Борис Тарасов – «Мыслящий тростник». Жизнь и творчество Паскаля в восприятии русских философов и писателей (страница 14)

Несмотря на всю наглядность опытов, Паскаль в своем сочинении не говорит о тяжести воздуха. Весь его интерес сосредоточен на доказательстве возможности пустоты и того, что «боязнь пустоты» в природе имеет предел.

В то время, как Блез погружен в свою физику, Жаклина становится все набожнее и не пропускает ни одной проповеди Сен-глена. Вскоре у нее зарождается мысль стать монашенкой Пор-Рояля. Брат поддерживает намерение сестры и помогает ей через посредство Гийебера, находящегося в эту пору в Париже, завязать отношения с настоятельницей монастыря матерью Анжеликой, с приветливой монахиней Агнессой и с самим Сенгленом, ставшим духовником Жаклины. Жаклина с редким для новичка смирением и послушанием внимает советам и наставлениям своего духовника. Но для того, чтобы принять монашеский постриг, необходимо поговорить с отцом, который находится еще в Руане и должен скоро приехать в Париж. Блез берет эти переговоры на себя, остается только ждать приезда Этьена Паскаля…

Между тем в ноябре 1647 года Паскаль стал рассматривать опыт Торричелли с иной точки зрения. Теперь его интересует не природа пространства над ртутным столбиком, а причина, удерживающая ртутный столбик в равновесии.

Паскаль уже провел предварительные опыты, сформулировал и ввел в свои исследования начала подлинной науки. Теперь можно приступить к решающим экспериментам, которые позволили бы сделать окончательные заключения. Как отмечал Блез в письме к Ле Пайеру, многие ученые-экспериментаторы связывали частичное опускание ртути в трубке Торричелли с давлением внешнего воздуха. Наиболее четко и лапидарно это мнение было высказано в 1644 году самим Торричелли: «До сих пор принимали, что сила, удерживающая ртуть от естественного стремления опускаться, находится внутри верхней части трубки – в виде пустоты или весьма разреженной материи. Я же утверждаю, что причина лежит вне сосуда: на поверхность жидкости в чашке давит воздушный столб… неудивительно, что жидкость входит внутрь стеклянной трубки (к которой она не имеет ни влечения, ни отталкивания) и поднимается до тех пор, пока не уравновесится внешним воздухом». Но и в такой форме это предположение находило иногда возражения, так как некоторые физики еще считали, в соответствии с мнением Аристотеля, что легкие тела не могут давить на более тяжелые (например, вода на землю, а воздух на воду и т. д.).

Мнение Торричелли – лишь возможное объяснение, которое останется гипотетичным до тех пор, пока опыт не покажет полной невозможности любого другого объяснения. Насущная задача, следовательно, состояла в том, чтобы проделать такой опыт, который показал бы, что тяжесть воздуха – единственная допустимая причина «подвешенности» ртути в трубке.

В конце 1647 года в присутствии своего зятя Флорена Перье Паскаль осуществляет один из решающих экспериментов для доказательства гипотезы давления воздуха. Если эта гипотеза верна, то есть если именно воздух, давящий на поверхность ртути в чашке, удерживает ртуть в трубке в равновесии, а не horror vacui, то при помещении чаши с трубкой в безвоздушном пространстве ртуть в трубке вместо частичного опускания должна полностью вытечь, не находя противодействия извне. Безвоздушное пространство в то время было известно только одно: это верхняя часть самой трубки Торричелли. Поэтому следовало провести очень тонкую и сложную операцию – разместить маленькую трубку с ртутью в «пустоте» большой. С этой целью Паскаль использовал стеклянную трубку длиной три фута, заполненную ртутью и закрытую с двух концов заслонками, которая прикреплялась внутри другой, шестифутовой, трубки. Затем большая трубка заполнялась ртутью, ее отверстие закупоривалось заслонкой, после чего эта трубка переворачивалась и вертикально размещалась в чаше со ртутью. Далее заслонка большой трубки протыкалась: ртуть сразу же опускалась, останавливаясь на обычной высоте и оставляя пустым пространство, в котором находилась маленькая трубка, погруженная своим нижним концом в колонку ртути большой трубки. Когда с помощью длинной изогнутой проволоки протыкалась заслонка внизу маленькой трубки, то вместо частичного опускания ртуть полностью выливалась, так как, оказавшись в безвоздушном пространстве, она не сдавливалась и не уравновешивалась никаким воздухом.

