Большая Советская Энциклопедия (СО)

В 1636 в Кембридже (штат Массачусетс) основана первая высшая школа (колледж, с 1639 — Гарвардский колледж, позже Гарвардский университет); в 1701 — Йельский колледж в Нью-Хейвене (с 1810 университет), в 1740 — Филадельфийская академия (позже Пенсильванский университет), в 1746 колледж Нью-Джерси (с 1896 Принстонский университет), в 1754 Кингс-колледж в Нью-Йорке (позже Колумбийский университет) и др. К 1800 было 27 высших учебных заведений; программы их были преимущественно гуманитарными и теологическими. Основными центрами, в которых развивались естественные и технические науки, были научные общества, первое из них — Бостонское философское общество, основано в 1683; в 1727 Франклином создан клуб любителей природы в Филадельфии (с 1743 Американское философское общество).

Естественные и технические науки в период от образования США до Гражданской войны 1861—65. В последней четверти 18 в. в результате общественного подъёма и ускорившегося развития экономики естественно-научные и технические исследования активизировались. Совершенствовалась строительная техника, были изобретены новые типы прядильных и др. машин, предложены первые конструкции парохода (Дж. Рамзи, 1787, Дж. Фитч, 1787). В 1780 в Бостоне основана Американская академия наук и искусств; в Массачусетсе в 1781 медицинское и в 1792 с.-х. общества; в Филадельфии в 1785 с.-х. общество, в 1792 — первое в мире научное химическое общество; в 1797 АН в штате Мэриленд, в 1799 — Коннектикутская академия наук и искусств (Нью-Хейвен). Т. Джефферсон (президент США в 1801—09) основал национальную метеорологическую и гидрологическую службы, стимулировал внедрение новых с.-х. культур, обследование территории страны и провёл др. правительственные мероприятия по развитию науки. В ряде штатов были основаны геологические службы и общества. Прикладные исследования по технике, метеорологии, медицине (в частности, эпидемиологии) начали военные федеральные учреждения — Военная академия в Уэст-Пойнте (основана в 1802), Служба берегового надзора (1807), Управление главного хирурга (1818). В 1812 основана Филадельфийская академия естественных наук, в 1816 — Колумбийский институт поощрения искусств и наук, в 1818 — университет в Сент-Луисе (Миссури), 1819 — Виргинский университет (Шарлотсвилл) и колледж (с 1870 университет) Цинциннати, 1821 — университет им. Дж. Вашингтона в г. Вашингтон, 1830 — Бостонское общество естественных наук, 1831 — университеты штатов Нью-Йорк и Алабама. Важным центром популяризации и распространения научно-технических знаний стал учрежденный в 1824 в Филадельфии Франклиновский институт, а позже Ренселеровский институт (основан в 1832), в задачи которого входила также подготовка специалистов по прикладным наукам. Для пропаганды с.-х. знаний важную роль сыграли с.-х. выставки (первая организована в 1807 в Питсфилде Э. Уотсоном).

Более детальным стало изучение территории США. У. Маклур составил первую геологическую карту восточных штатов (1809, 1817). Дж. Ф. и С. Дана составили в 1818 подробный геологический обзор Бостона. Было проведено региональное геологическое обследование Сев. Каролины, Массачусетса и др. штатов (в 1831 Теннесси, в 1834 Мэриленда, в 1835 Нью-Джерси, Коннектикута, Виргинии и т.д.). В американской биологии до 1820-х гг. господствовала система Линнея, по которой была построена, в частности, «Бостонская флора» Дж. Бигелоу (1814) — первая американская флористико-таксономическая работа. Материалы, собранные экспедицией Х. Лонга (1819) и др. комплексными экспедициями, способствовали развитию естественной систематики растений (Дж. Торри) и животных (Дж. Одюбон). Экспедиции Б. Бонвилла, Дж. Фримонта, З. Пайка и др. исследовали Кордильеры и Тихоокеанское побережье.

