254 Рождение современной науки

бенно восприимчиво ко всему доброму и злому, в пуританской атмосфере Женевы, где, подобно своим современникам Паскалю и Стено, подпал под влияние религии. Однако в отличие от Паскаля это не сделало его против­ником науки, а заставило стремиться использовать ее для поддержки откро­вения св. писания. Отчасти по этой причине, отчасти же потому, что в течение всей своей жизни он был тяжело больным человеком, Бойль вел аскетиче­ский образ жизни, не принимал участия в гражданской войне, посвятив себя новой экспериментальной философии и отдав ей свое крупное состояние. Он сотрудничал в «невидимой коллегии» в Оксфорде и был одним из первых ини­циаторов создания Королевского общества, где в 1680 году ему был предложен пост президента, по он отклонил это предложение ввиду своих сомнений отно­сительно клятвы. Бойль, несомненно, представлял собой центральную фигуру в Королевском обществе начального периода его существования, подобно тому как Ньютон был центральной фигурой в период его расцвета. Перу Бойля принадлежит множество сочинений на религиозные и научные темы. Наи­более известными его трудами, если не считать работы об «Упругости воздуха», были «Святой любовник», «Химик-скептик» и «Безуспешность экспериментов». В результате раннего увлечения Бойля атомистической теорией появился его эпохальный труд о пустоте и газовые законы. Позже он уже не достиг таких успехов, отчасти из-за недостаточного математического и эксперимен­таторского искусства, но главным образом потому, что пытался объяснить химические проблемы неприменимыми к ним механическими теориями, не ожидая, пока будет накоплено достаточное количество фактов для разреше­ния их сколько-нибудь иными средствами. Его интересы распространялись также на физиологию и медицину, где у него было еще меньше надежды на значительные достижения. Тем не менее он заражал своими увлечениями и энтузиазмом других ученых, и многими из своих успехов в следующем сто­летии наука была обязана тем, что ее вдохновил Бойль. В лице Бойля мы можем видеть соединение пиетистского и филантропического аспектов новой науки. В нем сочеталось желание показать славу бога, открывающуюся в его творениях, со стремлением помочь своим ближним, и он фактически стал членом правления Бермудской и Ост-Индской компаний для того, чтобы претворить в жизнь свои планы обращения язычников в христианскую веру Однако в отличие от средневековых пиетистов он показал себя в осуществле­нии этих целей крайне практичным человеком. В своем памфлете «Да будут блага человечества умножены проникновением естествоиспытателя в ремес­ла»⁴-^1 ! Бойль писал: «...Я закапчиваю это замечанием, что поскольку вы, как я надеюсь, уве­рены в том, что экспериментальная филоссфия может не только сама выиграть от проникновения в ремесла, но и в свою очередь содействовать их разви­тию, то благотворное влияние, которое она может на них оказать, является не последним средством, с помощью которого естествоиспытатель может использовать ее для расширения могущества человека. Ибо тот факт, что надлежащее управление различными ремеслами, совершенно очевидно, должно явиться заботой общественности, доказывается теми многими доныне дей­ствующими английскими писаными законами об управлении ремеслами дубиль­щиков, обжигальщиков кирпича и различными другими профессиями меха­ников, снизойти до которых не погнушались законодатели, чтобы разрабо­тать очень подробные правила и инструкции». Роберт Гук Бойль во многих отношениях представлял собой противоположность своему первому помощнику и неизменному другу Роберту Гуку. Если один из них был дворянином, снизошедшим до науки, то другой—бедняком, для которого наука, когда он ею занимался, была средством к существованию. Гуку, сыну священника с о. Уайт, удалось устроиться служителем в кол-

