7
"Волнения, вызванные в ученой среде торричеллиевой трубкой, - пишет Льоцци, - сравнимо лишь с интересом, вызванным галилеевой подзорной трубой. Между перипатетиками, картезианцами и экспериментаторами разгорелась яростная дискуссия".
Вскоре опыт Торричелли стал известен среди всех ученых Франции. Некоторые заинтересовались этим экспериментом и пытались воспроизвести его, но безуспешно: в то время было сложно изготовить прочное экспериментальное оборудование необходимых размеров, и стеклянные трубки часто лопались под тяжестью ртути.
В октябре 1646 года у Этьена Паскаля гостил проездом в Дьепп один из его знакомых, Пьер Пети, интендант фортификаций, увлекавшийся физическими опытами. Вблизи Дьеппа несколько лет назад полусгорел и затонул военный корабль, оттого что один матрос неосторожно закурил возле бочки с порохом. Обломок корабля должен был содержать 40 тысяч экю. Предприимчивый марселец Жан Прадин якобы изобрел и построил подводный аппарат, на котором можно "находиться шесть часов под водой с зажженной свечой", и собирался основательно прочесать подводный мир. Пети сгорал от нетерпения присутствовать на неслыханном зрелище. Он знал об эксперименте Торричелли и сообщил о нем семейству Паскалей. На обратном пути из Дьеппа Пети вновь остановился в Руане и повторил совместно с Блезом этот эксперимент, результаты которого оказались сходными с результатами итальянского опыта. Размышляя по поводу этого опыта, Паскаль отмечал, что он еще более утвердился во мнении, которое всегда разделял, что пустота не является чем-то невозможным и что природа не избегает пустоты с такой боязнью, как многие воображают.
Но мнение мнением, а простого повторения опыта было совсем недостаточно для категорического утверждения вытекавших из него следствий. Да и сам Блез не был окончательно уверен в своих заключениях; к тому же многочисленные противники "пустоты" заявляли, что верх трубки заполнен либо разреженным воздухом, либо испарениями жидкости, либо мировым эфиром, тонкой материей Декарта и т. д. Поэтому необходимы были новые и разнообразные опыты, решающие эксперименты, основывающиеся на твердых аксиомах и систематических доказательствах, а не на интуитивных догадках.
За эти-то опыты и принялся Блез со свойственной ему пылкой последовательностью. Для опровержения наличия в верхней части трубки разреженного воздуха он использует трубки различных форм (прямые, наклонные, оканчивающиеся стекляннным баллоном и т. д.). Если бы там имелся разреженный воздух, то высота ртути в трубке со стеклянным баллоном была бы ниже, чем в прямой трубке, так как в первой должно содержаться больше воздуха, чем во второй.
Для опровержения гипотезы с парами жидкости Паскаль заказывает в мастерской, производящей стеклянные изделия, две стеклянные трубки длиной более двенадцати метров. Это было невероятно трудное для того времени дело, требовавшее к тому же больших денежных затрат. Стеклянные мастерские в Руане славились своими добротными изделиями, и трубки в конце концов были изготовлены. Их привязывают к корабельной мачте, находящейся прямо во дворе мастерской, и заполняют одну вином, а другую водой. Многие любопытствующие жители Руана толпятся вокруг, наблюдая за течением опыта и действиями экспериментаторов (в одном из писем Паскаль замечал, что на подобной демонстрации присутствовало однажды около пятисот человек разных сословий и званий). Каков же должен быть результат, если верна гипотеза с парами ртути? Вино испаряется быстрее воды, и, следовательно, испарения в верху трубки с вином должны занимать большее место, а жидкость соответственно находиться на более низком уровне, чем в трубке с водой. При измерении же уровень жидкости составил 31 фут для воды и 31 фут 8 дюймов для вина. Итак, еще одна гипотеза была опровергнута.
8
Летом 1647 года здоровье Блеза ухудшается, и он вместе с Жаклиной переезжает в Париж. В Париже они усердно посещают проповеди Сенглена, духовного наставника отшельников и монахинь Пор-Рояля. Сенглен не был красноречивым и витиеватым оратором. Его мысли были просты, доходчивы и суровы. Основной их пафос заключался в том, что истинный христианин должен совершенно отказаться от светской жизни, что земные привязанности служат для человека лишь предметом раскаяния. Эти мысли, пишет Жильберта, находили живой отклик в сердцах брата и сестры.