В конце 18 — начале 19 вв. в развитии науки и техники сказались тенденции промышленной революции. Применение машин в производстве стимулировало научно-технический прогресс и внедрение изобретений. С 1791 применялся механический ткацкий станок; в 1793 Э. Уитни изобрёл хлопкоочистительную машину. Получили распространение паровые мукомольные мельницы. В начале 19 в. в различных отраслях промышленности стали применяться принципы массового производства и стандартизации. Они затронули как текстильную промышленность, так и производство оружия (Э. Уитни, С. Норт, С. Кольт), с.-х. орудий, часов. Были сконструированы новые типы мостов (И. Таун). В 1825 построен канал (тогда самый длинный в мире) от Олбани до Буффало, связавший Новую Англию с районом Великих озёр. Предпринимались попытки создать паровую машину высокого давления (О. Эванс). В 1807 состоялся рейс по Гудзону первого пригодного для практического использования парохода, построенного Р. Фултоном. В 1828—30 от Балтимора к пригородам была протянута первая в США ж.-д. линия длиной около 20 км. Для неё был построен первый американский паровоз (П. Купер, 1829). Было сделано большое число изобретений и усовершенствовании: метод вулканизации каучука (Ч. Гудьир, 1839), новые типы гидравлических турбин (С. Гауд, 1838; Дж. Френсис, 1849) и электродвигателей (Т. Давенпорт, 1837), швейные (У. Хант, 1834, Э. Хоу, 1846) и пишущие (К. Шолс и др., 1867) машины, ротационная печатная машина (У. Буллок, 1863), новые типы жаток (С. Мак-Кормик, 30—50-е гг.; О. Хуссе, 1833), сенокосилок, молотилок и т.д. Значительное внимание привлекали проблемы, связанные с практическим использованием электричества. Дж. Генри построил электромагнит с многослойной обмоткой (1828), открыл самоиндукцию (1832) и электрические колебания при разрядке конденсатора (1842). Опираясь на исследования Генри, С. Морзе предложил в 1837 электромагнитный телеграфный аппарат, а Д. Юз в 1855 — буквопечатающий аппарат оригинальной конструкции. В 1844 была проложена первая телеграфная линия (от Вашингтона до Балтимора), в 1866 — два трансатлантических кабеля.

Научные исследования финансировались в основном за счёт средств штатов или частных пожертвований. На средства, завещанные в 1829 английским химиком Дж. Смитсоном, в 1846 в Вашингтоне был основан Смитсоновский институт — первое в США научное учреждение, в котором проводились только фундамент, исследования; институт возглавлял Генри. Во 2-й половине 19 в. при институте было организовано бюро погоды, Национальный музей, астрофизическая обсерватория, Национальный зоологический парк и др. научные центры. Фронт фундамент, исследований постепенно расширялся. Б. Гулд составил стандартный каталог звёзд, Дж. Бонд в 1848 открыл 8-й спутник Сатурна Гиперион. В 1840—50-е гг. в области химии выделялись работы Л. Бека, У. Джонсона, Ч. Шепарда, Дж. Эммета; палеонтологии — Дж. Бейли, Дж. Грина, Дж. Лиди, Дж. Холла (описал около 5 тыс. палеозойских окаменелостей); зоологии — Дж. Бакмана, Дж. Декея, Дж. Одюбона, Р. Харлана; физиологии — У. Бомона, Д. Дрейка, Дж. Уймана. Врач У. Мортон в 1846 ввёл в хирургическую практику эфирный наркоз. Опыт составления «Флоры Северной Америки» был предпринят в 1838—43 Дж. Торри и А. Греем, последний — один из создателей эволюционной географии растений. Развивались стратиграфия, тектоника, палеонтология. Дж. Холл и Дж. Д. Дана разработали понятие о геосинклиналях. Дж. Д. Дана предложил (1837) химическую классификацию минералов, остававшуюся без существенных изменений до конца 19 в. М. Ф. Мори составил первую карту дна северной части Атлантики, произвёл расчёт ветров и течений Мирового океана и создал руководство по океанографии (1855), Д. В. Балей установил, что органическая часть грунта дна океанов состоит из остатков отмерших организмов.

Работа Дж. Марша «Человек и природа» (1864) была первой попыткой систематически раскрыть характер и масштабы изменений, произведённых человеком в природе планеты.