Научная революц ия 255

ледже Ориеля в то самое время, когда Бойль перебрался в Оксфорд. Он вскоре же привязался к нему и фактически делал для него, вероятно, всю его аппа­ратуру и проводил большинство его экспериментов по изучению пустоты и га­зов. Бойль, безусловно, показал себя не весьма блестящим эксперимента­тором после того, как Гук от него ушел. Когда было основано Королевское общество, Гук был назначен его куратором по экспериментам, и одновре­менно с выполнением своих тяжелых обязанностей он ухитрялся пополнять свой скудный и нерегулярный заработок, руководя реконструкцией лондон­ского Сити после знаменитого пожара 1666 года. Если бы Гук имел более обеспеченное общественное положение и не стра­дал от своего уродства и хронических болезней, он не был бы таким обидчи­вым, мнительным и сварливым человеком и его выдающаяся роль в истории науки получила бы полное признание. Если Бойль представлял собой душу Королевского общества, то Гук был его глазами и руками. Он был величай­шим физиком-экспериментатором до Фарадея и, подобно ему, не имел мате­матических способностей Ныотона и Максвэлла. Гук интересовался меха­никой, физикой, химией и биологией. Он изучил упругость и открыл то, что называется законом Гука, кратчайшим в физике: ut tensio sic vis (растяжение пропорционально силе); он изобрел круговой пружинный маятник, применение которого сделало возможным создание точных часов и хронометров; он напи­сал «Микрографию», первый систематизированный обзор микроскопического мира, включающий и открытие клеток; Гук применил телескоп для астроно­мических измерений и изобрел микрометр; вместе с Папеном он подготовил почву для создания паровой машины. Его величайший вклад в науку, только сейчас начинающий получать признание,—это провозглашение им оригинальной идеи о всеобщем законе квадрата и всемирном тяготении. Здесь, как мы видим, он был превзойден блестящими математическими достижениями Ныотона, однако в настоящее время становится ясным, что лежащие в основе их физические идеи принад­лежали Гуку и что он был совершенно несправедливо обойден в признании его заслуги в выдвижении этих идеи (стр. 263). Жизнь Гука служит иллюстра­цией тех возможностей и трудностей, которые встречал на своем пути талант­ливый экспериментатор XVII века. Она также наглядно показывает, какие огромные запасы изобретательности и научной проницательности тысячеле­тиями скрывались в мозгу и руках мастеров-естествоиспытателей,

7.8. СОЗДАНИЕ НОВОЙ КАРТИНЫ МИРА Отличительной чертой этого периода было экстенсивное исследование, охватывающее всю область природы и созданного человеком, и конструктив­ная теория в тех частях, где могли быть применены математические методы. Не было больше необходимости, как в предыдущий период, сосредоточивать все усилия на ниспровержении физики Аристотеля пли физиологии Галена. Теории Коперника, Галилея и Гарвея признавались новыми «виртуозами» почти единодушно. Однако в отличие от своих предшественников они пытались придать им более глубокий физический и философский смысл. Первой в этой области была система Декарта, подчеркивающая простое протяжение, полное и непрерывное заполнение вселенной тонкой материей, движущейся путем удара от одной частицы к другой. Это была теория озаполненности простран­ства. Корпускулярная философия. Гассенди Однако в это время начинала давать о себе знать другая, более старая точка зрения. Нападки на Аристотеля открыли путь Демокриту и его атомистической теории (стр. 107). Внимание научного мира к этой проблеме привлек образованный и проницательный математик и философ, провансаль-

256 Рождение современной науки

ский священник Гассенди (1592—1655). Не будь он по природе таким скром­ным и застенчивым, его современнику Декарту не так-то легко было бы зат­мить его, ибо его влияние на науку было очень велико. Он был известным астрономом—первым, кто наблюдал движение планеты Меркурий, и одним из основателей метеорологии—первым, кто изучал паргелии (ложные солнца) и северное сияние, Гассенди сделал гораздо больше, чем воскрешение старых атомистических теорий в том виде, в каком они были созданы Эпикуром и Лук­рецием; он превратил их в учение, куда вошло все то новое в физике, что было найдено в эпоху Возрождения. Атомы Гассенди представляли собой частицы, обладающие массой и инерцией, и двигались они в пустоте,существование которой доказали последователи Галилея. Данное им определение атомов чуть ли не дословно такое же, как у Ньютона в его «Оптике», изданной пять­десят лет спустя. Гассенди так убедительно обосновал эту точку зрения, что она была принята всеми натурфилософами, не принадлежавшими к числу ревностных приверженцев декартовой заполненности с ее вихрями. Было очевидно, что корпускулярная гипотеза соответствует математико-механическим наклонностям того времени. Следуя динамике Галилея и Де­карта, было значительно легче разработать теорию движения таких малень­ких, подобных точке, частиц, чем части гомогенного пространства. Благодаря набожности Гассенди атомы были также очищены от их атеистических, раз­рушительных ассоциаций (стр. 108). Он сделал явным то, что подразумевалось новой механикой, приписывая богу не извечное управление материальным миром, а только толчок, который он дал всем атомам в начале времени и кото­рый по воле провидения должен был определить все их будущие движения и сочетания. Философские инструменты. Оптические стекла То, что новая наука опиралась на экспериментирование, предполагает применение приборов и, в частности, инструментов, изготовленных специально для этой цели. Тем не менее материальное оснащение учения новой эпохи было попрежнему самым простейшим. Только телескопы должны были иметь большие размеры и стоили очень дорого. Чуть ли не в любом доме можно было устроить элабораторию (или возведенную в этот высокий ранг рабочую ком­нату), где могли разместиться несколько реторт и перегонных кубов, весы, микроскоп и несколько инструментов для анатомирования, один из новых воздушных насосов, термометр и барометр. Все остальное мастерили сами ученые. И с таким оборудованием могли совершаться величайшие открытия во всех отраслях науки. Для удобства изложения, прежде чем перейти к цен­тральному вопросу того времени—механике небесных тел, целесообразно рассмотреть открытия в области оптики, пневматики, химии и физиологии. Именно практическое и случайное открытие телескопа в начале XVII века вызвало новый интерес к оптике, ибо, поскольку этот инструмент уже суще­ствует, необходимость его усовершенствования привела к поискам объясне­ния того, как он работает. В процессе таких поисков открываются научные принципы, ведущие к созданию других инструментов. Оптика XVII века выросла главным образом из попытки уяснить природу рефракции, на кото­рой был основан телескоп, и устранить дефекты, обнаруженные в нем вскоре после его изобретения. При разрешении первой проблемы—природы рефракции—оказалось не­обходимым начать с того, на чем за 400 лет до того остановились Альгазеи (стр. 165) и его средневековые последователи—Дитрих фон Оренбург и Вител-лои (стр. 180). Они установили, что прн встрече с более плотной средой лучи отклоняются или преломляются—рефрактируются. Однако этим ученым не удалось найти закона рефракции, и поэтому они не могли вычислить дей­ствие линзы. Голландец Снеллиус (1591—1626) открыл правильный закон преломления, который Декарт присвоил себе и объяснил его движением

