4. Сила и слабость horror vacui

4. Сила и слабость horror vacui

«Природа боится пустоты» — такова была одна из догм средневековой науки, которой в частности объясняли поднятие воды в насосе. Эту догму возводили к Аристотелю, хотя философ не говорил об horror vacui (боязни пустоты), а просто, как и некоторые другие философы древности (Парменид, Зенон Элейский, Эмпедокл), отрицал наличие пустоты в природе. Во всяком случае указанная догма рассматривалась как «завоевание» перипатетической науки, позиции которой были сильны еще и во времена Паскаля. «Боязнь пустоты» считалась абсолютной, так что вода за поршнем в трубах, например, фонтанов, казалось, могла взметнуться вверх «хоть до облаков». Но это теоретическое предположение не оправдало себя на практике.

При строительстве фонтанов во дворце флорентийского герцога Казимо II Медичи было обнаружено, что вода поднимается по трубам только на высоту 34 футов (10,3 м), выше же она не двигалась, как бы «компрометируя» устоявшуюся догму. За разъяснением обратились к придворному математику герцога, знаменитому, но уже престарелому и слепому Галилео Галилею. Ученый, разделявший общепринятое мнение перипатетиков, не мог пойти против фактов опыта и предположил, что «боязнь пустоты» не превышает 34 футов. Своих учеников — Торричелли и Вивиани — он попросил экспериментально исследовать это загадочное явление. Для удобства эксперимента Торричелли решил заменить воду более тяжелой (в 13,6 раза) ртутью, которая должна была подняться во столько же раз ниже воды. Проведенный Вивиани опыт (1643) полностью подтвердил предположение Торричелли, который считал давление воздуха причиной подъема воды за поршнем и удержания столба ртути в трубке.

Так Торричелли на уровне гипотезы подорвал пресловутую догму о «боязни пустоты» как причине поднятия воды за поршнем. Более того, Торричелли доказал, что природа вовсе «не боится» пустоты и «спокойно ее терпит», например над уровнем ртути в трубке, — ее стали называть «торричеллиевой пустотой». Но опыт Торричелли не доказывал его гипотезы о весе воздуха как единственной причине удержания столбика ртути. Можно было предположить и другие естественные причины этого явления, оставив в покое схоластическую догму.

Новым экспериментом Паскаль неопровержимо подтвердил гипотезу Торричелли. Но сначала он в разных вариантах повторил опыт итальянского ученого. Это случилось еще в Руане в октябре 1646 г. Паскаль экспериментировал с разными жидкостями (маслом, вином, водой, ртутью и др.), получая в разных объемах пустоту и не без удовольствия демонстрируя это сенсационное по тому времени явление перед друзьями и знакомыми и даже прямо на улице перед жителями Руана. Творческий ум Паскаля не мог ограничиться простым повторением опыта гениального итальянца, и он прибавил к нему восемь своих оригинальных экспериментов, свидетельствующих о большой изобретательности ученого. Он изложил их вместе со своими выводами в небольшом трактате «Новые опыты, касающиеся пустоты», увидевшем свет в октябре 1647 г. (см. 14, 195–198). Здесь Паскаль еще стоит на точке зрения horror vacui, но считает эту «боязнь» ограниченной и вполне измеримой величиной, равной силе, с которой вода, поднятая на высоту 31 фута, устремляется вниз. «Сила, сколь угодно мало превышающая эту величину, достаточна для того, чтобы получить видимую пустоту, сколь угодно большую…» (там же, 198). Под «видимой пустотой» Паскаль имеет в виду «пустое пространство, не заполненное никакой известной в природе и чувственно воспринимаемой материей» (там же). Пока не будет доказано, продолжает Паскаль, что эта «видимая пустота» заполнена какой-либо материей, он будет считать ее «действительной пустотой».

Но и эти весьма еще скромные выводы показались кое-кому слишком революционными и вызвали решительную оппозицию иезуитов, зорко стоявших на страже перипатетической науки. Ректор иезуитского коллежа Клермон в Париже Э. Ноэль (бывший учитель Декарта) прислал Паскалю письмо, в котором выступил против того, что Блез называл «видимой пустотой». Иезуит был умен и образован, легко ориентировался как в древних авторах, так и в новейшей философии, хорошо знал Декарта и умело использовал ряд его аргументов против пустоты, особенно его гипотезу о «тончайшей материи».