Исследования американских учёных начали получать международное признание. Были избраны иностранный член-корреспондент Петербургской АН — зоолог и палеонтолог Р. Харлан (1838), директор Военно-морской обсерватории в Вашингтоне М. Ф. Мори (1855), геолог Дж. Д. Дана (1858), физик и химик А. Бейч (1861), естествоиспытатель Ж. Агассис (1869), математик Дж. Сильвестр (1872). Усилились международные связи учёных с Англией, Францией и Германией. Так, к 1840-м гг. относятся лекции Ч. Лайеля в США, распространение идей нем. химической школы Ю. Либиха и связанное с ними повсеместное внедрение химической удобрений в сельское хозяйство; в 19 в. около 10 тыс. американских студентов прошли обучение в немецких университетах. Основанные в США университеты (например, университет Дж. Хопкинса, 1876) во многом копировали структуру немецких. Возникли общенациональные научные объединения. В 1840 в Вашингтоне основана Американская ассоциация геологов (с 1841 — геологов и натуралистов, с 1848 — содействия развитию науки). В 1844 в Вашингтоне состоялся первый национальный съезд представителей естественных наук. В 1852 в Нью-Йорке создано Американское географическое общество. С.-х. исследования координировались в рамках министерства сельского хозяйства (основано в 1862), организовавшего первые правительственные научные лаборатории. Крупнейшим центром прикладных исследований стал основанный в 1865 Массачусетсский технологический институт, тесно связанный с Гарвардским университетом. Были созданы АН отдельных штатов (в 1853 — Калифорнийская, в 1857 — Чикагская) и Национальная академия наук США в Вашингтоне (1863).

Естественные и технические наукив конце 19 — 1-й трети 20 вв. Во 2-й половине 60-х гг. 19 в. отмена рабского труда и ускорившееся развитие внутреннего рынка способствовали внедрению новой техники и косвенно также интенсификации научных исследований. Ряд нововведений (блокировка и сигнализация — Т. Холл, 1867; пневматический тормоз — Дж. Вестингауз, 1869; вагон-холодильник — У. Дейвис, 1867) был применен на железных дорогах, К концу 60-х гг. относится изобретение промышленно-пригодного целлулоида, В эти годы началась изобретательская деятельность Т. Эдисона (с 1930 иностранный почётный член АН СССР). Работы Эдисона и основание им в 1876 первой в США промышленной исследовательской лаборатории в Менло-Парке (штат Нью-Джерси) по практической направленности, разносторонности и непосредственной связи с промышленностью служат классическими образцами американского стиля научных исследований конца 19 в. В 1876 А. Беллом запатентован телефон. Совершенствовалось строительство мостов, дорог. Применение несущего стального каркаса позволило довести высоту зданий почти до 380 м. Был сделан ряд изобретений в добывающей и обрабатывающей промышленности: электролитическое получение алюминия из бокситов (Ч. Холл, 1886), извлечение золота из руд с помощью цианистых растворов (У. Мак-Артур и Дж. Форрес, 1887—88), электротермическое получение карбидов кальция и кремния в электрических печах (80—90-е гг.). Отмечая как важный факт создание в США врубовой машины (1881), К. Маркс писал, что «... оно даст могучий толчок развитию страны янки...» (Маркс К. и Энгельс Ф., Соч., 2 изд., т. 35, с. 160). В 1897 Э. Лейнер предложил молотковый перфоратор. В 1884 О. Мергенталер изобрёл линотип. Были разработаны усовершенствованные модели механических вычислительных машин («Комптометр» Д. Фелта, 1887; арифмометр У. Барроуза, 1888).

С конца 19 в. усилилась заинтересованность правительства в развитии науки. В 1879 в составе министерства внутренних дел создано первое правительственное ведомство по вопросам науки — Геологическая служба, целью которой было производство топографических съёмок, изучение геологического строения, палеонтологии, рудных и водных ресурсов на всей территории США; в 70—90-х гг. ряд прикладных исследований выполнен министерством сельского хозяйства (в т. ч. изучение саранчи и др. вредителей, работы по животноводству, растениеводству, метеорологии); в 1883 при министерстве сельского хозяйства учреждено бюро по химии, занимавшееся также анализом почв и применением удобрений. Значительные средства из прибылей начали выделять на научные разработки монополии, при которых организовывались исследовательские лаборатории («Истмен Кодак», 1893; «Б. Ф. Гудрич», 1895; «Дженерал электрик», 1900). В 1886 в Бостоне создана консультативно-исследовательская фирма «Артур Д. Литл». Основывались научно-технические и научные общества: инженеров горнорудной, металлургической и нефтяной промышленности (1871), инженеров-механиков (1880), химическое (1876), геологическое (1888), естествоиспытателей (1883), физиологическое (1887), математическое (1888), астрономическое (1899), физическое (1899), национальное географическое (1888) и др.; всего в 19 в. образовалось свыше 400 научных обществ и профессиональных организаций, в том числе свыше 300 после 1860. Были созданы Калифорнийский технологический институт (Пасадена, 1891) и ряд университетов.