Научная революция 257

частиц света, по необходимости вынужденных перемещаться в преломляющем теле быстрее, чем в воздухе, что было неверным выводом, приведшим позднее к большой путанице. С открытием закона Снеллиуса оптика, повидимому, становилась нераздельной частью геометрии, что должно было бы привести к созданию совершенных телескопов. Однако действующие телескопы оста­вались раздражающе несовершенными. В частности, звезды через телескоп казались окруженными цветными ореолами. Тот факт, что свет, проходя через прозрачные тела, появляется в цветах "радуги, был уже давно известен. Для объяснения радуги ученые средневековья проводили даже многочисленные опыты с призмами, однако они ие пошли дальше установления того факта, что красный цвет преломлялся меньше, а синий больше всех других*-¹*. Декарт, со своей стороны, не смог внести в изучение радуги ничего нового. Решение проблемы цвета предстояло иайти только Ньютону, и именно оно явилось его первым общепризнанным достижением в области физики (о его жизни и деятельности будет сказано ниже, см. стр. 264 и далее, в связи с его рабо­той по изучению тяготения). «Оптика» Ньютона. Теория цветов Ньютон первым попытался избежать помехи окрашивания объекта при рассмотрении его через телескоп (явление хроматической аберрации.—Ред.). Он создал первый рефлекторный телескоп (рис. 11), прототип современных гигантов, а также и более позднего прибора—рефлекторного микроскопа. Ие довольствуясь этим, он взялся за решение проблемы цвета, продолжив опыты Декарта над призмой там, где он их оставил. Благодаря блестящему сочетанию экспериментальной техники и логики он смог показать, что цвета создаются не призмой или радугой, а являются компонентами обычного белого света. Изыскания Ньютона ие помогли ему, однако, решить свою первоначаль­ную задачу; по сути дела, он, к своему собственному неудовольствию, смог показать, что устранить рассеивающие или цветообразующие свойства линз невозможно. В этом Ньютон ошибался, но авторитет его задержал практиче­ское усовершенствование телескопов примерно на восемьдесят лет. Шведский математик Клипгемстьерн (1698—1765) был, повидимому, первым, кто доста­точно тщательно повторил опыты Ньютона, чтобы показать его ошибку. Только в 1758 году, услышав о работе Клингенстьерна, оптик Доллонд смог использовать идею комбинации двух видов стекол с различной степенью пре­ломления и рассеивания цветов, создав таким образом ахроматическую линзу, явившуюся основой всех современных оптических приборов. Свет как частицы или волны. Гюйгенс Исследуя оптические явления, Ньютон рассматривал не цвета радуги, а другие виды цветов, в частности те, которые порождались отражением от тонких слоев, как, например, от слоя жидкого масла на воде. Именно здесь он нашел первый намек на прерывность или «зернистость» как материи, так и света. Это открытие укрепило в нем убеждение в атомистическом строении материи, к которому он пришел еще раньше благодаря философским склонно­стям и математическому удобству. К сожалению, то же самое убеждение заставило его пойти по стопам Декарта и считать, что свет имеет атомистиче­ское строение, лучи которого представляют собой траектории частиц, отра­жающихся так же, как мяч отскакивает от стены. Другие явления, порождаю­щие цвет, приводили к иному выводу. Гримальди (1618—1663) задолго до Нью­тона изучал цвета, обнаруживаемые по краям теней, в частности по краям узких щелей или волос. Он также обнаружил, что при прохождении вблизи какого-либо предмета лучи света были не абсолютно прямыми, а слегка изо­гнутыми—дифрагированными. Он приписал оба эти явления волновым коле­баниям, подобным хорошо всем знакомой ряби на поверхности воды, или зе\^г- 1 7 Дж Бери ал