Но не только помыслы о совершенной жизни наполняют в это время ум Паскаля. Он продолжает интенсивно заниматься физическими исследованиями, встречается с учеными Парижа, обсуждает с ними различные научные проблемы. Почти всегда ему приходится для этого превозмогать собственные недуги, все более усиливающиеся головные и желудочные боли. Иногда он даже не может отвечать на письма родных и, извиняясь за молчание, пишет однажды своей старшей сестре, что у него почти нет таких часов, когда здоровье и свободное время совмещаются друг с другом. В таком положении Жаклина оказывается для Блеза незаменимой помощницей. Она по-матерински ласково и заботливо ухаживает за больным братом, готовит для него горячие ванны, делает кровопускания. Восхищенно любящая сестра и терпеливо-нежная сиделка, она является одновременно и секретарем, доверенным лицом Блеза, пытаясь при этом как-то остужать его научный пыл.
Вот и теперь, когда в один из своих редких приездов во Францию Декарт пожелал встретиться с Паскалем и попросил одного из своих приятелей договориться об этом с его сестрой, Жаклина оказывается в затруднительном положении: время для научных бесед вроде бы неподходящее; после вчерашнего кровопускания в ногу брат сильно ослаб, много потел и мало спал, но не станет ли он сердиться, узнав, что она препятствовала его встрече с именитым философом и ученым? Она все-таки дает свое согласие и просит Декарта прийти на следующий день около полудня, так как утром Блезу особенно трудно разговаривать.
Одетый в модный камзол из зеленой тафты, без султана и шпаги, положенных его дворянскому званию, по-военному подтянутый, Декарт в сопровождении нескольких своих друзей оказывается 23 сентября 1647 года у постели больного Паскаля. Присутствующий на встрече Роберваль демонстрирует по просьбе Декарта действие арифметической машины. На вопрос о природе пространства в верхней части трубки над ртутью Декарт отвечает, что там находится его тонкая материя. К этому мнению Блез относился отрицательно, но, чувствуя себя очень плохо, в дискуссию вступать не стал, отделавшись несколькими словами. Роберваль же, стоявший на позициях Паскаля в этом вопросе и к тому же недолюбливавший Декарта, начинает с горячностью (однако в пределах вежливости) доказывать ошибочность мнений своего противника. Декарт отвечает язвительно, что он будет говорить сколько угодно с рассудительным Паскалем, но не станет терять и минуты на беседу с предвзято расположенным к нему Робервалем. Обиженный философ покидает Блеза, обещав зайти к нему на следующий день, и отправляется на званый обед.
24 сентября происходит их вторая и последняя встреча. Декарт справляется о здоровье Паскаля, советует ему почаще пить крепкие бульоны и оставаться в постели по утрам до появления усталости от лежания (так делал сам Декарт в течение всей своей жизни: еще в коллегии Ля Флеш ему отменили в виде исключения общий подъем, и в последующие годы он не изменял этой привычке, предаваясь в лежачем положении различным размышлениям; один из биографов Декарта замечает даже, что многими открытиями Декарта в области философии и математики мы обязаны его утренним лежаниям). Затем беседа, длившаяся около трех часов, переходит в русло злободневных научных проблем. (К великому сожалению, более конкретные подробности этой беседы двух великих современников остались неизвестны.)
Вскоре после приезда в Париж Блез узнает через Мерсенна о неприятном для себя факте. Секретарь польской королевы Денуайе сообщил в письме к "главному почтмейстеру" ученой Европы о том, что в Польше нашелся некий капуцин Валериан Магни, который стремится доказать в противоположность Аристотелю наличие пустоты в природе. К письму была приложена отпечатанная брошюра, в которой Магни описывал свой опыт, аналогичный эксперименту Торричелли и Паскаля, претендуя на оригинальность и первенство в этой области исследования.
Приоритет Блеза, как и в случае с арифметической машиной, неожиданно оказался под сомнением, что весьма остро задевает самолюбие молодого ученого. Опять возникает необходимость защиты и доказательства собственной правоты. В сентябре Роберваль написал Денуайе пространное письмо, в котором приводил магистральные опыты Паскаля в Руане, называя капуцина "вором из Польши". Вопрос о зависимости Магни от своих предшественников неясен. Большинство науковедов, занимающихся этим вопросом, склоняется к тому, что он к началу своих экспериментов достаточно хорошо знал об опыте Торричелли и просто повторил его без всяких доказательств, новых исследований и твердых формулировок.
