История физики (Розенбергер)/3/1

Материал из Викитеки — свободной библиотеки
< История физики (Розенбергер)‎ | 3
Перейти к навигации Перейти к поиску

История физики.
Часть III. Гл. 1
Период возникновения новой физики (приблизительно с 1600 до 1650 г.).

автор Фердинанд Розенбергер, пер. И. Сеченов (ред.)
Язык оригинала: немецкий. Название в оригинале: Die Geschichte der Physik in Grundzuegen. — Опубл.: 1882, руск. перев. ранее 1914. Источник: Розенбергер Ф. История физика. ОНТИ Государственное технико-теоретическое издательство: Москва-Ленинград, 1934



XVII столетие окончательно низложило схоластику во всех областях науки. Старые философы-перипатетики не были, разумеется, уничтожены огнем и мечом; они продолжали существовать в замкнутом кругу под мощной охраной католической церкви и еще в течение долгих лет прочно занимали университетские кафедры, но, в сущности, они уже стояли на пути к вымиранию. Собственных вкладов в науку они уже не были в силах дать, и если в чем-либо проявляли самостоятельность, то лишь в упорном противодействии всему новому; старого же они почти не решались защищать. Хотя эти противники новизны в своей оппозиции не останавливались ни перед какими средствами, но на самом деле они принесли науке больше пользы, чем вреда, так как самые нападки их свидетельствовали о новом духе науки. Производя, например, опыты с падением тел в надежде опровергнуть законы Галилея, или пробуя объяснить барометрические явления независимо от давления воздуха, перипатетики невольно стали признавать за наблюдением значение научного опыта. Коль скоро приверженцы старых взглядов обратились к опытному исследованию, они тем самым признали природу источником физических истин; тем самым натурфилософия, в собственном смысле, была обречена на гибель и встала на путь, который вел непосредственно к новой науке. Тем не менее, победа опытного метода не была бы столь быстрой и полной, если бы к физике не присоединились другие отрасли знания, шедшие в том же направлении. Важнейшими союзниками ее оказались астрономические открытия, сделанные при посредстве зрительной трубы, — открытия исключавшие всякое возражение. Как ни отворачивались на первых порах перипатетики от нового прибора, столь враждебного старым теориям, подрастающее поколение и вся разумная часть человечества восторженно приветствовали это орудие, расширявшее его умственный кругозор. Упорнейшие противники должны были, наконец, смириться перед фактом. Правда, тесная связь между физическими и астрономическими открытиями и озлобление духовенства против новых астрономических теорий усилили опасность борьбы для физиков; сверх того враги нового научного направления приобрели могущественных союзников в лице всесильной инквизиции, с одной стороны, и зачастую в лице испуганных протестантских теологов — с другой, но, так или иначе перевес сил все же остался за физикой. Католической церкви, одержавшей победу над виднейшим представителем науки. Галилеем, пришлось вскоре признать в области науки за опытом авторитет, ей неподвластный; а спустя немного лет в среде самого католического духовенства можно было указать на ревностных экспериментаторов. Церковь, правда, и в последствии сумела удержать за собой право высшего надзора за наукой, не переставая преследовать враждебные ей теории; верно, далее, и то, что духовные лица, подвизавшиеся на поприще физики, долго еще чувствовали на себе гнет церкви, лишь только дело касалось выводов из добытых ими научных результатов; но как бы то ни было, почва для научного исследования, видимо, расчистилась. Коль скоро наблюдение стало свободным, непосредственные выводы, вытекающие из фактов, не могут уже быть уничтожены, по крайней мере, до тех пор, пока не удастся открыть способов господства над человеческой мыслью.

Вдобавок, новое движение не ограничилось областью физики и астрономии. В долгий промежуток научной ночи в уме человеческом как бы накопился запас сил, которые при первой возможности заявили о себе, быстро двинув вперед все науки и очищая всюду научную атмосферу от мрака суеверия. Химия сбросила с себя путы алхимии. Выдающиеся химики, с Гельмонтом и Боэ-Сильвиусом во главе, восстали против учения о превратимости элементов, объясняя все химические изменения соединением или разложением веществ. Впрочем, как раз химии не удалось еще занять вполне самостоятельного места; она опиралась еще на медицину и своим учением о тождестве всех процессов человеческого тела с химическими как бы старалась удержать, за собой частичку философского камня. В области зоологии Гарвей открытием кровообращения разрешил вопрос, который уже давно занимал умы. В ботанике внимание исследователей было обращено на органы оплодотворения. Поиски рационального принципа классификации указывают на пробуждение и в данной области чисто научных интересов взамен прежних утилитарных целей.

Математика может гордиться открытием логарифмов и аналитической геометрии, но как в первом, так и во втором периоде ее успехи сравнительно медленны. Можно даже сказать, что по темпу своего развития прикладные науки составляют в это время противоположность математике — и это по легко понятным причинам. Сильный подъем одной науки привлекает к ней лучшие рабочие силы в ущерб другим отраслям, и наоборот, достижения одной научной области в известном периоде дают средства к быстрейшему развитию в ближайшем времени других наук.

Всего любопытнее в разбираемом периоде судьба философии. Низложение схоластики нанесло ей удар, казавшийся, безусловно, смертельным, и сверх того ей пришлось выносить, презрение победителей. Тут-то и проявилась живучесть этой науки. Несмотря на столь неблагоприятные условия, она не только весьма скоро оправилась, но и достигла нового блеска. Последним она обязана двум гениальным своим представителям: Бэкону и Декарту. Бэкон произнес надгробную речь схоластике, но только с тем, чтобы очистить почву для нового посева. Убедившись в несостоятельности старой философии, он начал искать новый метод, которому эта наука должна следовать для приобретения прочного положения, и нашел его в индукции. Он набросал весь план нового метода, но вследствие медленности, присущей индуктивным операциям, не успел сам довести здание до конца. Подобным же образом, хотя и в другом направлении действовал Декарт. Он тоже начал с ниспровержения всей прежней философии; но, найдя, как ему казалось, прочную основу для всякого знания, принялся тотчас за созидание новой натурфилософии. Признав, что сущность материи заключается в одном протяжении, он из этой основной мысли (правда, при помощи множества других гипотез) пытался воссоздать всю систему природы в одном смелом построении. Возможность объяснить все явления природы при посредстве одного легко понятного свойства материи была слишком заманчива, чтобы не встретить горячего сочувствия, и потому мы увидим, что в последующих периодах наперекор разнообразным препятствиям картезианские теории продолжают господствовать даже в области физики. Лишь часть физиков, тяготевшая больше к химической стороне явлений, примкнула к вновь возродившемуся отпрыску старой натурфилософии. Именно, после падения Аристотеля, Гассенди обратился к старому атомистическому учению и попытался воскресить его, противопоставив Эпикура с его философией Декарту и его системе. Его примеру последовали в ближайшем времени выдающиеся химики и физики, например Бойль и другие, и с этого времени началось развитие так называемой новой атомистики.

Что касается физики в тесном смысле слова, то она на время оставила в стороне вопрос об общих свойствах материи (исключение составляли лишь натурфилософы Бэкон, Декарт и Гассенди). Старая философия так утомила всех спорами о сущности материи, что к этому вопросу уже не возвращались без крайней необходимости. Сущность силы с точки зрения ее действия была впервые и окончательно установлена Галилеем; силы же, как причины он не касался. Подобно Кеплеру, все вообще рассматривали тяжесть как стремление однородных тел к соединению или пробовали объяснить ее магнетизмом. Однако со времени Декарта эти умозрения постепенно прекратились, и после него сила в ее прежнем смысле исчезла из материального мира. По общему убеждению, ни одно тело не могло действовать на другое иначе, как непосредственным толчком, и ни одно тело не могло изменить своего движения без прямого толчка со стороны другого тела. К прежней статике твердых тел прибавился только закон сложения сил в более ясно осознанной форме; сверх того, галилеевским законом виртуальных скоростей был проложен путь для приведения статических отношений к динамическим. Закон виртуальных скоростей послужил, кроме того, для нового определения уже известных условий равновесия жидких тел. Никаких других открытий в этой области нельзя отметить. Статика газообразных тел приобрела в конце этого периода прочную основу в учении Торричелли о воздушном давлении; но то были лишь слабые начатки, за которыми широкая разработка последовала только в следующем периоде. Зато в этом периоде возникла динамика как особая отрасль физики. Галилей исчерпывающим образом разработал законы движения свободной точки, движущейся под влиянием постоянной силы; анализ движения по определенному пути тоже удался ему при помощи нескольких не доказанных им, но правильных положений. Об изучении движений связанных систем точек или твердых тел тогда еще не помышляли; динамика на первых порах отвлекалась от протяжения и массы движущихся тел. Единственное исключение составляло картезианское учение об ударе, но как увидим ниже, исключение далеко не блестящее. В динамике капельножидких тел первый шаг представляет торичеллиев закон истечения. К динамике упругих жидких тол можно было бы, пожалуй, отнести определение скорости распространения звука в воздухе, но в данном случае оно имело характер не механического вывода, а чисто экспериментального исследования и потому должно быть отнесено к акустике. В последней остается еще отметить открытие первых законов колебаний струн и ряд исследований, стоящих в непосредственной связи с этим вопросом. Оптика вначале придерживалась прежнего математического пути и достигла очень важных теоретических результатов. Открытие новых оптических инструментов, зрительной трубы и микроскопа, побуждало к изучению преломления света, и в результате многих изысканий закон преломления был найден уже в течение этого периода. В самом начале его Кеплер усердно и с успехом работал над изучением свойств глаза и его функций. Позднее на первое место выдвинулась физическая оптика. Бэкон жалуется еще на пренебрежение к физическому исследованию природы света и на исключительно математическое направление оптики; вскоре, однако, общее внимание было привлечено учением о цветах; и хотя качество работ еще не соответствовало их количеству, тем не менее, они выяснили, что всякое преломление света связано со светорассеянием (дисперсией). Конец периода ознаменовался одним из важнейших оптических открытий (опубликованным, впрочем, не ранее начала следующего периода), именно открытием дифракции, которым наука обязана трудам Гримальди. В учении о теплоте все еще продолжаются гадания о сущности тепла; тем не менее, в этом периоде возникают уже термоскопы, из которых после многих напрасных усилий в последующих уже периодах вырабатываются термометры. Учение о магнетизме и электричестве сделало быстрый шаг вперед в самом начале этого периода, но затем остановилось на одном месте.

Следует, между прочим, заметить, что картезианская теория магнетизма в применении к электричеству продержалась долее всех гипотез французского философа и пала не ранее второй половины XVIII столетия под влиянием ньютоновских идей.

Ни один из предшествующих и последующих периодов не может сравниться с рассматриваемым коротким пятидесятилетним периодом по важности и обилию научных открытий в области физики. Мы хвалимся открытиями нашего времени и гордимся быстрыми успехами в области естествознания; но если пойти на сопоставление, то окажется, что наше время не может выдержать никакого сравнения с рассматриваемым периодом. Правда, наше время достигло в технике, руководимой теоретическими знаниями, результатов неслыханных, изменивших весь строй общественной жизни, и в этом смысле совершило перевороты, о которых раньше нельзя было и помыслить; но оно все же не ниспровергло и не создало нового мировоззрения. Наше столетие пошло непосредственно по стопам предыдущего, и если оно сделало огромные успехи в отдельных отраслях физики, то зато ни на шаг не подвинулось в других, а в некоторых, например в понимании материи и в теории электричества, оно представляет картину очень слабого развития. Первая же половина XVII в., напротив, воздвигла наново труднейшие отделы физики и умственно вывела человека из тесной сферы, открыв глубины небесного пространства и разрушив вместе с тем веру в его первенствующее положение в мире — веру, которая, очевидно, не могла устоять после того, как самая земля была выведена из центра мироздания.

Рассматривая успехи нашей науки по отдельным национальностям, приходится в этом периоде отдать безусловное первенство итальянцам. Галилей в своей механике впервые дал классический образец правильной систематической разработки физики; его метод, совершенный и выдержанный во всех частях, исчерпывает предмет и тем более заслуживает удивления, что непосредственных предшественников у него не имелось. Ученики и друзья его тоже шли в авангарде науки в течение этого периода. Во времена Галилея Италия достигла своего высшего научного расцвета и с ним начала увядать. Приговор инквизиции над великим астрономом охладил ревностность последователей, и под гнетом враждебной клерикальной власти наука мало-помалу угасла в Италии. На смену ей выступила Франция. Французские ученые с восторгом приветствовали открытия Галилея, громче всех восставали против несправедливых нападок на него и наперекор сильному противодействию в собственной стране защищали его работы, а после его осуждения озаботились изданием его сочинений. В Англии интерес к науке очень оживился в царствование Елизаветы, но затем религиозно-политические бури великой революции поставили преграды научному исследованию. Впрочем, имена Бэкона и Гильберта обеспечили Англии почетное место в истории наук. Германия более всех других государств пострадала от религиозных войн. Требовался геройский дух Кеплера, чтобы в борьбе с нуждой и гонениями среди волнений 30-летней войны совершить то, что он совершил для науки. Кроме Кеплера, среди немцев выделяются два иезуита, Шейнер и Шотт, укрывшиеся в мирной гавани монастыря от военных бурь. Они были ревностными тружениками, желавшими процветания наук для славы своей церкви; но их работы страдают отсутствием самостоятельности и свободного духа исследования. Северные государства еще более отстали в научном развитии. Они сосредоточились на астроно- мии и дали миру знаменитого Тихо-де-Браге; к прочим же отраслям естествознания они обратились только в ближайший период.

ГАЛИЛЕО ГАЛИЛЕЙ родился в Пизе 15 февраля[1] 1564 г. Его отец Винченцо был известным музыкантом, сочинение которого «Dialoghi della musica antica e nuova» указывает на близкое знакомство с греческой и римской литературой. Несмотря, однако, "а знатное происхождение самого Винченцо и жены его Джулии, у них не было состояния; и когда вслед за рождением их первенца Галилея, семья начала быстро увеличиваться, воспитание детей сделалось предметом их серьезных забот. Поэтому старшего сына они предназначили для торговли сукном, обещавшей непосредственное обеспечение. Это, однако, не помешало родителям, переселившимся во Флоренцию вскоре после рождения Галилея, послать мальчика в латинскую школу. Здесь успехи его в древних языках, логике и диалектике были так поразительны, что отец, несмотря на весьма стесненные обстоятельства, бросил мысль о торговле сукном и остановился на медицине, не исключавшей и материальных выгод для сына.

В 1581 г. Галилей поступил в Пизанский университет и начал с изучения философии. Все тамошние профессора были последователями Аристотеля; пифагорейского учения придерживался лишь один Яков Маццони; и к нему-то юноша почувствовал особое влечение. Гигантскими шагами развивались его необыкновенные дарования, наблюдательность, философская проницательность и математические способности. В 1583 г. 19-летним студентом он однажды следил в Пизанском соборе за качанием люстр, висевших на длинных проволоках, и вывел отсюда заключение, измеряя время качания ударами собственного пульса, что маятники одинаковой длины совершают свои колебания в одинаковый промежуток времени. Занятия математикой очень рано привели его к самостоятельным математическим работам. Рассказывают, что молодой Галилей, не успевший еще познакомиться с математикой во время посещения латинской школы, попал случайно на математическую лекцию аббата Остилио Риччи; последняя произвела на него такое впечатление, что он немедленно начал заниматься математикой в свободное время. Во всяком случае, он вскоре оказался настолько сведущим в ней, что мог самостоятельно дополнить теорию центров тяжести твердых тел; эта первая математическая работа и открыла для него дальнейшие пути. Отец, узнав, что сын относится небрежно к медицинским занятиям, приехал в Пизу весьма озабоченный; но ознакомившись с действительным положением вещей, охотно разрешил ему посвятить себя математике. Благодаря, той же работе Галилей познакомился с тогдашними математическими знаменитостями и приобрел особое расположение маркиза Гвидобальдо дель-Монте[2], известного знатока архимедовой механики.

Первой исходной точкой галилеевой механики было, таким образом, учение Архимеда; с ним же связано исходное положение его статики — доказательство закона рычага. Весьма рано, опять-таки в период студенчества, выяснились и основы динамики Галилея, но на этот раз не в согласии, а в противоречии с учением греков. Математические физики древности вообще не делали никаких попыток для разрешения динамических задач, и в динамике неограниченно царил Аристотель: его теория движения служила до тех пор единственным объяснением движений земных и небесных. Только в последнем, т. е. XVI столетии, в среде математиков нарастает стремление к динамическим опытам, которыми, бесспорно, и была открыта борьба против перипатетической теории движения.

Из первой части нашего сочинения нам уже известны взгляды Тартальи[3] на линию полета бросаемых тел и работа Бенедетти[4] 3 и др. по вопросу о скорости свободно падающих тел. Неизвестно, насколько Галилей был знаком с этими работами; но по первым шагам его научного развития ясно, что он сознавал противоречия аристотелевской динамики. Так, например, он неаккуратно посещал лекции перипатетиков и постоянно препирался с товарищами, которые дали ему кличку спорщика за постоянные нападки на неограниченно господствовавшее учение. Мы, к сожалению, не имеем возможности подробнее проследить ход развития Галилея, особенно на первых его ступенях. От первого периода его научных трудов не осталось печатных материалов, так как его денежные средства были недостаточны для покрытия типографских расходов. Первые биографы его Вивиани и Герардини познакомились с ним не ранее 1630 г.; кроме того, почти нет примера, чтобы жизнь научного гения обращала на себя внимание в период его развития. Впрочем, в наше время, когда увеличение литературного материала, посвященного Галилею, свидетельствует о возрождении общего интереса к личности великого ученого, приложено много стараний для выяснения первого периода жизни Галилея: в особенности много успели в этом отношение итальянские ученые.

Маркиз дель-Монте принимал живейшее участие в молодом и многообещавшем математике, материальное положение которого так мало соответствовало его дарованиям. Через брата своего кардинала дель-Монте он напрасно хлопотал о назначении Галилея профессором в Болонью, но зато ему удалось обеспечить ему кафедру математики при Пизанском университете с годичным содержанием в 60 скуди. Здесь Галилей в своих лекциях открыто выступил против Аристотеля, доказывая сначала теоретически, по примеру Бенедетти, что все тела должны падать с одинаковой скоростью, а затем подкрепляя доводы разума прямыми опытами. Для доказательства он бросал камни с наклонной пизанской башни, причем все зрители могли убедиться, что камни достигали земли приблизительно в один и тот же промежуток времени, бросали ли их порознь или связанными вместе. Он и на других телах демонстрировал, что скорость падения отнюдь не пропорциональна весу тел и что стофунтовая бомба едва ли упреждает полуфунтовое ядро на ширину ладони при высоте падения в 200 футов. Несмотря на всю их очевидность, опыты эти не имели желанного результата. Профессора-перипатетики доверяли больше Аристотелю, чем прямому наблюдению; они либо умышленно не обращала внимания на опыты юного новатора или останавливались на незначительных различиях в скоростях падения, используя их как аргументы в пользу аристотелевской динамики. Слепые приверженцы старины кончили тем, что проводили своего противника свистками; а когда Галилей имел сверх того неосторожность отозваться неодобрительно о землечерпательной машине, изобретенной побочным сыном Козимы I (великого герцога тосканского), счастливому экспериментатору пришлось удалиться из университета добровольно, чтобы не быть удаленным помимо своей воли.

По счастью, маркиз дель-Монте мог вновь выручить его из беды. Галилей получил профессуру по математике при венецианском университете в Падуе еще прежде, чем ему предложили отставку по истечении его трехлетнего контракта с пизанским университетом. Отъезд из Пизы был для него легок и не только потому, что он уносил с собою менее 100 фунтов багажа. 26 сентября 1592 г. он прибыл в Падую, но по семейным обстоятельствам не мог начать лекций до 7 декабря того же года, Падуя оказалась плодотворной почвой для деятельности Галилея. Его лекции постепенно приобрели громкую известность в этом многолюдном университете. Вскоре не стало аудитории, способной вместить всех, желавших его слушать, так как число это доходило до 2000 человек. Он читал о «Началах» Евклида, «Альмагесте» Птолемея, механических сочинениях Аристотеля, теории планет Пейрбаха. Официальные лекции читались им по-латыни, а частные — на тосканском наречии. В числе его слушателей были знатнейшие граждане, посещавшие знаменитый университет, а также его позднейшие друзья венецианец Сагредо и флорентинец Сальвиати, имена которых он увековечил в своих главных работах.

Одновременно с этими лекциями Галилей не переставал заниматься своей новой наукой, динамикой. Он не только старался доказать, что все тела падают с одинаковой скоростью, но и исследовал свойства движения при падении тел. Он нашел, что движение это равномерно-ускоренное, и в 1602 г. определил длину пути в течение первой секунды. Наряду с этими вопросами он обратил внимание и на другие отрасли физики, двигая их более или менее вперед. Еще в Пизе, изучая Архимеда, Галилей устроил безмен, bilanzetta, для определения металлических сплавов по принципу альгазеновых весов[5] с подвижной чашкой. При своих лекциях в период около 1597 г. он употреблял тот вид термометров, изобретение которых впоследствии приписывали Дреббелю[6] и др. Доказательством изобретения этого прибора Галилеем в указанный период времени служит не только свидетельство Вивиани (его ученика), но и достоверный факт демонстрирования этого прибора патеру Кастелли в 1603 г. самим Галилеем; сверх того Сагредо в одном письме упоминает, что при своих опытах в Венеции он пользуется прибором своего учителя; наконец, в пользу этого говорит и то обстоятельство, что не только во Флоренции, но и в Падуе хранятся термометры работы Галилея. Галилеевский термометр состоял вначале из открытой стеклянной трубки с припаянным шариком. Шарик слегка нагревали, затем опрокидывали трубку в стакан с водой. При охлаждении шарика вода поднималась по трубке и в дальнейшем высотой своего уровня указывала на изменение температуры и до известной степени на ее величину. Позднее погружение в стакан было оставлено: в вертикально стоящую трубку с шариком, обращенным вниз, вводили каплю воды, которая, поднимаясь и опускаясь, указывала на увеличение или уменьшение тепла. Утверждать по примеру некоторых, что идея этого прибора была внушена Галилею изучением Герона, нельзя, потому что в сочинениях Галилея нет ни малейшего намека на этот счет. Что касается самого прибора, то назвать его термометром было бы неправильно, так как на него влияет не только температура, но и воздушное давление; в лучшем случае его можно признать термоскопом. Тем не менее, в нем нельзя не видеть первой попытки устройства термометра, надлежащая форма которого была достигнута через сто слишком лет. Другое изобретение Галилея, пропорциональный циркуль, тоже относящееся ко времени его пребывания в Падуе, приблизительно к 1597 г., не имеет отношения к физике. Оно, однако, сильно способствовало известности Галилея вследствие спора, возникшего по этому поводу. Противник Галилея Бальтазар Капра хотел присвоить себе честь этого изобретения, но был уличен в полнейшем невежестве и предан осмеянию, а его трактат был публично осужден и запрещен.

Контракт Галилея с Падуанским университетом истекал в 1599 г.; но Венецианская республика продлила его еще на шесть лет и в знак признания особых заслуг своего профессора увеличила его денежный оклад. Галилей был таким образом обеспечен и пользовался сравнительным покоем до времени своих великих астрономических открытий и оставления университета, столь благоволившего к нему. Мы проследим позднее дальнейшие события его жизни; теперь же обратимся к более подробному обзору его заслуг в области физики.

Первое место количественно и качественно здесь занимают его механические работы. Механика составляла главнейший предмет занятий Галилея в течение всей его жизни; ей посвящено его первое и последнее творение. Правда, открытия в механике не принесли ему при жизни столь громкой известности, как астрономические, распространившие с поразительной быстротой славу гениального ученого по всему тогдашнему цивилизованному миру, зато они и не навлекли на него жестоких гонений. Между тем, для знатока они всего яснее свидетельствуют о гениальности своего творца и на них, главным образом, основываются права Галилея на титул основателя новой физики. Много причин побуждают или даже заставляют нас здесь же рассмотреть в общей их связи все его механические работы, несмотря на то, что сочинения его, являющиеся наиболее зрелым и полным выражением механики Галилея, появились не ранее 1638 г. До 1610 г., когда ему пришлось отказаться от университетского преподавания, Галилей излагал свои взгляды с кафедры. Они имели решительное влияние, в смысле потрясения авторитета Аристотеля, уже в то время, т. е. еще до своего появления в печати, и мы совершенно неправильно понимали бы историю развития физики, если бы приняли 1638 г. за начало влияния Галилея. Нам, правда, неизвестно, насколько систематически была разработана механика Галилея в первый период его деятельности, но многое заставляет думать, что основные положения были им уже открыты и излагались в его лекциях в Падуе. В своем сочинении о деятельности Галилея в Падуе[7] Фаваро утверждает, что между 1602 и 1609 гг. Галилеем была уже найдена параболическая форма линии полета тел. Если это так, то уже около этого времени следует считать новую науку разработанной в основных ее чертах; мало того, один трактат, о котором мы будем говорить ниже, заставляет отнести некоторые основные положения Галилея к еще более раннему времени. Деятельность Галилея сосредоточивалась преимущественно на механике именно в первом периоде, и высшая сила его творчества в этой области проявилась тогда же. Позднее его время и внимание поглощали главным образом астрономические занятия; и только после того, как инквизиция парализовала его деятельность в этом последнем направлении, он использовал досуг для более полного и систематического изложения добытых им ранее результатов. Главный труд Галилея по механике носит заглавие: «Discorsi е demostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze, attenenti alla mechanica ed ai movimenti locali, di Galileo Galileo Linceo, Filosofo e Mutematico primario del serenissimo Gran Duca di Toscana» и был напечатан в первый раз Эльзевирами в Лейдене в 1638 г. Трактат, написанный несколько ранее и появившийся первоначально во французском переводе Мерсенна[8] и только в 1649 г., после смерти Галилея, — на итальянском языке под заглавием «Della scienza meccanica», имеет менее важное значение. По своему содержанию эта работа относится преимущественно к статике, и главным предметом исследования здесь служит равновесие так называемых простых машин, рычага, наклонной плоскости, клина, блока и винта. Здесь характерно только соединение статики с динамикой: законы равновесия выводятся из одного положения, которое служит простейшим выражением закона виртуальных скоростей. Впрочем, закон этот применялся Галилеем уже гораздо раньше. Так, в трактате «Discorso intorno alle cose che stanno in su l’acqua о che in quella si muovono», 1612 г., он старается защитить гидростатические положения Архимеда и доказать их при помощи виртуальных скоростей. Здесь он уже дает определение момента силы, понятия, к которому он во многих случаях обращается в своем главном сочинении при определении действия силы.

Если уже отсюда можно заключить о раннем вступлении Галилея на новый путь в механике, то еще убедительнее в этом отношении последнее его сочинение, чисто механическое по содержанию: «Sermones do motu gravium». Это сочинение было впервые опубликовано в большом флорентийском издании сочинений Галилея в 1854 г., после того как Либри и другие[9] указали на их историческое значение. Дело в том, что хотя «Sermones» должны быть отнесены ко времени пребывания Галилея в Падуе или даже к 1588 г., в них изложены основные законы движения, учение об изохронности качаний маятника, о свободном падении тел по отвесной и наклонной линии и т. д. 50 лет спустя Галилей формулировал главнейшие положения динамики по- латыни в своих «Discorsi», в большей части своей написанных на итальянском языке[10], причем оказывается, что они почти слово в слово заимствованы из «Sermones» и, стало быть, красноречиво свидетельствуют о раннем происхождении галилеевской механики[11]. Кроме приведенных нами четырех сочинений чисто механического содержания, для оценки механики Галилея имеет большое значение его знаменитое астрономическое сочинение: «Dialogo intorno ai due massimi sistemi del mondo», а также многочисленные письма, собранные впервые с надлежащей полнотой в издании 1854 г.

Механика древних распадается на две совершенно отдельные ветви: на статику, трактуемую чисто математически, и на динамику, трактуемую чисто философски. В первой из них высшей точки достиг Архимед; его закон рычага, определения центра тяжести и теорема о потере веса тел в жидкостях составляли в разбираемом нами периоде основное содержание математической механики. Арабы и христианские механики средних веков не прибавили к древнему учению ничего существенного, за исключением способов более точного и полного определения удельного веса и нескольких исследований касательно центра тяжести. Они продолжали работать в рамках, указанных механикой Архимеда, не выходя из этих рамок нигде, если не считать нескольких разрозненных и незначащих попыток. Динамика того времени была всецело связана с именем Аристотеля. Во всех университетах не только преподавалось учение о тяжести и легкости тел, о совершенном и несовершенном, естественном и насильственном движении без малейшего отступления от аристотелевского текста, но это учение послужило основанием целого миросозерцания, которого нельзя было подвергать сомнению, не рискуя поплатиться за это, как за преступление революционного характера.

Галилей принялся изучать Архимеда с серьезной математической подготовкой и благодаря своей работе над центрами тяжести познакомился, как мы уже знаем, с маркизом дель-Монте, наиболее выдающимся механиком того времени. Но молодой студент был не только математиком; он изучал философов, в особенности Аристотеля, в подлиннике; он сам говорит, что философии посвятил больше дней своей жизни, чем часов — математике. Натурфилософия Аристотеля приводит Галилея к динамике, но он тотчас же вступает в противоречие с нею. Положение, что скорости свободно падающих тел пропорциональны их весу, еще ранее возбудило сомнение Бенедетти и др. Галилей приводит новые основания в доказательство внутренних противоречий аристотелевского учения о движении. Если правильно, что более тяжелое тело падает скорее менее тяжелого, то при соединении двух тел тяжелое должно ускорять падение легкого, и наоборот, легкое — замедлять падение тяжелого. Скорость соединенных тел должна быть, следовательно, средней. Но, с другой стороны, согласно аристотелевскому закону падения, вся масса, соединенная вместе, должна иметь большую скорость, чем более тяжелое из тел, что противоречит первому положению. Далее Аристотель утверждает, что скорость тела в различных средах обратно пропорциональна плотности сред. Если это так, то скорость тела при бесконечной разреженности среды или в пустом пространстве должна быть бесконечно большой, что опять-таки немыслимо. Однако таким путем нельзя было одержать решительной победы над Аристотелем; это показал опыт предшественников Галилея. Против приведенных выше доводов можно было с точки зрения перипатетиков возразить, что пустого пространства вообще не существует и что о падении тел в последнем вообще не может быть речи; в заполненном же пространстве части должны, очевидно, падать медленнее целого тела - доказательство чему дает тело, измельченное в порошок. Поэтому Галилей и не ограничился такого рода доводами, а прибегнул к наиболее естественному и при всем том наиболее трудно осуществимому средству — к точному систематическому наблюдению явлений. Но, как ты уже знаем, даже опыты бросания тел с наклонной Пизанской башни оказались бессильными поколебать скрепленные веками предрассудки. Перипатетики сосредоточили свое внимание на незначительных различиях скоростей падающих тел и на малой величине пройденного пути, утверждая, что неравенство скоростей падения может стать вполне очевидным лишь при прохождении телами многих тысяч футов. Таких длинных путей падения нельзя было осуществить, и Галилею пришлось придумывать новые доказательства. Он обратился к открытой им изохронности качаний маятника. Маятники одинаковой длины имеют колебания одинаковой продолжительности, все равно, сделаны ли они из дерева, камня или из металла большего или меньшего веса. Но так как движение маятника сводится к падению тяжелого тела по дуге круга, то отсюда следует, что сила тяжести в одинаковой степени ускоряет эти падающие тела, и мы, стало быть, имеем право вывести обратное заключение, что если отвлечься от сопротивления воздуха, то все тела при свободном падении должны иметь одинаковую скорость. Галилей производил опыты и с катанием различных тел по наклонным плоскостям и нашел в них подтверждение своей мысли о равномерном ускорении всех тел силой тяжести.

Опыты с маятниками и с наклонными плоскостями во многих отношениях лучше подходили для решения вопроса, чем простое падение тел с высоты, а сверх того они были доступны каждому. К сожалению, доказательность их страдает от видоизменения действия тяжести внешними препятствиями. Для устранения последнего недостатка следовало бы определить в точности свойства этих видоизменений, но подобное определение требовало целой теории движения, новой механической науки, динамики. Построение этой науки было в высшей степени затруднительно. Натурфилософские основания не годились для этой цели, так как предметом рассуждения были опытные явления, требовавшие, прежде всего математического определения. Чисто математическое построение тоже не могло помочь делу, так как без гипотетической основы математика не могла найти точки опоры для непрерывно изменяющихся величин движения. Оставалось одно: соединить вместе все три метода физики и из свободного от логических противоречий положения о природе движения математически вывести законы последнего, а затем посредством опыта убедиться, следует ли природа на самом деле этим законам и подтверждается ли таким образом основная гипотеза. Решение этой задачи не только количественно обогатило физику прибавлением новой области, но и впервые на примере указало физикам правильный метод их науки. Уже одна эта заслуга дает Галилею полное право на титул основателя новой физики.

Итак, дело сводилось к отысканию наиболее достоверной и свободной от противоречий гипотезы, из которой могли бы быть выведены законы движения тел при падении их с высоты. Простейший опыт показывает, что все тела падают с постоянно увеличивающейся скоростью, и перипатетики этого не оспаривали. Но спрашивается, каков закон этого ускорения, каким образом увеличивается скорость с течением времени? Галилей отвергает гипотезу пропорциональности скорости и пройденного пути, доказывая, что при этом условии немыслимо никакое движение. Он полагает, что все тела должны падать простейшим образом, так как все естественные движения являются в то же время в своем роде наиболее простыми. При падении камня "а землю простейшим видом увеличения его скорости было бы ускорение, сообщаемое ему в каждое мгновение одинаковым образом, т. е. такое, при котором увеличение скорости было бы одинаково в равные промежутки времени. Галилей приписывает это равномерное ускорение постоянному по своей величине импульсу к движению, постоянной силе, но не распространяется подробнее о причине действия силы - предмете, о котором в его время существовали весьма различные мнения. Вопрос, почему тела стремятся падать по направлению к земному центру, тоже не имеет отношения к настоящей проблеме. Достаточно принять, что постоянная сила равномерно ускоряет движение всех падающих тел, а затем исследовать свойства этого движения и посредством опытов убедиться, что движение падающих тел действительно имеет все предполагаемые свойства.

Для решения своей задачи Галилею пришлось радикально перестроить все учение о движении. Прежние натурфилософы применяли по отношению к механике метафизический закон: «нет действия без причины», лишь наполовину: ни одно тело не переходит из состояния покоя в состояние движения без действия какой-либо силы. Они предполагали, что всякое движение может прекратиться и без внешнего препятствия, само собой угаснуть, как свет, которому недостает питания, если какая- либо сила не будет поддерживать движения. Галилей видел односторонность, присущую такому толкованию закона инерции; он заметил, что прекращение всех земных движений, протекающих без поддерживающей силы, может произойти только от препятствий, встречаемых земными движениями в сопротивлении воздуха и других явлениях, и дополнил механическое истолкование упомянутого метафизического закона следующим образом: ни одно тело не может изменить своей скорости ни по величине, ни по направлению без действия какой-либо силы. Только после такого пополнения закона инерции можно было, по его мнению, приступить к изучению движения. Если тело, хотя бы короткое время, находилось под действием какой-либо силы, то оно и по прекращении ее действия должно двигаться далее с постоянной скоростью. Такое движение называется равномерным и характеризуется тем, что тело проходит при нем равные пути в равные промежутки времени. Если же тело находится под длительным действием силы, то оно в каждое мгновение получает новый импульс к движению, следовательно, его скорость должна постепенно нарастать — движение должно быть ускоренным. Для определения того, каким образом происходит ускорение от постоянной силы, необходим закон сложения скоростей, сообщенных телу силой в каждое мгновение. Найти этот новый закон было очень трудно. Исходя из вероятного предположения, что постоянная сила должна производить одинаковые действия, т. е. равномерное увеличение скорости, Галилей пришел к заключению, что прибавление новой скорости к уже существующей является простым сложением и что, следовательно, постоянная сила сообщает тему в равные промежутки времени одинаковые скорости независимо от того, находится ли тело в покое или в движении. Итак, если падающему телу в первый момент его падения сообщен импульс и, следовательно, некоторая скорость, то скорость эта остается ему присущей навсегда, если его движение не будет нарушено посторонними влияниями. Во второй момент времени телу сообщается второй импульс, равный первому, и этот импульс по закону сложения сил ускоряет его настолько же, насколько он увеличил бы скорость покоящегося тела; другими словами, скорость, сообщенная в первый момент времени, должна во второй момент удвоиться. Продолжая рассуждать таким образам, мы приходим к заключению, что всякая постоянная сила в равные времена увеличивает скорость на равную величину, и что, следовательно, постоянная сила вызывает равномерно- ускоренное движение. А так как, обратно, из допущения равномерного ускорения мы вправе вывести заключение о постоянстве движущей силы, то гипотеза равномерно- ускоренного падения вполне совмещается с гипотезой постоянной силы тяжести и может быть выведена из последней. Следовательно, исходя из той или другой гипотезы мы получаем для падения тел первый закон: скорости в каждый момент времени относятся между собою, как времена, протекшие от начала движения. Прямая опытная поверка этого закона невозможна, так как скорости изменяются с каждым мгновением и не поддаются измерению. Необходимо, следовательно, найти дальнейшие законы для равномерно-ускоренного движения.

Черт. 1.

Предположим для этой цели, по примеру Галилея, что величина определенного промежутка времени выражена линией АВ, и восставим в конечной точке В перпендикуляр, длина которого ВС будет обозначать скорость, приобретенную в конце данного промежутка времени. В таком случае всякий перпендикуляр, восставленный из любой точки линии АВ до АС, будет выражением скорости, приобретенной, согласно первому закону падения, телом в данной точке. Если, далее, через точку D, лежащую посредине АС, мы проведем линию, параллельную АВ, и замкнем линией AF прямоугольник ABEF, то понятно, что сумма всех возможных перпендикуляров в треугольнике ABC будет равна сумме всех возможных перпендикуляров в параллелограмме ABEF. Но так как эти перпендикуляры представляют собою скорости, то последнее положение может быть выражено еще следующим образом: сумма всех скоростей, приобретенных свободно падающим телом в течение времени АВ, равна сумме всех скоростей равномерно движущегося в течение того же времени тела, скорость которого равна половине конечной скорости падающею тела. Отсюда Галилей выводит заключение, что оба тела проходят одинаковые пространства, и фор- мулирует второй закон равномерно-ускоренного движения при падении тел следующим образом: время, за которое падающее тело, считая от начала движения, проходит известный путь, равно времени, в течение которого оно прошло бы тот же путь, двигаясь равномерно со скоростью, равной половине скорости, приобретенной в конце падения. При равномерном же движении пройденные пути относятся между собой как произведения из времен на скорости; отсюда пути, пройденные падающим телом до двух известных моментов времени, будут относиться между собою как произведения из протекших времен ни половины конечных скоростей или, что одно и то же, как про- изведения из протекших времен на конечные скорости. Но так как, согласно первому закону, скорости сами пропорциональны временам, то отсюда прямо вытекает важнейший из законов падения: пути, пройденные падающими телами, пропорциональны квадратам времен.