Несмотря на свою болезнь, лишившую его даже возможности писать, Паскаль продиктовал ответное письмо, в котором четко и ясно выразил не только свое мнение, но и по сути дела кредо новой науки. Он излагает «универсальное правило», которому надо следовать при нахождении истины. Во-первых, доверять только тому, что «представляется ясно и отчетливо чувствам или разуму», и фиксировать достоверные положения в виде «принципов, или аксиом, как, например, если к двум равным вещам прибавить поровну, то получим также равные вещи…» (там же, 201). Во-вторых, выводить из аксиом совершенно необходимые следствия, достоверность которых вытекает из достоверности аксиом, например: сумма трех углов треугольника равна двум прямым углам. Это двойное правило, согласно Паскалю, предостерегает от всяких «видений, капризов, фантазий» и т. д., которым не должно быть места в науке.

Довольно легко Паскаль «разбивает» аргументы иезуита против существования пустоты. Гипотеза о «невидимой, неслышимой, не воспринимаемой никакими чувствами материи» вызывает у него больше сомнений, чем веры. Если позволено придумывать и изобретать «материи и качества», говорит Паскаль, специально для того, чтобы легко выходить из трудных ситуаций в науке, то ни к чему научный поиск, исследования, эксперимент и вообще все то, что называется тернистым путем искания истины. Но мнимое решение научных проблем не продвигает нас в понимании сущности исследуемых явлений: «тончайшая материя» ничего не объясняет в явлениях, связанных с вакуумом.

Паскаль решительно заявляет свой протест против слепого преклонения перед авторитетами (особенно схоластизированного Аристотеля): «Когда мы цитируем авторов, мы цитируем их доказательства, а не их имена» (там же, 202).

Юный Блез Паскаль заставил старого иезуита отказаться от многих своих возражений, правда, у того не было недостатка в новых. Ответ молодого ученого написан в преувеличенно любезном тоне, впрочем характерном для эпистолярного стиля эпохи, но без подобострастия и робости. В вопросах истины он бескомпромиссен, смел и решителен, а спекулятивная изворотливость иезуита не мешает ему видеть «слабость защищаемого им мнения, как и силу его ума» (там же, 204). В конце письма Паскаль опасно откровенен (иезуиты были сильны и влиятельны) и не отказывает себе в удовольствии высказать своему оппоненту то, что он о нем думает: «Несомненно, что та ловкость, с которой вы доказывали невозможность пустоты, легко заставляет предположить, что с не меньшим успехом вы бы защищали и противоположное мнение, опираясь на то преимущество, которое придают ему опыты» (там же).

Позже ученый иезуит написал книгу «Полнота пустоты», в которой всю свою эрудицию направляет против новой науки, в защиту устаревшей догмы. Но, не надеясь на силу своих аргументов, преподобный отец не погнушался в вопросах истины прибегнуть к силе и власти высокопоставленного лица. Не без коварного умысла он посвятил свою книгу принцу Конти, слывшему покровителем наук. В этом посвящении хитрый иезуит пишет: «Природа теперь обвиняется в пустоте, и я хочу защитить ее в присутствии вашей светлости… Она надеется, ваша светлость, что вы не оставите без наказания все эти клеветы… и тогда никто не осмелится утверждать, по крайней мере в присутствии вашей светлости, что есть пустота в природе» (там же, 217). Об экспериментах с вакуумом Ноэль отзывается весьма неуважительно, расценивая их как «смешные, ложные и мало понятные» (там же, 214). Огорченный Блез счел за благо не вступать в утомительные препирательства с ловким иезуитом.