Тем не менее, задетый за живое, Блез вынужден в октябре 1647 года опубликовать небольшой трактат под названием "Новые опыты, касающиеся пустоты", являющийся частью более широкого и полного трактата о пустоте, задуманного Паскалем, но так и не осуществленного. Появившийся трактат посвящается отцу и резюмирует проведенные к этому времени Блезом эксперименты. Вот как он сам объясняет во вступлении вынужденное сокращение своего сочинения: "...Я посчитал необходимым дать заранее сокращенный вариант трактата, ибо сделал большие расходы, отдал много труда и времени на эксперименты и боюсь, как бы другой, не потративший ни того, ни другого, ни третьего, не опередил меня и не представил публике вещей, которых он сам никогда не видел и, следовательно, не может их точно передать и вывести одну из другой в необходимом порядке: нет такого человека, у которого были бы трубки и сифоны такой длины, как у меня, и мало тех, у кого хватило бы терпения заиметь их..." Далее Паскаль открещивается от не принадлежащих ему заслуг, от мнений тех людей, которые пожелали бы приписать ему "итальянский эксперимент", но и не собирается уступать того нового, что изобрел он сам. Защищать и отвоевывать свое ему придется еще не раз...
Во вступлении Блез отмечает также, что очевидность итальянского эксперимента все еще продолжает подвергаться сомнению: сила предубеждения заставляет одних исследователей "заполнять" верх трубки духами ртути, других - маленькими частицами разреженного воздуха, третьих - материей, которая существует лишь в их воображении. Все они, пишет он, стремясь изгнать пустоту, упражняются в тонкости и изворотливости ума, который для разрешения истинных затруднений приводит в качестве доказательств бессодержательные словесные хитросплетения. "Поэтому я решил, - формулирует Блез главную задачу трактата, - провести такие эксперименты, которые могли бы устоять перед любыми возражениями, какие только можно сделать".
Основная часть трактата включала в себя три раздела: в первом разделе описывались проведенные Паскалем существенные эксперименты, во втором - показывались следствия, вытекавшие из них, третий же раздел представлял собой общее заключение. К каким же обобщениям приходит Паскаль, подытоживая свои опыты? В выводах он был весьма и весьма осторожен, точнее, отрицательно-осторожен. К тому времени он еще не стал полным сторонником отсутствия в природе horror vacui, не разделял он и мнения тех, кто утверждал, что природа абсолютно не выносит пустоты. Природа, считает Блез, боится пустоты, но эта "боязнь" ограниченна и имеет пределы. Вывод, как видим, весьма сходен с ответом, сделанным Галилеем устроителям фонтанов. Рассуждая же о природе пространства в верхней части трубки, он замечает, что кажущееся пустым пространство не заполнено: воздухом, который не проникает извне через поры в стекле трубки; духами жидкости, парами этой жидкости и т. д. Таким образом, пишет Паскаль, кажущееся пустым пространство не заполнено никакими известными в природе веществами, которые могут ощущаться человеком; и можно считать это пространство действительно пустым, до тех пор пока экспериментально не доказано существования там какого-либо вещества.
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.
9
Эти выводы носили, так сказать, предварительно-половинчатый характер, ибо наличных опытов не хватало для более емких и решительных заключений. А забегать вперед абсолютно неопровержимых опытов Паскаль не мог. Но и такие выводы нашли многочисленных оппонентов, среди которых особенно выделялся своей настойчивостью Этьен Ноэль - ученый и философ, представлявший орден иезуитов. Ноэль преподавал философию в коллегии Ля Флеш (его лекции слушал Декарт, находившийся с ним в относительно близких отношениях), был ректором ряда учебных заведений ордена, а в то время, когда Блез опубликовал свои "Новые опыты, касающиеся пустоты", занимал должность ректора в иезуитском Коллеж де Клермон (теперь это лицей Людовика Великого).
Как только появился трактат Паскаля, он тотчас же откликнулся на него письмом к автору: "Месье, я прочитал ваши опыты, касающиеся пустоты, и нашел их весьма превосходными и изобретательными, однако я не понимаю эту кажущуюся пустоту, которая появляется в трубке после опускания либо воды, либо ртути. Я говорю, что это тело, потому что оно действует как тело, передает свет с преломлением и отражением, замедляет движение другого тела, как можно заметить при опускании ртути, когда трубка, полная этой пустоты наверху, опрокидывается. Следовательно, тело занимает место ртути. Необходимо теперь посмотреть, что это за тело". Защищая положения перипатетиков, Ноэль пытался доказать, что тело, заполняющее верхнюю часть трубки Торричелли, представляет собой очищенный воздух, который, отделяясь от более грубого и тяжелого, проникает в трубку через поры стекла. Как же происходит, по мнению Ноэля, этот процесс? Воздух делится им на тонкий и грубый. Тонкий воздух, наполняющий поры стекла, отделяется от более грубого элемента тяжестью опускающейся и тянущей за собой тонкий воздух ртути. Этот воздух тянет за собой рядом лежащий до тех пор, пока не наполнится пространство, оставленное ртутью.