Если от начала движения взять последовательно одинаковые промежутки времени, то пространства, пройденные до конечных моментов этих промежутков, будут относиться между собою как квадраты натурального ряда чисел. При вычитании же мы далее получаем: пространства, пройденные в последовательные равные промежутки времени, относятся между собою, как ряд нечетных чисел.

Такова теория свободного падения при условии равномерно-ускоренного движения или постоянной силы. Теперь остается рассмотреть, соответствует ли этой теории в действительности свободное падение. Для проверки особенно пригоден третий закон: пройденные пути пропорциональны квадратам времени. Но и тут быстрое нарастание скоростей оказалось помехой как для определения отношений, так и, главным образом, для определения абсолютных величин движения; более удовлетворительных результатов можно было ожидать от движений, замедленных по известным законам. Это побудило Галилея обратиться к теории наклонной плоскости. Тяжесть есть стремление тел к центру земли,

Черт. 2.

отсюда действие тяжести при различных движениях должно быть одинаково, если оно приблизило тело к центру земли на одинаковую величину, все равно, какими бы различными путями ни шло это приближение. С другой стороны, действие силы измеряется скоростью, сообщенной телу. Отсюда следует, что два тела, упавшие с одинаковой высоты, все равно какими путями, должны приобрести одинаковые скорости. В приложении к наклонной плоскости это выражается так: тело при падении по наклонной плоскости приобретает ту же скорость, какую оно приобрело бы, падая с высоты наклонной плоскости в отвесном направлении. Положение это, касающееся далеко не простых отношений, недостаточно убедительно без дальнейших доказательств. Галилей пришел к счастливой, хотя и довольно отдаленной мысли привлечь на помощь движение маятника. Если маятнику АВ, привешенному к точке А, сообщить размах с высоты CD над горизонтом, то отпущенный маятник поднимется на другой стороне на высоту IE, равную первой высоте CD. Если затем вбить гвоздь в точке К по той же отвесной линии АВ и поднять чечевицу маятника до высоты GH, соответствующей высоте CD, причем нитка огибает гвоздь, вбитый в К, то окажется, что маятник, будучи выпущен из рук описывает совершенно тот же путь BI на другой стороне, где не встречается препятствия в гвозде. Приобретенная в точке В скорость должна быть, следовательно, одинаковой при прохождении путей СВ и GB и будет вообще одна и та же во всех случаях, когда тело будет падать с высоты CD. Но так как дугу можно представить себе составленной из прямых линий, то этот закон будет верен и для наклонной плоскости, а затем и для всякой кривой линии.

Итак, к наклонной плоскости применим следующий закон: скорости тел, падающих естественным движением по плоскостям с любым наклоном, всегда равны на одинаковых уровнях над горизонтом, если устранены препятствия. Возьмем два тела, из которых одно снижается по наклонной плоскости, другое же падает с высоты ее отвесно вниз на горизонтальную линию, и сопоставим с ними два других тела, двигающихся равномерно с половинной конечной скоростью первых; окажется, что вторые тела пройдут одинаковые пути в одинаковые времена с первыми. При равномерном же движении пройденные пути, как известно, пропорциональны временам, и наоборот: отсюда вторые, а, следовательно, и первые тела окончат свои движения в периоды времени, относящиеся между собой, как длина наклонной плоскости относится к ее высоте. Так как, далее, при равных временах величина действующей силы измеряется сообщенными скоростями, и наоборот, при равных скоростях силы обратно пропорциональны временам, в которые сообщены скорости, то отсюда следует непосредственно, что момент тяжести[12] на наклонной плоскости относится к моменту свободной тяжести, как высота наклонной плоскости к ее длине.

Таким образом Галилей получил возможность полностью объяснить движение тел при падении. Он взял доску в 12 локтей длины и 11/2 локтя ширины с желобом шириной в палец, выстланным пергаментом для уменьшения трения. Один конец этой плоскости был приподнят на один или же два локтя вышины, чтобы сделать движение медленным и сопротивление воздуха незначительным. Время измерялось по количеству воды, вытекавшей из большого сосуда в меньший; падающими телами были бронзовые шарики. При помощи опытов с такой наклонной плоскостью Галилей мог проверить и доказать правильность всех законов, выведенных им для движения, и сверх того получил возможность определить пути, пройденные свободно падающими телами, при помощи расстояний, отмеченных на наклонной плоскости, так как его последним исследованием было определено, в каком отношении должно замедляться движение по наклонной плоскости.

При помощи своей теории свободного падения Галилей правильно разрешил старинную проблему наклонной плоскости; но этот способ решения, по-видимому, не удовлетворял его самого. И действительно, принятие одинаковых скоростей для равных высот падения не представляется строго обязательным, а привлечение довольно сложных движений маятника не является вполне убедительным. Поэтому Галилей попытался вывести свой закон уменьшения действия силы на наклонной плоскости еще и другим путем.

Бенедетти[13] в своем сочинении 1587 г. показал, что в косом рычаге моменты тяжести определяются перпендикуляром, опущенным из точки вращения на направление силы. Это правило, по-видимому, вошло в общее употребление при построении составляющих сил, и Галилей применил этот вид разложения сил к наклонной плоскости. Он показал, что здесь разложение сил соответствует проектированию силы на направление возможного движения. Что же касается отношения, в каком сокращается участок отвесной линии при его проектировании на направление наклонной плоскости, то оно равно отношению длины последней к ее высоте; отсюда вновь вытекает прежний закон отношения моментов свободной тяжести и тяжести на наклонной плоскости. Впрочем, последнее доказательство вряд ли убедительнее первого. Правда, разложение действия силы опирается на закон параллелограмма сил, указанный еще Стевином и умело примененный Галилеем; но точного доказательства этого закона мы здесь не находим; он играет у Галилея роль аксиомы или общеизвестного факта и, таким образом, остается в его механике недоказанным элементом, требующим последующего более точного его обоснования.

Мы еще вернемся к этому вопросу при анализе движения падающих тел. Теперь же нам хотелось бы привести здесь немногие галилеевские законы качания маятника. Закон равной продолжительности качания маятников равной длины был им выведен путем непосредственного наблюдения и положен в основу учения о движении в качестве исходного начала. Дальнейшие опыты показали Галилею, что время качания маятников неодинаковой длины изменяется соответственно длине маятников, и его теория свободного падения легко навела его на законы этого изменения. По закону падения, пройденные пути пропорциональны квадратам времен, и обратно, времена пропорциональны квадратным корням из пройденных путей. Закон этот верен для всех движений, произведенных одной и той же постоянной силой, следовательно, для отвесного падения и для падения по плоскостям одинакового наклона, равно как для падения по параллельным и подобным дугам. Стало быть, он верен и для маятников разной длины, имеющих одинаковый угол размаха; время качаний будет и для них пропорционально квадратным корням из описанных ими дуг. Подобные же дуги прямо пропорциональны своим радиусам, из чего следует (прежде всего, для одинаковых углов размаха, а затем и вообще, так как продолжительность качания не зависит от угла размаха), что периоды качаний маятников различной длины пропорциональны квадратным корням из их длин. Этим законом Галилей достиг одного из рубежей своей механики; формулы для непосредственного вычисления времени качания по длине маятника он дать не мог; переход же от простого (математического) маятника к сложному (физическому) ему вовсе не удался. Он полагал даже, что физические маятники не могут быть изохронными, так как они не в состоянии подняться на высоту своего первого размаха. Ибо, если к одной нитке привесить два шарика на разной высоте, то в то время, как нижний еще не успеет окончить своего качания, верхний уже будет находиться на обратном пути и таким образом станет препятствием для достижения первоначальной высоты первым шариком.

Сын Галилея, Винченцо, уверяет[14], что его отец открыл закон маятника уже в 1583 г. в Пизе и при помощи этого закона определил высоту собора. Этот же Винченцо устроил, между прочим, первые часы с маятником по мысли и под руководством своего отца. Мы вернемся еще к этому вопросу, когда будем говорить о Гюйгенсе.

Сложение движений было разобрано Галилеем всего полнее и яснее при исследовании линии полета брошенных тел. Предположим, что тело движется в горизонтальном направлении вследствие сообщенного ему толчка; ясно, что если бы на него не влияла сила, тяжести, оно продолжало бы свое горизонтальное движение с равномерной скоростью. Предположим, далее, что в результате этой равномерной скорости тело за известное время пробегает горизонтальное пространство АВ, а с другой стороны, представим себе, что за тот же самый период времени сила тяжести должна была отклонить это тело на расстояние АС в отвесном направлении книзу. В таком случае тело под влиянием указанных двух факторов должно будет двигаться по диагонали прямоугольника, определяемого линиями АВ и АС, при условии, что избранная единица времени будет настолько мала, что скорость падения может в течение ее измениться лишь на бесконечно малую величину. В следующую за первой единицу времени тело из конечной точки диагонали D вследствие одной горизонтальной скорости продвинется на расстояние DE=АВ, а от действия силы тяжести отклонится вниз на отвесное расстояние DF, которое будет втрое больше первого расстояния АС; тело будет, следовательно, перемещаться под влиянием обоих движений по диагонали параллелограмма DGEF. Продолжая рассуждать таким образом, мы для линии полета получим кривую, абсциссы которой пропорциональны квадратам ординат. Следовательно, при горизонтальном бросании линия полета будет полупараболой, ось которой направлена к центру земли. Для наклонного бросания Галилей определяет линию полета тела тоже как параболу и устанавливает для разных углов бросания таблицу дальности полета. Он оставляет при этом без внимания сопротивление воздуха, но признает, что последнее должно значительно видоизменить линию полета. В одном письме к неизвестному адресату от 12 ноября 1609 г. им показаны даже линии полета при различном наклоне в виде кривых, которые все, достигая одинаковой высоты, опускаются несимметрично и именно в нисходящих ветвях гораздо круче, чем в восходящих, что и соответствует действительности[15].

Черт. 3.

Вслед за движением брошенных тел Галилей в приложении к «Discorsi», изданном после его смерти, разобрал также учение об ударе тел. Он находит, что сила удара зависит от веса и скорости движущегося тела, определить же точнее природу этой зависимости он не был в состоянии. Затем он пытается сравнить в разных случаях силы давления и удара, но не может найти опорных точек для их сравнения и признает только, что давление в сравнении с ударом должно быть признано бесконечно малым, так как действие тела слагается из его веса и скорости; скорость же при давлении равна нулю. Отнюдь не следует удивляться, если определение удара Галилею не удается. При разрешении этих вопросов он уже далеко вышел за пределы своей динамики. Не имея ни предшественников, ни сотрудников, он первый установил точные законы движения; благодаря сделанному им дополнению к закону инерции он правильно определил свойства равномерного движения; его объяснение сложения скоростей привело к точному описанию движения под действием постоянной силы и дало ему возможность полностью разработать теорию равномерно-ускоренного движения. Но выйти за эти пределы, не оставляя пробелов в развитии своих положений, не мог в то время даже гений, подобный Галилею. Во всех случаях, где дело касается сложения нескольких движений, или движений при определенных статических условиях, или, наконец, движений по предписанным путям, он оставляет своим преемникам вполне надежные выводы. Но как мог бы он найти законы удара, где приходится иметь дело с чрезвычайно сложными компенсациями многих движений и с движениями отдельных, различным образом связанных между собою частей тела?

Тем не менее, Галилей отважился сделать еще один шаг в области молекулярной механики, и гений этого человека и здесь привел к нескольким положительным результатам.

«Discorsi» разделены на отдельные дни: законы падения изложены в третьем и четвертом дне; далее следуют в виде приложения теоремы о центрах тяжести, ранее найденные автором. Пятый и шестой день прибавлены уже после смерти Галилея; из них пятый посвящен учению о пропорциях, а шестой — учению об ударе. Динамика является второй из новых наук, обещанных в заглавии книги. Первая же наука рассматривается в первый и второй день: она представляет собой учение о твердости тел. Галилей начинает с указания, что механические машины различных размеров, построенные по одному и тому же плану, не соответствуют по своей прочности своим размерам. Это заставляет его изучить зависимость прочности тел от их размеров и вообще причину твердости тел. Сцепление в волокнистых телах он объясняет тем, что отдельные волокна сплетаются между собой, как в веревках, и образуют как бы нераздельную массу; к телам же неволокнистым, каковы металлы и камни, такое объяснение не приложимо. Сцепление, с другой стороны, не может обусловливаться присутствием какого-либо клея, потому что последний не выдержал бы высокой температуры. Не находя удовлетворительного объяснения явлению, Галилей вынужден помириться на этот раз со своим исконным противником Аристотелем. По мнению Аристотеля, при разрыве тел между частицами должно хоть на кратчайшее мгновение образоваться пустое пространство, природа же не терпит пустоты и потому противодействует распаданию тел. Галилей допускает такое толкование и развивает его дальше. Крепость тел различна, однако не вследствие различной «боязни пустоты», а вследствие различия пор внутри тел. Чем больше пустых пространств внутри тела, тем сильнее стремление природы наполнить их веществом, тем крепче тело. Поры не могут быть большими, иначе в них проникал бы воздух; значит, здесь идет речь о бесконечно большом числе бесконечно малых промежутков, величина и количество которых недоступны нашему измерению. При помощи этой теории Галилей объясняет многое. Жидкими являются тела, у которых поры заполнены и, следовательно, частицы не сближены между собой силой «боязни пустоты» (horror vacui). Когда мы нагреваем тело, тепловое вещество проникает в его поры, и по мере того, как последние заполняются им, тело становится жидким, оно плавится. При охлаждении тела тепловое вещество улетучивается из пор; horror vacui вновь стремится заменить их новым веществом, и тело снова делается твердым. Нельзя не заметить, что horror vacui у Галилея уклоняется от первоначального аристотелевского понятия: это не безграничное сопротивление природы, но вполне определенная сила, величину которой математик Галилей должен измерить. С этой целью он берет запаянную на одном конце стеклянную трубку, которая с другого конца закрывается подвижным поршнем, и через отверстие последнего наполняет трубку водой; затем закрывает отверстие в поршне и опрокидывает трубку. Груз, способный вытянуть поршень из трубы, а следовательно, образовать в ней пустое пространство, представляет собою величину honoris vacui для данной поверхности поршня. Степень боязни пустоты может быть, кроме того, определена водяными насосами. Галилей заметил, что вода во всасывающем насосе не поднимается выше 18 локтей; если трубка насоса выше, то водяной столб разрывается от собственной тяжести, - horror vacui имеет, следовательно, величину, способную уравновесить водяной столб в 18 локтей. Если взглянуть на последние исследования Галилея с теперешней научной точки зрения, они могут показаться непонятными заблуждениями и даже вызвать усмешку, конечно, вполне неуместную. В самом деле, современная нам теория твердости тел основана на молекулярных силах вещества, о которых в то время едва ли кто-нибудь мог помышлять и которые даже для нас не вполне выяснены. Теория сплетения волокон или оклеивания частиц, разумеется, не решала вопроса, а лишь несколько отодвигала его, но по своей удобопонятности, находила приверженцев еще долго после Галилея. Боязнь пустоты — понятие немыслимое для механики; но те пределы, которые для нее установил Галилей, позволяют думать, что он применял старый термин для выражения совершенно определенного проявления силы, не находя для последней никакого вполне удовлетворительного объяснения. Тем более что стоит лишь заменить horror vacui давлением воздуха, и объяснение плотности тел последним становится в самом деле заманчивым. Такая теория была в большом ходу, и после Галилея; она могла быть устранена не скоро, даже после появления воздушного насоса.

После этих общих рассуждений Галилей переходит к определению прочности брусьев, рассматривая, прежде всего их сопротивление излому. Если брус укреплен одним концом в стене, то его крепость может быть определена но закону рычага. По длине бруса, как на плечо рычага, действует собственная тяжесть наподобие привешенного груза. Она стремится сломать брус, т. е. отделить одно поперечное сечение от другого; но этому противится крепость бруса, и последняя действует на плечо рычага, равное высоте бруса. Невзирая на неполное соответствие этих предположений действительности, — именно, здесь не принято в расчет растяжение и сжатие некоторой части продольных волокон перед изломом, - Галилей выводит из них несколько верных законов. Он доказывает, что крепость, или прочность, возрастает в меньшей степени, чем величина тела; что для всех тел су- ществует предел возможной величины, при которой собственная тяжесть превзойдет их крепость; что полые трубы при одинаковом весе крепче сплошных цилиндров и т. д. В заключительной главе первой части нашей «Истории физики» было отмечено, что в лице Галилея гармонически сочетались философия, математика и экспериментальное искусство. Из сказанного же до сих пор может показаться, что такого равновесия в действительности не было и что искусство экспериментатора не может выдержать сравнения с другими талантами Галилея, возбуждающими наше удивление. Во всех случаях он стремится дать своим законам философское обоснование и строго математическую форму; такое стремление резко оказывается, например, в учении о свободном падении и в учении о твердости тел. Опытное исследование является у него повсюду как бы средством проверки ранее выведенных законов, а не существенным элементом развития научных положений. В действительности это, однако, не так. Правда, Галилей не был чистым экспериментатором, способным довольствоваться приобретением ценного материала; правда, он считал разработку наблюдений высшей задачей ученого, но достаточным доказательством того, что способность наблюдать была в нем столь же гениальна, как и фнлософско-математическое творчество, могут служить, например, его опыты с маятником и многие замечания относительно твердости тел. Еще убедительнее следующий факт. Мы уже знаем, что в сочинении «Discorso intorno аlle cose che stanno in su I’acqua» Галилей старается найти новые доказательства для архимедовых законов плавания тел. Он представляет себе жидкость, в которую погружено тело, заключенной в сосуде, и затем сравнивает давление погруженною тела с давлением воды, поднимаемой телом. Заключение жидкости в сосуд не упрощает задачи и не дает новых способов для ее решения; но для дальнейшего развития учения оно имело большое значение. Именно, Галилей в целях вышеуказанного сравнения принимает произведения масс на скорости равными для погруженного тела и для жидкости, чем впервые дает общее применение закона виртуальных скоростей, хотя и в простейшей его форме. Рядом с защитой Архимеда Галилей особое внимание уделял опровержению Аристотеля в той же области. Последователи Аристотеля ставили плавание тела в непосредственную зависимость от его формы, причем всякое тело могло бы, по их мнению, плавать, если бы ему была придана форма тонких пластинок. Таким образом объясняли они, например, плавание льда, который в качестве сгущенной воды считали тяжелее самой воды. Галилей прямо опровергает такое воззрение и доказывает, что плавание тела зависит только от его удельного веса. Тело, которое плавает в жидкости в какой- нибудь одной форме, будет плавать и при всякой другой, форма влияет только на скорость, с которой тело погружается в данной жидкости или поднимается на ее поверхность. Лед, всегда плавающий на воде, должен быть, поэтому легче воды. Пластинки из вещества, которые по удельному весу тяжелее воды, способны, правда, оставаться на ее поверхности, но при этом условии они не вполне погружены и лежат в углублении водной поверхности, тем более глубоком, чем тяжелее тело. Если же погрузить такие пластинки в глубь воды, то они останутся на дне и кверху уже не поднимутся, между тем как деревянные пластинки будут всплывать при всяких условиях.

Растворением соли в воде можно настолько увеличить удельный вес последней, что лежащий на дне восковой шарик поднимется на ее поверхность. Прибавляя в раствор воды, можно снова уменьшить его удельный вес и заставить восковой шарик опуститься на дно. Эти опыты очень удобны для доказательства зависимости плавания тел от удельного веса; кроме того, из них, по мнению Галилея, можно заключить, что между водяными частицами не существует сцепления, как в твердых телах. Правда, при этом он сам указывает на противоречащий этому положению факт, — на то, что капли воды долго не расплываются ни плоских поверхностях, например на капустных листьях; но замечает, что капли эти расплываются мгновенно, если окружить их другой жидкостью, например красным вином. Отсюда он делает тот вывод, что частицы водяной капли держатся слитно не вследствие внутренней связи, но лишь благодаря сопротивлению окружающего воздуха. Между водой и воздухом, по его мнению, существует вообще какой-то антагонизм. Если стеклянный шар с тонкой узкой шейкой наполнить водой и опрокинуть, то из него не вытекает ни капли воды и в шар не проникает ни единый пузырек воздуха; стоит, однако, погрузить шейку шара в красное вино, которое гораздо тяжелее воздуха и немногим легче воды, как из шара тотчас же начинает вытекать вода, вино же поднимается вверх по шару красными полосками.

Физические работы Галилея, не принадлежащие к области механики, рассеянны в разных его сочинениях, преимущественно в «Discorsi» и «Беседах о двух системах вселенной». Несмотря на афористическое по форме изложение, они имели огромное влияние на последующих физиков. Много времени после Галилея целое поколение занималось почти исключительно вопросами, уже затронутыми в его сочинениях и частью поставленными им самим, частью же взятыми им от других при обзоре существовавших тогда областей науки.

Галилей занялся, между прочим, старыми исследованиями о зависимости высоты тона от длины струи, причем нашел, что высота тона зависит от числа колебаний, производимых звучащим телом в единицу времени; число колебаний в октаве в два раза, в квинте в 3/2, а в кварте в 4/3 раза больше числа колебаний основного тона. Благодаря этому закону неуловимый физиологический момент высоты тона заменяется математически определенным числом колебаний, и акустика впервые становится доступной физическому исследованию. Считаем нужным заметить по этому поводу, что книга Мерсенна «Harmonie universelle», которая признана первым научным сочинением в этой области, появилась в 1636 г., стало быть, за два года до галилеевских «Discorsi», где изложены его акустические исследования. Нельзя, однако, предполагать, чтобы учитель в данном случае следовал за учеником. Мерсенн находился в постоянном общении с Галилеем и издал его механику во французском переводе задолго до ее появления на итальянском языке. Отсюда мы в праве видеть в указанном порядке выхода в свет обоих сочинений доказательство, что работы Галилея задолго до их появления в печати были известны Мерсенну; дальнейшим доказательством может служить и то, что исследование колебаний струн у Мерсенна гораздо полнее и носит характер подробной разработки закона, установленного Галилеем. Последний нашел, между прочим, интересное подтверждение своего закона численных отношений тонов благодаря простому случаю. Именно, очищая медную пластинку железным рашпилем, он по временам слышал резкие тоны и при этом каждый раз замечал на пластинке параллельные царапины. Точные измерения последних показали ему, что расстояния между ними для различных звуковых интервалов представляют всем известные гармонические отношения. Он проделал ряд аналогичных весьма интересных опытов над звучащими стаканами и нашел, что в стакане, до половины наполненном водой, который он заставлял звучать ударами пальца, образуются концентрические, кругообразные возвышения и углубления; круги эти не изменялись, пока он извлекал один и тот же тон, но удваивались, когда тон случайно переходил в октаву. Здесь Галилей впервые наблюдал стоячие волны: но, разумеется, он не мог назвать их этим именем и придать явлению, которое ему первому удалюсь наблюдать, должного значения. Физиологическая сторона акустики тоже не была оставлена им без внимания. По его мнению, наш слух воспринимает легко сочетание тонов, имеющих простые числовые отношения колебаний; звуки же со сложными отношениями тяготят ухо. В этом факте он ищет причину созвучий и диссонансов.

Оптических исследований, несмотря на гениальное применение им зрительной трубы, мы у Галилея почти не находим, так как рассеянные заметки его о выпуклых зеркалах не имеют большого значения Замечательно только, что Галилей считает скорость распространения света конечной. Впрочем, его предложение измерить эту скорость при помощи световых сигналов из пункта наблюдения, расположенных приблизительно в трех итальянских милях друг от друга, свидетельствует о том, что он не имел правильного представления об этом предмете.

Большее значение имеют работы Галилея по магнетизму, при которых он пользовался указанным ниже сочинением Гильберта. Он объясняет усиление действия естественного магнита при наличии арматуры, причем обращает внимание на то, что якорь может соприкасаться с арматурой в гораздо большем числе точек и гораздо плотнее, чем с самим магнитом. Он указывает на магнит (в беседах о системах вселенной) как например тел, имеющих одновременно несколько движений, а именно, прямо к земле (при падении), и в направлении магнитного склонения и наклонения; свободный магнит, по его мнению, был бы, пожалуй, способен и к вращению около оси. Это странное мнение высказывалось в то время многими для объяснения вращения планет. По свидетельству Кастелли (его ученика) Галилей занимался с успехом изготовлением искусственных магнитов и однажды получил магнит, способный при собственном весе в 6 унций поднимать 15 фунтов.

Первый период научной деятельности Галилея был, как мы уже говорили, почти исключительно посвящен физике; и борьба, которую он вел с натурфилософией и главным образом теориями Аристотеля, происходила на почве физики. Но и в области астрономии он успел уже в это время оставить старую точку зрения. В 1597 г. в письме к Кеплеру, приславшему ему свой «Prodromus», Галилей сообщает, что разработал много доводов в пользу коперниковой системы и в опровержение существующих против нее возражений, но пока не решается их публиковать ввиду насмешек и гонений, которыми осыпают творца этой системы. Но когда в 1604 г. в созвездии Змееносца появилась новая звезда, он воспользовался случаем поколебать одну из главнейших опор птолемеевой системы мира, именно учение Аристотеля о не- зыблемости и неизменяемости небосвода. Звезда эта была видна не долее 18 месяцев; одни принимали ее за световое явление в низших областях неба, другие — за давнишнее светило, ускользавшее до сих пор от внимания. Галилей утверждал, что это настоящая звезда, никем до того не виданная, лежащая далеко за сферой планет, относительно которых даже (перипатетики допускали некоторые неправильности. Перипатетики реагировали на это нападение еще живее, чем на опровержение аристотелевского закона падения тел. Лекциями Галилея о новой звезде начинаются его первые споры с Капрой (Capra) и двумя профессорами перипатетиками Кремонино и Коломбо.

Знаменитый лейб-медик английской королевы Елизаветы, ВИЛЬЯМ ГИЛЬБЕРТ (1540—1603) был первым ученым, написавшим вполне научное сочинение о магните. Он первый создал полную теорию магнитных явлений и таким образом включил учение о магнетизме в число физических дисциплин. До сих пор, по справедливому замечанию самого Гильберта, к притяжению магнита и янтаря прибегали лишь в тех случаях, «когда мысль наша блуждала во тьме праздных умозрений и разум не мог найти выхода». Сочинение Гильберта, появившееся на закате его дней под заглавием: «De magnete, nmgneticisque corporibus et de magno magnete tellure physioiogia nova» (Лондон, 1600), по самой форме уже отличается от всех физических трактатов XVI в. В нем нет и следа общепринятой перипатетической натурфилософии, презрения к непосредственному наблюдению природы и преклонения перед авторитетами; напротив, оно всецело опирается на опытное исследование и свидетельствует о необыкновенном искусстве автора в приложении экспериментального метода к изучению совершенно новых естественных явлений. Гильберт — физик нового направления; в своей более узкой сфере он соперничает с Галилеем и не уступает ему в экспериментальном искусстве, хотя и не может сравниваться с ним по гениальности истолкования добытых результатов.

Мы уже знаем, что англичанин Норман[16] перенес точку притяжения магнита с неба, куда ее помещали прежде, во внутренность земли. Гильберт пошел дальше: он принимает всю землю за магнит и в подтверждение своей мысли доказывает, что намагниченный железный шар действует на магнитную стрелку совершенно так же, как земля. Он предполагает, что астрономические полюсы совпадают с магнитными, но при этом отклонение магнитного меридиана от астрономического он объясняет тем, что вода не обладает магнитным притяжением и что указанное отклонение происходит вследствие неравномерного распределения суши.

По этой теории выходит, что отклонение стрелки в открытом океане, на равном расстоянии от берегов, должно быть равно нулю, и Гильберт, естественно, придерживался такого мнения. Но впоследствии, когда у берегов Бразилии было замечено отклонение стрелки не в сторону земли, а в противоположную сторону, и еще более, после того, как стала известна изменчивость отклонения стрелки в одних и тех же местах, теория совпадения астрономических и магнитных полюсов была оставлена. Вместе с тем Гильберту пришлось отказаться от одного проекта, основанного на этой теории. С тех пор, как началось плавание по открытому океану, все сильнее и сильнее чувствовалась потребность обладать верным и простым средством для определения географических широт. На материке для этой цели руководились наибольшей и наименьшей высотой солнца в данном месте, а Тихо впервые стал пользоваться двумя высотами полярной звезды в меридиане. Но эти способы не могли служить для определения географической широты на море; поэтому Гильберт предложил определить географическую широту по наклонению магнитной стрелки.

Уже со времени Порты[17] было известно, что, проводя магнитом по куску стали, можно последнюю превратить в магнит. Гильберт же, в соответствии со своей теорией, показал, что сталь может намагнититься и вследствие влияния земли. Он заметил, что железные проволоки намагничиваются, если они протянуты в направлении с севера на юг, и даже если просто лежат некоторое время в направлении магнитного меридиана; кроме того, он еще точнее установил, что в железном бруске, который лежит в направлении стрелки инклинатора, магнитные свойства оказываются сильнее, чем при вертикальном или горизонтальном положении.

Помимо теории земного магнетизма, у Гильберта встречается много новых специальных познаний, касающихся естественных и искусственных магнитов. Он первый стал при своих опытах подвешивать магнитную иглу на нитке. Он же нашел, что магнит притягивает чистое железо сильнее, чем железную руду, и предотвратил ослабление магнита, и даже увеличил его силу, погружая магнит в железные опилки или же прикладывая к нему железный брусок или второй магнит (первые следы якоря). Действие естественных магнитов он первый усилил арматурой, состоявшей из широкой стальной ленты, охватывающей магнит и проходящей через оба полюса. Мнение Порты (который полагал, что магнит притягивает только у своих полюсов) пришлось видоизменить, так как из опытов Гильберта выяснилось, что магнит притягивает во всех точках своей поверхности и что у полюсов эта сила является наибольшей. Полюсы же он определял при помощи маленькой стальной иголки, которой проводили вдоль магнита и которая принимала вертикальное положение у полюсов. Далее, Гильберт показал, что магнит, разбитый на куски, образует множество мелких магнитов, что два магнита или магнит и кусок железа, плавающие на воде в легких челноках, приближаются друг к другу с одинаковой скоростью; что сильный магнит способен переменить полюса у более слабого; что сильный магнит способен действовать сквозь железо и другие тела и что сквозь железную проволоку он притягивает с большего расстояния, нежели просто через воздух. Невзирая на все это, у Гильберта нет еще ясного представления о магнитной индукции и точных сведений о различии между мягким и твердым железом по отношению к магниту, хотя он и предписывает брать для намагничивания иголки из лучшей стали. Для образования искусственных магнитных игл посредством натирания кусков стали магнитом он предписывает те же правила, как и Порта, но советует держать при этом иглу на север и — странным образом — предостерегает от повторного натирания, так как при этом полюсы будто бы изменяются. По всей вероятности, он при своих опытах водил магнитом взад и вперед, не отнимая от намагничиваемой стали. Исследования магнетизма привели Гильберта и к электрическим явлениям. До него знали только, что янтарь и неизвестный нам линкурион при трении способны притягивать легкие тела; он первый стал исследовать, не обладают ли тем же свойством и другие вещества, и сделался, таким образом, в еще более строгом смысле, родоначальником новой отрасли физики. Такое притяжение он признал вначале за новую особую силу природы и назвал ее (по греческому названию янтаря ) электрической силой. Существительного же слова «электричество», равно как и слова «магнетизм» у него нигде не встречается.

Наряду с янтарем Гильберт перечисляет множество тел, приобретающих электрические свойства от трения. Таковы: алмаз, сапфир, аметист, опал, горный хрусталь, все виды стекла, большинство сланцев; далее, сера, смолы, каменная соль, тальк, горные квасцы и еще некоторые другие. Неспособными электризоваться он признает: смарагд, агат, жемчуг, халцедон, (алебастр, мрамор, кости, слоновую кость и, наконец, металлы. Наэлектризованные вещества притягивают почти все твердые тела; лишь очень тонкие тела, как, например, все раскаленные вещества и пламя противостоят притяжению. Сухой воздух, северный и восточный ветер благоприятны процессу электризации; на солнце натертые тела сохраняют электрические свойства в течение 10 минут. Напротив, влажность, выдыхаемый воздух, опрыскивание спиртом и водой чрезвычайно ослабляют электрическую силу в телах; опрыскивание оливковым маслом не имеет влияния.

Таковы сведения Гильберта касательно электрических сил. Мы видим, что они не идут далее притяжения натертых тел: свойство отталкивания было ему еще не известно. Нельзя удивляться, что на такой низкой ступени знания Гильберт не видит сходства между магнетизмом и электричеством и останавливается преимущественно на различии между ними. Различия он находит в следующем: 1) электричество происходит только от трения; в магните притягательная сила представляет естественное и постоянное свойство тела; 2) электричество уничтожается от влажности; магнит продолжает действовать даже сквозь твердые тела; 3) магнит притягивает лишь немногие тела; электричество действует почти на все вещества; 4) магнит поднимает тела значительной тяжести; электричество — одни лишь легкие тела; 5) при электрическом притяжении действует только наэлектризованное тело и движется только притягиваемое тело; при магнитном — движутся оба тела. Отсюда вполне естественно со стороны Гильберта принимать совершенно различное происхождение для обеих сил. Магнетизм он признает особой силой, присущей телу с самого начала, и приписывает ей чрезвычайно широкое поле действия. Электрическое притяжение он объясняет, подобно старым физикам, истечениями, выжимаемыми из тел при трении. Тела, не проявляющие электрических свойств, имеют вследствие своей земной природы слишком грубые истечения. Последние не могут проходить сквозь тела, подлежащие притяжению, и насколько эти тела втягиваются в образовавшиеся пустые пространства, настолько же они вновь вытесняются грубыми истечениями.

Остается упомянуть еще об одном посмертном сочинении Гильберта, именно «De mundo nostro sublunari philosophia nova» (Амстердам, 1651). В нем он прямо восстает против все еще господствующей философии Аристотеля. Подобно Кардану, он опровергает учение об аристотелевских элементах и исключает из их числа, прежде всего огонь на том основании, что огненное вещество никогда не выделяется из тел. Огонь — это только высшая степень теплоты; теплота же есть действие (actus) тончайшей жидкости, как бы тонкого материального эфира. Гильберт, однако, не склоняется на сторону атомистики; напротив, он допускает непрерывность вещества в телах и не принимает теории их возникновения путем простого смешения и разделения. Поэтому он не относится враждебно к теории превращения элементов и допускает переход воздуха в воду, хотя и не без посредствующих ступеней[18]. С другой стороны, он по примеру атомистов признает существование пустого пространства; истечения из земли, а, следовательно, и атмосфера последней, не простираются далее немногих миль над ее поверхностью; отсюда до луны, а также между светилами находится пустое пространство; в противном случае небесные тела не могли бы свободно двигаться, и свет не мог бы распространяться мгновенно от них к нам. Гильберт — сторонник Коперника и разделяет, между прочим, его представление о силе тяжести. Тяжесть есть влечение одного тела к другому, частей к целому, осколков к своему шару, но не представляет собой влечения к определенной точке пространства, как полагают последователи Аристотеля. Абсолютно легких тел нет, и движение легких тел является следствием импульса, сообщенного окружающими более плотными телами. Рядом с тяжестью, действующей между частями одной планеты, существует другая магнитная сила, распространяющаяся гораздо дальше и действующая между небесными светилами. «Сила, истекающая из луны, достигает до земли, и подобным же образом магнитная сила земли пробегает все небесное пространство до луны; обе силы складываются при встрече и сочетаются в определенных отношениях. Действие земли, однако, гораздо значительнее вследствие ее большой массы. Земля притягивает луну и снова отталкивает ее от себя; то же делает в свою очередь луна с землей в определенных границах. Взаимодействие, однако, не сближает тел наподобие магнитных сил, а лишь заставляет их непрерывно вращаться одно около другого».

Представление о магнитной силе, действующей между небесными телами и вызывающей взаимное их притяжение и отталкивание, очевидно, возникло с целью объяснить постоянное движение спутника по одному и тому же пути, необъяснимое при тогдашних механических познаниях. Подобные действия со стороны громадного магнита, каким представляли себе землю, казались вполне естественными и побуждали многих искать связи между магнетизмом и движением небесных тел. Для позднейшей небесной механики эти теории имели некоторое значение, подготовив почву для представления о действии на расстоянии, actio in distans.

Блестящее тройное созвездие гениальных физиков озаряет начало XVII столетия. К именам Галилея и Гильберта присоединяется имя КЕПЛЕРА, единственного достойного представителя немецкой науки того времени. Заинтересованный исследованиями Тихо де-Браге[19] над астрономической рефракцией, Кеплер тоже занялся этим явлением и - как во многих других отношениях — ассистент и здесь пошел дальше знаменитого придворного астронома. Кеплер не ограничился изучением одного этого оптического явления, а распространил свои исследования на всю данную область — с тем, чтобы на основании исследования общих оптических явлений судить об особенностях астрономической рефракции. Для этой цели он избрал сочинение Вителлона[20], написанное в XIII в., и издал свои исследования в виде приложения к нему под заглавием: «Ad Vitellonem Paratipomena quibus astronomiae pars optica traditur» (Франкфурт на Майне, 1604).

