Паскаль

Однако Блез замечает, что он не без сожаления отказывается от распространенных мнений древних авторов: он сопротивлялся новым мнениям настолько, насколько имел основания следовать старым — об этом достаточно свидетельствуют его опубликованные ранее «Новые опыты, касающиеся пустоты», где он придерживался второй точки зрения; но очевидность опытов и сила фактов эксперимента на горе заставили его, несмотря на все уважение к древним, отказаться от их взглядов.

Так закончил свое многовековое существование horrorvacui. По словам Луи де Бройля, известного французского физика XX века, опытом на Пюи-де-Дом «впервые экспериментально было подтверждено важное физическое явление, предсказанное теоретическими соображениями». Эхо всеобщего признания этого опыта распространилось по всей учёной Европе. Однако среди одобрительного хора неожиданно раздался весьма неприятный для Паскаля голос, пытавшийся принизить его заслуги.

14

В июле 1651 года из иезуитской коллегии Монферрана, небольшого городка, расположенного рядом с Клермоном, стали распространяться философские тезисы, посвященные господину де Рибейру, первому президенту клермонской палаты сборов. В них, в частности, говорилось: «Находятся лица, любящие новинки и желающие представить себя автором эксперимента, изобретателем которого является Торричелли и который был сделан также в Польше. Несмотря на это, подобные лица стремятся приписать его себе: проведя эксперимент в Нормандии, они приехали публиковать его в Овернь».

Это был явный выпад против Паскаля. Как только Блез узнал о тезисах, он тотчас же написал де Рибейру письмо, в котором напоминал, что в «Новых опытах, касающихся пустоты» он ясно и четко изложил историю собственных опытов, отделяя их от итальянского эксперимента. «Новые опыты...» распространялись за границей и по всей Франции; в один только Клермон было отправлено около 30 экземпляров. Автор тезисов, пишет Паскаль, — единственный человек среди ученых Европы, который не ведает об этом, и если бы он чуть больше общался с Парижем, то знал бы, что невозможно приписать себе опыт Торричелли, как невозможно присвоить изобретение подзорной трубы.

Касаясь польского эксперимента, сделанного капуцином Валерианом Магни и являющегося лишь обыкновенной копией итальянского опыта, Блез отмечает, что этот эксперимент был осуществлен позднее его собственных, значительно отличающихся к тому же от опыта Торричелли.

Заканчивая письмо к де Рибейру, Паскаль переходит к эксперименту на горе Пюи-де-Дом: «Я смело говорю вам, месье, что этот опыт изобрел я и новое знание, открытое им, целиком мое». Блез не зря так настаивал на своем авторстве. Дело в том, что и в этом случае его приоритету угрожала серьезная опасность: на идею «опыта на горе» притязал Декарт.

В июне 1649 года Декарт в письме к Каркави просил сообщить ему о результатах и деталях опыта на горе Пюи-де-Дом и удивлялся, что Паскаль сам не написал ему об этом. «Ведь именно я, — утверждал Декарт, — надоумил его провести этот опыт, в успехе которого я не сомневался». Видимо, в одну из сентябрьских встреч обсуждался вопрос о тяжести воздуха и решающих экспериментах в этой области. «Я посоветовал г. Паскалю, — писал позднее Декарт Мерсенну, — пронаблюдать, будет ли ртуть подниматься так же высоко на вершине горы, как и у ее подножия: я не знаю, сделал ли он это». Декарт весьма четко обозначил требование собственного приоритета. Паскаль же, всегда щепетильно относившийся к подобным вопросам, на сей раз счел возможным промолчать, напомнив о своем первенстве лишь два года спустя в письме к де Рибейру. Чем обусловлено молчание Блеза? Прав ли Декарт в своих требованиях? На эти вопросы трудно ответить. Сомневаться в научной честности обоих ученых нет никаких оснований. Скорее всего здесь сыграли роль какие-то недоразумения: ведь в оживленной дискуссии трудно запомнить, кто и как первым высказал ту или иную идею, поддержал то или иное мнение. К тому же нельзя не заметить, что Декарт весьма ревниво относился к сочинениям, опережавшим его исследования в какой-либо области, и иногда без всяких существенных причин искал в них плагиат и копию собственных мыслей. Во всяком случае «опыт на горе» занимал в научных мыслях Паскаля и Декарта совершенно разное место. Для Паскаля он служил одновременной проверкой тяжести воздуха и существования пустоты, доказательством простой и проверяемой теории. Декарт же, отрицавший пустоту по чисто философским соображениям и увлеченный метафизическими тезисами о существовании тонкой материи, вводил опыт в систему чисто априорных рассуждений (хотя он и признавал вопреки многим исследователям тяжесть воздуха и еще в 1642 году пытался взвесить его). Вот что пишет по этому поводу известный немецкий историк физики Фердинанд Розенбергер: «Декарт приписывает себе часть славы, выпавшей на долю Паскаля... 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 притязанию Декарта, тем более что его письма написаны на целый год позднее работ Паскаля».

