества во время путешествия по Риму в 1660 году. Несмотря на постоянные попытки Олденбурга установить прочные связи с «Цименто», они не увенчались успехом. Однако Лоренцо Магалотти специально поехал в Лондон, чтобы передать Королевскому обществу экземпляр «Саджи». Предполагается, что причиной отсутствия переписки была опасливость Роберта Бойля, который боялся, что его идеи будут украдены, и рассматривал «Цименто» как прямого конкурента в вопросах приоритета и авторитета. Возможность сотрудничества двух престижных обществ так и не была реализована.