В первой главе этой книги рассматривается природа света и цветов. За отсутствием в прошлом исследований настоящих физиков, Кеплер вынужден здесь оставаться в пределах перипатетической натурфилософии. Происхождение цветов он объясняет, по примеру Аристотеля[21], смешением света и темноты; цвет есть возможный свет, или свет, скрытый в материи, т. е. свет, более или менее затемненный различными веществами. Вторая глава посвящена исследованию круглой формы пятен от солнечного света, проникающего сквозь малое отверстие в темную комнату. Не упоминая Мавролика, сочинения которого были, по-видимому, ему неизвестны, Кеплер объясняет это явление совершенно так же[22], хотя и употребляет для доказательства громадный геометрический аппарат. Интересно описание пути, которым он пришел к своему объяснению: «Я поместил на довольно значительном возвышении книгу, которая должна была изображать светящееся тело. Между этой книгой и стеной я поместил доску с многоугольным отверстием. Затем к одному углу книги прикрепил нитку, продел ее сквозь отверстие и, обводя вдоль границ последнего, начертил другим концом при помощи мела соответствующую фигуру на стене. Она оказалась вполне сходной с фигурой самого отверстия. То же получилось и от ниток, прикрепленных ко второму, третьему, четвертому углу и к другим местам книги. Из всех этих фигур образовалась, наконец, одна, которая имела тем большее сходство с очертанием книги, чем дальше находилась стена от отверстия». Третья глава заключает в себе исследования о местах изображении, получаемых от зеркал. Кеплер обращает здесь особое внимание на то обстоятельство, что мы смотрим двумя глазами, производя отсюда наше суждение о расстоянии, по крайней мере, в тех случаях, где расстояние между глазами не бесконечно мало в сравнении с расстоянием от предмета. Четвертая глава посвящена вопросу о преломлении света. Вопреки доводам Альгазена[23], прежние оптики, не исключая самого Мавролика, допускали пропорциональность углов падения и преломления луча для одних и тех же сред. Кеплер измерил эти углы для воздуха и стекла при разных углах падения и нашел, что только для углов падения менее 30° отношение между ними и углами преломления[24] 3 равно 3:1, как определил уже Птолемей[25]; для больших же углов падения угол преломления оказывается больше, чем должен быть по указанному отношению. Поэтому Кеплер делит угол преломления на две части, из которых одна пропорциональна углу падения, а другая пропорциональна секансу угла падения. Мы знаем теперь, что это предположение неверно, но для дальнейших вычислений Кеплера было достаточно и этого приближения к истине. Причину различия преломления в разных средах он искал в различной плотности веществ, но в скором времени узнал от англичанина Гарриота (1560—1621), что между плотностью и преломляющей силой нет определенной связи. Гарриот прислал ему в письме в виде доказательства таблицы преломления света в различных средах. Тем не менее, этот вопрос продолжал занимать ученых, и даже Декарт в письме к Мерсенну отмечает, что хотя скипидар легче воды, но обладает большей преломляемостью.

Говоря о работах Тихо, мы упомянули, что он допускал изменение рефракции по мере удаления светил от земли. Такой взгляд объяснялся общепринятым в то время мнением, будто воздух распространяется до самых звезд, вследствие чего лучи от более далеких светил должны были претерпевать большее преломление. Гессенский астроном Ротман допускал существование преломления только на горизонте и вступил в спор с Тихо, который считал рефракцию еще весьма значительной до высоты в 45°. Кеплер был убежден, что преломление простирается до зенита, и утверждал, наперекор Тихо, что на одинаковой высоте оно должно быть равным для всех светил, так как высота атмосферы незначительна и ни в коем случае не простирается до звезд. При этом он вычислил на основании астрономической рефракции высоту атмосферы, которая получалась у него равной всего лишь 0,48 миль, так как он принял, что атмосфера имеет равномерную плотность на всем своем протяжении и резко ограничена сверху. Красноватый свет, испускаемый луной при полных лунных затмениях, Кеплер впервые верно объясняет преломлением света в земной атмосфере.

В «Paralipomena», содержащих вообще много неверных данных и утомительных длиннот, по странной случайности всего яснее та часть, которая посвящена процессу зрения и устройству глаза, а именно пятая глава. Кеплер описывает сначала анатомическое строение глаза (по Иессениусу и Платтеру), затем переходит к происхождению изображении в глазу. Конусы лучей, исходящие из точек предмета и имеющие общим основанием зрачок, преломляются хрусталиком так, что позади него снова образуют конусы, вершины которых лежат на сетчатой оболочке глаза и здесь дают изображения светящегося предмета. Изображение бывает обратным, так как оси конусов пересекаются в хрусталике. Сетчатка же ощущает направление, по которому шли лучи, и потому для сознания не может быть сомнения, что нижняя часть изображения соответствует верхней части предмета, и наоборот. Кеплер предполагает, что по снятии прочих оболочек на задней части глаза должно быть видно изображение на сетчатке, но сам этих опытов не производил. Аккомодацию глаза к близким и далеким предметам Кеплер объясняет сжатием и расширением хрусталика, или при- ближением сетчатой оболочки к хрусталику, или обеими причинами вместе. Близорукость и дальнозоркость он поэтому, подобно Мавролику, относит на счет неправильной кривизны хрусталика. Иррадиацию он также пробует объяснить по своей теории, именно: он обращает внимание на то, что в близоруком глазе от всякой точки светящегося предмета получается на сетчатке световой кружок, вследствие чего предмет представляется с расплывшимися краями и несколько увеличенным; по отношению к очень далеким светящимся предметам, каковы, например, звезды, мы все находимся в состоянии близорукости. Невзирая на многие ошибки, трактат Кеплера резко отличается по духу от обычных оптических сочинений XVI в. Такого ясного анализа хода световых лучей, даже при их прохождении через преломляющие среды, такого успешного изучения сложных оптических явлений мы не встречаем даже у Мавролика, который по общим своим чертам выдающегося математика наиболее приближается к Кеплеру.

Кеплеровская теория зрения долгое время оставалась образцовой, а его приближение к закону преломления дало в скором времени первые плоды, именно в приложении ко вновь изобретенному оптическому инструменту — зрительной трубе. ИЗОБРЕТЕНИЕ ЗРИТЕЛЬНОЙ ТРУБЫ, наряду с изобретением паровой машины, — самые спорные предметы в истории физики. Мало того, что указывают на признаки этого открытия чуть не за 1000 лет до его обнародования и постоянно выступают новые лица с новыми доказательствами еще большей древности трубы, но даже для того времени, когда зрительная труба была в действительности открыта, приходится выбирать между несколькими претендентами на первенство. В первой части нашей книги были названы физики, которые подготовили это изобретение, именно Роджер Бэкон и Порта[26]. Заявления, из которых пришлось бы заключить, что, пожалуй, уже Моисей рассматривал обетованную землю с горы Небо в зрительную трубу, мы, разумеется, оставим в стороне. В таком случае перед нами откроется период времени между 1590—1610 гг. и выбор между тремя голландскими оптиками: Захарием Янсеном, Яковом Мециусом и Гансом Липперсгеем (Липперсгейм, также Leprey?). Неудивительно, что выбор затруднителен теперь после 23/4 веков, если даже современники изобретения не знали, кому отдать первенство. Рудольф Вольф[27] приводит по этому поводу любопытную выписку us рукописи патера Шейнера от 1616 г.: "Если иметь в виду действие зрительной трубы, то нужно согласиться, во-первых, что честь открытия будет справедливо приписать Баптисту Порте, потому что он, хотя и в темных выражениях и загадочных словах, «первый описал прибор, соответствующий зрительной трубе. Во- вторых, если рассмотреть зрительную трубу со стороны ее устройства в том виде, как она вошла теперь в употребление, после постепенных усовершенствований, мы убеждаемся, что изобретателем ее нельзя признать ни вышеупомянутого Порту ни Галилея, так как в этом смысле зрительная труба была изобретена в Германии и Бельгии, и притом случайно, продавцом очков, который для забавы или для других целей складывал вместе выпуклые и вогнутые стекла и дошел, наконец, до сочетания, позволяющего видеть далекие предметы как бы вблизи и в увеличенном виде. Этот результат так обрадовал оптика, что он вставил несколько пар таких стекол в трубки и стал продавать их знатным людям за большие деньги. Таким путем зрительные трубки распространились мало-помалу между его соотечественниками и сделались известными и в других странах». Эти строки Шейнера интересны во многих отношениях, но для нас они не имеют значения. Добрый патер, не обинуясь, приписывает Порте изобретение зрительной трубы на том только основании, что он, «хотя и в темных выражениях», описал такой прибор. Нам известно, насколько темны были эти выражения; но мы знаем, кроме того, что в наше время не признают изобретателем того, кто смутно указал на возможность какой-нибудь вещи, а лишь того, кто впервые осуществил ее. Далее Шейнер хотя и указывает на то, что зрительные трубы, крайне несовершенные вначале, мало-помалу достигли настоящего вида, но как произошло это усовершенствование и благодаря кому, он не объясняет. Наконец, столь обстоятельный в других отношениях патер довольствуется сообщением, что изобретателем был какой- то продавец очков, не давая ни малейшего указания на личность или имя продавца, между тем, именно о личности торговца и о точном времени изобретения шел спор. Можно надеяться, что теперь этот спор окончательно разрешен в пользу некоего продавца.

Французский врач Пьер Борель в 1655 г. издал в свет книгу «De vero telescopii inventore», где поместил засвидетельствованные судебным порядком документы из г. Миддельбурга в Голландии, а также письмо миддельбургского уроженца, голландского посланника Вильгельма Бореля (Boreel), из которых можно заключить, что оптик Захарий Янсен из Миддельбурга первый изобрел зрительную трубку, а Липперсгейм и Мециус начали делать такие же трубы после него и, быть может, по его образцу. Именно, Иоганн Янсен свидетельствует, что отец его, Захарий Янсен, изобрел в 1590 г. микроскопы и короткие зрительные трубки, а в 1618 г. — длинную зрительную трубу, тогда как Мециус устроил свою зрительную трубу в 1620 г. по образцу янсеновской. Сестра И. Янсена, Сарра Гедард, тоже засвидетельствовала, что ее отец изобрел зрительную трубу, но не была в состоянии указать в точности даты и относила изобретение к 1611 или 1613 г. Наконец, Вильгельм Борель сообщает, что, будучи мальчиком, играл с Иоганном Янсеном и от него не раз слыхал, что отец его изобрел микроскоп в 1590 г., а в 1610 г. при участии своего сына Иоганна — длинную зрительную трубу. Такая труба была передана принцу Морицу Нассаусскому, и хотя насчет этого изобретения старались сохранить глубокую тайну, слухи о нем все-таки проникли в публику. Вследствие этого какой-то неизвестный, всячески добивавшийся получения подобного инструмента, попал в своих поисках не к действительному изо- бретателю, а к жившему поблизости Лапрею (Липперсгейму). Расспросы незнакомца возбудили любопытство оптика, и он мало-помалу дошел до устройства такой же зрительной трубы. Адриан Мециус и Корнелий Дреббель тоже научились делать зрительные трубы от З. Янсена в 1620 г. Показания Иоганна Янсена и Вильгельма Бореля вполне тождественны относительно изобретения микроскопа, и так как против них не нашлось возражений, то мы в первой части книги приписали это изобретение З. Янсену и — правда, с некоторым колебанием[28] отнесли его к 1590 г. По отношению же к зрительной трубе такого согласия в показаниях нет — документы содержат явно много противоречий, не говоря уже о том, что все они исходят от малообразованных миддельбургских обывателей. Так, один из свидетелей приписывает изобретение Янсену, а другой — Липперсгейму[29].

При таких данных мы едва ли могли бы придти к решению вопроса, если бы новые исследования не осветили его надлежащим образом. Новые данные помещены в сочинении «Geschiedkundig Onderzoek naar de eerste Uitfinders der Verkykers uit de Aantekeningen van wyle den Hoogelaar van Swinden zamengestelt door G. Moll» (Амстердам, 1831) Главным источником собранных Свинденом фактов был, как видно из заглавия, Гаагский архив. Мы узнаем в этой книге, что некий Адриан Антонизсон, бургомистр Алькмарский и крепостной инженер штатов, имел 4 сыновей, из коих двое приобрели большую известность. Один из них Адриан за свое прилежание к математике получил в университете прозвание Мециуса (которое присвоила себе потом вся его семья) и нашел знаменитую дробь 355/113 для отношения длины окружности к диаметру. Другой сын, Яков Антонизсон, или Яков Мециус, был чудак, нелюдимый и малоспособный к учению; он перенял от одного оптика искусство шлифовать стекла и делал много зажигательных зеркал и зажигательных стекол. Он-то 17 октября 1608 г. подал правительству штатов прошение такого содержания: «Два года тому назад упорным трудом и размышлением он дошел до изобретения инструмента, при помощи которого можно вполне ясно видеть далекие предметы, не различаемые вовсе или смутно различаемые простыми глазами. Прилагаемый пробный экземпляр изготовлен из плохого материала; но по заключению его превосходительства и других лиц, имевших случаи сравнивать оба инструмента, он в смысле действия ни в чем не уступает изготовленному в недавнее время миддельбургским гражданином У. Э. Д. М.». Он просит правительство воспретить на 22-летний срок продажу и покупку всем, кто не сделал этого открытия раньше и не обнародовал его. Просителю предложили усовершенство- вать свой прибор, после чего может быть вынесено решение насчет запрещения. Чудак Мециус после этого уже не заявил о себе, миддельбургский же гражданин, предупредивший его, был Липперсгей. 2 октября 1608 г. Ганс Липперсгей (родом из Везеля, шлифовальщик очков в Миддельбурге) успел уже подать штатам прошение о том, «чтобы ему за изобретенный им инструмент для смотрения вдаль была дана привилегия на 30 лет и вместе с тем годовая пенсия под условием изготовлять такие приборы исключительно в пользу государства». Генеральные штаты назначили комиссию для рассмотрения этого дела; затем вели переговоры с изобретателем, и, наконец, 13 февраля 1609 г. было отмечено, что Липперсгей представил два инструмента (для смотрения обоими глазами, как от него требовали) и что правительство определило выдать ему желаемое вознаграждение. В привилегии же ему было отказано, так как другие лица уже были знакомы с этим прибором[30]. Последнее замечание относится, по всей вероятности, к Якову Мециусу; во всяком случае, имя Янсена не упоминается в этом делопроизводстве. На основании приведенных документов первым конструктором зрительных труб следует признать Ганса Липперсгея. Мы склонны видеть в нем и первого их изобретателя, так как равноправного конкурента у него не оказывается. Первые зрительные трубки состояли, как всем известно, только из двух стекол, выпуклого и вогнутого; они допускали незначительное увеличение, но зато давали прямые изображения и были удобны по небольшому своему размеру. Такие голландские, или галилеевские, зрительные трубки в показаниях Янсена и Бореля называются «короткими». Об изобретении длинных, так называемых кеплеровских, или астрономических, труб будет речь впереди.

Быстрое распространение зрительных труб, начиная с 1608 г., может служить вернейшим показателем того, что изобретение было сделано именно около этого времени. Зрительная труба не принадлежит к числу тех инструментов, которые люди научаются ценить только после продолжительной работы с ними. Обозревать даль, приобрести для своих глаз господство хоть над небольшим излишком пространства - слишком заманчивая вещь, чтобы инструмент, даже самый несовершенный, который удовлетворял бы этому стремлению человека, не пошел в ход исполинскими шагами. Вот почему мы оставляем в стороне указания, будто Цезарь или Птолемей употребляли зрительные трубки, и отказываемся принимать темные выражения Порты и других за указание на их знакомство со зрительной трубой.

Генеральные штаты желали сохранить в тайне изобретение, имевшее в их глазах большую ценность, но напрасно. Уже 28 декабря 1608 г. французский посол в Гааге президент Жанен писал королю Генриху IV и его министру Сюлли об этом инструменте. Он пробовал приобрести его тайком у миддельбургского оптика, но тот не согласился, ссылаясь на свое обещание не продавать ни одного экземпляра без ведома правительства; впрочем, штатами уже заказаны две трубы для его величества и Сюлли. Еще раньше, по-видимому, проникли зрительные трубки в Германию. В письме от 1614 г. Симон Мариус (Мауер), математик маркграфа Бранденбургского, сообщает, что на осенней ярмарке 1608 г. во Франкфурте на Майне один купец рассказывал приятелю Мариуса Фуксу фон Бимбаху, что в город приехал бельгиец, изобретший инструмент, при помощи которого можно ясно видеть отдаленные предметы. Фукс просил показать ему этот инструмент, причем, несмотря на трещину в одном из стекол, предметы действительно оказались увеличенными в несколько раз. Фукс хотел, было купить замечательную новинку, но торг не состоялся, потому что купец запросил слишком дорогую цену. Затем приятель отправился в Аншпах к Мариусу, и здесь они вместе попробовали соединить выпуклые и вогнутые стекла и добились некоторого увеличения, хотя вполне цели своей не достигли вследствие слишком большой вогнутости одного из стекол. Они выписали себе из Нюренберга другие стекла; однако дело почему-то затянулось до лета 1609 г., когда им была прислана превосходная зрительная трубка из Бельгии. Италия познакомилась с новым изобретением, по-видимому, только в 1609 г. Миланский ученый Иероним Сиртурус сообщает[31], что в мае 1609 г. прибыл в Милан француз, выдававший себя перед графом Фуэнтес за изобретателя зрительной трубки; но так как в городе не нашлось хороших стекол, то француз уехал в Венецию. Кардиналу Боргезе около того же времени была прислана зрительная трубка из Нидерландов.

Первый непосредственный успех нового инструмента объясняется удовольствием, доставляемым приближением к глазу далеких предметов. Польза зрительной трубки ограничивалась, по-видимому, для самого изобретателя военными целями — выгодами, которые представляло для начальников и командиров распознавание неприятеля на большом расстоянии. Только гениальный ум Галилея был способен перенести этот инструмент в новую область знания. Его не привлекала праздная забава разглядывания с церковных башен знакомых предметов, которые можно было видеть гораздо яснее вблизи без помощи зрительных трубок. При первом взгляде на новый инструмент он угадал в нем могущественное средство вырваться из тесных пределов земли и проникнуть в глубины небесного пространства. Благодаря этой великой мысли, которая в то время была вовсе не так близка человеческому пониманию, как мы теперь можем предполагать, зрительная труба из игрушки превратилась в могучее орудие. В применении зрительной трубы, как и во многом другом, астрономия опередила физику. Правда, и она сначала видела в новом приборе лишь увеличительное стекло, но мало- помалу узнала еще и более важное значение его в качестве орудия измерения. Тогда физика вновь взяла в свои руки зрительную трубку, подаренную ею первоначально астрономии. Прежде, однако, чем посмотреть, как Галилей при посредстве зрительной трубы с невероятной быстротой превратился из физика-новатора в великого астронома, необходимо познакомиться с одним астрономическим открытием, которое, несмотря на видимую отдаленность от физика, тем не менее, подготовило один из крупнейших переворотов в этой науке.

Предпошлем описанию величайшего научного открытия Кеплера краткий очерк его жизни. ИОГАНН КЕПЛЕР (также Kheppler и Keppler)[32] родился 2 декабря 1571 г. в Магштате, деревне близ имперского города Вейля в Вюртемберге. Отец его был обедневший дворянин, мать — необразованная женщина, не умевшая ни читать, ни писать. Поэтому воспитание слабого и болезненного мальчика оставляло желать многого. Посещение школы часто прерывалось до 1584 г., когда мальчика отдали в монастырскую коллегию в Адельберге, а затем (1568) перевели в Маульброннскую школу. Получив в 1588 г. степень бакалавра, Кеплер поступил на богословский факультет Тюбингенского университета, так как родители предназначали его к духовному званию; здесь в виде вступительного курса он должен был изучать математику и проявил в ней сразу такие блестящие способности, что его профессор Местлан начал заниматься с ним частным образом и познакомил его с системой Коперника, которую Кеплер, еще будучи студентом, принялся защищать словесно и печатно. Это сделало его подозрительным в глазах ортодоксальных теологов, и так как он сам не мог увлечься ортодоксальным богословием, то последовал совету своего учителя и принял в 1594 г. место профессора математики в Граце. Здесь он получал 120 гульденов жалованья и сверх того 20 гульденов за составление календаря, который он начал издавать в 1595 г. Календарь этот, благодаря нескольким удачным астрологическим предсказаниям, которым он сам не придавал значения, доставил ему немалую известность. Но в гораздо лучшем смысле сделало его известным сочинение «Mysterium cosmographicum»[33], послужившее поводом для сближения с Галилеем, Тихо и др. Последний пригласил его в Прагу с тем, чтобы Кеплер помог ему в его работах. А так как Кеплера в это время сильно утомили религиозные преследования, которым он подвергался со времени вступления эрцгерцога Фердинанда на престол Зальбурского княжества, то он в октябре 1600 г. решился переселиться в Прагу вместе с женой, хотя и не имел никаких надежных видов на материальное обеспечение. Место, занимаемое Тихо, досталось ему после преждевременной смерти последнего. Кеплеру было поручено составить новые звездные таблицы, но уплата жалованья, а так же и денег, необходимых для его работ, производилась крайне небрежно. С самого назначения в Прагу до конца жизни Кеплеру постоянно приходилось бороться с заботами о куске хлеба. Император и государственные чины, к которым тот направлял его, были одинаково медлительны в денежных уплатах; Кеплер жалуется, что он принужден тратить больше времени на исходатайствование следовавших ему по праву денег, чем на астрономические работы, и что он не имел возможности держать при себе счетчика — обстоятельство особенно тягостное при его частых ошибках в вычислениях. В 1612 г. умер император Рудольф II. Его преемник Матвей, хотя и оставил за Кеплером прежнее место, однако ни в чем не улучшил положения пражского астронома, которого нужда заставила, наконец, принять место в окружном училище в Линце. Здесь Кеплер должен был преподавать математику, исправлять карты страны и в то же время продолжать составление звездных таблиц для императора. Жалованье, назначенное ему в качестве императорского математика, выплачивалось по-прежнему неаккуратно, так что, когда, после вступления Фердинанда II на престол, усилившиеся религиозные гонения заставили Кеплера покинуть школу в Линце, долг казны ему простирался до 12 000 гульденов. Кеплер переселился в Ульм, надеясь издать там свои звездные таблицы, несмотря на недостаток средств. Между тем постоянные напоминания Кеплера о деньгах успели надоесть императору, и тот сдал его на руки Валленштейну. Последний пригласил Кеплера к себе в Саган, в Силезию; когда же Кеплер не оправдал его ожиданий в роли придворного астролога, то он поспешил отделаться от него профессурой в Ростоке. В 1630 г. Кеплер отправился в Регенсбург жаловаться рейхстагу на причиненные ему несправедливости. Но силы его были исчерпаны, и он умер в Регенсбурге 15 ноября на 59 году жизни.

Жизнь Кеплера была сплошной цепью бедствий. Его отец отправился на войну в 1589 г. и погиб без вести; первый брак Кеплера, заключенный в 1597 г., был несчастлив; в 1620 г. мать его подверглась обвинению в колдовстве, и только защита Кеплера, который поспешил к ней на помощь (сделав 70 миль от Линца до Вейля), спасла ее от пытки. Наконец, последние годы его жизни совпали с началом тридцатилетней войны, которая наряду с разнообразными тревогами, внесенными в его жизнь, отвратила от него деятельное участие коронованных особ. Требовался, в самом деле, не только гениальный ум, но и необычайная сила характера, чтобы в борьбе с нуждой, при гнетущих семейных обстоятельствах, среди бурь великой войны и религиозных столкновений сделать для науки то, что сделал Кеплер. Мы имеем перед собой в его лице не мученика, покорно выносящего несколько минут жестоких страданий, а героя, мужества которого не могли поколебать долгие годы мучений.

Научное наследство Кеплера не раз переходило из рук в руки. В 1718 г. Ганш, при денежном пособии императора, издал первый том его сочинений, вместе с письмами; но только в 1856—1871 гг. вышло в свет полное собрание его трудов: «Ioannis Kepleri opera omnia» в 8 томах, изданное проф. Хр. Фришем в Штутгарте.

Важнейшим астрономическим сочинением Кеплера признается «Astronomia nova  seu physica coelestis tradit commentariis de motibus stellae Martis» (Прага, 1609). Назовем здесь, кстати, и другие астрономические трактаты его, за исключением «Prodromus», о котором уже была речь, а именно: «Epitome astronomiae Copernicane» (Линц, 1618); «De Cometis» (Аугсбург, 1619); «Harmonices mundi», Линц, 1619) и, наконец, «Tabulae Rudolphinae» (Ульм 1627).

Для небесной механики, специально для движения планет, было установлено три закона, удовлетворявших и коперниковой и птолемеевой системе мира при соответствующей замене земли солнцем:

  1. Пути планет суть эксцентрические круги.
  2. Внутри каждого из этих путей находится точка (punctum aequans), из которой движение планеты кажется равномерным.

3. Для земного пути эта точка совпадает с его центром, для прочих же планетных путей точка эта лежит на прямой линии между центром пути солнцем, притом так, что центр делит пополам расстояние солнца от этой точки. Когда Кеплер сблизился с Тихо, тот был занят определением орбиты Марса, представлявшим большие трудности. Тихо поэтому предположил, что для орбиты Марса punctum aequans находится на ином расстоянии от центра орбиты, чем сама планета, и вывел теорию, расходившуюся с наблюдением лишь на несколько минут. Он был склонен удовлетвориться этим результатом, но не мог убедить Кеплера последовать его примеру. Так как последний не мог отнести этого уклонения за счет ошибок наблюдения, то предпринял после смерти Тихо, имея в руках весь собранный последним материал, новый ряд исследований и, наконец, в 1609 г. получил возможность сообщить в «Astronomia nova» об их полном успехе. В посвящении своего сочинения императору он описывает понесенные им труды в шутливом тоне: «В этой войне высшая честь принадлежит рвению полководца Тихо, который в течение двадцатилетних ночных бдений изучил все привычки неприятеля, выследил его тактику и раскрыл его планы. Просвещенный мемуарами, оставленными Тихо, он (Кеплер) в качестве его преемника на поле битвы уже не страшился неприятеля, а только стал внимательно наблюдать время его возвращения к одному и тому же месту, направил на него тиховские машины, снабженные тонкими диоптрами и, наконец, при круговых объездах на колеснице матери-земли исследовал всю местность. Борьба стоила ему, однако, не мало пота. Часто недоставало машин именно там, где они были всего нужнее, или же с ними не умели обращаться или их направляли не так, как следовало. Нередко также блеск солнца или туманы мешали нападающим ясно видеть, или же густой воздух отклонял заряды от их настоящего пути. Борьбу затрудняла сверх того чрезвычайная изворотливость неприятеля и его бдительность, между тем как его преследователей нередко одолевал сон. В собственном лагере тоже произошло немало несчастий: смерть полководца Тихо, возмущение и болезни; к тому же, — как это обнародовано в сочинении о новой звезде, — в тылу появился неожиданный страшный неприятель в виде громадного дракона с необычайно длинным хвостом, поразившим ужасом все его войска. Сам же он не дал смутить себя страхом и неустанно преследовал врага на всех его поворотах, пока тот, видя, что ему закрыты все выходы, не склонился к миру и не признал себя побежденным; тогда под конвоем арифметики и геометрии, в весьма веселом настроении духа он вступил в неприятельский лагерь. Сначала, не привыкший к покою, Марс еще пытался устрашать; но, потерпев неудачу, он отложил всякую тень неприязни и стал вести себя, как верный союзник. Об одном только Марс просит его величество: у него на небе еще насчитывается много родных: отец Юпитер, дедушка Сатурн, сестра и приятельница Венера и брат Меркурий; все они объединены между собой общностью нравов, и Марс горячо желает, чтобы вся его семья находилась в дружественном общении с людьми и пользовалась одинаковым с ним почетом».- Его величество да соблаговолит поддержать энергию дальнейшей борьбы денежными средствами — этим нервом войны.

В самом сочинении Кеплер описывает бесчисленное множество попыток, которые ему пришлось сделать, чтобы, сохраняя эксцентрические круги, согласовать теорию с наблюдением. Прежде всего, он заметил, что для земного пути приходится вывести punctum aequans из центра круга и что при этом условии движение земли может быть определено с удовлетворительной точностью. Но движение Марса не подчинялось теории кругового пути ни при каких условиях, и Кеплер был вынужден принять для него сначала неопределенный овальный, а затем эллиптический путь. Так как с принятием этой гипотезы исчезли все неточности, то он распространил ее и на другие планеты и вывел свой первый закон: пути всех планет суть эллипсы, в одном из фокусов которых находится солнце. Далее, применив прежнее положение относительно punctum aequans к новым планетным путям, он тотчас же нашел второй закон: планеты движутся по своим путям с такой скоростью, что радиусы-векторы (линии, проведенные от солнца к месту нахождения планет) описывают одинаковые площади в равные времена. Таковы достижения «Новой астрономии». Третий закон в нее не вошел, так как протекло еще десять лет, прежде чем он был открыт.

В своей «Астрономии» Кеплер всего полнее отрешается от наклонности к мечтаниям и любви к чудесному, которые вообще были ему присущи. Но именно здесь можно видеть, в какой мере пылкая фантазия великого астронома шла рука об руку с творческой изобретательностью. Первое астрономическое сочинение Кеплера «Prodromus» было посвящено закону планетных расстояний, который он под влиянием пифагорейского учения искал в одной алгебраической закономерности. После своей «Astronomia nova» он снова принялся за решение того же вопроса, но гораздо углубленнее, стараясь привести расстояние в соотношение с другими свойствами планетных путей. Этот ход мыслей натолкнул его на периоды обращений и он гениальным взором увидал связь, существующую между последними и расстояниями планет от их центрального тела. В «Harmonices mundi» Кеплер сообщает, что 18 марта 1618 г. он впервые напал на мысль сравнить квадраты времен обращений с кубами их средних расстояний, но что ошибка в вычислении помешала в ту пору достижению цели. 15 мая того же года он снова вернулся к прежней мысли и тут уже нашел всем известное отношение, которое носит название третьего закона Кеплера, а именно, что квадраты времен обращения планет относятся между собой как кубы их средних расстояний от солнца.

Своими законами Кеплер положил основание небесной физике, по его терминологии, или по современному нам, более точному наименованию, — небесной механике. Он нашел эти законы эмпирически и гениальным умом постиг закономерность явлений, сокрытую глубоко в хаотической груде наблюдений. Но причину этой закономерности ему открыть не удалось, хотя после найденной им арифметической зависимости времен обращений от расстояний было довольно естественно искать и физическую зависимость этих величин. Каким образом могло случиться, что Кеплер не сделал последнего шага, не открыл всеобщего тяготения? Из его сочинений можно заключить, что мысль об этой силе не была вполне чужда ему; по крайней мере, в своей «Новой астрономии» он посвящает много места рассуждениям о силе тяжести. Вопрос этот снова приводит нас к нашей ближайшей задаче, и мы теперь займемся рассмотрением механических воззрений Кеплера, из которых выяснится внутренняя причина непонятной с виду случайности. Кеплер начинает с резкого опровержения старинной теории движения всех тяжелых тел к центру вселенной и, подобно Копернику, считает тяжесть стремлением однородного к соединению. Но затем он идет дальше Коперника. Центр вселенной, как математическая точка, не способен привлекать к себе тела, так как последние не могут иметь влечения к фикции; равным образом не могут тела стремиться к центру вселенной вследствие того, что они выходят из пределов круглого мира. Напротив, всякое материальное тело, поскольку оно материально, способно покоиться в любой точке мироздания, если только в этом месте оно находится вне круга действия сродного ему тела. Тяжесть есть стремление сродных тел к соединению. Камень стремится не к какой-либо точке в пространстве, но притягивается землей и следует за ее движением. Будь земля не шаровидна, падающие тела не могли бы направляться к ее центру, а направлялись бы к различным точкам. Если бы два камня были перенесены на такое место, где бы на них не действовали никакие другие тела, они взаимно притянулись бы, подобно двум магнитам, причем пути обоих были бы обратно пропорциональны их массам. Таким же образом земля и луна, если бы их обращение не поддерживалось какой-нибудь живой силой, должны были бы соединится между собой, причем луна приблизилась бы на 53 части, а земля на одну часть их взаимного расстояния, если предположить плотность обоих тел одинаковой. Действие притягательной силы луны на землю можно явственно видеть на морях. Моря излились бы все на луну, если бы их не удерживала земля. Но так как земля их удерживает, то на месте, над которым вертикально стоит луна, образуется на морской воде гора, обусловливающая морские приливы. Эта гора или волна следует за движением луны вокруг земли, но, в конце концов, она опаздывает, так как не может сравняться с луной в скорости. Аристотелевское представление об абсолютной легкости некоторых веществ ложно; нет вещества легкого или стремящегося прочь от земли; там, где подобное явление наблюдается, происходит вытеснение более легкого вещества более тяжелым. Земля связывает все земные тела и все их, не исключая облаков, увлекает с собой при своем ежедневном обращении вокруг своей оси. Таковы представления о тяжести, изложенные Кеплером преимущественно в «Astronomia nova». В «Harmonices mundi» он идет еще дальше и сравнивает ослабление тяжести, исходящей из широкого тела, с ослаблением света, считая то и другое пропорциональным квадрату расстояния. При всем том ему не приходит на мысль приложить свои теории к обращению планет вокруг солнца. Он видит в тяжести только причину взаимной связи в планетной системе, не имеющую никакого отношения к движению планет вокруг солнца. Для дальнейшей разработки теории планетных движений ему недостает правильной теории движения вообще, недостает знания галилеевской динамики и главным образом недостает как исходной точки закона инерции в его полной формулировке. Кеплер вполне ясно формулирует статическую половину этого закона, о динамической же он не имеет никакого понятия. О том, что круговое движение небесных тел может быть вызвано присущей им навеки прямолинейной скоростью, приобретенной неизвестно когда и как, он не мог и помыслить, ибо всецело находился под влиянием древнего представления, что движение должно угаснуть само собой, подобно пламени, если какая-нибудь сила не будет поддерживать и питать его. Кеплер постоянно стремится открыть такую силу, которая вращает планеты около их осей и водит их вокруг солнца, и, не будучи в силах найти ее вне планет, возвращается в «Epitome» и «Harmonices» к прежним мистическим воззрениям. Все небесные тела, вращающиеся около своей оси, обладают душой, которая и есть причина этого движения.

Доказательствами в пользу существования земной души он считает внутреннюю подземную теплоту (материя сама по себе холодна), выпотение влаги и образование рек (соответствующих сосудам животного тела), образование горючих ископаемых, способных превращался в свет, внутреннее строение вещества, например, в кристаллах и пр. Солнце, согревающее и оживляющее все, должно особенно обладать душой, которая и вращает его вокруг оси. Это вращение увлекает за собой и планеты, движущиеся вокруг солнца, подобно тому, как железо следует за магнитом, который мы вертим; разница лишь в том, что планеты следуют за солнцем с различной скоростью, соответственно их тяжести.

Не станем долее останавливаться на этом предмете, а также на том, как Кеплер далее подробно развивает сходство тяготения с магнитным притяжением: в его время получила распространение манера объяснять все непонятные влияния магнетизмом. Даже Галилей не отрицал связи между суточным обращением земли и ее магнитными силами. В некоторых же умах подобные представления укоренились так прочно, что они думали ниспровергнуть всю мировую систему Коперника, показав, что шар из намагниченного железа отнюдь не способен благодаря магнетизму без конца вращаться около своей оси.

ГАЛИЛЕЙ был еще падуанским профессором, когда в июне 1609 г., при случайной поездке в Венецию, он услыхал о новоизобретенной зрительной трубе. Он поспешил вернуться в Падую и после долгого размышления напал на то самое сочетание стекол, которое было найдено голландцами; вскоре, однако, благодаря высокому качеству венецианских стекол он усовершенствовал свой инструмент настолько, что получал увеличение в 30 раз, между тем как трубы первых изобретателей едва увеличивали в 5 раз. Много спорили о том, насколько Галилей действовал в этом случае самостоятельно, руководился ли он описанием нового инструмента или же имел его в руках. Галилей сам никогда не утверждал, что он изобрел зрительную трубу вполне самостоятельно; да не в этом и дело: главная заслуга Галилея заключается вовсе не в устройстве инструмента, а в его специальном применении. Галилей не остается, как другие, раболепно на земле, а смелым умом постигает возможность открыть человеческому знанию новые миры и весь отдается своей новой задаче.

Не прошло и десяти месяцев после устройства зрительной трубы. Как появился в печати «Nuntius sidereus», сочинение Галилея, заключавшее в себе множество новых открытий. Луна при рассматривании в зрительную трубу представляла неровную поверхность с высокими горами и глубокими кратерами. Млечный путь распадался в некоторых местах на кучи звезд. В других частях «небо тоже оказывалось усеянным бесчисленным множеством мелких звезд, невидимых простому глазу; планеты отличались от мерцающих мелких звезд своим ровным мягким светом. Однако важнейшим фактом и в глазах самого Галилея является открытие системы спутников Юпитера. Именно, 7 января 1610 г. он заметил три звездочки, которые двигались вокруг Юпитера, как луна вокруг земли, а шесть дней спустя ему удалось открыть и четвертую. Времена обращения новых светил, как оказалось впоследствии, не могли быть определены с точностью, допускающей предсказания; тем не менее, Галилей наблюдал их затмения настолько ясно, что мог убедиться в аналогии этих звездочек с земным спутником и наименовать их лунами Юпитера. Новое астрономическое сочинение произвело неслыханную сенсацию, и вместе с его быстрым распространением разнеслась по всему миру и слава Галилея. В том же 1610 г. „Nuntius sidereus“ был перепечатан в Праге, Франкфурте на Майне и Париже.

Венецианский совет, который в зрительной трубе видел средство усиления господства на море, возвысил содержание Галилея до 1000 гульденов и сократил по возможности его обязательные профессорские занятия; тем не менее, Галилей не пожелал остаться в Падуе на службе республики. В июле 1610 г. он переехал во Флоренцию, где получил титул великогерцогского математика и философа и значительные подарки, сверх содержания в 1000 скуди, при полной свободе от должностных занятий. Венецианцы горячо сожалели об его потере, и некоторые влиятельные и надежные друзья предупреждали его об опасностях, которым он мог подвергнуться во Флоренции, где господствовали иезуиты и где двор находился под римским влиянием. Галилей считал эти опасения неосновательными и стоял на своем, стремясь, по свидетельству одного письма[34], иметь в полном распоряжении все свое время для научных работ. В упомянутом письме он перечисляет сочинения, которые он желал бы окончить, именно: две книги de sestemate seu constitutione universi; 3 книги de motu locali; 3 книги о механике и еще несколько других работ по физическим вопросам. Заглавия напоминают его позднейшие великие творения и служат подтверждением того, что материал для этих сочинений был собран еще в Падуе. По несчастью Галилей не нашел желаемого покоя во Флоренции, и опасения его венецианских друзей скоро превратились в действительность. Неустанно работал он здесь; за перечисленными выше астрономическими открытиями быстро следовали новые, но по мере нарастания числа его почитателей увеличивалось и число его врагов.