Научно-исследовательская деятельность университетов и их связь с промышленностью в конце 19 в. значительно усилились. На первый план среди фундаментальных исследований в конце 19 в. выдвинулись физико-математические науки. К числу достижений этих наук относятся работы Б. Пирса по алгебре и др. отраслям чистой и прикладной математики; получение Г. Дрейпером звёздных спектрограмм и фотографий туманности Ориона; исследование протуберанцев и спектра хромосферы Ч. Янгом; усовершенствование дифракционных решёток (Г. Роуланд); меридианный фотометр и составление фотометрических каталогов звёзд (Э. Пикеринг); определение констант прецессии и нутации, составление каталогов точных положении звёзд (С. Ньюком); уточнённая теория движения планет и развитие вычислительных методов, применяемых в астрономии (Дж. Хилл). Были избраны иностранные член-корреспонденты Петербургской АН астрономы Э. Холл (1880), Э. Пикеринг (1908), Л. Босс (1910). В 1881 А. Майкельсон начал опыты, доказавшие независимость скорости света от движения Земли (Нобелевская премия, 1907). Основополагающие труды по термодинамике и статистической механике созданы Дж. Гиббсом. Сформировалась американская школа геологов-рудников (Дж. Спёрр, В. Линдгрен, Э. и У. Эммонс и др.), применявшая при изучении месторождений полезных ископаемых анализ геологических структур. Ф. Кларк дал первую в мире сводку по геохимии (1882), по разработанному им методу произвёл многочисленные подсчёты среднего состава земной коры (1889—1924). Г. Вашингтон предложил схему геохимической зональности Земли (1905—25). Дж. Меррей исследовал проблемы осадкообразования в океанах. У. Твенхофел составил первую фундамент, сводку по седиментологии (1925). Важную роль в развитии геоморфологии сыграли учение У. Дейвиса о стадийном развитии рельефа земной поверхности — т. н. географических циклах (1899) и концепция Г. Джильберта о зависимости форм рельефа от вертикальных движений земной коры. Ряд географических открытий был сделан полярными экспедициями Ч. Холла (1864—69) и А. Грили (1881—84). Р. Гаррисону принадлежали работы по экспериментальной эмбриологии. Л. Бёрбанк создал свыше 800 новых сортов культурных растений. Ж. Лёб заложил основы биохимических концепций регенерации, возбуждения и оплодотворения. В начале 20 в. в развитии естественных и технических наук произошли количественные и структурные изменения. Выработалась сложная полицентрическая организация науки, характеризующаяся взаимодействием государства и университетов, игравших ведущую роль в прикладных исследованиях и разработках монополий, при которых в 1915 было 100 исследовательских лабораторий, в 1930 около 1600; монополии начали организовывать и отраслевые институты, например Американский институт железа и стали, созданный в 1908 как некоммерческая корпорация металлургических компаний. Крупными предпринимателями Э. Меллоном и Г. Баттелом были основаны Меллоновский институт промышленных исследований в Питсбурге (1913) и Баттелевский мемориальный институт в Колумбусе (штат Огайо, 1925). Усилилась связь фундаментальных и прикладных исследований, прежде всего в физических и химических науках. В 1901 создано Национальное бюро стандартов, одной из задач которого стала стандартизация научной аппаратуры и инструментов. Крупные предприятия стали испытывать необходимость в научно-инженерной консультации. В 1910 в Нью-Йорке создан Американский институт (фактически общество) инженеров-консультантов, в 1928 — Ассоциации консультантов по химии и химической технологии. Были основаны американские научные общества: в 1903— с.-х. наук, в 1907 — агрономическое общество, в 1908 — объединение инженеров-химиков, в 1915 — ассоциация инженеров, в 1929 — ассоциация авиационной медицины.