В истоках новой науки наблюдается вроде бы парадоксальный для ее существования факт. Перед лицом безличного и «анонимного» знания, ориентирующегося на экспериментально-количественные критерии, казалось бы, должны умолкнуть субъективно-индивидуалистические мотивы. Ведь какая разница для истины, если она вечна и объективна, кто первым открыл ее, Декарт или Паскаль, Лейбниц или Ньютон? Перед истиной, если она действительно вечна и объективна и, следовательно, поглощает индивидуалистические различия, умолкает горделивое стремление к первенству, к выделению из ряда себе подобных. В реальности же нередко случалось так, что дискуссии ученых, вызванные этим горделивым стремлением, балансировали на грани склоки и взаимных оскорблений. Вероятно, все дело в том, что здесь свою роль играет невидимый на поверхности первоначальный импульс научного творчества. В этой связи небезынтересно будет заметить, что известный французский мыслитель и поэт XX века Поль Валери характеризовал методологию «философского эготиста» Декарта, «единственным Богом которого было его собственное Я», как «пробуждение гордости и смелости разума», как «волю к могуществу».

15

В 1651 — 1653 годах Блез продолжал работать над обобщением и объяснением полученных им результатов. Опыт на Пюи-де-Дом был назван «великим экспериментом равновесия жидкостей», хотя основная суть его заключалась в проверке давления воздуха. Дело в том, писал Паскаль, что следствия, вызываемые давлением воздуха, являются лишь частным случаем общего положения о равновесии жидкостей и давлении внутри них. Паскаль устанавливает очень важный принцип, отождествляющий явления, связанные с атмосферным давлением и давлением жидкости. Исследования, обусловленные опытом Торричелли, естественно привели его к гидростатике. От отдельного эксперимента Блез перешел к целому разделу физики: продолжая начатое Архимедом, Стевином, Галилеем, он построил строгую логическую систему основополагающих принципов гидростатики.

Для характеристики вклада Паскаля в гидростатику важно подчеркнуть достижения, сделанные в этой области Стевином и Галилеем. Стевину, как пишет А. Н. Долгов в «Кратком очерке истории гидростатики», «удалось в весьма ясной и доказательной форме установить законы давления жидкости на дно и боковые стенки сосуда и дать обоснование закону равновесия жидкостей в сообщающихся сосудах...». Однако Стевин «не усмотрел, что закон давления жидкости на стенки включает свойства плавающих или погруженных тел; он сначала установил эти свойства прямым путем, не связывая их с фундаментальным законом гидростатики и не связывая последний с принципом статики». Галилей дополнил исследования Стевина и связал свойства плавающих тел и давления жидкостей с общими законами статики, использовав принцип возможных перемещений (принцип возможных перемещений — один из основных принципов механики, устанавливающий общее условие равновесия механической системы: для равновесия механической системы необходимо, чтобы сумма работ всех приложенных к системе сил на любом из возможных перемещений системы была равна нулю). Но, по словам известного французского историка науки Дюгема, Галилей не извлек из общих законов равновесия «величину давления, оказываемого жидкостью на стенки содержащего ее сосуда».

Паскаль систематизировал результаты своих предшественников и обогатил гидростатику рядом оригинальных доказательств и положений. В 1653 году он написал (опубликованный лишь посмертно в 1663 году) «Трактат о равновесии жидкостей», в котором подходил к установлению закона распределения давления в жидкостям следующим образом: если прикрепить к стене несколько сосудов разной формы (обычный, наклонный, узкий, широкий и т. д.) с одинаковыми отверстиями на их дне и наполнить эти сосуды водой до одной высоты, то давление воды на дно будет во всех сосудах одинаковым, и для удержания пробок необходима равная сила, несмотря на разное количество и вес воды в сосудах. Причина явления состоит в том, что «вода имеет одинаковую высоту во всех сосудах, и мерой указанной силы является вес воды, содержащейся в первом сосуде, однородном по своей форме. И если это количество воды весит сто фунтов, то нужна сила в сто фунтов, чтобы удержать каждую из пробок, даже и у пятого сосуда, хотя вода, заключенная в нем, не весит и одной унции».

Для проверки данного утверждения Паскаль проводит очень эффектный опыт, поражавший его современников и до сих пор удивляющий как детей, так и взрослых. Он закрывает отверстие пятого сосуда соответствующим куском дерева, «обернутым прядью, как поршень насоса» (поршень входит в отверстие и проходит через него, не застревая и в то же время не препятствуя выходу воды). Затем к середине поршня прикрепляется нитка, которая проходит через узкую трубку и привязывается к одному плечу коромысла весов (на другое плечо вешается груз в сто фунтов). «Тогда мы увидим полное равновесие этого груза в сто фунтов с водой в узкой трубке, которая весит одну унцию. Если же хоть немного уменьшить груз в сто фунтов, то вода опустит поршень, а следовательно, и то плечо коромысла весов, к которому он прикреплен, и поднимет то, на котором висит груз немного менее ста фунтов. Если же эта вода замерзнет, а лед не пристынет к сосуду, то, чтобы удержать его в равновесии, достаточно будет иметь на другом плече коромысла весов всего лишь одну унцию. Если же приблизить к сосуду огонь и растопить лед, то понадобятся уже сто фунтов, чтобы Уравновесить тяжесть этого льда, расплавленного в воду, хотя мы располагаем всего только одной унцией ее».

То же самое, писал Паскаль, наблюдается и тогда, когда отверстия, закрываемые пробками, находятся сбоку или в верхней части сосуда. При повышении или понижении уровня воды сила, действующая на пробку, соответственно пропорционально увеличивается или уменьшается. «Отсюда видно, — подытоживал Блез первую главу, — что сила, нужная для того, чтобы воспрепятствовать воде вытекать из отверстия, пропорциональна высоте стояния воды, а не ширине сосуда, и что мерой этой силы всегда является вес воды, заключающейся в колонке ее, с высотой, равной высоте стояния воды, и основанием, равным величине отверстия. То, что я сказал о воде, относится и ко всем другим видам жидкостей».