Зато Паскаль решил более строго обосновать свои выводы относительно действительной причины пустоты. Если таковой является тяжесть воздуха, то изменение высоты воздушного столба должно привести с необходимостью к изменению высоты жидкости в трубке. Для этого надо было измерить уровень жидкости у подножия и на вершине высокой горы. Естественно, что мысль Паскаля обратилась к родной гористой Оверни, где возвышалась полуторакилометровая Пюи-де-Дом. По поручению Паскаля там и осуществил Перье задуманный эксперимент (19 сентября 1648 г.), давший блестящие результаты, полностью подтвердившие теоретический расчет Паскаля: на вершине горы столбик ртути опустился на 84,4 миллиметра. Паскаль проверил эти результаты в Париже в нескольких местах: внизу и наверху собора Нотр-Дам, высокого дома с 90 ступеньками и башни Сен-Жак. Везде с точностью наблюдалось обнаруженное Перье понижение столбика ртути с поднятием на высоту. К концу 1648 г. Паскаль выпустил в свет брошюру «Рассказ о великом эксперименте равновесия жидкостей», в которой окончательно похоронил многовековую догму об horror vacui, в утверждении которой, согласно Паскалю, «соревновалось множество философов» (там же, 226). Во всеуслышание Паскаль объявил: «Природа не имеет никакого страха перед пустотой» (там же). Все, что ранее объясняли с помощью этой мнимой причины, легко объясняется давлением воздуха.

Большой неприятностью для Паскаля была выраженная Декартом претензия на приоритет, считавшим, что идею «великого эксперимента» именно он подал Паскалю во время их встречи в 1647 г. Странной кажется эта претензия, поскольку тогда он объяснял явления вакуума с помощью своей «тончайшей материи». Более того, после выхода в свет брошюры Паскаля «Новые опыты, касающиеся пустоты» Декарт в письме К. Гюйгенсу, отцу известного Христиана Гюйгенса, от 8 декабря 1647 г. весьма неуважительно отозвался об исследованиях и выводах Паскаля: «Мне кажется, что у молодого человека, написавшего эту книжечку, слишком много пустоты в голове и что он очень торопится» (72, 376). А в письме М. Мерсенну от 13 декабря 1647 г. он даже обещал защищать от Паскаля свою «тончайшую материю». Паскаль оставил без ответа претензии знаменитого философа: ему претила всякая борьба за приоритет. Большинство исследователей и ученых отвергли притязания Декарта и оставили приоритет за Паскалем.

Правда, следует заметить, что как философ, отвергавший пустое пространство в том смысле, чтобы в нем не было «никакой субстанции», Декарт был прав. Но Паскаль, как мы это видели, не делал подобного рода вывода. При встрече оба ученых не могли найти общего языка, поскольку говорили о разных явлениях: Декарт имел в виду абсолютно пустое пространство и отвергал его, а Паскаль — условную пустоту, вызываемую давлением воздуха.

Еще несколько лет Паскаль посвятил экспериментам с вакуумом. В ходе этих экспериментов он открыл закон, который с тех пор носит его имя: жидкости передают оказываемое на них давление во все стороны одинаково. Паскаль усовершенствовал барометр, идея которого была предложена Торричелли: столбик ртути колеблется не только от перемены атмосферного давления, как думал Торричелли, но также и от температуры воздуха, его влажности, направления ветров и других факторов. Кроме того, Паскаль установил, что с помощью барометра можно измерять высоту местности, предложив идею высотометра (ныне альтиметр). Одним из важнейших практических приложений открытых Паскалем закономерностей было изобретение им «новой машины» для увеличения человеческих сил «в желаемой степени» — гидравлического пресса. Кстати, несколько ранее, в конце 40-х годов, Паскаль изобрел два весьма простых, но очень полезных приспособления для перевозки тяжестей — тачку и роспуски (длинные дроги или сани). Недаром А. П. Юшкевич отмечает, что «его изобретения в технике совершенствуются уже более трехсот лет» (58, 85). Наконец, в связи с работами о пустоте Паскаль «не смог отказать себе в удовольствии» вычислить общий вес атмосферного воздуха, получив цифру 8,5 триллиона французских фунтов, приближающуюся к современным расчетам.

Результатом теоретического осмысления всех его опытов с вакуумом был «Трактат о пустоте», о завершении которого Паскаль сообщает в письме де Рибейру (первому председателю податной палаты Клермонского парламента) от 16 июля 1651 г. Но трактат так и не увидел света, от него дошло до нас лишь знаменитое «Предисловие» (см. 14, 230–232). В период с 1651 по 1653 г. Паскаль написал еще два трактата: «О равновесии жидкостей» и «О тяжести воздушной массы», которые были изданы Флореном Перье в 1663 г., уже после смерти ученого (см. там же, 233–263; в рус. пер. 11, 363–398). Так наряду с Архимедом и голландским ученым Симоном Стевином Паскаль заложил основы гидростатики.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.