В технических науках появился ряд принципиально новых направлений (авиация, автомобилестроение, радио), но много нововведений было сделано и в традиционных областях. В нефтяной промышленности ряд научных разработок был проведён основанной в 1917 в Оклахоме Американской ассоциацией геологов нефти. Для металлургии аналогичную роль сыграло Амер. общество по изучению металлов (Огайо, 1913). Были усовершенствованы блюминги и слябинги, построены непрерывные листовые станы, разработаны методы электросварки, новые марки стали и др. В конце 1903 в Китти-Хок (Северная Каролина) был осуществлен первый полёт аэроплана с двигателем внутреннего сгорания (братья У. и О. Райт). Г. Кёртисс в 1911 сконструировал первый в США гидросамолёт. С 1908 Военное министерство приняло на себя финансирование исследований в области авиации. В 1926 Р. Годдард произвёл первый запуск ракеты с жидкостным ракетным двигателем. На заводах Г. Форда и «Дженерал моторс» в 10—20-х гг. был применен ряд изобретений, позволивших наладить массовое производство автомобилей. Проводились исследования по разработке дуговых генераторов и генераторов высокой частоты для радиопередачи (Э. Александерсон, Э. Х. Армстронг, Х. Дуайер, Р. Фессенден, Ли де Форест). Александерсон в 1908 создал конструкции промышленных генераторов высокой частоты индукторного типа (100—200 кгц). Схема гетеродинного. приёма была предложена Фессенденом (1905), супергетеродинного — Армстронгом (1918), разработавшим также эффективный метод регенеративного приёма (1913). В 1906 де Форест изобрёл триод.

Исследования по теоретическим отраслям естествознания по-прежнему велись университетами, финансируемыми правительством (особенно в связи с военными заказами) или же из формально некоммерческих «благотворительных фондов». В 1896—1911 был основан ряд фондов на средства нефтепромышленника и металлургического магната Э. Карнеги, в 1913 — Рокфеллеровский фонд, в 1915 существовало 27 «благотворительных фондов», в 1926—180.

В 1900—1920-х гг. на первом плане среди фундаментальных исследований оставались физико-математические науки. В математике особенно значительными были труды Дж. Д. Биркгофа (дифференциальные уравнения, теоретическая механика, математическая логика), О. Веблена (дифференциальная и проективная геометрия), Дж. Александера и С. Лефшеца (топология и алгебраическая геометрия). В. Буш в 1931 создал механическую интегрирующую машину. Х. Шепли разработал методы определения элементов орбит затменно-двойных звёзд и расстояний до удалённых звёздных систем и скоплений. Э. Хаббл предложил классификацию туманностей на галактические и внегалактические (1922), установил зависимость красного смещения в спектрах галактик от расстояния до них (1929). Работы Р. Вуда, связанные с открытием оптического резонанса (1902) и зависимости поляризации резонансного излучения от магнитного поля, легли в основу теории атомных и молекулярных спектров. В 1911 Р. Милликен определил заряд электрона, в 1912—15 — численное значение постоянной Планка (Нобелевская премия, 1923). А. Комптон в 1922 открыл эффект изменения длины волны рентгеновских лучей, рассеиваемых электронами (Нобелевская премия, 1927). Дж. Хейл (иностранный член-корреспондент АН СССР с 1924) провёл исследования по физике Солнца и звёзд. В 1927 К. Дэвиссоном (Нобелевская премия, 1937) и Л. Джермером открыта дифракция электронов. Т. У. Ричардс экспериментально подтвердил законы Фарадея (1902) и существование изотопов (1913), определил точные значения атомных весов (Нобелевская премия, 1914). И. Ленгмюр сделал ряд открытий в области поверхностных явлений (Нобелевская премия, 1932), термоэлектронной эмиссии, термической ионизации газов (1924), усовершенствовал вакуумную технику. Г. Льюис (иностранный почётный член АН СССР с 1942) в 1912—16 предложил электронную теорию химической связи. Вопросы масс-спектроскопии изучались в 20-х гг. А. Демпстером, открывшим ряд новых изотопов. Важные исследования по геологии и петрографии выполнил Р. Дейли (иностранный член-корреспондент АН СССР с 1929), который вычислил средний состав главных типов магматических пород и разработал новую классификацию интрузивных тел. Были избраны иностранный член-корреспондент АН СССР геофизик Л. Бауэр (1924), геохимик и петрограф Г. Вашингтон (1932). Ряд географических открытий на севере Канадского архипелага сделан в 1908—1916 Р. Андерсоном. У. Джонс и К. Зауэр в 1915 разработали программу полевых исследований в с.-х. географии.