Ариэль Дюрант – Начало эры разума (страница 168)
Так в эту эпоху без цензуры возникли частные академии для обучения и исследований, особенно в области науки. В 1603 году в Риме Федериго Чези, маркиз Монтебелло, основал Академию Линчеев (Академию рысьих глаз), в которую Галилей вступил в 1611 году. Устав академии определил ее цели:
Линчеевская академия желает видеть своими членами философов, стремящихся к истинному знанию и отдающихся изучению природы, особенно математики; в то же время она не будет пренебрегать украшениями изящной литературы и филологии, которые, как изящные гранаты, украшают весь корпус науки… В планы линчеев не входит находить досуг для декламаций и дебатов….. Линчеисты обойдут молчанием все политические разногласия и всякого рода ссоры и словесные споры».39
Академия была распущена в 1630 году, но ее цели продолжила (1657) Академия проб и доказательств (Accademia del Cimento). Вскоре подобные общества были созданы в Англии, Франции и Германии, а вдохновляющий Интернационал наук заложил интеллектуальные и технические основы современного мира.
III. ИНСТРУМЕНТЫ И МЕТОДЫ НАУКИ
Сначала нужно было создать научные инструменты. Глаза не могли видеть достаточно ясно, далеко и детально; плоть не могла с необходимой точностью ощущать давление, тепло и вес вещей; разум не мог измерять пространство, время, количество, качество, плотность, не смешивая свои личные уравнения с фактами. Нужны были микроскопы, телескопы, термометры, барометры, гидрометры, лучшие часы, более тонкие весы. Один за другим они появлялись.
В книге «Magia naturalis» (1589) Джамбаттиста делла Порта писал: «С вогнутой линзой вещи кажутся меньше, но более простыми; с выпуклой линзой вы видите их крупнее, но менее отчетливыми; если, однако, вы знаете, как правильно сочетать эти два вида, вы будете видеть вблизи и вдали и крупно, и четко».40 Здесь был заложен принцип микроскопа, полевого стекла, оперного стекла, телескопа, целой кучи изобретений и всей гистологии. Простой микроскоп, состоящий из одной выпуклой линзы, был известен давно. Изобретением, изменившим биологию, стал составной микроскоп, сочетающий несколько сходящихся линз. Индустрия шлифовки и полировки линз была особенно развита в Нидерландах — Спиноза жил и умер благодаря ей. Около 1590 года Захариас Янссен, очковый мастер из Мидделбурга, соединил двояковыпуклую и двояковогнутую линзы, создав самый ранний из известных составных микроскопов. Из этого изобретения возникли современная биология и современная медицина.
Дальнейшее применение этих принципов изменило астрономию. 2 октября 1608 года другой миддельбургский очковый мастер, Ганс Липпершей, представил генеральному штату Соединенных провинций (все еще находившихся в состоянии войны с Испанией) описание прибора для наблюдения за объектами на расстоянии. Липпершей поместил двояковыпуклую линзу («предметное стекло») на дальнем конце трубы, а двояковогнутую линзу («окуляр») — на ближнем. Законодатели увидели военную ценность изобретения и наградили Липпершея девятьюстами флоринами. 17 октября другой голландец, Якобус Метиус, заявил, что самостоятельно изготовил аналогичный прибор. Услышав об этих разработках, Галилей в 1609 году изготовил в Падуе собственные телескопы с увеличением до трех диаметров; именно с помощью этих инструментов он начал увеличивать мир. В 1611 году Кеплер предположил, что еще лучшие результаты можно получить, изменив галилеевское расположение линз, используя выпуклую линзу как «окуляр», а вогнутую — как предметное стекло; а в 1613–17 годах иезуит Кристоф Шейнер изготовил улучшенный телескоп по этому плану.41
Тем временем Галилей изобрел термометр (ок. 1603 г.) на основе принципов, известных Герою Александрийскому в III веке н. э. или ранее. В сосуд с водой он помещал открытый конец стеклянной трубки, на другом конце которой находилась пустая стеклянная колба, которую он нагревал прикосновением руки; когда он убирал руку, колба остывала и вода поднималась в трубке. Друг Галилея Джованни Сагредо (1613) разделил трубку на сто градусов.
Ученик Галилея, Эванджелиста Торричелли, закрыл с одного конца длинную стеклянную трубку, наполнил ее ртутью и поставил открытым концом в блюдо с ртутью; ртуть в трубке не стекала в блюдо. Схоластическая физика объясняла это «отвращением природы к вакууму»; Торричелли объяснил это давлением окружающей атмосферы на ртуть в блюде. Он рассудил, что это внешнее давление поднимет ртуть в сосуде в пустую трубку, освобожденную от воздуха; эксперимент доказал его правоту. Он показал, что изменения высоты ртути в трубке могут быть использованы как мера изменений атмосферного давления. Так в 1643 году он построил первый барометр, который до сих пор является основным инструментом метеорологии.