Уже в письме к Винте от 30 июля 1610 г. Галилей сообщает о новых открытиях на Сатурне; то же известие посылает он Кеплеру в форме анаграммы, которую он разъяснил ему 13 ноября 1610 г. следующим образом: „altissimum planetam tergeminum observavi“; именно, он видел Сатурна, поддерживаемого двумя малыми боковыми звездами. При дальнейшем наблюдении эти звездочки исчезли, и, наконец, планета представилась ему одетой в шапку с обеих сторон. Дальше Галилей не пошел, потому ли, что начинавшаяся слабость зрения мешала наблюдению, или же потому, что его зрительная труба не была способна к большему увеличению. В конце сентября 1610 г. он увидал Венеру в форме серпа и заметил, что она проходит световые фазы наподобие луны. Наконец, в конце того же года Галилей (по собственному его завершению) заметил на солнечном диске пятна. Кеплер наблюдал подобное же явление 28 мая 1607 г., но объяснил его прохождением Меркурия впереди солнца.

Так окончился 1610 г., полный беспримерных успехов для Галилея. Затем пошли годы разочарований. По поводу открытия солнечных пятен возник вскоре горячий спор, из которого Галилей не вышел безусловным победителем. Фрисландский астроном Фабриций, во всяком случае, опередил его в обнародовании открытия, а иезуитский патер Шейнер, в свою очередь настаивавший на правах первенства, сделался его ожесточенным врагом. В сочинении, вышедшем в 1614 г., Симон Мариус {»Mundus jovialis", Нюренберг, 1614) утверждал (по всем признакам, совершенно неосновательно), что уже летом 1609 г. он наблюдал спутников Юпитера, из чего явствовало, что он начал употреблять зрительную трубу для исследования небесных явлений раньше Галилея. Такого рода неприятности не могли, однако, поколебать спокойствия его духа. Гораздо хуже было то, что его противники, видя свое бессилие на научном поле битвы, принялись возбуждать против него духовные власти.

В печение первых лет новые открытия как бы ошеломили всех и не вызывали никакой враждебной реакции. Все заинтересовались новым оптическим инструментом, каждому хотелось взглянуть на открытые им на небе чудеса. Физики-перипатетики остались при своих книгах и могли только пассивно наблюдать за движением нового потока. Католическая церковь не успела еще встать на чью-либо сторону, и многие из ее членов были горячими почитателями Галилея. Вскоре, однако, противники вышли из своего оцепенения, и по мере того, как они убеждались в опасности, угрожавшей им со стороны новых открытий, в них возрастала решимость отчаянного сопротивления. Своими физическими открытиями Галилей уже давно нажил себе врагов между физиками-перипатетиками, но вражда ограничивалась пока академическими рамками. Молодому ученому мешали по мере возможности распространять революционное учение, но пока он не затрагивал почтенных господ за живое, его оставляли в покое. Огромная масса настолько привыкла к прежней пище, а новая пища так трудно перева- ривалась, что скорого переворота в понятиях не приходилось бояться. В самом деле, в науке того времени не видно заметных признаков знакомства с механикой, в том виде, как она преподавалась в Падуе Галилеем, и не заметно также сочувствия большинства к экспериментальному методу. Новый метод, по всей вероятности, проник бы в физику медленными шагами, если бы наблюдение небесного свода не разрушило с непреодолимой силой все здание аристотелизма. Когда зрительная труба разложила сферу неподвижных звезд на целый мир необъятной глубины, когда на Солнце были найдены пятна, когда у планет открыли спутников, соответствующих нашей луне, — стало совершенно невозможно отрицать успехи новой науки, далеко опередившей в этой области науку древних. Когда был поколеблен вековой устой небосвода, тем легче должны были придти в движение земные отношения. Раз наблюдение и опыт одержали победу над старым учением в небесных пространствах, это учение должно было и на земле утратить свое освещенное веками значение, а опыт — вступить и здесь в свои права, тем более что после новых астрономических открытий движение охватило более широкие слои общества. Когда Кеплер доказывал, что орбиты планет не могут иметь формы совершеннейшей линии, т. е. круга, то аристотелики и клирики могли оставаться спокойными, потому что масса их почитателей не могла заинтересоваться столь мудреными вопросами; когда же Галилей стал показывать всякому желающему Юпитера с его четырьмя спутниками, как образчик солнечной системы по теории Коперника, возникла неотложная необходимость срочного вмешательства, если в данной области хотели спасти старую точку зрения. О профессорах-перипатетиках рассказывают, что они отказывались смотреть в зрительную трубу из боязни увидать спутников Юпитера. Однако это средство не могло долго служить, и необходимо было начать прямо противодействовать новому учению. Иезуиты вначале не относились враждебно к новым открытиям. Галилей пишет (17 декабря 1610 г.) Вельзеру в Аугсбурге: «Наконец опубликованы наблюдения над Медицейскими звездами (лунами Юпитера), производившиеся несколькими иезуитами, учениками о. Клавиуса Я показывал их всем иезуитам, живущим во Флоренции, и приезжим, и они отзывались о них в разговорах и проповедях (весьма благосклонно». Статс-секретарю Винте он пишет (1 апреля 1611 г.): «Я узнал, что господа иезуиты рассмотрели, наконец, новые Медицейские планеты и наблюдали их внимательно с 12 мая. Они всячески стараются открыть их периодическое движение, но вынуждены согласиться с императорским математиком, что это дело весьма мудреное и почти невозможное». Другие духовные лица тоже склонялись к воззрениям Галилея; его давнишний доброжелатель, кардинал дель Монте, писал великому герцогу Тосканскому: «Галилей доказал свои открытия с такой очевидностью, что все просвещенные и понимающие дело люди познали истину и прониклись удивлением». В марте 1611 г. Галилей поехал в Рим. Кардинал Беллармин, в саду которого он демонстрировал солнечные пятна, обратился с вопросом к иезуитам и, между прочим, к Клавиусу, и никто в то время не отрицал нового явления. Галилей приобрел себе новых друзей в Риме, и Академия деи-Линчеи, избрав его сочленом, стала энергично действовать в его пользу. Но именно эта горячая защита новых воззрений приобрела им много врагов, и число последних увеличилось в следующем году. Великий герцог Тосканский любил собирать вокруг себя ученых и слушать их беседы о естественных науках. На одном из таких собраний коснулись, между прочим, мнения перипатетиков, будто плавание тел в воде зависит преимущественно от их формы. Галилей не только высказался тотчас против такого взгляда, но и написал в соответствующем духе трактат о плавающих телах, содержание которого нам уже известно. Это первое печатное опровержение Аристотеля озлобило перипатетиков более всех его устных заявлений Винч, ди Грация, Люд, делле Коломбе, Корезио и Пальмерини выступили с печатными возражениями против галилеевского трактата; и хотя Галилей предоставил защиту своему другу и ученику Кастелли, тем не менее, все нападки продолжали обращаться против него лично, так как ответные опровержения приписывались учителю, а не ученику. Со стороны церкви поход против новых открытий был начат доминиканцами; патер Каччини в 1614 г. обличал великогерцогского математика в самой Флоренции, причем начал проповедь следующими словами («Апост. деяния», 1, II): «Галилеяне, что вы стоите и взираете на небо?» В одном из трех писем, которые Галилей писал Вельзеру в Аугсбург по поводу солнечных пятен, он открыто высказался в пользу движения земли. Письмо появилось в 1618 г. в печати. Оно указало противникам, куда следует направить свои стрелы; все нападки, не имевшие до той поры надлежащей опоры, обратились теперь против признания Галилеем системы Коперника. Галилея защищал частным образом Кастелли, а публично — кармелитский монах Фоскарини и августинец Дидакус а Стуника, которые единогласно заявляли, что в библии нельзя найти доводов против движения земли; то же утверждал на свою беду и Галилей в нескольких своих письмах. Он дерзнул вступить в заповедную теологическую область, чем он особенно раздражил своих клерикальных противников[35] и дал им в руки вернейшее оружие против себя. Так или иначе, с этих пор борьба сосредоточилась на библейском вопросе. Галилей счел нужным снова отправиться в Рим в сентябре 1615 г., чтобы лично защищать там систему Коперника и обратить внимание высшего духовенства на то, что церковь своей оппози- цией против неопровержимой истины наносит себе же страшный вред. Он был очень любезно принят папою Павлом V, и влиятельные духовные лица, в том числе кардинал Орсини, как будто согласились с его доводами. Но Галилей ошибся, веря в достижение своей цели; 5 марта 1616 г. Конгрегацией Индекса были воспрещены все книги, в которых говорилось, что движение земли не противоречит священному писанию. Печатное письмо Фоскарини (Lettera sopra l’opinione del Pittagorici e del Copernico della mobilita della terra e stabilita del Sole) от 1615 г. было подвергнуто запрещению, а сочинение Коперника и трактат Дидакуса были запрещены до очищения их от всех мест, заключавших в себе превратные воззрения. Имя Галилея не упоминалось в декрете; он даже получит 26 мая по своей просьбе свидетельство от кардинала Беллармина, где говорилось, что Галилей не отрекся от своего учения и не был подвергнут церковному покаянию, а был только извещен о постановлении священной конгрегации и о запрещении учения Коперника. По совету великого герцога Тосканского, который считал его дальнейшее пребывание в Риме небезопасным, Галилей вернулся в июне во Флоренцию и жил здесь спокойно до 1623 г., храня, в силу запрета конгрегации, молчание относительно движения земли. К сожалению, он не удержался от участия в споре, возникшем в другой области, — споре, озлобившем всех приверженцев Аристотеля из самых влиятельных членов иезуитского ордена. Именно, в 1618 г. были замечены три кометы, по поводу которых иезуит Орацио Грасси написал трактат. Ученик Галилея Гвидучи в 1619 г. опроверг его взгляды в «Discorso suite Comete», где рука учителя была настолько ясно видна, что Грасси обратился с возражениями прямо к Галилею. Последний, к ужасу своих друзей, не смолчал, но ответил в своем «Saggiatore»


ДЕ ДОМИНИС. ТЕОРИЯ ЦВЕТОВ 89 Теория комет, изложенная здесь, не лучше теории Грасси, но изложена она была до такой степени изящно и с таким блестящим полемическим талантом, что возбудила общий интерес и сочувствие. Иезуиты, и особенно Грасси, пришли в ярость, и если они не могли добиться запрещения брошюры, зато тем тверже решили погубить смелого и победоносного противника. Общее оживление в области физики в начале XVII в. проявилось и в оптике. Теория цветов послужила предметом многих изысканий, сначала на основе воззрений древних, а затем и более самостоятельных. МАРК АНТОНИЙ ДЕ ДОМИНИС отвел вопросу о цветах значительное место в своем сочинении: «De radiis visus et lucis in vitris perspectivis et iride tractatus» (Венеция, 1611). Он делит цвета на два разряда: на истинные или постоянные, присущие телам, и на кажущиеся или мнимые, которые сообщаются телам лишь известными световыми лучами и вновь исчезают вместе с последними 1. Доминис не сомневается, что мнимые цвета присущи самому свету и даже являются самым светом. Белый цвет, по его теории, как и по аристотелевской, окрашивается, смешиваясь с темнотой, но, не угасая вполне. Когда белый свет проходит сквозь призму, к нему примешивается более или менее темноты от вещества призмы, смотря по толщине проходимого им слоя призмы. Вот почему нижний луч, ближайший к преломляющему ребру, по прохождении своем имеет наиболее яркий свет, именно красный, а луч, проходящий сквозь самую толщу призмы, имеет наиболее темный цвет, именно синий. Несмотря на то, что этой теории недостает математической определенности и что опровержение ее крайне просто, она в свое время имела некоторое значение и привела непосредственно к объяснению цветов радуги. Де Доминис подвешивал стеклянные шары, наполненные водой так, чтобы солнечный свет падал на их переднюю поверхность, и заметил, что цвета можно видеть не только позади шара, но и в том случае, если смотреть на него в косвенном направлении спереди кверху, как представлено на рисунке. Это явление он объясняет следующим образом: лучи, падающие на переднюю поверхность шара и преломляющиеся в направлении к задней поверхности, не все проходят сквозь последнюю; часть их отражается вниз и после повторного преломления вновь выходит из шара на его передней поверхности. При этом луч, выходящий из нижней части шара, пробегает внутри него наименьшее расстояние, стало быть, получает наименьшую примесь темноты и кажется красным; между тем как другие лучи, которым приходится проходить внутри шара более и более длинные пути, постепенно темнеют. Когда солнце освещает дождевые капли, свет видоизменяется совершенно так же, как в шаре, и мы получаем от одной капли красный цвет, ______________________ 1 Франциск Агвилониус (1566—1617) написал в 1615 г. большой фолиант только об одном прямолинейном распространении света. Он проявляет мало знакомства со значительными открытиями таких современников, как Кеплер, но зато обогащает виды цветов еще третьим разрядом интенциональных цветов. Такие цвета появляются, например, на изображениях в Camera obscura. Они постольку мнимы, поскольку не принадлежат самим телам, но отличаются от мнимых (призматических) цветов тем, что источником их служит нечто окрашенное.


90 «ДИОПТРИКА» КЕПЛЕРА от другой зеленый и т. д. А так как те же условия повторяются в небе на дугах, окружающих точку, противоположную солнцу, то мы видим концентрические цветные круги, общим центром которых является упомянутая точка. Де Доминис применил, таким образом, весьма успешно старую теорию происхождения цветов к объяснению главной радуги. Идти далее он, разумеется, не мог при незнании законов преломления и зависимости цветов от углов преломления. Так, определить радиусы концентрических дуг или величину радуги он не мог, а относительно побочной радуги он имеет даже совсем превратные понятия. Насколько де Доминис мог воспользоваться трудами предшественников при своем определении хода световых лучей, остается нерешенным. Важнейшее руководство по этой части, сочинение Теодорика 1, было ему, невидимому, незнакомо, скорее, в его руки мог попасть трактат Флейшера 2. Сравнительно с последним, он имеет, однако, ту заслугу, что он придумал наглядный опыт, соединив отражение и преломление луча в одной капле. Впрочем, в данный период времени такое воззрение высказывалось уже не раз; так, например, англичанин Гарриот в 1606 г. объяснял радугу преломлением света на выпуклой и отражением его на вогнутой стороне капли. Де Доминис родился в 1566 г., поступил в молодых годах в иезуитский орден и достиг сана архиепископа Спалатрского. В этом сане он был обвинен в наклонности к протестантизму и выпущен из инквизиционной темницы лишь под строжайшими угрозами. Переселившись затем в Англию, он жил там в звании декана виндзорского до 1622 г., когда обещание кардинальской шляпы побудило его вернуться в Рим и отречься от протестантизма. Его, однако, вскоре вновь заподозрили в ереси и заключили в тюрьму, где он при неизвестных обстоятельствах и умер в 1624 г. «lo. KEPLERI Dioptrice, seu demonstratio eorum quae visui et visibiibus propter conspicilla non ita pridem inventa accidunt» (Аугсбург, 1611). Открытие зрительной трубы послужило, по-видимому, для Кеплера поводом к новым оптическим исследованиям главным образом по части преломления света чечевицами. И на этот раз он не пришел к точному закону преломления; но приближения к последнему, которые были уже указаны им в «Paralipomena», оказались достаточными, чтобы, хотя частично разрешить вопрос о расстоянии изображений и фокусных расстояний у чечевиц. Кеплер при своем исследовании принимает в расчет только чечевицы, имеющие дугу не свыше 30°. А так как при определении фокуса принимаются во внимание только лучи, параллельные оси, то максимальный угол падения (х=) у него не превышает 15°; принимая для таких малых углов пропорциональность между углами падения и преломления, Кеплер не впадает в слишком большую ошибку.

Черт. 4. _____________________ 1 Ч. I, Ист. средневек. физики, отдел второй. 2 Ч. 1, Ист. средневек. физики, отдел третий.


ПОЛНОЕ ВНУТРЕННЕЕ ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА 91 Он начинает с определения фокусного расстояния параллельных лучей для выпуклой сферической поверхности и находит ее равной 11/2 поперечникам последней; затем фокусное расстояние вогнутой сферической поверхности оказывается равным ее поперечнику 1. Отсюда непосредственно следует, что фокусное расстояние плосковыпуклой стеклянной чечевицы должно быть равно поперечнику шаровой поверхности, а для симметричной двояковыпуклой чечевицы он находит фокусное расстояние равным радиусу поверхностей. Расстояние изображения (т. е. место соединения лучей, исходящих из одной точки) для подобной линзы известно ему только для случая, когда светящаяся точка удалена от чечевицы на длину диаметра; дальше этого ему пойти не удалось. Фокусных расстояний для других чечевиц, кроме плоско- и двояковыпуклых, он не определил. Закон преломления приводит Кеплера к открытию и объяснению полного внутреннего отражения света. Именно он нашел, что преломленный луч при переходе из воздуха в стекло с плоской поверхностью не может в стекле отклоняться более чем на 42° от перпендикуляра, хотя бы углы падения имели все возможные величины от 0° до 90°. Переменив условия на обратные, он заключает, что ни один луч, отклонившийся в стекле более чем на 42° от перпендикуляра, не может уже выйти из стекла и, далее, что каждый такой луч на границе обеих сред должен будет вернуться в стекло, т. е. подвергнуться полному внутреннему отражению. Теорию преломления лучей в чечевицах Кеплер переносит на зрительные трубы и дает не только первое объяснение голландской зрительной трубы, но и проект новых более сильных приборов того же рода. Он отмечает, что если лучи, выходящие из собирательной чечевицы, будут перехвачены посредством другой вогнутой линзы раньше их соединения, то они вновь делаются расходящимися и дают увеличенное субъективное изображение предмета, посылающего свои лучи на собирательное стекло. Изучив подробно голландскую зрительную трубу, он делает множество проб с различными комбинациями чечевиц и, наконец, составляет проект зрительной трубы с двумя, а позднее и с тремя двояковыпуклыми стеклами. По поводу первой (так называемой кеплеровской или астрономической зрительной трубы) он замечает: «Объективное стекло пусть находится на таком расстоянии, что получаемое от него обратное изображение отдаленных предметов будет неясно вследствие сильного расхождения лучей, выходящих из каждой точки предмета. Если же между этим неясным изображением и глазом поставить второе собирательное стекло, притом вблизи изображения, то излишнее расхождение лучей, направленных в глаз, будет уничтожено чечевицей окуляра, и в результате получится отчетливое изображение.

Черт. 5.

________________________ 1 Само собою разумеется, что во всех случаях принимается в расчет переход света из воздуха в стекло; постоянное отношение угла падения к отклонению принимается равным 3:1.


92 ЗРИТЕЛЬНАЯ ТРУБА КЕПЛЕРА Ближайшая к наблюдателю чечевица увеличивает изображение, получаемое от первой, не изменяя его обратного положения». К сожалению, у самого Кеплера не было ни времени, ни средств, а быть может, и охоты, осуществить свой план на деле; описанная им зрительная труба так и осталась на бумаге. Любопытно, что в письме от 18 декабря 1610 г. Кеплер уже обращает внимание своего корреспондента на необходимость выбирать для объективов чечевицу больших размеров, чем чечевица окуляра, в противном случае понадобится диафрагма. Сверх того, он считает необходимым приспособление для выдвигания и укорачивания трубки, чтобы можно было устанавливать стекла по глазам; до этого стекла зачастую оправлялись в свинцовые трубки, длина которых не поддавалась изменению. Диоптрика Кеплера имеет по преимуществу математический характер. Соображений о природе света в ней почти не встречается, вопреки обычной щедрости автора по части идей. Даже теория цветов, о которой он трактует в «Paralipomena», здесь оставлена без внимания. Дело в том, что Кеплер — гениальный наблюдатель и глубокий математик - был односторонен; ему недоставало подготовки в области здравой хорошо разработанной натурфилософии, и этот недостаток невыгодно отразился даже на таком великом уме. Им была выработана научная основа диоптрики; его закон преломления впервые позволил проследить ход лучей даже после их преломления, и сам он для многих случаев определил закономерность этих путей, преодолевая при этом большие трудности. И, тем не менее, здесь, как и в небесной механике, ему был поставлен известный предел: дальше математического определения явлений он не мог сделать ни одного успешного шага. ПАТЕР ШЕЙНЕР, который в некоторых вопросах может быть назван преемником Кеплера, занимался, подобно ему, астрономическими я оптическими исследованиями, оставаясь, однако, далеко позади Кеплера во всех отношениях. Шейнер родился в Вальде близ Миндельгейма в Швабии в 1575 г. Двадцати лет от роду он поступил в орден иезуитов, преподавал еврейский язык и математику в Ингольштате, Оренбурге и Риме и умер в звании ректора иезуитской коллегии в 1650 г. Его оптические исследования напечатаны в двух сочинениях. Первое, под заглавием: «Oculus, hoc est fundamentum opticum» (Иннсбрук, 1619) посвящено преимущественно теории зрения. Второе, «Rosa Ursina 1 sive sol ex admirando facularum et macularum suarum phaenomeno varius» (Браччьяно, 1630) заключает в себе ряд точных наблюдений над солнечными пятнами и солнечными факелами и сверх того описание новой зрительной трубы, устроенной Шейнером по мысли Кеплера. Шейнер изучал преломляющую силу различных жидкостей глаза, причем, не зная еще закона преломления, он определял углы преломления градус за градусом. По его мнению, хрусталик своей преломляющей способностью мало отличается от стекла, а водянистая влага ______________________ 1 Солнце уподобляется здесь розе, прилагательное же Ursina объясняется тем, что книга посвящена герцогу Браччианскому из рода Ursi.


ОПТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ШЕЙНЕРА 93 глаза — от воды; стекловидная же влага занимает середину между ними. Рассуждая о том, где именно может происходить процесс зрения в глазу, Шейнер, подобно Кеплеру, останавливается на сетчатке. В одном отношении он, впрочем, идет дальше его, именно — он вырезывает сзади на бычачьем и телячьем глазу все оболочки до сетчатки и наглядно доказывает, что изображения внешних предметов получаются на последней. Имеются указания, что он повторил свой опыт в Риме на человеческом глазе. Происхождение прямых изображений в нашем сознании он объясняет по примеру Кеплера; но сверх того дает очень остроумное доказательство перекрещивания лучей, проходящих через узкое отверстие, подобное зрачку; если рассматривать пламя свечи сквозь булавочное отверстие в бумаге и ввести клинок ножа между глазом и бумагой снизу вверх, то из поля зрения прежде всего исчезает верхушка пламени. Приспособление глаза к различным расстояниям Шейнер объясняет удлинением и укорочением глазной оси, обращая в то же время внимание на расширение и сокращение зрачка. При своих многочисленных наблюдениях над солнцем патер Шейнер заботился об усовершенствовании способов наблюдения Первоначально он рассматривал солнце только во время прохождения облаков, затем пробовал защищать глаза цветными стеклами, хотел даже заказать чечевицы из цветного стекла, но, наконец, напал на настоящий путь: вытянув зрительную трубу, направленную на солнце, дальше, чем требовалось для ясного видения, он получил на белом экране, помещенном в темной комнате, изображение солнца с пятнами, которые мог показывать нескольким лицам одновременно. Его соотцам и начальникам на первых порах не слишком понравилось присутствие пятен на солнце. В 1611 г. Шейнер, вследствие приказания своего иезуитского начальника Бузеуса, мог сообщить о своем открытии аугсбургскому астроному Вельзеру лишь под условием анонимности; но позднее «Rosa Ursina» была все же с соизволения духовных властей напечатана. Шейнер назвал зрительную трубу, в том виде, как она служила ему для наблюдений солнца, гелиоскопом. Прибор этот интересен для физики как первая зрительная труба с двумя выпуклыми чечевицами. В «Rosa Ursina», отмечается между прочим, что автор «уже 13 лет тому назад» показывал солнечные пятна австрийскому эрцгерцогу Максимилиану при помощи зрительной трубы такого же устройства. Если это так, то Шейнер устроил свой гелиоскоп до 1613 г., или, во всяком случае, до 1617 г., так как печатание вышеназванного сочинения про- должалось в течение 1626—1630 гг. 1. Шейнер упоминает, впрочем, не только о зрительной трубе с двумя чечевицами, но и о трубе с тремя выпуклыми стеклами, позволяющей видеть предметы в прямом виде, - ____________________ 1 Гартинг в одной брошюре 1867 г. (на голландском языке) пытался оставить за Гансом и Захарием Янсенами хотя бы честь изобретения так называемой астрономической зрительной трубы. Он обращает внимание на заявление Бореля (который приписывает Янсену изобретение длинной зрительной трубы около 1610 г.) и на известный анекдот о детях Янсена, рассказывавших, будто они видели свой флюгер — жестяного петуха - не только увеличенным, но я стоящим вверх ногами (см. Gerland, Bericht. über die wissenschaftlichen Apparate auf der Londoner inteniationalen Ausstellung, 1876, стр. 45).


94 ОТКРЫТИЕ ЗАКОНА ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА обстоятельство, имеющее значение при рассматривании земных предметов. О микроскопе Шейнер отзывался с восторгом, который легко понять, если патер действительно видел то, что описывает: муху величиной в слона, а блоху — равной верблюду. Шейнер не был выдающимся физиком; ему недоставало инициативы гениального ума. Его оптика с теоретической стороны опирается на Кеплера, объяснения которого он в большинстве случае повторяет. Но во всех своих исследованиях патер оказывается точным наблюдателем, и его искусство в этом отношении нередко превосходит его способность объяснять явления. Может быть, поэтому его следует признать первым представителем грядущих поколений. Открытием закона преломления заканчивается на несколько лет ряд оптических открытий, ознаменовавших начало XVII в. ВИЛЛЕБОРД СНЕЛЛИЙ, которому принадлежит честь этого открытия, был сыном лейденского математика Рудольфа Снеллия. Он родился в 1591 г. и умер в 1626 г. в Лейдене, где с 1613 г. занимал кафедру механики, доставшуюся ему после смерти отца. Короткой тридцатипятилетней жизни было ему, однако, достаточно, чтобы обессмертить свое имя в области математики и физики. В течение 1615—1617 гг. Снеллий окончил первое измерение земной окружности по единственному надежному методу. Именно, посредством триангуляции он измерил расстояние от Алькамара до Лейдена и Бергена-оп-Цоома и определил дугу меридиана в 1°11’30" длины. В трактате «Eratosthenes Batavus» (Лейден, 1617) были обнародованы в высшей степени утомительные вычисления (употребление логарифмов было еще неизвестно), при помощи которых он для одного градуса меридиана нашел длину в 28 473 рутов (рейнских), или 55 100 туазов. Снеллий сам открыл ошибки в своих измерениях и вычислениях, но преждевременная смерть не позволила ему их исправить. Мушенбрек из уважения к его памяти проверил все его (вычисления и нашел для одного градуса меридиана 29 514 рутов, или 57 033 туазов. Снеллий сам не опубликовал своего оптического открытия закона преломления. Трактат, в котором он изложил его, остался ненапечатанным; но Гюйгенс упоминает об этом трактате в своей диоптрике, а Исаак Фосс в сочинении «De natura lucis» (1662) говорит определенно, что сын Виллеброда Снелли показывал ему это сочинение, состоявшее из трех книг. Из отзыва Гюйгенса видно, что Снеллий выражает закон преломления совершенно правильно с фактической стороны, но в несколько неудобной форме. Если глаз, находящийся в О, будет видеть точку F, лежащую в более плотной среде, например в воде, в направлении линии OCD и если мы проведем перпендикуляр FCA к преломляющей поверхности AD, то для одной и той же среды отношение между действительным лучом падения DF и кажущимся СD будет постоянно. Линии CD и DF будут относиться между собой, как косекансы углов, образуемых преломленным и падающим лучом с вертикальной линией DE. На основании таких рассуждений Снеллий дал своему закону следующее выражение: в одних и тех же средах отношение косекансов углов падения и преломления остается постоянным. Так как отношение косекансов двух углов обратно пропорционально


ЖИЗНЬ И СОЧИНЕНИЯ БЭКОНА 95 отношению их синусов, то этот закон вполне соответствует форме, данной ему впоследствии Декартом и сохранившейся до наших дней. Мы вернемся к нему при рассмотрении научной деятельности Декарта. Первый философ нового научного направления ФРЕНСИС БЭКОН родился 26 января 1561 г. в Лондоне, где отец его занимал высокое звание хранителя государственной печати. Молодой Бэкон учился в Кембридже, занимаясь преимущественно древней философией: затем для дальнейшего образования отправился с английским посольством в Париж, откуда принужден был вскоре вернуться вследствие смерти своего отца. Получив незначительное наследство и не умея довольствоваться малым, он впал в долги, вследствие которых он всю жизнь оставался жертвой кредиторов. Желая нажить побольше денег, Бэкон сделался сначала адвокатом и своими талантами в короткое время приобрел громкую репутацию. Честолюбие толкало его, однако, к видным местам на государственной службе и к приобретению политического влияния. Для достижений этой цели он пускал в ход всевозможные средства: льстил, насколько мог, королеве Елизавете, обращался с просьбами к своему дяде, государственному канцлера лорду Берлею, успел войти в милость графа Эссекса, но, невзирая на все усилия, ему не удалось добиться желаемого, пока была жива Елизавета. В 1598 г. он даже был на недолгое время посажен в долговую тюрьму. Два года спустя Эссекс впал в немилость, и Бэкон, получивший место королевского стряпчего, должен был составить обвинительный акт против него. На этот раз он выполнил неприятную задачу с таким искусством, что Елизавета смягчилась. Вскоре Эссекс был заподозрен в изменнических переговорах с королем Яковом Шотландским и по обвинению генерал-прокурора Кока и королевского стряпчего Бэкона казнен 25 февраля 1601 г. Человек с более твердым характером мог бы отклонить от себя роль обвинителя в этом процессе, несмотря на занимаемый им пост, и потому образ действия Бэкона возбудил против него общее негодование. Несмотря на это, он в короткое время успел приобрести расположение того же короля Якова, сделавшегося в 1603 г. английским королем после смерти Елизаветы, и уже в 1604 г. получил рыцарское звание. В 1605 г. вышло в свет первое сочинение Бэкона, касавшееся, между прочим, и естественных наук, под заглавием «The two books of Francis Bacon on the proficience and advancement of learning divine and human». Его честолюбивые мечты начали затем осуществляться с поразительной быстротой: в 1607 г. он был назначен главным стряпчим, в 1615 г. — главным прокурором, а в 1617 и 1618 гг. достиг высших должностей, доступных английскому подданному — был сделан хранителем государственной печати и, наконец, лордом-канцлером. Между тем, в 1612 г. Бэкон успел издать новое научное сочинение «Cogitata et visa», но затем он подверг его переработке, которая были закончена в 1620 г. Теперь эта книга появилась под новым заглавием: «Novum organon

Черт. 6.


96 ЖИЗНЬ И СОЧИНЕНИЯ БЭКОНА scientiarum», в виде одной из частей обширного труда «Instauratio magna», посредством которого Бэкон предполагал преобразовать все науки, построив их на новом основании. Вышедший том «Instauratio magna» заключал в себе посвящение Якову 1, предисловие ко всему труду, а также план всей работы. По программе вся работа должна была состоять из шести частей. Первая предназначалась общему обзору всех наук и их подразделению, причем предполагался не только перечень всего уже достигнутого, но указания на недостающее. Вторая часть должна была быть посвящена орудию всех наук, т. е. применению разума при исследовании явлений, и правильным методам познания. Третья должна была содержать в себе изложение явлений вселенной, т. е. всякого рода наблюдений и естественную историю, поскольку последняя может служить основанием для вновь созидаемой философии. Четвертая книга должна была на отдельных примерах показать соотношение между второй и третьей частью работы, т. е. методы применения нового орудия науки к выводу общих законов из опытного материала. Пятая книга предназначалась для изложения всех выводов этого рода, поскольку позволит имеющийся в руках автора материал. Наконец, шестая часть должна была явиться завершением всех возможных выводов, т. е. должна была завершить собою науку. Из приведенного ясно, что Бэкон не имел в виду выполнить одними собственными силами намеченной им задачи. Его план представляет собой, очевидно, схему, по которой должны быть изложены как все имеющиеся уже результаты, так и результаты, могущие быть добытыми со временем. Впрочем, он далеко не достиг и тех пределов своей исполинской задачи, которые он, по-видимому, сам себе поставил. Б 1620 г. появилась, сверх указанного выше плана всего сочинения, только вторая часть его «Novum Organon». Первая часть вышла в 1623 г. под заглавием «De dignitate et augmentis scientiarum»; но это было старое сочинение 1605 г., переведенное на латинский язык и лишь отчасти дополненное. Наконец, после смерти Бэкона его секретарь Роулей издал еще третью часть под заглавием «Silva silvarum sive historia naturalis». Таким образом, сочинение это осталось незаконченным. С появлением в печати своего капитального труда Бэкон достиг вершины своей славы. В том же году ему был пожалован титул барона Веруламского, а в следующем - виконта Ст. Альбанского. Однако уже в апреле 1621 г. он был привлечен к суду Верхней палатой и признал себя виновным во всех обвинениях. Именно, Бэкон со- знался, что, будучи главным судьей, он принимал от тяжущихся сторон подарки до 1000 фунтов стерлингов, уверяя, впрочем, в свое оправдание, что он никогда не принимал вознаграждения до решения дела и что подарки никогда не влияли на его решение. Парламент приговорил Бэкона 3 мая 1621 г. к денежному штрафу в 4000 фунтов стерлингов, лишению всех должностей и тюремному заключению, срок которого, по тогдашнему обычаю, определялся волей короля. Король сократил этот срок до 2 дней, а в 1624 г. Бэкон настояниями и просьбами добился помилования. Однако ему не пришлось наслаждаться им продолжительное время. Здоровье его постепенно ухуд-


РАЗЛИЧИЕ СУЖДЕНИЙ О БЭКОНЕ 97 шалось, и 9 апреля 1626 г. он умер в замке графа Аронделя в Гайгете, близ Лондона. Бэкон — человек сомнительного характера. Много спорили и еще будут спорить о том, как понимать это загадочное сочетание добра и зла в его личности и за какой из этих сторон следует признать перевес. Но разногласия о характере Бэкона пустяк по сравнению с расхождением во взглядах на научные заслуги этого загадочного человека Ланге 1 находит в нем суеверное и тщеславное невежество. Либих возводит та него тягчайшее обвинение, которое только можно сделать человеку науки: «природа, наделившая его с такой щедростью своими лучшими дарами, отказала ему в чувстве истины и в правдивости. С ложью в сердце подходил он к природе, и она не открывала ему своих тайн, не повиновалась ему. Его опыты могли обмануть людей, но перед ее лицом не могли иметь успеха. В роли естествоиспытателя все в нем оказывалось поддельным» 2. С другой стороны, Бэкона превозносят как научное светило, lumen scientiarum 3, как человека, великого во всех отношениях 4, и даже Либих признает, «что биографы и большинство писателей, изучавших сочинения Бэкона, считают его противником схоластики, реформатором науки, основателем нового метода исследования и новой философии эмпиризма, или философии полезности». «По их мнению, — продолжает он, — его имя по истечении веков все еще сияет блестящей звездой, указавшей некогда правильный путь и истинную цель наук». Где же тут правда и в чем следует искать причину столь резкого различия взглядов? Постараемся изложить вкратце сущность бэконовского учения и тогда мы увидим, что различие мнений в значительной степени зависит от различия точек зрения, на которых стоят судьи; и далее, что крайние приговоры в ту или другую сторону грешат неверной оценкой исторической роли Бэкона и состояния современной ему науки. Бэкон исходит из мысли, что наука (он имеет в виду главным образом схоластику) зачахла и в течение целых столетий оставалась бесплодной, между тем как механические искусства, точно исполненные духа жизни, с каждым днем множатся и совершенствуются. Из первоначально грубых и неуклюжих они постепенно улучшаются и становятся все удобнее для человека. Напротив, философия и высшие науки, хотя и пользуются почетом, подобно иконам, но не продвигаются вперед ни на шаг". Корень и единственную причину этого зла Бэкон видит «в ложном преувеличении сил и способностей человеческого разума и в пренебрежении к его действительным средствам познания». «Тонкость природы неизмеримо превосходит тонкость наших чувств и нашего ума. Увлекательные теории, умозрения и дока- зательства, придуманные человеком — не что иное, как болезненные проявления». «Логика, которой теперь злоупотребляют, способствует ______________________ 1 Ланге, История материализма. 2 Liebig. Rede in der öftentl. Sitzung der königl. Akademie d. Wissensh. Мюнхен, 1863. 3 Надгробная надпись (Poggendorf, Gesch. der Physik, стр. 222). 4 Fischer, Gesch. der. Physik, т. I, стр. 30.