Казалось бы, этих опытов «пустоты в пустоте» было вполне достаточно для объяснения поднятия ртути в трубке весом давящего воздуха, а не «боязнью пустоты» или иной причиной. Однако Паскаль считал, что и в этом случае для «вакуистов» (то есть сторонников боязни пустоты) остаются какие-то лазейки, «закрыть» которые должен категорический и абсолютно неопровержимый эксперимент. Именно о таком опыте, названном Блезом «великим экспериментом равновесия жидкостей», сообщает он 15 ноября 1647 года в письме к Флорену Перье. Суть его была довольно простой и состояла в том, чтобы провести обычный опыт с пустотой в одинаковых условиях у подножия и на вершине горы. «Вы, конечно, представляете, – пишет Блез своему зятю, – что этот эксперимент является решающим и что если бы высота ртути на вершине горы оказалась меньшей, нежели у подошвы (а верить в это у меня есть много оснований, несмотря на то, что все, кто писал об этом предмете, придерживаются другого мнения), то следовало бы с необходимостью заключить: тяжесть воздуха, а не боязнь пустоты, является единственной причиной подвешенности ртути». Ведь совершенно очевидно, продолжает далее Паскаль, что вверху горы давление воздуха меньше, чем внизу, в то время как неразумно было бы утверждать, будто у подножия природа испытывает больший «страх пустоты», чем на вершине.

Основной смысл предполагаемого опыта заключался в привлечении количества, измеримости воздушного давления как последней инстанции; неизмеримый и сопротивляющийся количественной оценке horror vacui тем самым автоматически отбрасывался.

Подобный эксперимент был связан с большими затруднениями: надо было найти довольно высокую гору; гора эта должна находиться недалеко от города, что облегчало бы перенос сосудов, трубок, ртути и другого оборудования и позволяло бы следить за погодными условиями в районе горы и осуществлять эксперимент столько раз, сколько необходимо; для таких экспериментов также требовался знающий дело человек, способный вникнуть в суть проводимых опытов и провести их с надлежащей строгостью и точностью. Все эти затруднения были счастливо разрешены с помощью зятя Паскаля Флорена Перье, оказавшегося идеальным помощником в преодолении возникших сложностей: Перье жил в родном городе Блеза Клермоне, который располагался возле большой горы Пюи-де-Дом; к тому же он был хорошо посвящен в научные дела Блеза и сам увлекался в свободное от службы время различными физическими опытами. Паскаль доверяет осуществление эксперимента своему зятю, но разные обстоятельства позволили тому провести опыт лишь через десять месяцев – 19 сентября 1648 года. А через несколько дней Блез, пребывавший все это время в сильном нетерпении и беспокойстве, получает долгожданное письмо. «Месье, – пишет Перье, – наконец-то я сделал эксперимент, который вы так долго ждали. Я бы еще раньше принес вам это удовлетворение, если бы не долг службы, державший меня в Бурбонне; к тому же после моего приезда снега или туманы так закрывали гору Пюи-де-Дом, где я должен был проводить эксперимент, что даже в это самое лучшее время года почти не находилось дня, когда была бы видна вершина горы, которая обычно находится в облаках, а иногда и выше, хотя в то же самое время на равнине стоит хорошая погода: таким образом, я не смог соединить свои возможности с условиями погоды до 19 числа сего месяца. Но успех, с каким я провел в тот день эксперимент, сполна меня утешил в огорчениях, вызванных неизбежными задержками».

В лице своего зятя Блез приобрел незаменимого помощника; знание предмета, соединенное с большой ответственностью и тщательным выполнением всех формальных процедур, позволило Флорену Перье провести эксперимент на горе Пюи-де-Дом весьма корректно и с неопровержимой убедительностью. Получив послание от Перье, Паскаль несколько раз успешно повторяет опыты на башне Сен-Жак (на ней впоследствии была поставлена статуя Паскаля).

В конце 1648 года Паскаль публикует небольшую брошюру под названием «Рассказ о великом эксперименте равновесия жидкостей, задуманном г. Б. П. для создания трактата, который он обещал в своем резюме относительно пустоты, и осуществленном г. Ф. П. на одной из самых высоких гор Оверни». В ней помещены письмо Блеза к зятю от 15 ноября 1647 года и ответ Перье, а также некоторые выводы, напрашивающиеся из результатов «великого эксперимента». «Из этого эксперимента вытекают многие следствия, например, возможность узнать, находятся ли два места на одном уровне, то есть одинаково ли они удалены от центра Земли, или которое из них расположено выше, как бы ни были они далеки друг от друга». Так впервые Паскаль сформулировал принцип определения высот с помощью барометрического выравнивания. Он также замечает, что погода влияет на показания барометра в одной и той же местности (определение погоды в настоящее время – основное применение барометра).