Вооруженные этими новыми инструментами, науки обратились к математикам за усовершенствованными методами вычислений, измерений и обозначений. Как мы уже видели, Напьер и Бюрги ответили логарифмами, Оутред — логарифмической линейкой; но еще большим благом стала десятичная система. Предварительные предложения, как обычно, подготовили путь. Аль-Каши из Самарканда (ум. в 1436 г.) выразил отношение окружности к диаметру как 3.1415926535898732, что является десятичной дробью с пробелом вместо точки. Франческо Пеллос из Ниццы в 1492 году использовал точку. Симон Стевинус изложил новую систему в эпохальном трактате «Десятичная система» (1585), в котором он предложил «с неслыханной легкостью научить, как производить все вычисления… целыми числами без дробей». Метрическая система в континентальной Европе воплотила его идеи в измерении длин, объемов и валют; но круг и часы отдали дань вавилонской математике, сохранив шестидесятеричное деление.
Жерар Дезарг опубликовал в 1639 году классический трактат о конических сечениях. Франсуа Вьете из Парижа возродил зачахшее изучение алгебры, используя буквы для обозначения известных и неизвестных величин, и предвосхитил Декарта, применив алгебру к геометрии. Декарт основал аналитическую геометрию в порыве вдохновения, когда предложил, что числа и уравнения могут быть представлены геометрическими фигурами и наоборот (так, постепенное обесценивание валюты в течение времени может быть показано в виде статистического графика); и что из алгебраического уравнения, представляющего геометрическую фигуру, можно алгебраически вывести следствия, которые окажутся геометрически верными; поэтому алгебра может быть использована для решения сложных геометрических задач. Декарт был настолько очарован своими открытиями, что считал, что его геометрия настолько превосходит геометрию его предшественников, насколько красноречие Цицерона превосходит A B C детей.42 Его аналитическая геометрия, теория неделимых Кавальери (1629), приближенное возведение окружности в квадрат Кеплером, возведение циклоиды в квадрат Робервалем, Торричелли и Декартом — все это подготовило Лейбница и Ньютона к открытию исчисления.
Математика стала целью и незаменимым инструментом всех наук. Кеплер заметил, что когда разум покидает царство количества, он блуждает в темноте и сомнениях.43 «Философия», — сказал Галилей, имея в виду «натурфилософию», или науку,
написано в этой великой книге Вселенной, которая постоянно открыта нашему взору. Но эту книгу невозможно понять, пока мы не научимся понимать язык и читать буквы, на которых она написана. Она написана на языке математики.44
Декарт и Спиноза стремились свести саму метафизику к математической форме.
Наука начала освобождаться от плаценты своей матери — философии. Она спихнула со спины Аристотеля, повернулась лицом от метафизики к природе, разработала свои собственные отличительные методы и попыталась улучшить жизнь человека на земле. Это движение принадлежало к сердцу Века Разума, но оно не возлагало надежды на «чистый разум» — разум, независимый от опыта и эксперимента. Слишком часто такие рассуждения плели мифические сети. Разум, как и традиции и авторитеты, теперь должен был проверяться изучением и регистрацией скромных фактов; и что бы ни говорила «логика», наука стремилась принять только то, что можно было количественно измерить, математически выразить и экспериментально доказать.
IV. НАУКА И МАТЕРИЯ
Науки развивались в логической прогрессии на протяжении всей современной истории: математика и физика — в XVII веке, химия — в XVIII, биология — в XIX, психология — в XX.
Великое имя в физике этого периода — Галилей, но многие менее значительные герои заслуживают того, чтобы о них вспомнить. Стевинус помог определить законы шкива и рычага; он провел ценные исследования в области давления воды, центра тяжести, параллелограмма сил и наклонной плоскости; в Делфте, около 1690 года, он предвосхитил предполагаемый эксперимент Галилея в Пизе, показав, вопреки древнему мнению, что когда два одинаковых предмета разного веса падают вместе с высоты, они достигают земли в одно время.45 Декарт совершенно четко сформулировал закон инерции, согласно которому тело остается в состоянии покоя или прямолинейного движения, если на него не действует какая-либо внешняя сила. Он вместе с Гассенди предвосхитил молекулярную теорию тепла. В основу «Метеоров» (1637) он положил космологию, которую больше не принимали, но этот трактат во многом способствовал становлению метеорологии как науки. Торричелли (1642) расширил свои исследования атмосферного давления до механики ветров, которые, по его мнению, являются уравнительными течениями, возникающими из-за местных различий в плотности воздуха. Гассенди, этот замечательный священник всех наук, проводил эксперименты по измерению скорости звука; его результаты дали 1473 фута в секунду. Его друг-монах Марин Мерсенн повторил эксперимент и получил результат 1380 футов, что ближе к современной цифре 1087. В 1636 году Мерсенн установил целую серию обертонов, издаваемых звучащей струной.