98 ВЗГЛЯДЫ БЭКОНА НА ДЕДУКТИВНЫЙ И ИНДУКТИВНЫЙ МЕТОДЫ скорее укреплению заблуждений, скрытых в ходячих понятиях, чем раскрытию истины». «Для познания истины возможны два пути. На одном из них человек быстрым полетом переносится от чувственного и единичного к самым общим положениям из таких высших положений, как из непреложных истин, выводит средние положения. Этому пути следуют в наши дни. Второй путь идет от единичного и чувственного к частным положениям, постепенно поднимается выше и выше и, в конце концов, приводит к общему закону. Этот вернейший, но еще никем не испробованный путь». Этот второй путь целиком основывается на наблюдении. «Наблюдение, бесспорно, наилучшее из доказательств, пока оно не отступает от прямых результатов опыта». «Наблюдение, которое попадается нам навстречу, случайность; наблюдение, которое мы ищем и находим сами, — опыт или эксперимент». Только эксперимент пригоден для изыскания истины. «Подобно тому, как действительный характер человека всего вернее обнаруживается, когда его раздражают и вызывают, или подобно тому, как Протей начинает свои превращения только, когда он пойман и сжат в крепких объятиях, — так и природа при умелом воздействии открывает свои тайны полнее, чем предоставленная себе самой» 1. К тому же обыкновенное наблюдение при посредстве наших чувств очень ненадежно. «Несостоятельность наших чувств бывает двоякого рода: они или изменяют нам по своей слабости или вводят нас в заблуждение». «На этом основании я оказываю мало доверия непосредственному свидетельству моих чувств, но ставлю дело так, чтобы мои чувства давали мне отчет только об опыте, а уже опыт — о самом явлении». Следовательно, прежде всего «необходимо создать хорошую естественную историю и достаточный запас опытных данных для построения основ работы: не следует ничего измышлять, ничего придумывать; нужно только наблюдать и изучать природу». «Равным образом ум отнюдь не должен переноситься или перелетать непосредственно от частного и единичного к самым общим и отдаленным выводам, носящим название законов искусств и вещей, причем истинность этих положений ставится вне сомнений и из них выводятся и строятся средние положения». «Науки будут хорошо построены лишь о том случае, когда мы, стоя на прочной лестнице, станем подниматься от одной ступени к другой, без перерывов и скачков, — от единичных явлений к простейшим умозаключениям, затем, далее, к средним и, наконец, к самым общим положениям». «Вот почему человеческому уму нужны не крылья, а свинцовая гиря, задерживающая какие бы то ни было полеты и скачки. До сих пор он не находил себе тормоза; а когда найдет — для науки откроется более отрадная будущность». «При выводе теорем путем такой индукции необходимо испытывать и проверять, ограничивается ли данное положение теми единичными явлениями, из которых оно выведено, или же оно имеет более широкое применение. В последнем случае нужно исследовать, подтверждается ли больший объем или более широкие пределы положения свидетельством новых единичных явлений, _____________________

1 De augmentis scientiarum.


ОЦЕНКА ЗАСЛУГ БЭКОНА 99 дабы не оставаться неподвижно на уже известном или же, распространив положение далее, чем следует, не попасть в круг призраков и бессодержательных теней вместо реальных и определенных фактов». До сих пор Бэкон, безусловно, прав. С блеском и решительным успехом побивает он старые схоластические науки на всех путях и закоулках, исключая их из области знания. Всем наукам он предписывает экспериментальный метод и заставляет признать опытное исследование основой всякого знания; мало того, он доказывает убедительно и неопровержимо, что опытное исследование должно служить не только основанием, но и постоянным коррективом всякого научного прогресса. Возможно ли, казалось бы, отрицать такие заслуги, такие деяния? Между тем, Либих именно здесь открывает обман со стороны Бэкона, выдающего все эти правила за нечто новое и им открытое, тогда как в действительности экспериментальный метод применялся и рекомендовался задолго до него, а схоластика давно уже находилась в загоне. «Поход Бэкона против схоластики напоминает сражение знаменитого рыцаря с ветряными мельницами. Сто лет назад наукой уже были разбиты цели схоластики; на всех наречиях превозносили опыт, Леонардо да Винчи в Италии и Парацельс в Германии ратовали в пользу опыта за пятьдесят лет до Бэкона, а в его время — Гильберт и Гарвей в Англии» 1. На наш взгляд, однако, Либих заходит слишком далеко, отрицая всякую заслугу Бэкона в области экспериментального метода. Его заслуга заключается, во-первых, в том, что именно он, а не кто другой, советует применять индуктивный метод не только к естественным наукам, а ко всей вообще области человеческого знания; во-вторых, сами философы признают в нем основателя нового философского направления, а это уже слава не малая и, во всяком случае, такая, которую не может у него отнять ни один натуралист. В этом смысле Галлер замечает 2: «Сравнивать Бэкона с Галилеем совершенно неправильно; последний был, бесспорно, лучшим математиком и астрономом, но зато он ограничивался немногими науками 3; Бэкон, напротив, обнимал умом все науки вместе как существо высшего порядка и как никто до него». Ибервег (Ueberweg, Gesch. d. Philos., III, стр. 37, 5-е изд.) признает Бэкона «основателем, правда, не опытного естествоведения, но опытного направления в развитии новой философии». Наконец, Льюис 4 замечает: «Бэкон, слабый в положительных науках, был силен в философии, искавшей в этих науках пищу для себя. Ему первому принадлежит мысль о философии положительных наук, — мысль, которую он формулировал словами: физика — мать всех наук».

Мы, однако, вовсе не склонны ограничивать заслуги Бэкона одной философией; 

историку ясно, убеждены мы, что он сделал чрезвычайно много и для естествознания. Нет сомнения, экспериментальный метод давно уже горячо рекомендовался для физики — стоило только ______________________ 1 Liebig, Rede etc., Мюнхен, 1863. 2 Согласно Böhme, Francis Bacon etc. Эрланген, 1864. 3 °C этим мы, конечно, согласиться не можем. 4 Нем. перев., «Gesch, d. Philos.», т. II, стр. 130.


100 ОЦЕНКА ЗАСЛУГ БЭКОНА вспомнить об однофамильце и соотечественнике Бэкона, жившем в XIII в.; вполне правильно также, что Леонардо да Винчи и Парацельс уже в предшествующем столетии признали экспериментальный метод единственно верным, а земляки и современники Бэкона, Гильберт и Гарвей (1589—1657), пользовались им с блестящим успехом; неоспоримо, наконец, — заметим мы со своей стороны, — что Галилей и Кеплер раньше всех других применили опытное исследование с полным сознанием его ценности; но, несмотря на все это, заслуги Бэкона отрицать нельзя. Относящиеся к данному вопросу сочинения Роджера Бэкона и Леонардо были почти никому не известны; Парацельс и подобные ему не принадлежали к разряду лиц, которых рекомендация могла бы послужить на пользу какому-либо делу; а то обстоятельство, что гениальные физики пользовались этим методом, далеко еще не приводило к общему признанию его, и тем менее к общему пониманию его важности. Кафедры физики в большинстве университетов продолжали быть занятыми перипатетиками с хорошими денежными окладами; не слишком давно натурфилософы были еще настолько сильны, что могли вытеснить Галилея из университета, и мало еще было в то время молодых ученых, умевших производить опыты. Когда Гарвей замечает, что Бэкон писал о науке, как подобает лорд-канцлеру, мы противоречить ему не станем; но именно то обстоятельство, что человек, пользовавшийся такой репутацией в науке, горячо осуждал старые, схоластические философские приемы, оказало несомненную услугу естествознанию и естествоиспытателям. На мой взгляд, Бэкона можно, не обинуясь, признать одним из основателей нового естествознания, даже в том случае, если видеть в его деятельности не столько создание, сколько выявление и популяризацию научного метода. Большего Бэкону, однако, приписывать не следует, несмотря на его обширные притязания. В самом деле, лично он вовсе не желает ограничиться ролью популяризатора метода, существовавшего до него; нет, он преподносит естествознанию новый метод, и полемизирует горячо не с одними только схоластиками, но и с эмпириками, производившими опыты раньше него. Бэкон слишком философ для простого оставления эксперимента в полном распоряжении любого натуралиста. Он должен преподать вполне точную, общую, пригодную для всех случаев программу, как в дальнейшем следует развивать естественные науки. Он сулит открыть метод, по которому всякий будет способен продвигать науку. «Мой способ научных изысканий таков, что оставляет мало простора остроте и силе ума; напротив, он уравнивает умы и наклонности. Подобно тому, как для проведения прямой линии или начертания правильного круга от руки необходимы ловкость и навык, а при употреблении для той же цели линейки и циркуля эти свойства становятся почти или же совсем излишними, так и при моем методе». По мнению Бэкона, до него у естествоиспытателей не было никакого метода; если они и производили опыты, то бродили и при их проведении и при разработке добытых результатов, ощупью, впотьмах, безо всякой путеводной звезды. «Теперешний способ опытного исследования следует назвать слепым и вздорным. Люди толкутся на неведомых путях, делают выводы из первых попавшихся явлений, бросаются на многое,


ПРАВИЛА НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ У БЭКОНА 101 не двигают вперед почти ничего, бывают то заносчивы, то рассеянны и всегда оставляют позади себя что-либо, к чему необходимо возвращаться. Опыты вследствие этого производятся легкомысленно, как бы для забавы: старые повторяются почти без изменения, и при первой неудаче раздосадованный наблюдатель обыкновенно бросает их. В тех же случаях, когда к исследованию приступают серьезнее и с большой выдержкой и рвением, — вся сила расходуется на выполнение одного опыта, чему примером может служить Гильберт со своим магнитом и химики со своим золотом». «Такого рода наблюдение напоминает веник без связки или ходьбу ощупью в ночное время, когда приходится ощупывать всякий предмет, прежде чем удастся случайно напасть на настоящий путь. Не лучше ли подождать рассвета или зажечь свечу и тогда уже спокойно выходить на дорогу». «Все доселе работавшие в области науки - эмпирики или догматики. Первые собирают и потребляют наподобие муравьев; вторые же, начинающие прямо с разума, вытягивают содержание из себя самих, как пауки паутину. Между теми и другими стоят по своему образу действия пчелы: они собирают сок, перелетая от одного цветка к другому в садах и лугах, но обрабатывают и переваривают добычу собственными силами. Деятельность философии аналогична пчелиной: она не опирается исключительно или даже преимущественно на силы души и не накопляет материала, доставляемого ей естествознанием и механическими экспериментами, в памяти без всяких изменений, а напротив, она перерабатывает и видоизменяет его умом». Подобные правила, бесспорно, очень хороши и должны на все времена служить основными законами научного метода. Жаль только, что действия самого Бэкона не вполне сообразовались с этими правилами, как мы это покажем при дальнейшем знакомстве с ним. «При громадном числе единичных данных и их разрозненности, — что сбивает ум с истинного пути, — нельзя, разумеется, ожидать результатов от простого констатирования фактов, поверхностных опытов и обзоров. Напротив, необходимо тщательно собирать все относящееся к одному предмету и распределять материал систематически в таблицы, которые по своей наглядности и целесообразному устрой- ству подобны живым существам». Таблицы эти составляются по следующему способу. Если мы хотим изучить сущность или, по Бэкону, форму какого-либо явления, например теплоты, то записываем все известные случаи, при которых наблюдается теплота; таким образом получается таблица положительных инстанций. Затем каждому отмеченному случаю противопоставляем сходные случаи, при которых теплота отсутствует; из них слагается таблица отрицательных инстанций. Так как, далее, во всех случаях присутствия теплоты последняя может проявляться в весьма различных степенях, то мы должны составить еще третью таблицу для отметок по этому предмету — таблицу сравнения, или степеней. В этих трех таблицах содержится материал для индукции в собственном смысле. Первая работа индукции будет состоять в исключении всех случаев, не имеющих необходимой связи с сущностью изучаемого явления, и в подборе всех прочих, определяющих эту сущность. В нашем примере требуется исклю-


102 ПРИМЕР: ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОТЫ чить все явления, наблюдаемые в отсутствии теплоты или отсутствующие там, где проявляется теплота, а равно — те случаи, когда явление усиливается по мере уменьшения теплоты, и обратно. Соединяя затем вместе все записи, оставшиеся после исключения, мы получаем сущность теплоты, выраженную в необходимых определениях, и таким образом заканчиваем первый ряд выводов. Последними не исчерпывается, однако, индукция в ее законченной форме. На указанной ступени она дает в лучшем случае сущность одного только явления; бэконовский метод сулит довести нас постепенно до самых общих оснований всех наук. Между тем на поверку выходит, что и сам Бэкон принципиально не следует далее по этому пути; он указывает только на дальнейшие и весьма многочисленные вспомогательные средства и правила для индукции, рядом с массой зачастую интересных указании относительно обработки «наиболее важных» случаев, встречающихся в практике индукции. На этом и обрывается «Novum Organon», неоконченная часть большого сочинения «Instauratio», которому гоже было суждено остаться неоконченным. Приводим для примера таблицы Бэкона для первого ряда умозаключений в возможно сокращенной форме. Таблицы для исследования формы теплоты.


ТАБЛИЦЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФОРМЫ ТЕПЛОТЫ 103


104 ТАБЛИЦЫ ДЛЯ ПЕРВОГО УМОЗАКЛЮЧЕНИЯ Таблица степеней. Твердые тела, а также вода не бывают теплы от природы, но получают теплоту от других тел; впрочем, некоторые тела, бывшие некогда теплыми, сохраняют остатки тепла, например конский помет и жженая известь. Ни одна часть животного не сохраняет заметного тепла после отделения от тела; некоторые, впрочем, содержат возможную или скрытую теплоту, например трупы животных. «Сверх того, на Востоке употребляют мягкую тонкую ткань из птичьих перьев, которая своим внутренним теплом способна размягчать и растапливать завернутое в нее масло». Низшая степень теплоты, доступная осязанию, есть, по-видимому, теплота животных; между тем некоторые люди сухого телосложения уверяли, будто во время горячки тело их разгоралось до того, что посторонние, прикасаясь к ним, слегка обжигались. Из светил теплее других оказывается Солнце, Марс, Юпитер, Венера, Сириус; они наиболее сильно греют, когда лучи их падают отвесно; сверх того действие планет сильнее при их ближайшем отстоянии от земли, а также, вероятно, когда они находятся вблизи больших неподвижных звезд. Из пламен спиртное следует признать самым мягким, если, впрочем, теплота болотных огней и свечение животного пота не ниже его по степени теплоты. Сильнейший жар получается от смолы, дегтя и еще более от серы. Раскаленные тела бывают иногда горячее пламени; кипяток и воздух внутри печи в не- сколько раз жарче пламени. Движение усиливает теплоту; по этой причине твердые металлы не плавятся на спокойном мертвом огне, а только на приводимом в движение мехами. Пламя образуется лишь в тех случаях, когда оно находит пространство для своего развития; исключение составляет пороховое пламя при выстреле и др. В пори- стых горящих телах пламя гаснет тотчас же, если задержать его движение сильным давлением. Раздражающим действием холода тепло усиливается, как это можно наблюдать, приближаясь к камину в сильный мороз. Из всех тел наиболее легко воспринимает теплоту воздух; он также и отдает ее всего быстрее телам; за воздухом следует в этом отношении лед, снег и ртуть 1. Таблица исключения. Ввиду наличия солнечных лучей и подземного огня теплота по природе своей не может быть ни небесной, ни земной. Так как тела, сообщающее тепло другим, не уменьшаются в весе, то следует отвергнуть какой-либо переход вещества при нагревании. Так как и темные тела способны греть, то свет не составляет необходимого условия для теп ноты. Так как все тела нагреваются от трения, то существование самостоятельного теплового вещества этим исключается. По различным причинам из числа источников тепла следует исключить и движение тела как целого. Отсюда следует первое умозаключение, определяющее сущность теплоты: «теплота есть расширяющее движение, которое задержи- _____________________ 1 Ср. в ч. I, о соответствующих воззрениях Аристотеля.


ОШИБКИ БЭКОНА ПРИ ПРИМЕНЕНИИ ИМ ЕГО МЕТОДА 105 вается и проявляется в мельчайших частицах тел. Если бы можно было возбудить внутри какого-либо тела движение, стремящееся к его расширению и растяжению, а затем это движение так стеснить и обратить против самого себя, чтобы расширение совершилось неравномерно, т. е. частью происходило, частью было вытеснено, то в результате, несомненно, получилась бы теплота». Немного, надо признать, было добыто Бэконом после стольких усилий по вопросу о природе теплоты! Если, однако, принять во внимание легкомысленно набранный материал и подчас возмутительно ложные данные, с которыми он имеет дело, то нельзя не удивиться, как он вообще мог придти к сравнительно верному определению теплоты. Физик, способный пролагать новые пути в науке, должен быть хорошим экспериментатором, хорошим математиком, хорошим философом. Бэкон же был только последним; опытное исследование оставалось для него почти неведомой областью, а математика — совсем чуждой. В качестве философа он ясно видел бесплодность старого, чисто дедуктивного метода; и в своей критике человеческого познания, чувств и разума он действительно является мыслителем, создающим эпоху. Требуя от всех наук, чтобы они начинали с опыта и строились на основе опыта, называя всякую попытку человеческого ума вырваться за пределы опыта вредной для науки (болотным огнем, а не настоящим светочем), он, несомненно, заслуживает титула основателя новой философской науки и является в известном смысле предшественником нашего теперешнего философского критицизма. С другой стороны, как только Бэкон сам начинает применять свой метод к естествознанию вообще и к физике в особенности — односторонность его становится очевидной, а его указания и примеры — никуда не годными, подчас даже смешными. Провозглашая основой всего естествознания опытное исследование, он своим личным отношением к нему невольно заставляет сомневаться, делал ли он сам вообще какие-либо опыты. Его секретарь Роулей усердно собирал для него материал, и сам он брал, что попадалось, но собранные сведения, к сожалению, не всегда оказывались надежными и достоверными. Как истый юрист, Бэкон внимательно выслушивал все показания за и против, но сам часто забывал проверять правдивость показаний своих свидетелей. В разработке материала нас поражает его блестящий ум; его выводы порой оказываются полезными даже для естественных наук — даже здесь его выручало верное чутье, но он, как уже было замечено, не всегда руководился им. «По моему убеждению, — замечает Бэкон про самого себя, — никто из занимавшихся доселе изучением природы не заботился более меня при выборе опытов и сведений. Я допускал только факты, опирающиеся на очевидность и проверенные точными опытами, да и то с большим разбором. Ничего не позволил я себе прикрасить или преувеличить из пристрастия к чудесному, и все сообщенное мною чисто от всякого пятна вымысла и тщеславия. При каждом новом и сложном опыте я, невзирая на глубокую уверенность в правильности результата, приводил подробно и весь ход исследования, дабы каждый, следя за происхождением моих данных, мог убедиться, не вкралась ли какая-либо ошибка, и чтобы,


106 НЕДОСТАТКИ МЕТОДА БЭКОНА таким образом, по мере возможности умножилось число наилучших и вернейших доказательств». Если, таким образом, первый недостаток Бэкона — ошибочное констатирование фактов — зависит лишь от неверного приложения его метода, то второй, несравненно более серьезный, лежит в самом методе. Бэконовский метод должен быть по своей идее чисто индуктивным; он, поэтому представляет собою род простой арифметической задачи, в которой от данного целого постепенно отбрасывается все несущественное с целью получить в остатке сущность явления. В этом методе нет места для гипотез; а между тем новейшее естествознание пользуется гипотезами в широких размерах и с блестящими результатами. Мы предполагаем, например, что свет есть волнообразное движение эфира; выводим из этой гипотезы все свойства, которые подобное волнообразное движение должно иметь; и когда затем посредством тщательно произведенных опытов мы убеждаемся, что свет действительно обладает всеми требуемыми особенностями, то полагаем свою гипотезу весьма вероятным или достоверным научным выводом. Всякая гипотеза в области естествознания приобретает большую или меньшую достоверность, смотря по тому, можно ли вывести из нее путем дедукции большее или меньшее число новых положений, доступных опытной проверке. Исключая гипотезу из своего метода, что вполне естественно при полном и принципиальном отрицании дедукции, Бэкон тем самым устраняет возможность наилучшего использования опытного наблюдения. В этом заключается существеннейшее отличие новейшего естественнонаучного метода от бэконовского, а также и существеннейший недостаток последнего. Непонятно даже, как мог Бэкон впасть в подобную ошибку, ибо ведь такие великие физики, как Гильберт и Галилей, с трудами которых он был знаком, уже решительно и вполне сознательно вступили на этот новый, верный путь. Извинением ему может служить лишь то обстоятельство, что для него, как философа, опытное исследование не могло быть привычным орудием и что сильнейшая из дедуктивных наук, математика, была ему, по-видимому, совершенно чужда. Гипотеза вообще немыслима без дедукции, так как из гипотезы приходится выводить положения, которые должны быть проверены на опытах. С другой стороны, наиболее надежная дедукция, это — математическая; там, где мы из гипотезы вывели математически законы, определяющие количественные отношения явлений, а затем имели возможность убедиться в полном согласии выведенного с действительно наблюдаемым, там мы смело приписываем гипотезе математическую достоверность, хотя по существу следовало бы лишь говорить об очень значительной ее вероятности. Бэкон приступил к науке одаренным сильным философским умом и значительной наклонностью к наблюдению, математического же понимания он был, можно сказать, совершенно лишен. Этим одним и объясняются его ошибки. Примером для применения своего метода он случайно или сознательно выбрал теплоту — ту область физики, где математика могла играть наименьшую роль; если бы он не держался, как кажется, преднамеренно в стороне от оптики и механики, недостатки его плана стали бы очевидными для него самого. Вообще,


НЕЗНАКОМСТВО БЭКОНА С МАТЕМАТИКОЙ 107 к этого рода знаниям он, по-видимому, был мало способен. Так, будучи знаком с термометром в его грубой зачаточной форме и даже описывая способ приготовления этого прибора, он интересуется лишь чувствительностью воздуха к теплоте, но об измерении ее не говорит ни слова. Везде, где ему приходится говорить о движении, он и не пробует определить скорость, время и пространство в каких-либо единицах меры, но либо довольствуется (например, в своем «Novum Organon») курьезнейшим подразделением разных видов движения, или предлагает (например, в трактате «De augmentis scientiarum») изучать, какие тела приводятся в движение тяжестью, какие легкостью и, наконец, какие не поддаются влиянию ни одной из этих причин. Насколько Бэкон был чужд всякого представления о надежности, доставляемой совпадением математических дедукций с действительными наблюдениями, явствует из его суждений о Копернике. В разделе Organon’a, в котором упоминается о Копернике, он говорит об астрономах, «которые любят насиловать свои чувства безо всякой надобности и затемняют дело». А еще раньше в одном из своих трактатов он относит Коперника к числу людей, «которые при изучении природы не останавливаются ни перед какими вымыслами, если только последние совпадают с их расчетами». Если смотреть на вопрос с этой стороны, то можно до известной степени понять резкость отзыва Дюринга 1, что Франциск Бэкон не обладал ни математическим складом ума, ни способностью точного мышления. «Он был только проповедником, так сказать, осязательного эмпиризма, быть может, уместного для описательных естественных наук, но отнюдь не для механического или физического исследования. Он не имел никакого представления о значении и важности математического и созидательного мышления. В действительности все высшее естествознание только потому и развилось, что оно никогда не впадало в искушение следовать рецептам английского лорд-канцлера». Однако и подобные суждения заходят слишком далеко в своей односторонности и несправедливы по отношению к Бэкону. Во-первых, не следует забывать, что некоторые отрасли физики, и, прежде всего оптика, изучались в то время слишком односторонне, исключительно с математической точки зрения, и что именно в данной области требо- вание внимательного наблюдения явлений природы могло притязать на новаторство. Во-вторых, значение, которое Бэкон придает индуктивному методу как таковому, и настойчивость, с которой он рекомендует этот метод для всех наук вообще, составляет неоспоримую его заслугу. Естественным же наукам в частности следует помнить, что Бэкон своей решительной защитой их метода, без всякого сомнения, способствовал скорейшему признанию и широкому распространению последнего. В этом отношении мы вполне согласны с мнением Льюиса 2: "Хотя его метод и не имел той силы, которую ему с такой уверенностью приписывал Бэкон, тем не менее, его красноречие и плодотворные идеи имели огромное влияние на современное ему и после- ________________ 1 Dühring. Geschichte der, allgemein. Principien d. Mechan., 2-е изд. стр. 103—104. 2 Lewes, Geschichte. der Philosophie, II. стр. 128.


108 ДИАЛОГИ О ДВУХ СИСТЕМАХ ВСЕЛЕННОЙ. ДЕНЬ ПЕРВЫЙ дующее поколение. Он облагородил новое научное направление и научил людей «гордиться исследованиями, которые в противном случае оставались бы в тени. Он доказал бесплодность субъективного метода и настаивал на необходимости терпеливого изучения природы. Блеск его слога придавал неотразимую увлекательность его доводам». В 1616 г. при папе Павле V ГАЛИЛЕЮ, как нам уже известно, было дано знать, что учение Коперника противно св. писанию; вследствие чего он и воздерживался от всяких рассуждений на эту тему. Но в 1621 г. Павел V умер, и его вторым преемником сделался в 1623 г. Урбан VIII, тот самый кардинал Барберини, который за три года до того восхвалял Галилея в латинских стихах. Узнав о восшествии на престол своего доброжелателя, обрадованный Галилей поспешил в Рим, и действительно был принят настолько любезно, что даже получил обещание пенсии для сына. После такого приема Галилей ободрился и счел возможным приняться за окончание своего сочинения о системах вселенной. В течение 1628 и 1630 гг. он был дважды в Риме, и уже при первой поездке отдал свой труд на суд духовных цензоров. В 1630 г. он получил разрешение печатать его, и римское общество Dei Lincei, издавшее галилеевского «Saggiatore», охотно взяло бы на себя издание нового произведения, если бы, по несчастью, в это время не умер основатель и президент общества, князь Чези. С его смертью дело затянулось; а с 1631 г., когда, вследствие чумы в Тоскане, папа окружил свои владения пограничным кордоном, печатание книги в Риме стало невозможным. Она была издана во Флоренции в 1632 г. под заглавием: «Dialogo di Galilei Linceo, Matematico supremo dello studio di Раdova e di Pisa, d filosofo e matematico primario del serenissimo Granduca di Toscana, dove nei congressi di quattro giornate, si discorre sopra i due massimi sistemi Tolemaico e Copernicano del mundo». В этом сочинении проводится сравнение между системами вселенной Птолемея и Коперника в форме беседы, продолжающейся четыре дня. В беседе участвуют, с одной стороны, друзья Галилея Сагредо и Сальвиати в качестве сторонников коперниковой системы, а с другой — перипатетик философ Симплиций, защитник птолемеевой системы. Беседа происходит в доме Сагредо. Первый день посвящен опровержению учения перипатетиков. Между движениями земных и небесных тел нет различия; напротив, земные тела, как и небесные, должны совершать круговое движение (мнение, высказанное уже Коперником). Действительно, существование вселенной было бы немыслимо, если бы все движения не приводили тел вновь к их исходной точке. С точки зрения неизменяемости и неразрушаемости тоже нет различия между небесными телами и замлей: во-первых, потому, что все изменения земных тел ограничиваются незначительными изменениями на поверхности земли; во- вторых же, потому, что и самое небо не представляет безусловного постоянства: кометы, например, появляются на небе и вновь исчезают, также и пятна на солнце, а в 1572 и 1604 гг. появились даже новые светила, принадлежащие к отдаленнейшим неподвижным звездам. Нет никакой необходимости, чтобы земля покоилась в центре вселенной; мы видим только, что все земные тела стремятся к центру земли, и если мы заключаем


ДЕНЬ ВТОРОЙ, ТРЕТИЙ И ЧЕТВЕРТЫЙ 109

отсюда, что они движутся в направлении центра вселенной, то мы утверждаемое вводим в состав доказательства. Мировые тела могут и не быть строго шарообразными, так, например, луна имеет неровную поверхность. Из наличия светлых и темных пятен на луне мы, однако, не в праве заключить о существовании здесь морей; в противном случае на луне было бы заметно образование облаков. Луна постоянно обращена к земле одной и той же стороной, что, вероятно, происходит вследствие магнитного притяжения последней. Слабый вторичный свет, которым весь лунный диск освещен перед новолунием и после него, происходит от отраженного землей солнечного света (а не прямо от солнечного света, просвечивающего якобы сквозь прозрачную луну); день продолжается на луне месяц; времен года там нет вовсе; жаркий пояс занимает там не более 10°; воды там нет, вследствие чего органическая жизнь, похожая на нашу, там невозможна; однако мера нашего знания не является мерой существующего. Предметом беседы второго дня служит вращение земли вокруг оси, причем старое воззрение опровергается частью доводами Коперника, частью же новыми, собственными. Ни одно земное тело не движется по прямой линии; кажущаяся прямолинейность движений зависит только от того, что мы не замечаем собственного движения. Нет никакой необходимости, чтобы центробежная сила сбрасывала с поверхности земли дома и людей, так как сила эта тем слабее, чем больше радиус кругового пути; при величине же земного радиуса достаточно силы тяжести для противодействия центробежной силе. Вселенная делится на движущуюся и неподвижную часть, причем для явления безразлично, которой из двух частей приписать движение. Планеты двигаются тем медленнее, чем они дальше от солнца. Сатурн, например, совершает свой круговой путь в 30 лет; вот почему правильнее считать сферу неподвижных звезд находящейся в полном покое, чем приписывать ей суточное обращение. Движение земли вокруг солнца составляет предмет рассуждений третьего Дня. Галилей защищает это движение доводами Коперника, но только делает поправку относительно принимаемого последним третьего движения земли, в силу которого земная ось должна неизменно сохранять параллельное себе положение. Ось вращения и без вмешательства посторонней силы остается постоянной в каждом свободно движущемся теле; например, если положить деревянный шар на поверхность воды в лохани и двигать этот сосуд, то шар не следует за этими движениями, а сохраняет неизменно свое первоначальное положение относительно стен комнаты. Беседа четвертого дня посвящена объяснению приливов и отливов в связи с движением земли; это, впрочем, слабейшая из всех теорий Галилея, и мы на ней останавливаться не будем. Галилей полагал, что поступает предусмотрительно, указав в своем предисловии 1, что данное сочинение вполне согласно с намерениями _______________ 1 По Вольфу («Gesch d. Astronomie», стр. 255) предисловие это было вынуждено у Галилея верховным цензором доминиканцем Н. Риккарди.


110 ИНКВИЗИЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС ГАЛИЛЕЯ церковных владык и даже полезно для их целей. Тем не менее скоро разразилась жестокая буря против новой защиты Коперника. Пизанский профессор философии Киарамонти (1565—1652) написал резкое возражение против новой книги; перипатетик Клод Беригард (1578—1663) утверждал, что Галилей вложил в уста Симплиция далеко не самые веские доводы против движения земли; в Риме под- капывались под него иезуиты Грасси и Шейнер со всем рвением личной ненависти; и наконец, кто-то сумел изменить доброе расположение папы, убедив его, что Галилей высмеял его самого, изобразив его под видом Симплиция. В Риме была назначена комиссия для расследования дела, состоявшая из отъявленнейших перипатетиков, и для участия в ней был, между прочим, вызван в Рим пизанский профессор Киарамонти. Комиссии был представлен прежний протокол увещания Галилея кардиналом Беллармином, на котором неожиданно оказалась надпись, будто Галилею было определенно запрещено считать учение Коперника правильным или защищать его под угрозой кар св. судилища, и что Галилей, выслушав такое решение, будто бы смирился и клятвенно обещал повиноваться 1. После этого было вполне естественно обвинить Галилея в нарушении постановления 1616 г. и представить его на суд инквизиции. В ноябре 1632 г. его действительно вызвали в Рим, и как ни возмущался великий герцог Тосканский Фердинанд II, но этот двадцатидвухлетний юноша не сумел оказать долж- ного сопротивления папе. Больной Галилей был вынужден отправиться в путь 20 января 1633 г. и прибыл в Рим 13 февраля, выдержав на границе папских владений двухнедельный карантин. Он остановился сначала у тосканского посла Никколини (который вообще, пренебрегая личной опасностью, пускал в ход все доступные ему средства для защиты и облегчения участи своего друга); но 12 апреля Галилей был заключен в инквизиционную тюрьму, откуда, впрочем, в виду болезненного состояния его выпустили через две недели. Наконец, 21 июня Галилей был вновь вызван в суд, оставался весь день и ночь в инквизиционном помещении, а на другой день был переведен в доминиканский монастырь Alla Minerva, где его заставили на коленях отречься от всех своих заблуждений 2. _________________ 1 Галилей постоянно отрицал факт такого обещания, и так как приведенное место протокола не скреплено никакими подписями, то подлог становится в высшей степени вероятным (Wolf, «Gesch. der Astronomie», стр. 255). 2 Формула отречения была следующая: «Отрицаю, презираю, и проклинаю от чистого сердца и с нелицемерным убеждением все названные заблуждения и ереси, а равно и все другие противные св. церкви заблуждения и еретические секты. Клянусь впредь ни устно, ни письменно не утверждать ничего, могущего бросить на меня подозрение в чем-либо подобном; в случае же встречи с еретиком или подозреваемым в ереси обязуюсь указать на него св. судилищу или инквизитору и епископу того места, где буду находиться. Сверх того, обещаю и клянусь выполнять в точности все эпитемии, которые наложены на меня св. судилищем или будут им впредь назначены. Если бы случилось, что я когда-либо преступил (от чего да избавит меня господь) данные мною теперь обещания, обязательства и клятвы, то готов подвергнуться всем эиитемиям и карам, которые назначены для подобных преступников определениями св. канонов и других общих и частных конгрегаций: да поможет мне в этом господь бог и св. евангелие, на которое возлагаю руки».


ОСУЖДЕНИЕ ГАЛИЛЕЯ. ПОСЛЕДНИЕ ГОДЫ ЕГО ЖИЗНИ 111 Что происходило в ночь с 22 на 23 июня в здании инквизиции с 69-летним больным стариком, вероятно, навсегда останется тайной. Нет никакого сомнения, что ему грозили пыткой; но пытали ли его на самом деле — это спорный вопрос, которым в последнее время много занимались, но окончательно не разрешили. Вольвилль (Zeitschr. f. Mathematik und Physik, XXIV Jahrg., 1879) высказывается поэтому поводу следующим образом: разоблачения Сильвестра Герарди выяснили с полною достоверностью, что 16 июня 1633 г. папой и конгрегацией было принято решение подвергнуть Галилея под угрозой пытки так называемому Examen de intentione, и если он будет упорствовать в своем отрицании единомыслия с Коперником, то отправить его для дальнейшего дознания в отделение пыток. Текст сентенции вполне точно указывает на то, что в силу папского постановления Галилея отправили в камеру пыток. С другой стороны, акты ватиканской рукописи, которые, в противоположность декрету и прямому смыслу приговора, свидетельствуют, будто 16 июня был издан приказ ограничиться лишь угрозами пытки и будто с этим приказом и сообразовались при ведении дела, - эти акты, на основании и внутренних и внешних соображений возбуждают сильные подозрения в их позднейшей подделке. Кроме отречения от своих заблуждений, Галилей был приговорен к тюремному заключению. Последнее было, однако, тотчас же заменено домашним арестом в Villa Medici, а вскоре затем пребыванием в епископском дворце в Сиене. 8 июля он прибыл к епископу Пикколомини, своему приятелю, 18 декабря 1633 г. он был переведен в виллу Беллосгвардо близ Флоренции, и, наконец, 19 ноября 1634 г. — в виллу на Монте- Ривальто в церковном приходе Аччетри. Здесь Галилей умер 8 января 1642 г. от изнурительной лихорадки. До последних дней он находился под бдительным надзором инквизиции, которая следила за его жизнью и научными работами. Ему было запрещено собирать у себя научные и музыкальные общества, устраивать многолюдные обеды или увеселения. О том, что происходило на инквизиционном суде, он был обязан хранить безусловное молчание, и, разумеется, боялся нарушить это обязательство. Даже смерть не примирила церкви с ним; на его могиле не было произнесено надгробной речи; его тело не позволили поместить в семейном склепе Галилеев, и с трудом согласились дать ему место в часовне, примыкающей к церкви, да и то под условием, что там не будет ни памятника, ни надгробной надписи. Здоровье Галилея сильно расстроилось в последние годы. Начиная с 1616 г., он постепенно терял слух, а с 1637 г. у него на обоих глазах начал образовываться катаракт, вследствие чего он уже с 1639 г. не мог сам писать, а лишь диктовал; в 1640 г. он окончательно лишился зрения. При все том, Галилей никогда не оставался праздным. Так как инквизиция воспретила ему занятия астрономией, то он вновь обратился к физике и начал приводить в систему свои открытия в области механики. В 1634 г. вышла в свет его механика во французском переводе Мерсенна, а в 1638 г. — наиболее видающееся его произведение «Discorsi e dimostrazioni». Немалым мужеством со стороны Мерсенна было издать сочинения Галилея спустя два года после поразившего его приговора инквизиции. В Италии было категорически


112 УЧЕНИКИ ГАЛИЛЕЯ. ИЗДАНИЯ ЕГО СОЧИНЕНИЙ воспрещено печатать какое бы то ни было новое сочинение Галилея или переиздавать прежде напечатанное. Поэтому последний труд его не мог быть напечатан на родине. В посвящении «Discorsi e dimostrazioni» графу Ноайльскому (французскому посланнику в Риме) Галилей говорит, между прочим, что хотел разослать несколько рукописных экземпляров в разные места, чтобы его труд не погиб в случае, если нельзя будет осуществить его издание. А самому графу, посетившему его в Арчетри, он передал одну из копий в тех же видах, когда в 1638 г. неожиданно получил письмо от знаменитых лейденских Эльзевиров с предложением напечатать «Discorsi» и с просьбой прислать посвящение. Таким образом книга и появилась первоначально в Лейдене. Верен ли этот рассказ или только придуман с целью оправдать Галилея в глазах инквизиции, сняв с него ответственность за издание книги, остается нерешенным. Из бывших учеников к Галилею осенью 1638 г. был допущен его давнишний друг Кастелли, так как опасались близкого конца больного старца. Ему было позволено в присутствии инквизиционного стража сообщить Кастелли свои незаконченные исследования, за исключением тех, которые имели какое-либо отношение к движению земли. Летом 1639 г. Вивиани тоже получил позволение посетить Галилея, а в октябре 1641 г. того же добился и Торичелли. Эти два ученика вместе с сыном Галилея Винченцо и представителями инквизиции стояли у смертного одра великого человека. Сочинения Галилея многократно перепечатывались и во все увеличивающемся числе экземпляров. В 1636 г. он сам через посредство Миканцио вел переговоры с Эльзевирами об издании полного собрания своих сочинений, но при тогдашних тяжелых обстоятельствах это начинание не удалось осуществить. Первое издание было напечатано в 1656 г. стараниями Вивиани при содействии принца Леопольда Медичи у издателя Карло Манолези в Болонье. Оно состоит из двух томов in quarto, причем опасные «Беседы о системах вселенной», разумеется, не вошли в их состав. Второе издание «Полного собрания сочинений» появилось в 1717 г. в трех томах in quarto во Флоренции (издателями были Тортини и Франки), но опять-таки без запретных «Бесед». Беседы эти (с приложением формулы отречения) увидали свет лишь в 1744 г., в четырехтомном издании, напечатанном в Падуе. В Милане в 1811 г. вышло «Полное собрание сочинений Галилея» в тринадцати томах, а за ним последовало новейшее и лучшее до сих пор: "Le opere di Galileo Galilei, Prima edizione completa condotta sugli Autentici Manoscritti Palatini (Флоренция, 1842—1856) издание Альбери 1, заключающее в себе собрание писем Галилея 2. Из биографов Галилея важнейшие: флорентийский каноник Герардини (лично знавший Галилея с 1633 г.), Вивиани (1654), П. Фризи (1777), Ягеман (1783), сена- _______________________ 1 Письма от Сагредо, Миканцио, Кавальери, Кастелли и др. к Галилею помещены в Carteggio Galileano inedito con note et appendici per cura di Giuseppe Campori, Модена, 1881. 2 В настоящее время имеется лучшее издание, так называемое Edizione nazionale, состоящее из 20 томов, выпущенных под руководством Favaro. (Прим. ред.).


ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ МАГНИТА. А. КИРХЕР 113 тор Нелли (1793), Тирабоски (1796), Либри (1841), Мартин (1868), Оджиони (2-е изд. 1875) и др. Из физических приборов, принадлежавших Галилею, сохранились до сих пор: два телескопа его работы, стекло объектива, естественный магнит (в арматуре), несколько термометров и микроскоп без стекол (во Флоренции); прибор, показывающий, что тело пробегает по хорде круга и по диаметру в равные времена; телескоп, термометры водяные и воздушные и другой естественный магнит в оправе (в Падуе) 1. После свыше тридцатилетнего промежутка времени физики снова вернулись к изучению свойств магнита. В 1634 г. появилось сочинение патера КИРХЕРА «Magnes sive de arte magnetica tripartitum» в первом издании, и уже в 1641 г. последовало второе издание. Кирхер в своем трактате указывает способ измерении силы магнита: он подвешивает магнит к одной чашке весов и уравновешивает его на другой леском; затем приводит магнит в соприкосновение с куском железа и определяет, сколько нужно прибавить песка, чтобы оторвать железо от магнита. Этим способом, по его замечанию, можно сравнивать силу южного и северного полюса, а также решать вопрос о пользе арматуры магнита. Кирхер наблюдал, что магнит с одинаковой силой притягивает раскаленное и холодное железо: он указывает также способ приготовления магнитных стрелок и компасов. Большую часть его сочинения занимает, однако, описание магнитных забав и фокусов, например, perpetuum mobile, железного ежа, двух сталкивающихся бараньих голов, и т. д. Тут же указан способ, по которому люди, находящиеся на расстоянии многих миль, могут сообщаться между собою посредством магнитных стрелок. Мысль эта, впрочем, не нова, и Галилей тоже рассказывает об одном человеке, обладавшем секретом подобного телеграфного сообщения, причем, однако, прибавляет, что человек этот не сумел осуществить своего фокуса даже на расстоянии нескольких комнат. Книга Кирхера, несмотря на предшествовавшие работы Гильберта, не имеет существенного значения. Такой оценке не приходится удивляться, прочитав, например, что силу магнита можно значительно увеличить, если его положить между двумя сухими листьями Isatis sylvatica. Правда, автор пытается объяснить странное для него самого влияние растения содержанием железа в листьях, тем не менее, одного этого заявления достаточно, чтобы поколебать доверие к научным построениям и точности опытов Кирхера. Атаназиус Кирхер, имя которого встретится нам еще раз в области оптики, родился в 1601 г. в Гейзе близ Фульды; поступил в 1618 г. в орден иезуитов; преподавал в Вюрцбурге, Авиньоне и, наконец, в Риме философию, математику и восточные языки. Умер в 1680 г. Помимо физических сочинений он известен своими археологическими исследованиями и устройством в Риме музея искусств, носящего его имя (Museum Kircherianum). Вообще Кирхер человек с обширным кругом знаний, но не физик в собственном смысле, и скорее собиратель, чем самостоятельный ____________________ 1 Из Gertand, Versuche eines Verzeichnisses der bis auf unsere Zeit erhaltenen Originalapparate, Leopoldina, H. XVIII, 1882.


114 Н. КАБЕО. Г. ГЕЛЛИБРАНД. МАГНИТНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ ученый. Он до известной степени напоминает Порту. Разумеется, он гораздо образованнее последнего, соответственно уровню века, но зато более многоречив и скучен, подобно многим другим представителям ученого сословия того времени. Второе сочинение о свойствах магнита принадлежит иезуиту НИКОЛО КАБЕО. «Philosophia magnetica», напечатанная в Ферраре в 1639 г., тоже не выходит за пределы фактов, указанных Гильбертом, за исключением незначительных частностей. Магнит по наблюдениям Кабео притягивает ржавое железо слабее чистого; два магнита в своем действии на кусок железа могут взаимно усиливаться или ослабляться, смотря по сообщенному им положению: железные иголки, плавающие в воде, поворачиваются в направлении меридиана, даже если они не намагничены; железные инструменты сами по себе приобретают магнитную силу; между прочим, и железные оконные решетки, стоящие вертикально, мало-помалу становятся магнитами, причем нижний конец соответствует северному полюсу, а верхний — южному. Если магнит способен поднять два фунта железа, то это не значит, что он сверх одного фунта железа может удержать и один фунт свинца, прикрепленного к железу. Несмотря на ряд подобных правильных наблюдений явлений магнитной индукции Кабео не сумел найти общей исходной точки зрения для их объяснения: доказательство, что одно только экспериментальное искусство не в состоянии обусловить действительный научный прогресс. Объяснение электрического притяжения у Кабео несколько нагляднее прежних. Истечения, исходящие из тел, вследствие трения отталкивают непосредственно прилегающий воздух, который, однако, вследствие сопротивления более отдаленных слоев приходит в вихреобразное состояние, не допускающее дальнейшего распространения истечений и возвращающее их вместе с легкими телами обратно к электрическому телу. Напротив, изучение земного магнетизма значительно подвинулось вперед благодаря открытию изменчивости магнитного отклонения в одном и том же месте. В 1625 г. ГЕНРИ ГЕЛЛИБРАНД (1597—1637 г., бывший сначала пастором в Кенте, а позднее профессором астрономии в Лондоне) провел в одном из лондонских садов полуденную линию, и при помощи длинной магнитной стрелки наблюдал изменения в отклонении, или вариацию, по удержавшейся до сих пор у моряков терминологии. Сличая свои наблюдения с прежними, он нашел, что магнитное отклонение в Лондоне идет на убыль, и заключил отсюда об его изменчивости вообще. Свое открытие Геллибранд на- печатал в работе: «A discourse mathematical on the variation of the magnetic needle» (Лондон, 1635). Французы еще раньше наблюдали подобное явление, но не обратили на него внимания; в мореходной же Англии открытие произвело огромную сенсацию, а затем вызвало целый ряд точных наблюдений. Настоящий период был одним из благоприятнейших для магнетизма, а ближайшее знакомство с этой своеобразной силой и ее всеобщее распространение возбуждали живой интерес. Долгое время видели магнетизм в каждом необъяснимом взаимодействии между телами; вскоре, однако, пришлось убедиться, что, невзирая на накопление эмпириче-


МЕРСЕНН. РАБОТЫ В ОБЛАСТИ АКУСТИКИ 115 ского материала природа этого явления все еще оставалась невыясненной. Тогда наблюдатели ограничились столь важным для мореплавания исследованием явлений земного магнетизма, оставив в стороне теоретические построения до тех пор, пока ближайшее знакомство с электрической силой we указало ясно на ее сродство с магнитной. Роль научного журнала, ученой академии для математики и естествознания играл в первой половине XVII в. «теолог-естествоиспытатель» МЕРСЕНН. Он находился в постоянных сношениях с выдающимися учеными своего времени, с Галилеем, Декартом, Гассенди, Робервалем, Гоббсом и др., был посредником при обмене их взглядов, возбуждал и поддерживал общий интерес к научным вопросам. Им был также впервые введен обычай выдачи премий за научные сочинения на известную тему, - обычай, вызвавший столь сильное движение в ученых кружках при великих Бернулли и перенятый затем всеми учеными академиями с некоторыми видоизменениями. Марен Мерсенн родился в 1588 г. в Сутиере, в Мэнском округе, воспитывался в иезуитской коллегии La Fléche, поступил впоследствии в орден миноритов и умер в 1648 г. Не будучи крупным физиком или математиком, он, однако, не только живо интересовался всеми науками, но и оказывал положительные услуги физике разумным ведением опытов и тщательной опытной проверкой теорий великих людей своего времени. Монтюкла (в своей «Истории математики») находит у него «целый океан» наблюдений всякого рода, но не скрывает, что многие из них носят детский характер. Главные сочинения Мерсенна: «Harmonie universelle» (Париж, 1639) и «Phaenomena hydrauliko-pneumatica» 1. Наиболее выдающимися являются его акустические работы. Подобно Галилею и Бэкону, Мерсенн ставит различие тонов в зависимость от различного числа колебаний, совершаемых звучащими телами в равные времена, и после целого ряда опытов приходит к следующим законам: числа колебаний однородных струн при равных длинах и толщинах относятся между собой, как квадратные корни из их натяжения; при равных толщинах и натяжениях они обратно пропорциональны длинам, а при равных длинах и натяжениях они обратно пропорциональны квадратным корням из их толщин. Из этих законов (из которых, однако в третьем нужно поставить просто толщину вместо квадратного корня) он затем выводит абсолютное число коле- баний для тонов. Струна в 15 футов длины, натянутая грузом в 65/8 фунта, дает 10 колебаний в секунду, отсюда струна в 3/4 фута длины должна, при прочих равных условиях, давать 200 колебаний в секунду. Тон, издаваемый последней струной, Мерсенн предложил положить в основание всей системы тонов, но его предложение было оставлено без внимания. Другого своего открытия он сам не сумел оценить по достоинству. Именно, он заметил, что одна звучащая струна заставляет звучать и другую даже в том случае, когда последняя отстоит от нее на октаву или квинту, и что таким образом струна способна издавать сверх свойственного ей тона еще два других, высших. Этим обер- __________________ 1 Последнее представляет часть обширного сочинения "Cogitato physico-mathematica, Париж, 1644—1647.


116 КАЧАНИЯ МАЯТНИКОВ И СВОБОДНОЕ ПАДЕНИЕ ТЕЛ тонам не придал значения ни Мерсенн, ни Галилей, наблюдавший то же явление. Скорость распространения звука была впервые определена Мерсенном, причем он воспользовался способом, предложенным Бэконом, а именно, он измерил промежуток времени между моментами появления пламени и звука при выстреле из ружья. Этим путем он определил скорость звука равной 1380 футам. В прочих своих физических исследованиях Мерсенн был менее счастлив. Он проверил законы качания маятников и нашел их верными. Затем он захотел убедиться, действительно ли движение маятника при подъеме настолько же замедляется, насколько оно ускоряется при падении, но не смог придти к какому-либо результату. Столь же безуспешны были его опыты сравнения движения маятника со свободным падением. Тут он нашел столь большие расхождения, что чуть было не усомнился в правильности галилеевских законов движения; однако, по счастью для себя, он не решился придавать своим цифрам, основанным на довольно грубых оценках, большого значения. Равным образом ему не удалось провести сравнения между ударом и свободным падением (в опровержение взглядов Галилея), причем он давал падать телам с разной высоты на чашку весов. Именно он нашел действие удара пропорциональным произведению веса на простую скорость (вместо квадрата скорости). Его друг Декарт, введенный в заблуждение этим результатом, тоже принимал указанное выше отношение за общую меру силы. Изучая движение жидкостей, Мерсенн пришел к одинаковым выводам с Торичелли (работы которого уже были опубликованы в это время). Впрочем, он правильно заметил, что водяная струя, вытекающая из сосуда, вследствие сопротивления воздуха не может описывать идеальной параболы; и в том же сопротивлении воздуха он верно угадал причину, почему водяная струя, поднимающаяся вертикально, не может достигнуть первоначального уровня в сосуде. Далее, сопротивлением воздуха: он объясняет раздробление водяных частиц в водяную пыль, но вместе с тем, точно позабыв о сопротивлении воздуха, утверждает, будто капли дождя падают медленнее одинаковых с ними по весу твердых тел вследствие того, что воздух проникает в жидкие тела, частицы которых не представляют тесного сцепления, между тем как в твердые тела он проникнуть не может. В своих «Phaenomena» Мерсенн еще не имеет понятия о давлении воздуха, а так как horror vacui ему не по душе, то он изобретает теорию крючков, которыми частицы воздуха тянут воду вверх в насосах. Мысль эта настолько несообразна, что даже в то время не могла встретить какого-либо сочувствия. Вильде 1 называет оптические исследования Мерсенна сухой компиляцией давно известных законов, по большей части без доказательств. Тем не менее, ученый теолог чуть не сделался изобретателем зеркального телескопа. В 1616 г. иезуит Никколо Цукки (1580—1670 гг.), глядя сквозь рассеивающую чечевицу в вогнутое зеркало, заметил увеличение отдаленных предметов. В 1644 г. Мерсенн предложил проделать в параболическом вогнутом зеркале отверстие не шире зрачка __________________

1 Geschichte der Optik, I, стр. 290.


СКОРОСТЬ ИСТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ. КАСТЕЛЛИ. ТОРИЧЕЛЛИ 117 и сквозь это отверстие смотреть во второе значительно меньшее вогнутое зеркало; оба зеркала должны были помещаться в трубке с вычерненными стенками для устранения боковых лучей. Декарт, которому он сообщил свой план, дал о нем скептический отзыв, что заставило Мерсенна отказаться от своей мысли. Прямым преемником Галилея был наиболее выдающийся из учеников его, Торичелли. ЕВАНГЕЛИСТА ТОРИЧЕЛЛИ родился в Фаонце 15 октября 1608 г. Его первым учителем математики был Кастелли в Риме, а первое сочинение было вызвано галилеевским «Discorsi». Кастелли показал это сочинение Галилею при одном из своих посещений, вследствие чего тот пригласил молодого ученого приехать к нему и помочь ему при окончании его работ. Торичелли, однако, мог попасть в Арчетри не раньше октября 1641 г. и потому недолго пользовался обществом и указаниями великого человека, в то время уже совершенно слепого. После смерти Галилея он получил место придворного математика во Флоренции, и если когда-либо преемник был достоин гениального своего предшественника, то это имело место именно в данном случае. К несчастью, жизнь, начавшаяся столь блестяще, продлилась недолго: Торичелли умер во Флоренции в 1647 г. Сочинение, которое Кастелли показывал Галилею, было напечатано в 1641 г. во Флоренции под заглавием: «Trattato del moto dei gravi». В 1644 г. оно вышло и в латинском переводе под заглавием: «De moto gravium naturaliter descendenthim et projectorum libri duo». В своей работе Торичелли, во-первых, защищает закон Галилея, по которому при свободном падении приобретенные скорости пропорциональны истекшим временам против перипатетиков, утверждающих, что скорости пропорциональны пройденным пространствам; далее он подтверждает галилеевские законы о линиях полета и затем переходит к своим знаменитым исследованиям об истечении жидкостей из сосудов. Его учитель Кастелли 1 еще в 1628 г. издал сочинение «Della misura dell' acque correnti», в котором разбиралось движение воды по руслу рек и каналов, а также скорость истечения воды из свободных отверстий. Кастелли правильно определил скорости жидкостей в естественных каналах обратно пропорциональными поперечному разрезу в соответствующих местах, но ошибся в том, что принял скорость истечения воды из отверстия сосуда прямо пропорциональной высоте уровня. Торичелли исправил эту ошибку, доказав, что количества воды, вытекающей из отверстия в дне сосуда в равные времена, относятся между собой, как ряд нечетных чисел, если принять количество, вытекающее в последнюю единицу времени, равным единице. Следовательно, скорость истечения убывает обратно пропорционально ряду нечетных чисел, другими словами: скорости истечения относятся между собою так же, как скорости брошенного вверх тела. Отсюда же следует, что водяная частица вытекает из отверстия со скоростью, равною той, которую она приобрела бы, свободно падая вниз со своей первоначальной высоты над отверстием. Но так как приобретенные скорости пропорциональны квадратным корням из пройденных путей, ________________ 1 Бенедетто Кастелли родился в 1577 г. в Брешии, был профессором математики в Риме; умер там же в 1644 г.


118 ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА то скорости истечения не могут быть пропорциональны высотам уровня и пропорциональны лишь квадратным корням из этих высот. Из этого закона путам сравнения с законами свободного падения вытекают дальнейшие «положения: водяная струя, бьющая из бокового отверстия, имеет форму параболы; при отверстиях равной величины количества, вытекающие в равные времена, относятся между собой, как квадратные корни из высот уровней; точно так же относятся между собой времена истечения в сосудах с равным поперечником и равным вытечным отверстием; наконец, из короткой вертикальной трубы, сообщающейся с сосудом, вода должна выбрасываться до той же высоты (не принимая в расчет других сопротивлений), на которой она стоит в сосуде. Но более всех этих важных открытий прославился Торичелли опытами, доказавшими существование давления воздуха. У него самого не оказалось возможности описать своих исследований, но последние были столь поразительны и так глубоко проникли в общественную жизнь, что имя изобретателя уже не могло быть забыто, оно вскоре приобрело громкую известность даже в широкой публике, вообще мало интересующейся законами механики. Торичелли знал от своего учителя, Галилея, что вода в насосах не может быть поднята выше чем на 32 фута, и был знаком с его взглядами на horror vacui. Считая, что дальнейшие опыты с таким высоким водяным столбом трудно выполнимы, а также по ряду других соображений он пожелал выяснить, не будет ли какая-либо другая, более тяжелая жидкость способна противостоять „боязни пустоты“ при меньшей высоте столба. Всего удобнее для этой цели показалась ему ртуть, которая уже при высоте с 32/13 фута, или в 28 дюймов, должна была уравновешивать horror vacui, если последний действительно представлял определенную силу, как это думал Галилей. Торичелли сначала не производил этих опытов лично, а поручил это исследование своему ученику Винченцо Вивиани, который, наполнив длинную запаянную с одного конца стеклянную трубку ртутью и опрокинув ее открытым концом в широкий сосуд с ртутью, нашел в 1643 г., что ртутный столб в трубке, опустившись до высоты 28 дюймов, остался неподвижным. После такого результата Торичелли взялся сам за производство этих опытов, проявляя при этом поистине гениальную изобретательность. Первый опыт доказывал, по- видимому, не больше того, что давали водяные насосы. Если вообще для боязни пустоты Галилеем была указана граница, то последняя, очевидно, зависела не от определенной высоты, а от определенного давления, и опыт с ртутью не доказывал ничего большего. Но затем Торичелли высказал мысль, что horror vacui, ограниченный пределами, далее которых природа в своем отвращении идти не может, представляет собою чистейший абсурд, и причину поднятия жидкостей в безвоздушных пространствах он приписал непосредственно давлению воздуха. Вслед за этим он тотчас же приступил к определению величины воздушного давления. На это есть ясные указания в письме его к Риччи (впоследствии корреспонденту флорентийской академии) от 1644 г., где говорится, что опыты были предприняты им не просто для получения безвоздушного пространства, но главным образом в расчете


ИЗОБРЕТЕНИЕ БАРОМЕТРА 119 устроить прибор, способный указывать изменения состояния воздуха, который бывает то тяжелее и плотнее, то легче и реже. Торичелли, следовательно, успел убедиться, что ртуть изменяет свои уровень и трубке, и это наблюдение по всей вероятности и побудило его заменить боязнь пустоты давлением воздуха. Действительно, пока дело ограничивалось тем, что сила, поддерживающая водяной столб в 32 фута, способна удержать и ртутный столб в 28 дюймов, не было никаких поводов изменять прежний взгляд на эту силу. Когда же удалось подметить колебания в величине этой силы, представление об horror vacui должно было пасть само собой. Нельзя же в самом деле приписывать природе свойство капризной кокетки — изменчивость в своих симпатиях и антипатиях, даже в том случае, когда мы допускаем наличие у природы определенного „отвращения“ 1. Мы, со своей стороны, должны, однако, заметить, что хотя мысль о боязни пустоты устраняется наблюдением колебания ртутного уровня, но этим еще не доказывается, что воздушное давление является прямой причиной этого явления. Представление о давлении воздуха для нас теперь настолько естественно, что мы не постигаем самой возможности отрицать его; но для того времени в нем была мудреная сторона, так как дело шло о силе, которая тяготеет над нами и которой мы в то же время не ощущаем. Что же касается колебания воздушного давления, то эта проблема и теперь заключает в себе трудности даже для таких людей, которые полагают, что они раз навсегда покончили с вопросом о давлении воздуха. Торичелли нашел для своих воззрений прочную точку опоры в своих опытах и уже больше к ним не возвращался до ранней своей смерти. Для публики вопрос окончательно выяснился только после того, как Паскаль открыл связь между барометрической высотой и высотой места, а еще более после опытов с магдебургскими полушариями, противопоставившими давлению воздуха лошадиные силы. Нельзя не удивляться равнодушию, с которым Торичелли относится к образованию пустого пространства. Поглощенный мыслью о воздушном давлении, он как будто не сознает важности и пользы безвоздушного пространства. Тем сильнее повлияло открытие торичеллиевой пустоты на других. Спор о существовании пустого пространства занимал умы со времен Аристотеля и древних атомистов. В разбираемое нами время были не прочь вывести на арену барометрическую пустоту как представительницу абсолютно пустого пространства, и противникам последнего приходилось плохо. Между тем торичеллиева пустота оставалась пока неприменимой к практике, так как ее еще не сумели сделать доступной для опытов. Задачу создания пустого пространства, в котором можно было бы производить опыты, осуществил Герике 2. ___________________ 1 Поггендорф („Gesch. d. Physik“. стр. 324) явно недооценил значение этого наблюдения, которое может быть произведено лишь с помощью барометра, заявляя, что, по существу, барометр не в большей степени доказывает наличие воздушного давления, чем водяной нанос. 2 Из приборов, принадлежавших Торичелли, сохраняются во Флоренции один телескоп и две барометрические трубки (Gerland, Leopoldina, Н. XVIII, 1882).


120 ЖИЗНЬ И СОЧИНЕНИЯ ДЕКАРТА. ЕГО ФИЛОСОФСКАЯ СИСТЕМА РЕНЭ ДЕКАРТ (Renatus Cartesius) родился в 1596 г. в La Hay, в Турени. Отец его был парламентским советником в Ренне, а семья принадлежала к древнейшей местной аристократии. Восьмилетний мальчик, лишившийся матери при рождении, был отдан в иезуитскую коллегию La Fléche в Анжу, где он с самого начала усердно занимался математикой. С 1612 по 1616 г. Рэне Декарт провел в Париже, первые два года предаваясь столичным удовольствиям, а два следующие — в уединении в Сен- Жерменском предместье, изучая преимущественно математику. В 1617 г. он уехал в Голландию, где служил в армии штатгальтера Морица Нассауского, а в 1619 г. принимал участие в тридцатилетней войне в армии курфюрста Баварского. Затем Декарт объездил почти всю Европу; но с 1629 г. он жил большею частью уединенно в разных местах Голландии. До 1629 г. он пробовал различные занятия; с этих пор он отдался целиком философии. В 1637 г. вышло в свет его первое сочинение: Discours de la méthode pour bien conduire sa raison et chercher la verité dans les sciences. Plus la dioptrique, les météores et la géometrie, qui sont des essais de cette méthode» (Лейден, 1637), содержащее изложение нового метода философского мышления и доказывающее плодотворность этого метода в применении к диоптрике, огненным воздушным явлениям и геометрии. Геометрический отдел сочинения заключает в качестве важ- нейшего открытия Декарта его аналитическую геометрию; к метеорам и диоптрике мы еще вернемся. Четыре года спустя Декарт изложил по новому методу свою метафизику в «Meditationes de prima philosophia in quibus Dei existentia et animae humanae immortalitas demonstratur» (Амстердам, 1641). Подобно Бэкону в «Novum organon» и Декарт отзывается презрительно о современной ему науке и остается более или менее неудовлетворенным всеми отраслями знания. Везде находит он шаткость и заблуждения и, подобно Бэкону, корень зла видит в ложном методе наук. Правильный метод — насущная необходимость; отсутствие его - достаточная причина для всякого рода ошибок. «Здравый рассудок распределен на свете лучше всего, ведь каждый воображает себя наделенным им в надлежащей пропорции, так что, например, люди весьма привередливые в других отношениях, бывают обыкновенно очень довольны своим умом и не желают большего; но дело не в одном здравом рассудке, крайне важно еще хорошее применение его». Но когда вслед за этим он переходит к изложению своего метода, между ним и Бэконом начинается резкое расхождение, даже можно сказать прямая противоположность. Метод Декарта опирается на четыре основных правила: 1) Не считать истинным ничего, что не предста- вляется ясно и отчетливо. 2) Разлагать каждый вопрос, подлежащий рассмотрению, на столько более простых частей, на сколько это возможно и необходимо. 3) Начинать с самых простых и легких предметов. 4) Перечислять все сполна, не просмотреть чего- либо, чтобы предохранить себя от всяких ошибок. Согласно первому своему правилу Декарт и начинает свою философию с сомнения во всем, что ему доселе казалось истинным, и после всесторонней проверки он находит по существу своему только одно положение достоверным, а именно


ФИЛОСОФСКАЯ СИСТЕМА ДЕКАРТА 121 знаменитейшее положение картезианской философии — cogito, ergo sum, я мыслю, стало быть — существую. Мои чувства нередко обманывают меня; я вижу сны, не имеющие реальной основы; мои представления о внешнем мире столько же могут быть истиной, сколько иллюзией; одно только не подлежит сомнению — я мыслю, я мыслящее существо. От этого единственного положения Декарт переходит к познанию бога. Я нахожу в себе идею бесконечной субстанции; идея эта не может иметь своей причины во мне одном, так как я субстанция конечная. Она должна иметь причину в бесконечной субстанции, которая должна быть своей собственной причиной и вместе с тем причиной всех конечных существ, следовательно, и причиной и меня самого. Таким образом, бытие бога как бесконечной субстанции столь же достоверно или даже достовернее моего собственного бытия. Но из понятия о боге вытекает вся достоверность моего познания. Бог должен быть олицетворением правды, отсюда следует, что он создал нас не для лжи и обмана; а стало быть, все, познаваемое нами ясно и отчетливо при посредстве разума, данного нам от него, должно быть истинным. Таким образом, бытие божие обусловливает достоверность нашего познания. Это краеугольный камень всего здания картезианской теории познания. Все познанное нами ясно и отчетливо, должно быть достоверно и истинно, насколько достоверно бытие истинного бога и наше собственное. Несмотря на это, у Декарта нельзя не заметить ощущения некоторой ненадежности нашего познания. Впрочем, для философии эта тень неуверенности была полезна, сообщив ей с самого начала в руках самого Декарта критическое направление. Для физики же она была невыгодна, так как философ естественно должен был ставить достоверность наблюдения гораздо ниже достоверности чистого мышления. Главнейшие результаты своего мировоззрения Декарт изложил в своем капитальном труде «Principia philosophiae» (Амстердам, 1644). Первая часть представляет повторение «Meditationes» и изложенных в них основ по- знания; вторая заключает учение о материи и ее свойствах; в третьей изложено исследование о строении вселенной; четвертая посвящена земле. Декарт попробовал 'Применить свой метод и к учению о нравственности, чему и посвящено сочинение «Les passions de l’ame» (Амстердам 1650). Сочинение это предназначалось первоначально для принцессы Елизаветы Пфальцской, ученицы Декарта. В 1647 г. философ послал свою книгу королеве шведской Христине, с которой завязал знакомство через посредство шведского посла. Королева, прочитав книгу, пригласила автора приехать в Стокгольм, и он последовал ее приглашению в 1649 г., быть может, с целью избавиться от тягостных споров с теологами протестантской Голландии. Недолго пришлось ему, од- нако, пожить в Стокгольме; через четыре месяца после своего приезда он заболел тяжелой болезнью, которая унесла его в могилу 17 февраля 1650 г. Собрание сочинений Декарта издавалось неоднократно на латинском и французском языках, но лучшим следует признать французское издание, которым руководил Виктор Кузен, 1824—1826 1. Оно ___________________ 1 В настоящее время имеется издание сочинений Декарта, более тщательное, чем кузеновское, изобилующее ошибками, особенно в части переписки. Это наилучшее издание Декарта выпущено Адамом и Таннери. (Прим. ред.).


122 ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ. УДАР состоит из 11 томов и, сверх писем, содержит несколько недоконченных рукописей, из числа которых упомянем только о наскоро набросанном в 1636 г. трактате, относящемся к механике. Перейдем теперь к физическим теориям Декарта, изложенным в его «Началах философии». От всех свойств, познаваемых нами в телах, можно отрешиться, за исключением протяжения. Поэтому природа материального тела заключается в протяжении и только в протяжении. Следовательно, не существует ни пустого пространства, ни атомов. (Мы, однако, увидим, что, несмотря на это, учение Декарта сильно приближается к атомистике.) Такое определение материи прямо уничтожает старое различие между земными и небесными телами, потому что материя, существо которой заключается в одной протяженности, должна безразлично наполнять собою все мировое пространство. Движение тела есть переход его из соседства соприкасающихся с ним тел в соседство других. Понятие о движении предполагает, следовательно, безусловную взаимность: когда, например, тело А удаляется от тела В, то вполне правильно будет сказать, что и тело В удаляется от тела А. Отсюда вытекает важное положение, что движению не соответствует больше действия, нежели покою; и далее, что всякое тело может иметь одновременно несколько движений и каждое движение можно считать составленным из многих других. Последняя причина всех движений есть бог; так как, однако, бог неизменен, то и количество движения, содержащееся во вселенной, должно быть неизменно. (Таково своеобразное декартовское доказательство сохранения энергии). Из положения, что покою и движению соответствует одинаковая величина действия, вытекает во всей его полноте закон инерции: всякое тело остается в своем состоянии покоя или движения до тех пор, пока внешняя причина не изменит этого состояния. Кроме того, здесь еще специально прибавляется, что при отсутствии внешнего сопротивления движущееся тело сохраняет раз навсегда и свое первоначальное направление. Несмотря на изложенное выше, Декарт далее выводит свой третий закон движения, поразительно неверный во второй своей части; именно, каждое тело, сталкиваясь с другим, теряет столько собственного движения, сколько сообщает его другому, если вообще способно сдвинуть его; в том же случае, когда сопротивление второго тела превосходит силу первого, первое тело сохраняет полностью свое движение и только уклоняется от своего первоначального направления. Из этого закона движения Декарт выводит для удара совершенно твердых (неопределенное выражение для совершенно упругих тел 7 правил. 1) Два равных тела В и С, с одинаковыми, но противоположными скоростями, отскакивают друг от друга после удара с обратными скоростями. 2) Если тело В хоть несколько больше С, то оба тела после удара движутся дальше по направлению В с одинаковыми скоростями. 3) Если В и С равны по величине, но В обладает большею скоростью, то В отдает С половину своего излишка скорости. 4) Если С находится в покое и немного больше В, то С остается неподвижным, B же отскакивает от него с противоположной скоростью. 5) Если при тех же условиях С меньше В, то оба тела будут продолжать двигаться с одинаковыми скоростями, причем В отдаст С излишек своей скорости


ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЧАСТИЦ ТЕЛ. СИСТЕМЫ ВСЕЛЕННОЙ 123 соразмерно массам тел. 6) Если при тех же условиях В и С равны, то С движется в направлении В, В же отскакивает; при этом скорости распределяются соответственно массам. 7) В седьмом правиле Декарт рассматривает случай, когда В и С имеют скорости одинакового направления, и дает, соответственно отношению скоростей, различные указания для определения движения после удара. Из всех приведенных 7 правил, ни одно не оказывается вполне верным при данных условиях, но особенно резко бросается в глаза непостижимая ошибочность средних правил. Происходит это от того, что декартовский закон передачи движений верен только в первой своей части и что он не достаточно строго отличает упругие тела от неупругих и, наконец, — в чем, быть может, кроется корень всех ошибок, — что Декарт не имеет понятия о превращении внешнего движения во внутреннее (молекулярное) и не может ни при каких условиях допустить уничтожения внешних движений. Монтюкла (в своей «Истории мате- матики») удивляется только добронравию декартовских учеников, которые принимали на веру эти положения. Сам Декарт считал себя вполне обеспеченным против возражений, прибавив после изложения своих 7 правил, что абсолютно твердых тел не существует и что, следовательно, эти законы никогда не могут оказаться вполне правильными при опытной их проверке. Так как сущность тел составляет одно протяжение, то Декарт не считает себя вправе приписывать им каких бы то ни было внутренних сил, ни отталкивательных, ни притягательных. Немыслимо также предположение о склеивании частиц тела между собой; поэтому единственной причиной сцепления частиц может быть инерция материи, и сопротивление, оказываемое телом разъединению его частиц, не может быть ничем иным, как косным сопротивлением материи. В жидкостях подобного сопротивления не замечается, потому что их частицы находятся в непрерывном движении. Твердое же тело, погруженное в жидкость, не претерпевает никаких изменений от движения частиц жидкости, ни в своем покое, ни в своем движении, так как направленные на него удары этих частиц взаимно уничтожаются. Если твердое тело так трудно разбивается или разламывается, то это происходит от того, что оно сопротивляется движению как целое, руки же наши способны действовать лишь на отдельные части тела. Из различных систем вселенной птолемеева, по мнению Декарта, отвергнута с полным основанием. Системы Коперника и Тихо де-Браге почти одинаково хороши, хотя первая имеет преимущество большей простоты. Он, однако, имеет в виду дать новую гипотезу, которая еще проще и вместе с тем лучше. Декарт во всех случаях называет свою систему вселенной только гипотезой. Уже в своем «Discours» он говорит: «Чтобы иметь возможность выражать свои мнения свободно, не следуя воззрениям, господствующим между учеными, и не опровергая их, я решил предоставить им земной мир для всяких препирательств и рассуждать только о том, что могло бы происходить в совершенно ином и новом мире, если бы бог в каком-либо другом месте пространства сотворил новое количество материи, достаточное для образования мира, и сообщил различным частям этого вещества


124 ПЕРВЫЙ И ВТОРОЙ РОДЫ МАТЕРИИ. ВИХРИ разнообразные движения. Затем богу оставалось бы только распространить свою обычную помощь на эту новую природу и позволить ей развиваться по ее собственным законам». Очевидно, впрочем, что здесь он только имеет в виду избежать пререканий с учеными и наладок со стороны теологов 1; сам же он приписывает своей гипотезе наибольшую достоверность. Вначале мир был наполнен материальными частицами однородного вещества и одинаковой средней величины. Этот океан материи находился в покое, но был разделен на множество приблизительно шаровидных вихрей, вращавшихся около своих осей. Отдельные частицы материи не могли быть вначале шаровидными, иначе они не наполнили бы пространства; но постепенно, шлифуясь друг от друга в вихреобразном движении, они приняли шаровую форму. С тех пор во вселенной оказалась двоякого рода материя, именно шаровидные частицы (Декарт называет их частицами второго элемента) и отщепившиеся от них при трении гораздо меньшие осколки — частицы первого элемента, наполнившие промежутки между частицами второго элемента. Незначительное вначале количество частиц первого элемента постепенно увеличивалось по мере трения между собой частиц второго элемента, и так как количество их, наконец, превзошло количество, потребное для заполнения промежутков, то этот излишек материи устремился к центру вихря и образовал здесь тончайшее жидкое тело, центральное тело вихря. Этот процесс был облегчен тем, во- первых, что шаровые тельца второго элемента постепенно уменьшались в объеме вслед- ствие трения: во-вторых, тем, что вследствие сравнительно большого своего размера они стремились наружу сильнее частиц первого элемента, так что в центре вихря оставалось свободное пространство для первого элемента. Дело в том, что всякая составная часть вихря проявляет, подобно камню в праще, стремление удалиться от центра к периферии, причем стремление крупнейших частиц здесь одерживает верх. Ни одна частица второго элемента не может, однако, просто следовать этому стремлению, так как внутренняя частица задерживается наружными, а наружные оттесняются назад частицами соседних вихрей. Тем не менее, давление центрального ядра, во всяком случае, там, где лежит тесно сплоченное вещество первого элемента, все-таки распространяется по всему вихрю прямолинейно к периферии, действуя также и на соседние вихри. Это давление глаз ощущает в виде света, и этой гипотезой могут быть объяснены все особенности световых явлений. Соприкасающиеся вихри в небесном пространстве взаимно влияют друг на друга и вынуждены приспособить свои движения таким образом, чтобы в наименьшей степени мешать друг другу. Последнее осуществимо лишь в том случае, когда полюсы одного вихря лежат близко к экваториальным областям другого; действительно, если бы вихри соприкасались полюсами, то при одинаковом направлении вращения они должны были бы слиться, а при противоположном — в высшей _____________________ 1 Декарт уже в 1633 г. почти закончил «Систему мира», но, услыхав о приговоре над Галилеем, отложил издание своего трактата.


ТРЕТИЙ РОД МАТЕРИИ. ОБРАЗОВАНИЕ ПЯТЕН. КОМЕТЫ 125 мере тормозить друг друга. Давление во вне, обусловленное вращением, бывает в каждом вихре всего сильнее у экватора и всего слабее у полюсов. Следовательно, когда сталкиваются экватор и полюс двух вихрей, то давление первого будет вообще (оно зависит также от величины вихрей) больше давления второго вихря, и материя будет переходить из первого во второй. Переходящее вещество будет по преимуществу веществом первого элемента, так как оно обладает меньшей инерцией и легко проникает сквозь промежутки шаровых телец второго элемента. Итак, в каждом вихре вещество первого элемента втекает по направлению оси и вытекает по направлению экватора. Вещество первого элемента, поступающее из чужого вихря, производит давление на круглые частицы второго элемента и вызывает, таким образом, ощущение света в глазу, что создает возможность (но не гарантирует ее во всех случаях) видеть чужие центральные тела. Когда частицы первого элемента проходят через вихрь в направлении оси, то поток их должен принимать трехгранную форму, так как промежутки между шариками второго элемента представляют такое очертание; так как, далее, вихрь во время их прохождения вращается, то они должны завиваться улиткообразно и притом в противоположных направлениях в зависимости от направления, в каком поток проходит через толщу вихря 1. Пока частицы первого элемента находятся в промежутках между шариками второго элемента, их форма остается без влияния; но, сплотившись в пространстве центрального ядра, они должны слиться и образовать большие массы, которые (вследствие давления изнутри наружу) будут выступать из центрального ядра близ экватора. Эти менее подвижные массы составляют новый третий элемент. Когда на поверхности центрального ядра образуется островок такой массы, то он становится препятствием для удара частиц центрального ядра на окружающие шарики вихря. Удар этот относительно весьма силен, потому что все однородные частицы центрального ядра действуют совместно; при его местном задержании давление наружу в данном месте значительно ослабляется, и свет центрального ядра в свою очередь сильно затемняется или даже уничтожается лежащим над ним пятном. Однако ослабление внешнего давления под влиянием образовавшиеся массы еще значительнее. Одновременно с наружным давлением уменьшается и сопротивление вихря давлению соседних вихрей; частицы соприкасающихся с ним вихрей будут, следовательно, проникать в него, уносить с собой его частицы и таким образом отнимать у него большее или меньшее количество вещества. Если центральное ядро сплошь покроется островками, то может даже случиться, что один вихрь будет совершенно поглощен другим, сильнейшим, и центральное ядро первого целиком поступит внутрь второго вихря. Поступательное движение поглощаемого ядра зависит от его плотности и массы; если они настолько велики, что угасшее центральное ядро может пройти сквозь вихрь, то оно превращается в блуждающую звезду или комету; в противном случае вихрь увлекает его за собой и водит во- ________________ 1 Это имеет значение для позднейшего объяснения магнитных явлений.