Паскаль не мог удовлетвориться подобной, чисто словесной и никакими опытами не подтвержденной аргументацией, которую в своем трактате он называл изворотливостью и пустым упражнением ума. "Нетрудно усмотреть, - пишет русский историк физики Н. Любимов, - капитальную разницу между приемами двух ученых, из которых один представитель знания, чуждающегося опыта, другой служитель науки нового времени, основанной на опыте. Паскаль рассуждает на основании опытов, им самим проведенных и изученных. Его внимание останавливается, естественно, на главной особенности этих опытов: на образовании безвоздушного пространства с его свойствами, которое скоро, будучи образовано более удобным способом, сделалось предметом исследования Бойля и других".
29 октября 1647 года Блез пишет ответное письмо, где привел "универсальное правило", которым, по его мнению, должны руководствоваться все те, кто ищет твердых и надежных знаний, "всецело наполняющих и удовлетворяющих ум", и которое, как он считает, применимо ко всем частным случаям определения истины. Правило это состоит в том, что все истинные суждения должны основываться на двух принципах - аксиомах и доказательствах. Аксиомы - это настолько очевидные для чувств и разума утверждения, что "для ума нет никакой возможности сомневаться в их достоверности": например, если к равным вещам прибавить равные вещи, то и все результаты будут равными. Доказательства - это следствия, которые непреложно вытекают из подобных аксиом с помощью строгой цепочки логических выводов: так, хотя утверждение равенства суммы трех углов треугольника сумме двух прямых и не является самоочевидным, оно доказывается с неминуемой очевидностью на основании отчетливых и достоверных аксиом. Все суждения, не использующие этих принципов, являются, по мнению Паскаля, сомнительными, и их следует называть "то видением, то капризом, иногда фантазией, идеей или просто красивой мыслью"; и так как подобные суждения нельзя утверждать без известной доли дерзости и безрассудства, то мы скорее склоняемся к их отрицанию, чтобы тем не менее перейти вновь к утверждению при наличии достоверных доказательств, показывающих их истинность. Покорность разума, замечает Паскаль, следует оставить для таинств веры, изначально скрытых от чувств и разума, в деле же познания природы следует доверять только разуму и ощущениям.
Такова была платформа, с которой неутомимый экспериментатор атакует основные положения, высказанные в письме Ноэля. В его рассуждениях Паскаль не обнаруживает ни самоочевидных аксиом, ни строгих доказательств, а находит лишь ту игру воображения, которая "без особых затрат труда и времени производит как самые большие, так и самые малые вещи". Многие исследователи, отмечает Блез, легко обходят реальные затруднения, вводя в свои размышления таинственную материю, как будто бы заполняющую все пустое пространство; если же допросить их, как и Ноэля, показать эту материю, они ответят, что она невидима. Невидимость, "бездоказательность" такой материи с большим основанием, по мнению Паскаля, свидетельствуют об ее отсутствии, нежели существовании. И хотя многие предшествующие и современные физики широко используют эту категорию, в подобных вопросах нельзя опираться ни на какие авторитеты; цитируя авторов, следует приводить их доказательства, а не имена.
Вспышки неприкрытой иронии, чередующейся со строгими логическими рассуждениями, выливаются в конце письма в откровенную насмешку над ученым иезуитом. "Впрочем, нельзя отказать вам в славе, что вы поддержали физику перипатетиков так хорошо, как это только возможно, и я нахожу, что ваше письмо в такой же степени является признаком слабости защищаемого вами мнения, как и силы вашего ума. И конечно же, ловкость, с какой вы отстаивали невозможность пустоты, легко заставляет предположить, что с подобным рвением вы могли бы обосновывать и противоположные взгляды..."
Однако Ноэль не собирался сдаваться и написал Паскалю второе письмо, в котором он частично менял свои мнения, но продолжал настаивать на невозможности пустоты. Письмо было вручено Блезу собратом Ноэля по ордену отцом Талоном, который дал понять Паскалю, что ввиду болезни он может не отвечать на него. Талон просил также никому не показывать послание и вообще держать переписку в секрете: впоследствии, дескать, можно будет объясниться с глазу на глаз.