126 ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПЛАНЕТ. СТРУКТУРА ЗЕМЛИ. ТЯЖЕСТЬ круг своего центрального ядра; в таком случае оно становится его спутником - планетой. Теперь декартовская система вселенной становится для нас ясной. Каждый вихрь представляет собой солнечную систему; центральное ядро ее, солнце, состоит из частиц первого элемента, только солнечные пятна принадлежат третьему элементу; самый же вихрь состоит из шариков второго элемента. Подобный вихрь мог поглотить несколько потухших неподвижных звезд; так образовались его планеты, сохраняющие следы кругового движения своего первоначального вихря во вращении около оси и, быть может, в свою очередь поглотившие некогда другие центральные ядра, следовательно, имеющие собственных спутников. По этой системе земля, подобно всем планетам, вращается вместе с общим небесным мировым веществом нашего вихря около оси нашей солнечной системы; отсюда же следует, что ни земля, ни прочие планеты не имеют, строго говоря, собственного движения. Ни одна планета не удаляется из соседства соприкасающегося с нею мирового вещества; напротив, время от времени от планеты отделяется та или другая частица жидкого мирового вещества с движением, свойственным ей самой, а не планете. Стало быть, земля не движется, и противники коперниковой системы могут не предпринимать гонений против Декарта. Рассмотрев систему вселенной, Декарт переходит к земле; если и до сих пор он не обнаружил робости при построении гипотез о формах материи, то здесь он становится в этом отношении еще смелее и плодовитее. Мельчайшие частицы, недоступные наблюдению, щедро наделяются углами и ветвями, и лишь только в объяснении встречается какая-нибудь заминка, на выручку тотчас же у частиц вырастает новый отросток. Мы не имеем возможности следить за всеми этими превращениями и должны еще короче прежнего рассмотреть частности декартовской теории. Земля во внутреннем ядре своем состоит из частиц первого элемента (остаток ее первоначальной роли центрального светила); затем следует сплошная темная оболочка частиц третьего элемента, образовавшаяся при охлаждении из темных масс или пятен. Об этих составных частях земли мы ничего дальнейшего не узнаем. За этими внутренними слоями следует внешняя земная кора, образовавшаяся из осколков второй оболочки и смешанная со многими мировыми частями. Вследствие того, что земная материя сплотилась в большие массы, она не так легко поддается давлению наружу, обусловленному вращением земли, как мировое вещество, примешанное в нашей планете к земному. Мировое вещество не может выйти из земли в совершенно наполненные материей небесные пространства, не оттесняя других веществ книзу, т. е. к центру земли. А так как мировое вещество повсеместно проявляет стремление наружу, а земное вещество везде уступает ему, то отсюда следует, что земное вещество должно повсеместно оттесняться к центру планеты; это явление и есть то, что мы называем тяжестью. Тяжесть не есть, следовательно, какое-либо присущее веществу стремление, а лишь обратный толчок, производимый на земную материю мировыми шариками, удаляющимися от центра. Приливы и отливы объясняются Декартом, как


ТЕПЛОТА. УПРУГОСТЬ. ОБРАЗОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 127 и следовало ожидать, не притяжением луны, но суживанием земного вихря в том месте, где находится луна. Так как вся вихреобразно вращающаяся небесная материя должна проникнуть между землей и луной, то она естественно оттесняет в этом месте морскую воду назад и тем производит отлив 1. Воздух представляет скопление частиц третьего элемента, настолько утонченных и удаленных друг от друга, что они следуют за всеми движениями небесной материи. От теплоты воздух разрежается. Дело в том, что теплота есть колебание земных частиц, обусловленное ударом мировых шариков; когда колебание усиливается, то частицы, длина которых вообще превосходит их ширину, требуют большого пространства; вследствие этого все тела, равно как и воздух, расширяются от действия теплоты. А так как, далее, везде существует известное количество тепла, везде существует движение частиц, то этим же объясняется упругость тел и, главным образом, упругость воздуха. О том, что верхняя земная оболочка содержит в своих промежутках и ходах небесную материю, было уже отмечено; но и вторая земная оболочка пропускает сквозь себя из внутренности земли частицы первого элемента, производящие сотрясение частиц верхних слоев, стало быть, нагревающие их и видоизменяющие в известной степени. Острейшие из происшедших таким образом частиц образуют соль, мягчайшие — серу, самые тяжелые и круглые — ртуть, т. е. три основные вещества химиков. Все земные частицы, следуя в отдельности и порознь быстрому движению первого элемента, имеют форму пламени; следуя же менее быстрому движению шариков второго элемента,- форму воздуха. Из кремня можно выбивать искры всяким твердым телом, заставляя выскакивать наружу шарики второго элемента. Молнии, блуждающие огни, падающие звезды происходят подобным же образом от стремительного падения облаков друг на друга Вода враждебна огню вследствие того, что состоит не только из более крупных, но и более мягких и клейких частиц. «Ничто не воспринимает огня скорее и не удерживает его меньшее время, чем огнестрельный порох, выделываемый из серы, селитры и угля. Простая сера уже достаточно восприимчива к огню, потому что состоит из частиц острых соков, замкнутых в столь тонкие и дробные разветвления прочей материи, что только первому элементу открыты здесь свободные ходы. По той же причине сера считается в медицине одним из горячительнейших средств». В могильных склепах лампы могут гореть по нескольку лет по той причине, что копоть образует маленький свод, внутри которого вещество первого элемента, как в звезде, быстро вращается вокруг самого себя, отталкивая все прочие частицы. Подобным же образом Декарт объясняет и все известные ему явления природы формой материальных частиц, причем, как и Бэкон, он не особенно разборчив в выборе фактов. Остановимся еще на магнитной теории Декарта, так как последняя построена на лучшей фактической основе и может сверх того служить __________________ 1 По теории притяжения прилив поднимается как раз навстречу луне. Но начало прилива опаздывает на несколько часов, так что непосредственное наблюдение прямо не противоречит и теории Декарта.


128 МАГНЕТИЗМ образцом того поразительного искусства, с каким Декарт объясняет все действия на расстоянии непосредственными ударами материальных частиц. Вещество первого элемента внедряется у полюсов каждого вихря и проходит через него в направлении оси, стало быть, проходит и через центральное ядро. При этом оно завивается улиткообразно и, проходя затем через массу третьего элемента, прорезывает в ней соответствующие извилистые каналы. И земля в качестве бывшего центрального светила имеет подобные же каналы, но только они остались не во всех земных веществах, а соответственно форме мельчайших частиц могли сохраниться открытыми в одном лишь железе. Через эти каналы проходит вещество первого элемента; но так как они завиты в противоположном направлении, то вещество первого элемента способно проходить по каналам, ведущим от южного полюса к северному, только в случае, если оно уже однажды пронизало вихрь в том же направлении. Но если вещество прошло через землю от одного полюса к другому, то по направлению своих извилин оно не может вернуться назад тем же путем; идти дальше оно также не может, так как воздух, вода и другие тела подобных ходов не имеют; поэтому оно должно обежать землю кругом и проникнуть в нее снова у первого полюса. Теперь, если взять из земли естественный магнит, т е. кусок железа, в котором прорезаны подобные ходы, то окажется, что токи первого элемента способны свободно проходить через магнит лишь в том случае, когда его ходы имеют одинаковые направления с земными; в противном случае частицы будут попадать в каналы в косвенном направлении и будут стремиться поставить магнит таким образом, чтобы его ось сделалась параллельной земной оси. Отношение, представляемое землей "и магнитом, повторяется в малых размерах на двух магнитах; направляющая сила их, таким образом, объяснена; что же касается притягательной силы, то Декарт выводит ее из обратного толчка частичек при их переходе из магнита в воздух. Различное отношение мягкого железа и стали, а также ослабление магнита при нагревании легко объясняется той же теорией. Декарт, как уже было замечено, называет свою теорию вихрей простой гипотезой, хотя, по-видимому, убежден в ее исключительной достоверности. Пройдя все ступени сомнения в том, что называлось традиционной ученостью, он при помощи основного положения о бытии бога как гарантии своей собственной познавательной силы при- обрел полную уверенность в своих силах. Заручившись такой непоколебимой основой, можно было со спокойным духом приняться снова за построение философской теории, не опасаясь, что какое-нибудь возможное открытие ниспровергнет возводимое здание. Прежде всего, следует отвергнуть без всякой опытной поверки все то, что несогласно с нашим определением материи. В самом деле, если бы определение, правильность которого мы познали ясно и отчетливо, оказалось, тем не менее, ложным, то это значило бы, что правдивый бог обманул нас, одарил нас познавательной способностью, которая принимает ложь за истину. С этой точки зрения становится понятным (оставаясь тем не менее, непростительным) следующий отзыв Декарта в письме к своему приятелю Мерсенну: «Галилей, не стараясь про-


НЕВНИМАНИЕ К КОЛИЧЕСТВЕННЫМ СООТНОШЕНИЯМ 129 никнуть в первые причины природы, искал лишь объяснения некоторых действий и строил таким образом без фундамента. Все сказанное им относительно скорости тел, падающих в пустом пространстве, лишено основания. Ему следовало бы, прежде всего, определить природу тяжести, и если бы он узнал, что она такое в действительности, то ему было бы известно и ее отсутствие в пустоте». «Что касается Галилея (пишет Декарт в другом письме), то я должен вам признаться, что никогда не встречал его и не имел с ним сношений; поэтому я не мог ничего позаимствовать от него; да и не нахожу в его книге ничего такого, чему мог бы позавидовать и почти ничего, что желал бы назвать своим» 1. Так как мы в полной мере убедились, что самой материи по природе не может быть присуща какая-либо сила, то единственной достоверной гипотезой мы должны признать теорию вихрей. Останавливаться на приискании доказательств ее правильности нет нужды: достаточно лишь просмотреть, как все вообще явления объясняются, исходя из этой гипотезы, и следует признать, что действительно возможность подобного объяснения — лучшая поверка гипотезы. Тут, однако, с нашим философом происходит нечто странное. Декарт, как всякому известно, — один из виднейших математиков своего столетия; открытия аналитической геометрии достаточно, чтобы обессмертить его имя; в его оптике, как мы ниже увидим, тоже сказывается замечательный математический физик; но при разработке теории вихрей математический склад мыслей исчезнет в нем бесследно. Во всей книге нет ни одного точного определения величины. Декарт не интересуется ни действительными величинами масс, ни простран- ствами, ни скоростями, и это-то убивает его теорию. Для всякой вообще гипотезы нет лучшего подтверждения, как математический вывод из нее количественных отношений и затем опытное доказательство, что такие количественные отношения действительно существуют. Математическая дедукция безусловно надежна: если гипотеза допускает ее и если теоретически выведенные отношения согласуются с результатами фактических измерений, можно сказать, что гипотеза выдержала победоносно строжайшее испытание. Декарт, напротив, в своей теории вихрей не допускает и мысли о математической проверке; он является здесь исключительно философом, выводящим из своего определения материи все явления внешнего мира. А так как из основного положения, что «сущность материи состоит только в протяженности», много не выжмешь, то при дальнейшем ходе исследования Декарт вынужден прибегать ко все большему и большему числу вспомогательных гипотез о строении материи. С одной стороны, это удобно, так как прямым опытом нельзя ничего решить по отношению к невидимо мелким частичкам; но с другой стороны, учению грозит роковая опасность, потому что с нагромождением _____________________ 1 Для механика особенно характерно следующее положение, направленное против Галилея: ясно, что камень не может проявлять совершенно одинаковой наклонности к воспринятию нового движения или увеличению своей скорости, в том случае, когда он уже движется с большой скоростью или когда он движется медленно.


130 РАСПРОСТРАНЕНИЕ ДЕКАРТОВСКИХ ТЕОРИЙ. ОПТИКА гипотез вероятность всей теории постепенно приближается к нулю. Нельзя отрицать остроумия попытки устранить необходимость представления о стремлении всех однородных тел соединиться между собою; не малую заслугу представляет, далее, попытка освободить физику от теории непосредственного взаимного влияния тел. Но как бы то ни было, мировая система Декарта представляла слишком воздушную постройку, чтобы долго продержаться; и лишь только ей противопоставили математически крепкое здание, ее пришлось оставить 1. Однако в свое время воззрения Декарта получили всеобщее и быстрое распространение. Перипатетики при всяком непонятном явлении наделяли материю особым скрытым свойством (Qualitas occulta); небесные тела двигались, например, по кругу, а земные — по прямой линии потому только, что такова была их природа и т. д. Перед лицом таких таинственных свойств теория Декарта имеет непреложные "преимущества. В его системе нет скрытых сил, даже загадочность силы тяжести устранена; в основу выводов положены легко понятные гипотезы о форме материи. Если в то время не обращали внимания на чрезмерное изобилие его гипотез, то в оправдание можно привести то соображение, что лучшего объяснения для многих явлений пока не существовало, и что не была исключена возможность исправления недочетов в будущем. Во Франции, как и в Англии, физика преподавалась некоторое время после смерти Декарта исключительно по его принципам «Traité de Physique» Poro (Rohault), книга вышедшая в свет в 1673 г. и вся основанная на Декарте, считалась основным учебником. Когда Ньютон обнародовал свою систему, ей пришлось выдержать продолжительную борьбу с декартовской, и долгое время перевес оставался на стороне последней. Перейдем теперь к декартовской теории света, изложенной в приложениях к его «Discours» — в «Диоптрике» и «Метеорах». Ощущение света производится, как мы уже знаем, давлением мировых шариков (шариков второго элемента) на глаз. Учение Декарта занимает, следовательно, середину между теорией истечения и волновой теорией света. Свет не создается волнообразным движением или испусканием светового вещества; он распространяется мгновенно от одного небесного шарика к другому в виде давления, и последнее ощущается глазом в форме света. Подобное давление производится, как мы уже знаем, каждой "неподвижной звездой; но и каждое светящееся земное тело действует подобным же образом, потому что оно, вследствие быстрого движения своих продолговатых мельчайших частиц постоянно давит и толкает окружающие его шарики второго элемента. Декарт полагает также, что и сетчатая оболочка глаза со своей стороны способна производить такое давление и, как бы ощупывая предметы, видеть в темноте. На основании своей теории он решает и обычные задачи пре- _________________ 1 Всего строже отнеслись к теориям Декарта астрономы, требовавшие основ для своих вычислений. Деламбр говорит, например: "Декарт «воскресил метод древних греков, которые решали наугад, не давая себе труда наблюдать или вычислять. Но, сопоставляя заблуждение с заблуждением, вымысел с вымыслом, признаюсь, что твердые небесные сферы Аристотеля мне все же более по душе, чем вихри Декарта».


ЗАКОН ПРЕЛОМЛЕНИЯ СВЕТА 131

Черт. 7. ломления и отражения лучей. Предположим, что небесный шарик ударяется наискось о твердую стену; по законам удара легко будет доказать, что он отскочит от стены под тем же углом и что поэтому углы падения и отражения должны быть равны между собой. С целью вывести закон преломления лучей представим себе, что шарик ударяется о стену, в которую он способен проникнуть, и предположим, далее, что в более плотном веществе стены он будет продолжать двигаться с большей против прежней, например, с двойной скоростью. При этих условиях мы можем разобраться в данном явлении при помощи следующего построения. Обозначим стену буквами АВ, отрезок, пропорциональный скорости света CD, и опишем радиусом CD около точки D круг: в таком случае шарик в стене пробежит радиус круга в половину того времени, которое он употребил на прохождение вне стены по радиусу CD. Разложим движение CD на две взаимно перпендикулярные слагаемые СЕ и ED; в нашем случае движение, параллельное стене, не изменится (по предположению Декарта), следовательно, в половину времени шарик пройдет лишь половину СD, равную DF. Изменение вертикальной слагаемой в стене не нуждается в особом определении, так как величина всего движения и величина и направление одной из слагаемых уже вполне определяет путь шарика к стене. Отношение между путями, проходимыми вне и внутри стены, параллельно последней, будет при этом одинаково для всякого угла падения, в нашем случае, например, 2:1; а так как это отношение (как видно из рисунка) равно отношению синусов угла падения и преломления, то отсюда прямо следует, что отношение этих синусов будет всегда одинаково для одних и тех же сред. Закон преломления принес Декарту мало славы. Утверждали, что закон этот был найден раньше его Снеллием, хотя и был выражен им в менее удобной форме, и что Декарт знал об этой работе и воспользовался ею, т. е. присвоил себе чужое открытие, не упомянув имени Снеллия. Таково было мнение Исаака Фосса в 1662 г.; Гюйгенс же слышал от кого-то, что самая рукопись Снеллия была в руках у Декарта. Историки, математики и физики считают эти обвинения большею частью правильными. Только в недавнее время д-р П. Крамер 1 пытался доказать, что гораздо более вероятным является самостоятельное открытие Декартом закона преломления. Крамер относит открытие к 1627 или 1628 гг. на том основании, что Декарт устроил около этого времени прибор для шлифовки чечевиц, указывающий на знакомство его с законами преломления. Он считает вероятным, что при своем двукратном непродолжительном пребывании в Гол- ландии, в 1619 и 1621—1622 гг., Декарт ничего не слыхал о снелли- ________________________ 1 «Zeitschr. f. Math. u. Physik», XXVII Jahrg. Hist. lit. Supplem.


132 ДЕКАРТ И СНЕЛЛИЙ евском открытии (которое вряд ли и было им сделано уже в это время); поселился же он в Голландии только в 1629 г. Все эти обстоятельства, вместе взятые, убеждают Крамера в том, что честь открытия принадлежит французскому философу. Допуская правильность указанных доводов, все же следует думать, что до 1637 г., когда была издана «Диоптрика», Декарт уже должен был слышать о новом открытии, так как, например, профессор Гортензиус начиная с 1634 г. излагал на своих лекциях закон преломления по Снеллию. Если это так, — а этого не отрицает и сам Крамер, — то странно, почему Декарт в своей «Диоптрике» не защищает своих прав против Снеллия. По мнению Крамера он вовсе не был обязан называть своего предшественника; по нашему же мнению он должен был это сделать в собственных интересах. А так как он вообще очень заботился об охране своих прав, то в данном случае небрежность, на наш взгляд, свидетельствует против него. Мы склоняемся поэтому в пользу вероятности молчаливого пользования с его стороны чужим открытием, тем более что он (по собственному признанию и свидетельству Камера) вообще те считал нужным упоминать в своем трактате, — не представляющем собой истории оптики, — имен своих предшественников 1. Если Фосс и Гюйгенс выступили со своими обличениями только после смерти Декарта, то это не служит доводом против правильности последних; признание же совершенной невиновности Декарта превратилось бы в тяжкое обвинение против таких людей, как Фосс и Гюйгенс. Выводя свой закон преломления, Декарт вынужден делать различные предположения: 1) скорость света в более плотной среде больше, чем в менее плотной; 2) скорости эти в одних и тех же средах имеют при всех углах падения одинаковые отношения, и 3) слагающая, параллельная поверхности раздела сред, при переходе из одной среды в другую не изменяется, откуда также следует, что нормальная слагающая изменяется с изменением угла падения. Все эти гипотезы сами по себе маловероятны и приобретают правдоподобие лишь в виду согласия с результатами. Английский философ Гоббс (1588—1679) и знаменитый математик Ферма (1590—1663) восстали против всех пунктов этого доказательства, и Декарт не только не одержал победы, но едва мог добиться перемирия. Когда же по смерти Декарта его ученик Клерселье в 60-х годах издал несколько ненапечатанных рукописей, а также письма 2 своего учителя и попытался защищать его способ выведения закона преломления, Ферма возобновил свои возражения и привел свое доказательство, построенное на положении, прямо противоположном одному из положений Декарта. Именно Ферма, исходя из предположения, что свет пробегает путь от какой-либо точки в одной среде к точке в другой среде в наикратчайшее время, применил свой новый метод наибольших и наименьших величин (maxima и minima) к определению пути света. Он пришел к результату, соответствующему ______________________ 1 Новейшие исследования (Ch. Adam и др.) подтверждают точку зрения Крамера. (Прим. ред.) 2 Clerselier. Lettres de Descartes sur la morale, la physique, le medicine et es mathematiques, 3 vol., Париж, 1667.


ОБЪЯСНЕНИЕ РАДУГИ 133 декартовскому закону преломления, но в то же время ему пришлось принять скорость в более плотной среде меньшей, чем в среде менее плотной. Так как природа ничего зря вообще не расточает, то он находил принцип наименьшего действия безусловно надежным и считал себя победителем в этом споре. Однако Клерселье не сдался; он возразил, что и принцип Ферма может иметь в физике только значение гипотезы. С тех пор обе точки зрения по вопросу о скорости света в плотных и редких средах так и остались непримиримо враждебными друг другу. Поэтому многие оптики сознательно обходили принципиальную сторону этого вопроса, довольствуясь наглядным доказательством закона преломления, носящим название «солдатского фронта». Именно световые лучи, встречаясь с поверхностью раздела двух сред, ведут себя точь-в-точь, как солдаты, идущие развернутым фронтом, когда гладкая дорога перерезывается наискось пашнею, — они поворачивают фронт и уклоняются от первоначального направления. Такое доказательство приводит Барроу в своих «Lectiones opticae» (1669) и Деталь в своем «Mundus mathematicus» (1690). Согласно Монтюкла («Hisrtoire des Mathematiques») доказательство это придумано патером Меньяном в 1648 г. Убедительнее, чем вывод закона преломления, вышло у Декарта объяснение радуги, помещенное в трактате о метеорах. Он сначала попробовал установить ход световых лучей опытным путем. Взяв стеклянный шар, он подвесил его так, чтобы солнечные лучи падали на его поверхность; затем стал спиною к солнцу и, то поднимая, то опуская шар, наблюдал в нижней части его, в b, появление цветов всякий раз, как зрительная линия ab в капле образовывала со зрительной линией Sa, направленной к солнцу, угол приблизительно в 42°; красный цвет получался при несколько большем, а желтый и голубой при несколько меньшем угле. Когда угол становился больше 42°, цвета исчезали; они, однако, появлялись вновь, бледнее и в обратном порядке на верхнем краю шара, когда угол достигал приблизительно 52°. Закрывая затем бумагой те места шара, где предположительно проходили лучи, Декарт нашел, что в первом случае луч проходит путь Sdcba, а во втором путь Shgfe. Он дал, таким образом, наглядное доказательство того, что главная радуга происходит от двукратного преломления и однократного отражения, а побочная радуга — от двукратного преломления и двукратного отражения. Впрочем, Декарт не удовлетворился этим доказательством, а захотел исследовать, почему мы получаем свет только от тех капель, из которых лучи выходят под определенными углами со своим первоначальным направлением. Он рассудил, что солнечные лучи, падающие параллельно на каплю, смотря по месту, на которое упали, должны выходить из капли под весьма различными углами, т. е. должны сильно расходиться. Стало быть, солнечный свет рассеивается каплями дождя, и вследствие этого мы вообще не полу-

Черт. 8.


134 ЖИЗНЬ ГАССЕНДИ чаем светлых изображений от лучей, попадающих в наш глаз из капли; и только в том случае, когда собирается сравнительно много таких лучей, т. е. когда лучи выходят из капель почти параллельно, получается светлое изображение. Декарт вычислил отклонения для 1000 лучей, падающих на каплю в различных точках. Он нашел, что при двукратном преломлении и однократном отражении незначительно расходятся при своем выходе из капли те лучи, которых отклонение равняется приблизительно 42°; при двукратном же преломлении и двукратном отражении незначительное расхождение наблюдается при отклонении в 51-52°. Декарт, таким образом, первый верно опре- делил величину дуг и дал то объяснение радуге, которое и до сих пор считается правильным. Оставалось еще объяснить происхождение цветов радуги и их последовательность, но это уже превышало его возможности; он мог только констатировать, что для их образования необходимо неоднократное преломление и что они тождественны с цветами, получаемыми с помощью призмы. Оптические исследования Декарта замечательны во многих отношениях. В этой области физики он не только проявляет свои математический гений в лучшем свете, но и пользуется очень искусно опытом как основанием для математических выводов. Можно, конечно, пожалеть, что он не проявил своих блестящих качеств в «Началах философии», не воспользовавшись здесь ни своим талантом наблюдателя, ни математическим умом; но не следует забывать, что одно дело следить за ходом прямолинейных световых лучей, когда к тому же имеется в виду только их путь, а все скорости и силы оставляются в стороне, и иное дело математически решать сложные проблемы небесной механики. Только в одном вопросе мы не находим никакого оправдания для Декарта, — мы имеем в виду его отношение к Галилею. Выводить столь странные ошибочные законы движения, какие даны были Декартом в его «Началах», шесть лет спустя после опубликования «Discorsi», иметь столь ложное понятие о правильности и важности галилеевских работ, какое он проявляет в своих письмах к Мерсенну, — можно только при недопустимом самообольщении насчет непогрешимости собственного мышления. Наиболее значительный противник Декарта ПЬЕРР ГАССЕНДИ родился в 1592 г. близ г. Динь в Провансе, от бедных поселян. Один из родственников отправил его в Э учиться философии, и он обнаружил вскоре такие дарования, что 16 лет сделался учителем риторики в Дине, а три года спустя — преемником своего учителя в Э. В это время он уже написал свои «Exercitationes paradoxicae adversus Aristoteleos», напечатанные гораздо позже, после того как он по совету своих доброжелателей уничтожил часть наиболее резких возражений. В числе его доброжелателей был приор Гольтериус и в особенности ученый парламентский советник Пейресциус; по их настоянию молодой Гассенди поступил в духовное звание, а благодаря покровительству Пейресциуса он вскоре сделался каноником и пробстом в Дине. Призванный в Париж в качестве профессора механики в 1646 г., он должен был вскоре вследствие слабого здоровья вернуться в родной город; в 1653 г. он попытался вновь отправиться в Париж; но здесь он снова


ЭПИКУР. НОВАЯ АТОМИСТИКА 135 заболел и умер 24 октября 1655 г., после того как уже изнуренный горячкой, должен был выдержать тринадцать кровопусканий. Его сочинения вышли в 1658 г. в шести объемистых томах. Гассенди принадлежит к натурфилософскому направлению физиков. Его не интересовал опыт сам по себе, не привлекало открытие новых явлений путем наблюдения; но он был далек и от умозрительной односторонности, самостоятельно проверяя то, что казалось ему достойным внимания. Одного только недостает ему местами — математического интереса или даже, быть может, математических способностей. Сферой его была по преимуществу критическая проверка научных данных, опровержение старых заблуждений, популяризация новых трудно усваиваемых понятий. Вследствие такого направления Гассенди занимает видное место между основателями нового мировоззрения и стоит в передовом отряде бойцов против старой физики, опиравшейся на авторитет Аристотеля. Системе последнего он противопоставил другую философскую систему, обратившись к учению, наиболее враждебному аристотелизму, т. е. к атомистике. Он превозносил философию Эпикура и положил ее в основу собственных воззрений на природу 1. Дробление тела до бесконечности немыслимо, полагал Гассенди, иначе тело должно было бы превращаться в ничто. Напротив, все тела состоят из неделимых частиц или атомов, между которыми находится абсолютно пустое пространство. Атомы непроницаемы, неделимы, обладают известной величиной и известной тяжестью, т. е. известным естественным движением, или, по крайней мере, стремлением к движению. Атомы обладают самой разнообразной формой, бывают шаровидны, овальны, продолговаты, заострены, угловаты и т. д., представляя соответственно этому большую или меньшую инерцию: угловатые инертнее гладких. Свойства тела определяются различным расположение его атомов: если последние сцеплены между собой лишь в немногих точках, тело бывает жидким; если они соприкасаются многими точками, тело бывает твердым. Последнее происходит преимущественно при неправильной форме атомов (и у Гассенди первенствующую роль в твердости тел играют крючковатые атомы). Большая и меньшая плотность тел зависит, разумеется, от большего или меньшего расстояния между атомами. Всякое возникновение и уничтожение есть лишь соединение и распадение атомов; соединение и распадение это совершается силами, присущими самим атомам, а не вследствие вмешательства творца вселенной. При всем том бог остается первой причиной всех явлений в мире, потому что он создал все атомы со скрытыми в них силами как семенами всего сущего. Земные атомы находятся в состоянии непрерывного движения или падения к центру земли вследствие взаимного притяжения между атомами. Притяжение это не следует, однако, понимать в смысле непосредственного действия на расстоянии (actio in distans); оно скорее походит на магнитное притяжение. Притяжение же магнитное, как и электрическое, ________________ 1 De vita, moribus et doctrin. Epicuri (Лейден, 1647); Philosophiae Epicuri syntagma (Гаага, 1655).


136 СКОРОСТЬ ЗВУКА. УЧЕНИЕ О ХОЛОДЕ. ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ Гассенди объясняет, — следуя в этом старым образцам, — прямым действием истечений, исходящих из тел. Прямым истечением материи из тел признает он и свет. Он вообще сторонник чистой теории истечений и тем самым становится в прямое противоречие с Декартом, против философской системы которого он выступил в 1643 г.1, направив свои полемические удары на самый корень ее, на основное положение cogito, ergo sum. Гассенди нашел многих приверженцев и в своей теории света, хотя следует заметить, что именно в оптике он сделал больше ошибочных, чем верных выводов. Скорость звука Гассенди определил по тому же способу, как и Мерсенн; но, употребляя для опытов и пистолеты и пушки, он опроверг одно из заблуждений перипатетиков. Именно, он нашел, вопреки мнению последних, что звук распространяется в воздухе независимо от своего источника и от высоты тона постоянно с одной и той же скоростью, именно со скоростью 1473 футов в секунду. Против теории, будто холод есть не что иное, как отрицательная теплота, он решительно восстает, преимущественно на том основании, что вода и селитра при своем смешении порождают холод, а другие тела — тепло. По его мнению, для тепла и холода существуют отдельные материи. Атомы холода имеют форму тетраэдров; они проникают в жидкие вещества и так соединяют их атомы, что жидкость превращается в твердое тело. Острые выступы атомов холода производят на нашей коже всем известное колющее ощущение при морозе. Несмотря на коренное несогласие с Декартом, Гассенди, как мы видим, не уступает ему в смелости определения формы невидимых атомов. Таково уже свойство натурфилософии. Тем не менее, Гассенди превосходит многих из тогдашних физиков правильностью суждений, притом на почве столь зыбкой, какой была в то время физика земли. Он восстает против теории центрального огня, постоянно горящего внутри земли, на том основании, что пламя немыслимо без света. Там, где из земли вырывается наружу огонь, последний выходит из пещер и расщелин, в которых накопились сера и смолы. Воспламенение же этих веществ не удивительно, так как известно, что смесь селитры, серы и негашеной извести воспламеняется сама собой. Землетрясения также происходят от таких огней, а вовсе не от сильных ветров, вырывающихся из земных расселин. Морская вода солона, потому что находится в постоянном соприкосновении с колоссальными соляными залежами и соляными горами на дне морей. Механические работы Гассенди были результатом его участия в спорах о системах вселенной. В Италии с системой Коперника было надолго покончено после приговора над Галилеем; во Франции же, где в это время собралось много замечательных ученых, борьба продолжалась, поддерживаемая влиятельными покровителями науки, вроде, например, Пейресциуса, и приверженцы Коперника одержали, наконец, решительную победу на всех пунктах. Птолемеева система отжила свой век — таково было общее убеждение; оставалось выбирать между Коперником и Тихо. Много серьезных ученых высказывалось _________________ 1 Disquisitiones Anticartesianae.


СИСТЕМЫ ВСЕЛЕННОЙ. ИЗУЧЕНИЕ ПАДЕНИЯ ТЕЛ 137 в пользу Тихо, например, его ученик Лонгомонтанус, капуцинский монах де-Рейта, иезуиты Риччиоли, Дешаль и др. Всего же энергичнее нападал на Коперника Ж. Б. Морен (1583—1656) в своем трактате, напечатанном в 1631 г. Морен не привел новых опровержений; но его влияние в Париже было значительно и потому опасно. В 1629 г. он сделался профессором математики в Париже (свою карьеру он начал в качестве врача, попутно занимавшегося астрологией) и сумел приобрести расположение Ришелье и его преемника Мазарини. При таких обстоятельствах Сорбонна легко могла присоединить свой приговор к папскому проклятию и попытаться изгнать Коперника из Франции подобно тому, как ом был изгнан из Италии. Вот против этого-то Морена и его доводов в пользу тиховской системы и выступил Гассенди в двух письмах к Петру Патеанусу в 1640 г. Морен ответил в 1643 г. монографией со скромным заглавием: «Alae telluris tractae»; Гассенди возразил в третьем письме своему покровителю Гольтериусу, а в 1649 г. вышло в свет собрание его возражений против Морена в сочинении «De motu impresso a motore translato». Морен и тут не признал себя побежденным, но Сорбонна уже побоялась уронить свое достоинство, приняв участие в споре. Главный предмет сочинения «De motu impresso» составляет рассуждение о сохранении движения и в том случае, когда движущемуся уже телу сообщено новое движение. Противники коперниканской системы, наперекор галилеевским исследованиям о сложении движений, не хотели понять, что тело, брошенное от земли кверху, сохраняет, независимо от сообщенного ему движения, и то, которое оно имело первоначально от совместного движения с землей. Морен вновь поднял вопрос о том, что если земля движется, то падающее тело должно отставать от нее. Для окончательного решения этого вопроса Гассенди произвел ряд опытов в марсельской гавани. Именно с верхушки мачты галеры, проходившей в 1/4 часа четыре миллиария (1 миллиарий=1000 шагам), бросали камни, но они неизменно падали параллельно мачте, т. е. не отставали от судна, несмотря на его поступательное движение. Таким образом был, наконец, уничтожен почти двухтысячелетний аргумент об отставании облаков и других предметов от движущейся земли. Гассенди ратовал также за галилеевский закон падения тел в письмах к ярому противнику этого закона патеру Казреусу 1, доказывая последнему ошибочность его выводов и неточность произведенных им опытов. При всем том Гассенди не объявлял себя прямым приверженцем системы Коперника; он только старался доказать, что все возражения против нее неосновательны. И в своем «Institutio astronomica», вышедшем в 1647 г., он еще не решается высказаться открыто. В первой части сочинения помещена сферическая астрономия; во второй — изложена система Птолемея, а в третьей — системы Коперника и Тихо. Птолемеева была им совершенно отвергнута, коперникову он признал простейшей и наиболее соответствующей действительности. Что касается тиховской, то ее следует признавать на том основании, что библия явственно приписывает движение солнцу. Истинный смысл таких слов был доста- ____________________ 1 De proportione qua gravia decidentia accelerantur Epistolae, III, Париж, 1646.


138 ГАССЕНДИ И ЦЕРКОВЬ. ОПТИКА КИРХЕРА точно прозрачен, доказательством чему служат не прекращавшиеся нападки Морена, но церковь удовольствовалась этой мнимой покорностью. Была ли она во Франции менее уверена в своей власти, чем в Италии; страшилась ли она затеять новый инквизиционный процесс против знаменитого ученого; или же Галилей сам дал главный повод к гонению против него своей смелой полемикой против полуученых монахов? Даже современники дивились, как могло духовенство отнестись так бесстрастно к восстановлению атомистического учения, восхвалению отверженного Эпикура и возобновлению дискуссии о коперниканской системе. Обходительному, кроткому, никого не задевавшему за живое ученому, смиренному служителю церкви, простодушному Гассенди, бессознательно проповедовавшему опаснейшие учения, прощалось столь многое, что сравнительно свободомыслящий теолог, Лонуа (Launoy), говоря о Гассенди, не удержался от восклицания: «Если бы то же говорил Рамус, Литаудус, Виллониус и Клавиус, чего бы только не сделали с этими людьми!» Мы уже имели случай говорить об АТАНАЗИУСЕ КИРХЕРЕ по поводу его наблюдений над магнитом. Теперь перейдем к его оптическим работам и некоторым сочинениям по другим вопросам. Кирхер, как уже было отмечено, не стоит на очень высокой ступени в нашей науке, и многие физики, вероятно, не согласились бы даже признать его сотоварищем; тем не менее, его работы заслуживают внимания. Они служат приблизительным мерилом тогдашнего научного уровня и направления, хотя в оценке их необходима осторожность: следует остерегаться приписывать эпохе в качестве типичных некоторые рискованные теории этого дилетанта-экспериментатора. Сочинение Кирхера, посвященное оптике, вышло в 1646 г. в Риме, и в 1671 г. в Амстердаме в дополненном издании под заглавием «Ars magna lucis et umbrae». Хотя опубликование декартовского закона преломления произошло в 1637 г., Кирхер не принимает его в соображение; составляя таблицы преломления из воздуха о воду, вино, масло и стекло, он дополняет таблицы для воды по гипотезе Кеплера. В амстердамском издании подробно описан волшебный фонарь, laterna magica, почти совершенно в том виде, как он существует теперь, и для большей наглядности описания приложены два прекрасных рисунка. Это дало повод приписать изобретение волшебного фонаря Кирхеру,- быть может, и неправильно; нас, однако, этот вопрос не интересует, так как в принципе этот прибор был уже дан Портой. Кирхер предпринял в 1636 г. путешествие по Сицилии в свите ландграфа Фридриха Гессенского и, между прочим, посетил Сиракузы. Тщательный осмотр убедил его, что при осаде 212 г. до н. э. римский флот мог приблизиться к стенам города на 30 шагов; а так как Кирхеру удалось сочетанием 5 зеркал зажечь горючие вещества на расстоянии 100 футов, то он вообразил, что нашел веское доказательство сожжения римского флота Архимедом. Наше убеждение в противном было изложено в свое время выше, см. ч. I. Во время путешествия в Сицилию Кирхер обратил внимание на миражи (Fata morgana), довольно частые в Мессинском проливе, и нашел для них удовлетворительное, по его мнению, объяснение. Песок


FATA MORGANA. СВЕТЯЩИЕСЯ КАМНИ 139 морского дна на калабрийской стороне содержит много гипсовых, стекловидных и слюдообразных частиц. От чрезвычайного солнечного зноя, свойственного этим местам, частицы эти испаряются или улетучиваются в таком количестве, что образуют в воздухе зеркальную поверхность, и в ней-то отражаются перед удивленными взорами отдаленные, обычно невидимые, чудные ландшафты. Около того же времени обратило на себя внимание другое не менее удивительное световое явление. По рассказу Пристлея в его «Истории оптики», башмачник В. Каскариоло, производя в 1630 г. алхимические опыты, заметил, что тяжелый шпат, находимый близ Болоньи, будучи оставлен некоторое время на солнце, приобретает свойство издавать слабый свет в темноте. Рассказ этот неверен, по крайней мере в части, касающейся времени; именно уже Ma-Галла в своей книге «De phaenomenis in orbe Iunae» (1612) сообщает, что Галилей в разговоре с ним упоминал об этом камне и его "необыкновенных свойствах, заключая из них, что свет не может быть материальным явлением. Кирхер подробно описывает тяжелый шпат, прибавляя, что его можно найти еще и во многих других местах, кроме Болоньи, и что свечение становится еще сильнее, если камень стереть порошок, смешать с водой, яичным белком и льняным маслом и прокалить в печке. Из поглощения света болонским камнем нельзя, однако, по правильному замечанию Кирхера, заключить о существовании особого светового вещества, как нельзя заключить того же из свечения раскаленного железного прута, когда его вынимают из огня. Подобные светящиеся камни или фосфоры сделались затем предметом внимательного изучения, и их свойствами стали объяснять всевозможные явления. Самая луна была превращена в такой фосфор для того, чтобы объяснить слабое свечение ее поверхности, не освещенной солнцем 1. Главное достоинство книги «Ars magna» заключается в исследовании цветов. Кирхер не имеет достаточной математической подготовки, чтобы заниматься чисто математической теорией света; поэтому он отыскивает такие задачи, где бы недочеты в его образовании выступали менее резко, и находит желаемое в разработке вопроса о цветах. Правда, и здесь он не прокладывает новых путей; его учение о цветах с теоретической стороны остается целиком на прежних основаниях; но зато у него можно найти целый ряд новых и интересных наблюдений. Кирхер первый из физиков упоминает о так называемых физиологических (или субъективных) цветах и световых следах, на которых появляются эти цвета. Некий Иос. Бонакурсиус уверял, будто можно видеть в темноте. Для проверки его слов Кирхер набросал на _______________ 1 Изучение светящихся камней было в большом ходу не только в XVII, но и в XVIII столетии. В 1675 г. Балдуин (саксонский судья) нашел, что остаток, получаемый от перегонки мела в азотной кислоте, тоже впитывает свет (балдуинов фосфор). То же свойство было замечено Гомбергом в 1712 г. на твердом нашатыре и хлористом кальции (гомбергов фосфор). Дю-Фай нашел в 1724 г. то же свойство в аметисте, гиацинте и многих других камнях. Наш современный химический элемент фосфор был открыт в 1669 г. Брандом из Гамбурга. Любопытно замечание Бэкона («Organon», 1620): нужно исследовать, может ли свет сохраняться в каком-либо месте; некоторые ученые объясняли сумерки оставшимся солнечным светом.


140 СУБЪЕКТИВНЫЕ ЦВЕТА. ФЛЮОРЕСЦЕНЦИЯ бумаге легкий рисунок и поместил его в отверстие ставни в темной комнате. Посмотрев некоторое время на рисунок, он закрыл отверстие ставни и, взглянув на лежащий поблизости кусок белой бумаги, увидал на нем разноцветные круги и изображение своего рисунка. Кирхер обращает внимание всех ученых на это явление; сам же он думает, что глаз в данном случае, подобно болонскому камню, всасывает или поглощает свет, а затем вновь испускает его. Большой интерес возбудил в Кирхере хамелеон, привезенный в 1639 г. из Палестины одним францисканским монахом: удивительную игру цветов этого животного он, однако, объясняет простой целесообразностью в природе. Особенно интересно его отношение к другому важному открытию: ему привезли из Мексики в подарок кубок, сделанный из дерева, которое называли почечным 1 в связи с его целебным действием при болезнях пузыря и почек. Кирхер заметил, что долго стоявшая в этом кубке вода при рассматривании против света не давала никакого цветного оттенка и была прозрачна; при рассматривании же сверху она казалась окрашенной в различные цвета, но больше всего в яркий голубой цвет. Бойль впоследствии продолжал эти наблюдения и нашел, что настойка почечного дерева в проходящем свете золотисто-желтого цвета, а в отраженном — голубого. Много "думал Кирхер над объяснением этого странного явления и, наконец, после многих опытов он нашел настоящую «причину и обещал изложить ее в другом месте; но, к сожалению, позабыл о данном обещании, и потому его отношение к явлению флюоресценции так и осталось для нас загадкой. В двух трактатах об акустике 2 1650 и 1673 гг., в которых много говорится о замечательных эхо и подземельях, повторяющих человеческие слова, Кирхер первый дает описание двух новых акустических приборов: эоловой арфы и рупора. Впрочем, его заслуга в этом отношении вызывает некоторые сомнения. Относительно первого прибора было уже давно известно, что ветер вызывает гармоническое звучание струн; что же касается второго, то он мало соответствовал назначению. Рупор в его теперешнем виде был впервые описан в 1671 г. англичанином С. Морлендом. Наиболее легкомысленное из произведений Кирхера „Mundus subterraneus in quo universae naturae majestas et dtvitiae demonstrantur“ (Амстердам, 1664). Сочинение это, представляя лишь повторение ходячих теорий о внутренности земли, вместе с тем доказывает, что по отношению к темным недрам земли выдумывать басни было еще легче, чем относительно ее освещенной поверхности. „Mundus subterraneus“ большинство явлений внутри земли объясняет существованием центрального огня и горючих паров, заключенных в ее пещерах. Центральный земной огонь (солнце тоже представляет громадную колеблющуюся огненную массу) воспламеняет накопленные в пещерах селитряные пары, вследствие чего происходят землетрясения; он вы- _______________ 1 Burckhardt („Pogg. Ann.“, CXXXIII, стр. 680) сообщает, что уже Монардес знал про эти свойства почечного дерева и описал их на испанском языке. Перевод его книжки появился в Венеции в 1575 г. По мнению Буркхардта Кирхер воспользовался ею. 2 Musurgia, s. ars magna consoni et dissoni (Рим, 1650); Phonurgia nova, 1673.


ВОЗДУШНЫЙ НАСОС. ВОДОЛАЗНЫЙ КОЛОКОЛ 141 тесняет из пещер, пронизывающих всю землю наподобие губки, водянистые части в воздух. Пары сгущаются в холодных слоях воздуха и падают в виде дождя, или же, если они встречают на пути селитряные пары, 1 — в виде снега и града. Луна похожа на землю и, подобно ей, состоит из землистых частей, воды и всякого рода солей. Вследствие такого сродства, между землей и луной происходит постоянное взаимодействие; лишь только луна осветит море, селитряные духи, задерживаемые обыкновенно водой, встают из глубины и с силою толкают воду вверх. Содержание соли в морской воде объясняется существованием обширных соляных залежей на дне моря; поэтому количество соли увеличивается с глубиной. Речная вода, впадающая в море, остается на поверхности, вследствие чего пары морской воды совершенно пресны. Кирхер — физик старой школы, воспринявший от нового времени только некоторое умение наблюдать. Он вполне знаком с древней натурфилософией и охотно идет по ее стопам, по крайней мере, там, где наблюдение не заставляет его от этого воздержаться. Математической жилки в нем, по-видимому, вовсе нет, и это еще более усиливает дилетантский характер его сочинений. То же следует сказать и о КАСПАРЕ ШОТТЕ, друге и ученике Кирхера, и сверх того товарище его по ордену. Он родился в 1608 г. близ Вюрцбурга, был впоследствии профессором богословия и математики в Палермо и умер в 1666 г. профессором математики в Вюрцбурге. Его сочинение „Magia universalis naturae et artis“ (Вюрцбург, 1657) касается почти тех же предметов, которые Кирхер рассматривает в своей оптике. Некоторый интерес представляет только руководство к изготовлению катоптрических анаморфоз, неправильных и уродливых рисунков, которые в конических или цилиндрических зеркалах превращаются в правильные фигуры: впрочем, и у Кирхера и у других имеются уже аналогичные указания. В другом сочинении, „Mechanica hydraulico — pneumatica“ (1657), Шотт продолжает признавать horror vacui и утверждает, что в торичеллиевой пустоте воздух не отсутствует, а только разрежен. В доказательство этого он сообщает, что в пустое пространство над водяным столбом был помещен часовой механизм, и бой его продолжал быть слышным (Отто Герике, между прочим, обратил внимание на бездоказательность этого опыта). Книга Шотта была полезна лишь в том отношении, что автор (с согласия Герике) включил в нее описание воздушного насоса. В позднейшем сочинении „Technica curiosa“ (1664) описание это было повто- рено; там же находится первое по времени, но, по-видимому, значительно запоздавшее сообщение о водолазном колоколе. В 1538 г. в Толедо, в присутствии Карла V, двое греков спустились в море в перевернутом вверх дном медном котле, и вышли невредимыми. Бэкон в своем „Organon“ описывает (кн. II, гл. 50) тот же прибор, значительно усовершенствованный, замечая, что им давно уже пользуются для осмотра затонувших судов. Сверх того, он передает в виде слуха о каком-то челноке или кораблике, в котором можно проплывать ________________ 1 Кирхер имеет в виду охлаждающие смеси.


142 ФОКУСНЫЕ РАССТОЯНИЯ ЛИНЗ значительные расстояния под водой. Согласно письму Бартолинуса младшего, Франц Кеслер из Вецлара изобрел в 1616 г. „водяной панцирь“, в котором можно было ходить по морскому дну, читать и писать, есть, пить и петь 1. Непосредственно за Кирхером следуют два оптика, весьма отличающихся друг от друга по направлению, но очень значительных. БОНАБЕНТУРА КАВАЛЬЕРИ 2 родился в 1598 г. в Милане и вступил рано в орден иезуитов, или иеронимитов. Духовное начальство в уважение к его талантам отправило его учиться в Пизанский университет; в 1629 г. он стал профессором в Болонье и там же умер в 1647 г. Он был учеником Галилея и другом Кастелли. Своей известностью он обязан, главным образом, выработанному им новому методу исчисления поверхностей и объемов тел. Физике он оказал серьезные услуги трактатом „Specchio ustorio“ (Болонья, 1632) и в особенности своими Exercitationes geometricae sex» (Болонья, 1647). В последней книге он первый указал фокусное расстояние или расстояние точек пересечения параллельных лучей для чечевиц с различными кривизнами на обеих сторонах. Приняв показатель преломления воздуха по отношению к стеклу (равным 3/2, Кавальери совершенно правильно выводит следующие законы: во всех выпуклых или вогнутых чечевицах с кривизнами, обращенными в противоположные стороны, сумма радиусов обеих поверхностей чечевицы относится к радиусу той, которая обращена к параллельно падающим лучам, как удвоенный радиус другой поверхности чечевицы к фокусному расстоянию. Если же кривизны обеих сторон чечевицы обращены в одну сторону, т. е. если чечевицы не двояковыпуклы или двояковогнуты, а одна поверхность их выпукла, другая же вогнута, то закон остается в силе, только вместо суммы следует брать разность. Так как математики того времени не имели еще обыкновения выражать противоположные направления знаками, то Кавальери должен был выводить свой закон для каждого из разнообразнейших сочетаний выпуклых и вогнутых поверхностей в отдельности. По этой же причине закон его не указывает противоположного положения фокуса для разных чечевиц, но требует всякий раз дополнительного указания, на какой именно стороне в каждом данном случае находится фокус. Фокусные расстояния для лучей непараллельных, т. е. расстояния изображений светящихся точек, были впервые определены Исааком Барроу в «Lectiones opticae», изданных Ньютоном по поручению Барроу. Он также, следуя чисто геометрическому методу, вынужден был рассматривать каждый случай в отдельности. Общую формулу, годную для всех стекол и зеркал, удалось получить только Галлею в 1693 г. ИОГАНН МАРКУС МАРЦИ родился в 1595 г. в Ландскроне в Богемии; был профессором медицины в Праге, где и умер в 1667 г. Одновременно с медициной он с увлечением занимался естественными наука- _____________ 1 Е. Budde, Widemann’s Ann., XIII, стр. 208. 2 Поггендорф пишет его имя так: Bonaventura Cavallieri, предостерегая против смешения с Cavalleri (кагорским профессором математики 1698—1763). Монтюкла и Уэвель пишут: Cavalleri; Вильде — Cavaleri; Фишер — Cavallerie.


УДАР ТЕЛ. СГУЩЕНИЕ СВЕТА 143 ми и — нужно признать — не только удержался на уровне быстро подвигавшейся вперед науки, но и сумел внести в нее и свой вклад. К сожалению, его изложение страдает неясностью и неопределенностью, что и было, вероятно, одной из причин незначительного влияния сочинений Марци на современников и скорого их забвения. В книге «De proportione motus seu reguia sphymica», напечатанной в Праге в 1639 г., Марци с поразительным успехом разработал трудную задачу удара тел, едва затронутую Галилеем и Торичелли и столь неудачно решенную Декартом. Он начинает с разделения тел на мягкие, хрупкие и твердые. Последними (под твердыми он разумеет упругие тела) он преимущественно и занимается и приходит к следующим, замечательно верным выводам: если движущееся тело сталкивается с равным ему покоящимся телом, то само оно остается в покое, другое же тело воспринимает его движение; если два равных тела с равными, но противоположными скоростями сталкиваются, то оба отскакивают друг от друга после удара с равными, но противоположными скоростями 1. Второе сочинение Марци «Thaumantias. Liber de arcu coelesti deque colorum apparentium natura» (Прага, 1648) посвящено вопросу о призматических (т. е. получающихся при разложениях света призмой) или, как их тогда называли, кажущихся цветах. Автор решительно восстает против старого воззрения, будто эти цвета образуются только на границе между светом и тенью, и вносит интересное предложение — перехватить призматические цвета экраном в темной комнате для более точного их изучения. Он утверждает, далее, что световые лучи, падающие на призму параллельно, выходят из нее расходящимися и что преломленный однажды свет при всех последующих преломлениях сохраняет один и тот же цвет. Мало того, он приходит к заключению, что различно преломленные лучи должны быть различно окрашены. Эти слова можно было бы принять за предварение ньютоновских открытий; во всяком случае, они показывают, что в это время уже рассуждали о зависимости цветов от коэффициента преломления. К сожалению, пояснительное замечание Марци именно по данному вопросу страдает неясностью. По его мнению, исследование различных пигментов показало ему, что посредством сгущения можно всякий цвет превратить в другой; а, так как он вместе с тем заметил, что при переходе из среды менее плотной в более плотную угол отклонения уменьшается, то он полагал, что этим он объяснил, каким образом вообще возникают цвета при преломлении света. А так как при различной степени преломления свет соответственно сгущается больше или меньше, то Марци заключил, что каждой величине преломления соответствует и особый цвет Сгущение света как причина цветов — представление, которым можно объяснить весьма многое. Оно, однако, не поддается математическому анализу и потому не дает оснований для дальнейшего развития. Продолжателем физических исследований Торичелли был БЛЕЗ ________________ 1 Montucla, II, стр. 406.


144 ЖИЗНЬ ПАСКАЛЯ ПАСКАЛЬ. Он родился 19 июня 1623 г. в Клермон-Ферране в Оверни, где его отец был президентом податной палаты. О его феноменально раннем развитии существует столько рассказов, что их можно было бы принять за басни, если бы кратковременная жизнь этого ученого не оказалась до такой степени плодотворной в разных областях науки. В 1631 г. Паскаль поселился с отцом в Париже, где дом их посещали замечательнейшие математики и физики — Роберваль, Каркави, Мерсенн и др., под "влиянием которых мальчик очень заинтересовался вопросами геометрии. Отец, боявшийся, что вследствие такого пристрастия сын его станет пренебрегать изучением языков, прекратил уроки математики, отнял у него все книги, относившиеся к этому предмету, и упросил своих друзей не поддерживать ничем его склонности. По счастью, эти запретительные меры продолжались только до тех пор, пока отец не заметил, что мальчик изобретает собственную геометрию, проявляя при этом большой талант. 16 лет Блез Паскаль зашел уже так далеко в математике, что мог написать книгу о конических сечениях, имеющую и до сих пор научное значение. С 1647 г. начались его физические работы; к сожалению, однако, с 1650 г. его деятельность в этой области стала ослабевать и в 1653 г. окончательно прекратилась. Напряженная умственная работа рано истощила его силы; в нем проявилась наклонность к ипохондрии, а с 1653 г., когда ему во время путешествия едва удалось избежать смерти, он погрузился в религиозные вопросы. Паскаль был другом янсенистов — Арно, Николя и др. В защиту первого против Сорбонны он написал в 1656 г. свои знаменитые письма: «Lettres écrites par Louis de Montalte a un provincial de ses amis», выдержавшее более 60 изданий. Он умер в 1662 г., 39 лет от роду. Собрание его сочинений было напечатано Боссю в Париже в 1779 г. Мы уже знаем, что Торичелли в 1644 г. сообщил своему приятелю Риччи об открытии барометра. Через него эта весть дошла до фактотума всех тогдашних физиков Мерсенна, а от последнего до Паскаля. Однако на этом длинном пути описание прибора затерялось, вследствие чего Паскаль, повторявший опыты Торичелли с ртутью, водой, красным вином и т. д., при изложении их в небольшой работе «Experiences nouvelles touchant le wide» (Париж, 1647) исходил еще из старой точки зрения боязни пустоты. Но зато, когда вслед за первым известием появилась книга Торичелли о давлении воздуха, Паскаль с усиленным рвением принялся отыскивать надежные доказательства торичеллиевского объяснения, которое он тотчас же признал вполне правильным. Колебание ртутного столба в барометре не казалось Паскалю достаточным доказательством существования воздушного давления. Поэтому он постарался удалить совершенно или насколько можно воздух над ртутным резервуаром барометра и, добившись своей цели, увидал, что ртуть в трубке действительно упала. Не удовлетворяясь и этим, он пожелал доказать еще нагляднее зависимость высоты ртутного столба от давления воздуха. 15 ноября 1647 г. Паскаль писал своему зятю Перье (советнику податной палаты в Клермоне): «Ты понимаешь, что если бы высота ртути на вершине горы оказалась


БАРОМЕТРИЧЕСКИЕ ОПЫТЫ НА PUY DE DOME 145 меньшей, чем у подошвы (я так думаю по многим основаниям, хотя все, писавшие об этом предмете, придерживаются другого мнения), то из этого можно было бы заключить, что единственная причина явления — тяжесть воздуха, а не пресловутый horror vacui. Ясно, в самом деле, что внизу горы воздух должен быть сгущеннее, чем наверху, между тем как нелепо предполагать в нем больший страх пустоты у подножия, нежели на вершине». По просьбе Паскаля Перье устроил, согласно описанию Торичелли, два барометра и с одним из них отправился 19 сентября 1648 г. на соседнюю гору Puy de Dome, вышиной в 4300 футов, другой же барометр оставил на попечение патера Шастена. Поднимаясь на гору, он наблюдал непрерывное понижение барометра; когда же по окончании экспедиции наблюдатели сравнили барометрические высоты у подошвы горы и на ее вершине, то нашли разницу ртутных столбов в 3 дюйма и 15 линий. Перье тотчас же сообщил Паскалю об успешности опыта, и последний, пораженный большим размером этой разницы, попробовал повторить опыт на меньших высотах. Он взобрался на башню парижской церкви St Jacques de la Boucherie и для ее высоты (около 150 парижских футов) нашел барометрическую разницу в две парижских линии. В том же 1648 г. Паскаль опубликовал новое открытие в брошюре «Recit de la grande experience de l’equilibre des liqueurs». Таким образом окончил свое земное поприще престарелый horror vacui. Уцелевшие от крушения перипатетики, хватаясь за обломки его, утешали себя мыслью, что торичеллиева пустота все же не пустота, а только пространство с разреженным воздухом; но, тем не менее, теория, что воздух не может давить на более тяжелые тела, сделалась с этих пор немыслимой в науке 1. Однако Паскаль не удовольствовался полученными им результатами. В течение 1649- 1651 гг. он был занят дальнейшими барометрическими наблюдениями, которые он изложил в своем сочинении: «Traite de l’equilibre des liqueurs et de la pesanteur de la masse de l’air», оконченном в 1653 г., но появившемся в печати только в 1663 г., т. е. через год после смерти автора. В этой работе Паскаль объясняет воздушным давлением все явления присасывания, в том числе, разумеется, и многие явления прилипания (как то уже делал Галилей с horror vacui). Он отметил, что барометр может служить для определения разности высот местности, но понимал также, что вопрос требует дальнейшего и весьма сложного исследования. Большинство ученых того времени, принимая воздух одинаково плотным повсюду, делало отсюда тот вывод, что высоты мест наблюдения обратно пропорциональны барометрическим высотам. Паскаль же заметил, что плотность воздуха ________________ 1 Декарт приписывает себе часть славы, выпавшей на долю Паскаля. В письмах от июня и августа 1649 г. он жалуется Каркави на то, что Паскаль, получив от него идею этих опытов, не сообщил ему первому об их результатах. Причину предосудительного умалчивания он ищет в дружбе Паскаля с его противником Робервалем. Признавая вполне, что система Декарта несовместима с horror vacui, и допуская, что она первая поколебала веру Паскаля в это таинственное свойство природы, мы, как и большинство других, не склонны придавать значение притязаниям Декарта, тем более, что его письма написаны на целый год позже работ Паскаля.


146 ПЛОТНОСТЬ ВОЗДУХА. КОЛЕБАНИЯ БАРОМЕТРА уменьшается постепенно от нижних слоев к высшим и что, следовательно, указанной пропорциональности существовать не может. Однако закон, по которому происходит уменьшение плотности соответственно высоте, был открыт гораздо позже. Подобно Торичелли, и Паскаль обратил внимание на колебания барометрического уровня в одном и том же месте; способ ведения наблюдений на Puy de Dome служит тому ясным доказательством. Но Паскаль пошел дальше и убедился путем наблюдений, что колебания барометра или воздушного давления находятся в прямой связи с переменами погоды. Он отнес эти колебания на счет перемены ветров и изменения температуры, рассуждая в этом случае правильнее многих других позднейших наблюдателей. Впрочем, его наблюдения были все-таки недостаточны и привели его к неверному выводу, будто барометр падает в ясную погоду и поднимается в пасмурную. Как видно из заглавия книги, сверх явлений, зависящих от воздушного давления, в ней рассматриваются и условия равновесия жидкостей вообще. Паскаль, подобно Галилею, работы которого не остались, по-видимому, без влияния на него, кладет в основу своих рассуждений закон виртуальных скоростей и при помощи этого закона, сам того не подозревая, выводит те же правила, какие Стевин вывел уже раньше статическим путем в своих «Beghinselen der Weegkonst». Паскаль берет для примера цилиндр, наполненный водой и замкнутый с обеих сторон поршнями неодинаковой поверхности. При таких условиях давление, произведенное на один из поршней, будет, правда, передаваться другому соответственно отношению их поверхностей; но зато при движении пути, пройденные обоими поршнями, будут обратно пропорциональны этим же поверхностям; отсюда-то и вытекает указанное выше отношение сил давления. Паскаль обращает особое внимание на отношение виртуальных скоростей как на общий принцип равновесия машин, замечая: «Удивляешься, встречая в какой-нибудь новой машине тот же неизменный порядок, как и в основных, т. е. рычаге, бесконечном винте и т. д., именно, что путь увеличивается в одинаковой пропорции с силой… Это может быть даже принято за истинную причину рассматриваемого действия, так как, очевидно, все равно, заставить ли 100 фунтов воды пройти один дюйм или 1 фунт воды — сто дюймов пути». Один из последних противников Коперника, ДЖОВАННИ БАТТИСТА РИЧЧИОЛИ, родился в 1598 г. в Ферраре, вступил на 16-м году в орден иезуитов, читал теологию и философию в Парме, затем посвятил себя исключительно астрономии и жил в Болонье в доме своего ордена до самой смерти в 1671 г. Его главное сочинение «Almagestum novum», напечатанное в Ферраре в 1651 г. в двух томах in folio и продолженное в «Astronomia reformata» 1665 г., представляет обширный компилятивный труд, в котором с похвальной точностью изложено развитие астрономии до его времени. Для нас эта книга особенно интересна по описанию опытов с падением тел, предпринятых Риччиоли вместе со своим учеником и другом Гримальди в 1640—1650 гг. в Болонье. Риччиоли бросал меловые шары с вершины башен преимущественно с башни Degli Asinelli в Болонье, имеющей до 200 футов вышины, и измерял время падения качаниями маятника, отмечавшего


ВОЗРАЖЕНИЯ РИЧЧИОЛИ ПРОТИВ КОПЕРНИКА. ИЗМЕРЕНИЕ ГРАДУСА 147 1/6 секунды. При этих опытах измерялись то пространства, пройденные за известные промежутки времени, то промежутки времени, за которые были пройдены известные расстояния. Как в том, так и в другом случае оказалось, что пространства, пройденные в последовательные равные времена, относятся между собой, как ряд нечетных чисел. Собственно говоря, точность здесь перешла меру; сопротивление воздуха и ошибки наблюдения должны были бы сказаться на получаемых результатах, и едва ли можно предполагать, чтобы эти влияния взаимно уничтожались до нуля. Риччиоли сверх своих опытов с падением тел занимался также определением влияния воздушного сопроти- вления и нашел, что шары более тяжелые достигают земли несколько ранее легких. Подтвердив таким образом, с одной стороны, выводы Галилея, Риччиоли воспользовался последним обстоятельством, чтобы их, с другой стороны, опровергнуть. По убеждению или же в качестве послушного сына церкви Риччиоли был противником системы Коперника, и в своем «Альмагесте» привел против нее не менее 77 возражений. Между ними находился и знаменитый старый довод об отставании падающих тел от движущейся земли, но в новой, более заостренной форме. Если земля находится в движении и вместе с ней движутся все принадлежащие к ней тела, то дей- ствительное движение падающего тела должно слагаться из его собственного движения книзу и вращательного движения, общего с землей. Истинное движение тела должно было бы, следовательно, привести к совершенно другому закону, нежели простое падение: а так как скорость движения земли огромна, сравнительно с движением падения, то действительное движение (подобно вращению) должно было бы совершаться почти равномерно. Между тем уже Галилей заметил, что на движущейся земле мы имеем возможность наблюдать только относительное движение тела. Современники вскоре опровергли Риччиоли, указав, что он при своих выводах фактически определял абсолютное движение падающих тел. Риччиоли в отношении изучения земных явлений в качестве физика имел вообще меньше достижений, чем в области изучения небесных явлений в качестве астронома. Морские приливы он, например, объясняет притяжением морских паров и самого моря солнцем и сверх того привлекает на помощь ветер, дующий постоянно с востока на запад и гонящий перед собой морскую воду. Градусное измерение, предпринятое им в 1645 г. совместно с Гримальди, причем горизонтальное расстояние мест определялось триангуляцией, дало для градуса 62650 туазов; между тем, Р. Норвуд простым измерением цепью в 1636 г. определил эту величину гораздо точнее, в 57 300 туазов. Помощник Риччиоли ГРИМАЛЬДИ оставил после себя сочинение по оптике, которое для физики важнее всех работ его учителя. Франческо Мария Гримальди родился в 1618 г. в Болонье, был тоже иезуитом и профессором математики в иезуитской коллегии в родном городе, где и умер в 1663 г. Упомянутое сочинение вышло в свет спустя два года после его смерти под заглавием: «Physico-mathesis de lumine, coloribus et iride aliisque annexis libri duo». Оно, прежде всего, известно благодаря открытию дифракции света. Гримальди пропустил в темную комнату


148 ДИФРАКЦИЯ СВЕТА сквозь маленькие отверстия солнечный свет, причем позади отверстия, конечно, получился конус света. В этот конус он на довольно большом расстоянии от отверстия ввел палку, (направляя тень на белую поверхность экрана. В результате получился ряд неожиданных явлений. Во-первых, центральная тень от палки оказалась шире, чем она должна была быть при совершенно прямолинейном распространении света; во-вторых, по обе стороны средней тени (в зависимости от силы света) были видны одна, две или три полосы, которые с края, обращенного к тени, были голубыми, а с противоположного — красными, причем яркость света и цветов уменьшалась по мере перехода от середины к краям. Но и в самой тени замечались при ярком солнечном свете цветные полосы. Отсюда стало ясно, что свет не только распространяется прямолинейно, но при прохождении мимо тела отклоняется в сторону от тела, а также огибает последнее. Такое свойство света Гримальди назвал дифракцией, и чтобы показать отличие последней от отражения и преломления, он изменил постановку своих опытов. Желая устранить из опыта промежуточные тела, он ввел в световой конус металлическую пластинку с маленьким отверстием, собирая проходивший сквозь него свет по- прежнему на белый экран. Освещенный круг и в этом случае оказался больше, чем следовало ожидать по величине отверстия. Затем Гримальди проделал в ставне комнаты два отверстия и получил на экране изображения на таком расстоянии, чтобы они отчасти покрывали друг друга: получилось два темных пересекающихся кольца вокруг каждого из светлых кругов; поле же, общее обоим кольцам, оказалось гораздо светлее полей, соответствующих каждому кольцу в отдельности; кроме того, край каждого круга казался темным на освещенном поле другого. Из всех этих явлений, вместе взятых, Гримальди вывел следующее заключение: освещенное тело может сделаться темнее, если к получаемому им свету прибавится новое количество света. Таким образом, он точно излагает интерференцию света, хотя и не объясняет ее 1. По части объяснений Гримальди вообще своеобразен: он не любит самостоятельно приходить к новому мнению или, по крайней мере, высказывать его вполне определенно, а предпочитает приводить различные чужие мнения, освещая их критически и не высказываясь определенно и ясно в пользу того или другого. Гримальди, без сомнения, думал о волнообразном движении света: зачатки волновой теории света ясно выражены в его работе, когда он, например, говорит: «Подобно тому, как вокруг камня, брошенного в воду (как вокруг центра), образуются круговые возвышения воды, точно так же вокруг тени непрозрачного предмета возникают блестящие полосы, которые соответственно форме последнего либо распространяются в длину или же изгибаются дугообразно. Далее, подобно тому, как те круговые волны представляют простое скопление воды, вокруг которого с обеих сторон тянется углубление, так и блестящие полосы суть не что иное, как свет, рас- ________________ 1 В числе вопросов о природе света у Бэкона встречается и следующий: нужно исследовать, каким образом свет затемняется, например, более сильным светом. Ясно, впрочем, что он здесь имеет в виду не интерференцию, а преобладание сильного света над слабым.


ЦВЕТА. ОЦЕНКА РАБОТ ГРИМАЛЬДИ 149 пределенный неравномерно вследствие сильного рассеяния и прорезанный теневыми промежутками». Однако большая разница существует между предчувствием причины какого-либо явления и действительным объяснением всех особенностей явлений на основе этой причины. От объяснения всех наблюдаемых явлений, исходя из гипотетического волнообразного движения, Гримальди был так далек, что в своих теориях должен был часто прибегать к сравнениям и аналогиям. Рассуждая о цветах, он, например, высказывает мнение, что цвета должны, по всей вероятности, обусловливаться различной скоростью колебаний светового вещества, подобно тому, как различные тоны зависят от неодинаковой скорости колебаний воздуха. Но тут же он допускает предположение (которое приходило в голову и Маркусу Марци), что в тех местах, где световые лучи падают гуще, цвета должны быть ярче — предположение, представляющее отголосок старого взгляда на образование цветов из света и темноты. Впрочем, Гримальди окончательно разрывает с теорией постоянных и кажущихся цветов; он считает цвета составными частями света, поясняя, что цвета могут существовать только в самом свете и что так называемые истинные, или постоянные, цвета тел зависят от способности последних отражать падающий на них свет с особыми видоизменениями. Объяснение различной густоты одного и того же цвета Гримальди находит в наблюдении, обратившем уже на себя внимание Марци. Подобно последнему, он заметил, что свет, пройдя через призму, рассеивается, и, следовательно, одна часть светового луча преломляется сильнее другой. Отсюда - вывод: там, где свет наименее преломлен, он всего гуще и ярче, т. е. окрашен в красный цвет; в месте же наибольшего преломления он более разряжен и получает голубую и фиолетовую окраску. В лице Гримальди мы познакомились с известнейшим из иезуитов-физиков. Их было много в то время, и во всех них легко заметить некоторое фамильное сходство. Почти все они — недурные наблюдатели, перенимают умело и успешно чужие открытия, и нередко развивают их дальше. Но пробивать новые пути вообще не их дело. Исклю- чение из этого правила составляет Гримальди. Он, по крайней мере, бесспорно, первый заметил и понял явление дифракции и, изучая его опытным путем, не дал себя сбить схоластически-философскими уклонами. Впрочем, и он не мог пойти дальше, не будучи в состоянии выработать вполне новых воззрений и новых теоретических основ. Как только дело доходит до общих выводов, он становится нерешительным, сбивчивым, ставит рядом старое и новое и боязливо останавливается на сопоставлениях. Быть может, эта нерешительность — только следствие воспитания и гнетущей дисциплины ордена, не допускавшей не единого шага вперед без санкции высшего духовного авторитета.

  1. Cantor, Zeitschrift f. Math. u. Physik, XXVIII Jahrg. I Heft, Hist.-lit. Abth, стр. 29.
  2. Наст. соч. I, История среднев. физики, отдел третий.
  3. Там же.
  4. Там же.
  5. Ч. 1, Ист. среднев. физики, отдел первый.
  6. Дреббель обнародовал свое изобретение в 1604 г. (Burskhardt, Poggendorf. Ann., СХХХIII, стр. 681). Историю дреббелевского мифа излагает Wohwill; см. Poggendorf. Ann., CXXIV, стр. 163.
  7. Galileo Galilei e lo studio di Padova, Флоренция, 1883.
  8. Les mecaniques de Galilee. Париж, 1634.
  9. Histooire des sciences en Italie. IV. 179.
  10. В «Discorsi» беседа между тремя лицами: Сальвиати, Сагредо и Симпличио происходит по-итальянски; только во второй части книги, касающейся динамики, положения, служащие темой беседы, написаны на латинском языке.
  11. Favaro (Galileo Galilei e lo studio di Partova, Флоренция, I883) высказывается против столь раннего происхождения «Механики» Галилея и считает даже рассказ Вивиани об опытах в Пизе неверным. Он относит развитие механического учения Галилея ко времени пребывания в Падуе, между 1602—1609 гг., во всяком случае, однако, к первому периоду его научной деятельности.
  12. Моментом Галилей вообще называет величину силы, действующей при данных условиях. В сочинении «Delia scionza meccanica» он говорит: момент есть стремление опускаться вниз, слагающееся из тяжести, положения тела и других условий, вызывающих такую наклонность.
  13. Ч. I, Ист. средневек. физики, отдел третий.
  14. Poggendorff, Geschichte der Physik, стр. 239.
  15. Для вычерчивания параболы Галилей предлагает два способа: либо катить шар по гладкой наклонной плоскости, причем шар опишет параболу, либо подвесить тонкую цепочку за оба конца, и тогда последняя примет форму параболы. В последнем случае Галилей смешивает параболу с цепной линией.
  16. Ч. I, Ист. средневек. физики, отдел третий.
  17. Там же.
  18. Более подробное изложение учения об элементах в течение разбираемого и предыдущего периода развития физики можно найти у Лассвица (Lasswitz, Programm der Gymnasium zu Gotha, 1882 и его же «Geschichte der Atomistik», 2 тома).
  19. Ч. I, Ист. средневек. физики, отдел третий.
  20. Ч. I, Ист. средневек. физики, отдел второй.
  21. Ч. I, Ист. физики в древности, отдел первый.
  22. Ч. I, Ист. средневек. физики, отдел третий.
  23. Ч. I, Ист. средневек. физики, отдел первый.
  24. Под углом преломления здесь всегда разумеется угол, образуемый продолжением падающего луча с преломленным, т. е. угол отклонения.
  25. Ч. I, Ист. физики в древности, отдел второй.
  26. Ч. I, Ист. средневек. физики, отделы второй и третий.
  27. Widemann, Ann. d. Phys. u. Chem., стр. 478—480.
  28. Ч. I, Ист. средневек. физики, отдел третий.
  29. Показания И. Янсена противоречат, как мы сейчас увидим, в отношении заслуг Липперсгейма и Мециуса, официальным, доныне сохранившимся, документам. Это возбуждает недоверие к нему вообще и наводит на подозрение, что И. Янсен умышленно отнес изобретение на несколько лет назад и приписал своему отцу то, что не было самостоятельным его открытием или же было сделано им позже других. Липперсгейм умер в 1619 г., Мециус — между 1624—1631 гг. Оба эти лица, стало быть, не могли возражать против показаний, данных в 1655 г. Посланник же Борель, беспристрастие которого мы не имеем права заподозрить, рассказывает о давно прошедшем и только на основании слухов, поэтому его мнение не может быть решающим.
  30. Сведения эти заимствованы главным образом от Нюренбергера (Nürnberger, Astr. Handwörterbuch, статья Fernrohr).
  31. Telescopium s. ars perficiendi novum illud Galilei visorium instrumentum ad sidera. Франкфурт на Майне 1618). Здесь впервые встречается название «телескоп» вместо perspicilli и пр. Название «телескоп» и «микроскоп» введено Демисцианом.
  32. Правописание имен было особенно неопределенным в Германии в XVII и XVIII вв. Главной причиной этого была, вероятно, тогдашняя манера латинизировать имена.
  33. Ч. I, Ист. средневек. физики, отдел третий.
  34. К Винте (Vinta) первому государственному секретарю великого герцогства Тосканского, от 27 мая 1610 г.
  35. Wolf (Geschichte der Astronomie, стр. 247) сообщает, что Газенреффер, преданный друг отца Кеплера, убеждал последнего не печатать ничего такого, где бы система Коперника не была выставлена простой гипотезой, и избегать всякого упоминания о библии.