Текст книги "Паскаль"

Автор книги: Борис Тарасов

сообщить о нарушении

Текущая страница: 11 (всего у книги 28 страниц)

В своем увлечении физикой Паскаль проявил себя как изобретательный экспериментатор, как проницательный теоретик, тонко чувствующий ход и дух новой науки, ясно представляющий ее цели и задачи. Показал он себя здесь и как яркий полемист, порой чересчур резко и горделиво для обращенного стремящийся к истине, отстаивающий свою правду не только очевидными аксиомами и вытекающими из них доказательствами, но и колющей насмешкой, едкой иронией. Не чуждо Блезу и пристрастие к интеллектуальной собственности, к приоритету в зарождавшейся науке, сопровождавшееся излишней щепетильностью в так называемых вопросах чести и собственного достоинства, отсутствием снисходительности и милосердия в отношении к своим противникам.

В то время, как Блез погружен в свою физику, Жаклина становится все набожнее и не пропускает ни одной проповеди Сенглена. 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...

10

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 horrorvacui, 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.

Несколько позже Паскаль проделывает этот эксперимент в другой форме, подсказанной друзьями Озу и Робервалем. Для нового опыта Блез заказывает руанским стеклодувам трубку сложной конфигурации (см. рис. 3).

Рис. 3.

Конец А в этой трубке герметически закупорен, а нижний конец N открыт; в точке M находится небольшое отверстие, которое вначале плотно закрывается: тогда трубка полностью заполняется ртутью, переворачивается и помещается в чашу со ртутью. В части MN ртуть частично опускается, как в обычном эксперименте, и остается «подвешенной» на известной высоте, уравновешиваясь давлением воздуха на ртуть чаши. Ртуть же, содержавшаяся в части AB, падает в изгиб трубки, так как в вакууме ничто не препятствует ее падению. Если же открыть отверстие М, то под давлением атмосферного воздуха ртуть в части AB резко поднимется вверх, остановившись на той высоте, на которой она приходит в равновесие с окружающим воздухом.

11

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 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 horrorvacui 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 хорошо был 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 трудно было найти и 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».

Опыт действительно удался на славу, был выполнен наиточнейше, с соблюдением всех возможных формальностей. Утро 19 сентября, как обычно, не предвещало хорошей погоды. Однако вскоре вершина горы Пюи-де-Дом показалась из-за густых облаков, и, хотя погода была неустойчивой, Перье решился провести уже столько раз откладываемый эксперимент. Около 8 часов утра в монастырском саду, считавшемся самым низким местом в городе, к Флорену Перье присоединились другие участники эксперимента, известные и уважаемые жители Клермона: аббат Бонье, каноник кафедрального собора Монье, советники палаты сборов Лавилль и Бегон, а также врач Лапорт. Все это были, по словам Перье, люди, способные не только в своих должностях, но и в науках.

Вначале Перье налил в сосуд шестнадцать фунтов ртути, а затем, взяв две стеклянные трубки одинакового диаметра, длиной в четыре фута, запаянные с одного конца и открытые с другого, он выполнил обычный «итальянский эксперимент». Ртуть в каждой из трубок опустилась на равную высоту, составившую 26 дюймов 31/2 линии. Опыт был повторен еще два раза в тех же самых условиях; результат оставался неизменным.

Тогда Перье отметил на одной из трубок уровень находившейся в ней ртути и поручил наблюдать за его возможным изменением отцу Шастену, «человеку благочестивому и благоразумному». Сам же он, взяв вторую трубку, поднялся вместе со своими помощниками на вершину горы, которая возвышалась над монастырским садом на 500 туазов. Высота ртути там оказалась равной 23 дюймам 2 линиям. Разница уровней ртути на вершине горы и в саду составила, следовательно, 3 дюйма 11/2 линии, что вызвало у экспериментаторов восторг и восхищение. Опыт был повторен еще пять раз в различных местах вершины и при разнообразных условиях: на открытом и защищенном месте, при хорошей погоде, под дождем и туманом. Во всех случаях результат оставался неизменным – 23 дюйма 2 линии. Только после этих многочисленных вариантов исследователи, наконец, сочли возможным покинуть вершину горы. Спускаясь вниз, они решили повторить опыт в одном месте, «которое намного выше монастырского сада, но намного ниже вершины горы». Высота ртути там составила 25 дюймов.

Когда Перье вернулся в монастырский сад, отец Шастен сообщил ему, что никаких изменений в оставленной трубке он не наблюдал, хотя погода непрестанно менялась, дул ветер, несколько раз принимался дождь, все вокруг окутывалось сплошным туманом. Затем Перье провел несколько измерений трубки, которую брал с собой на гору, и во всех случаях получил одинаковый результат – 26 дюймов 31/2 линии, что закрепило его уверенность в достоверности эксперимента.

На другой день аббат де ла Map, присутствовавший во время опыта в монастырском саду и узнавший о его результатах, предложил Перье проделать опыт наверху самой высокой башни собора Нотр-Дам-де-Клермон. При измерении оказалось, что на башне, возвышавшейся над монастырским садом на 27 туазов, уровень ртути был соответственно ниже на 21/2 линии.

Ознакомив Блеза с ходом эксперимента, Перье сводил воедино полученные результаты и замечал, что если уровень ртути определялся весьма скрупулезно, то высота мест, где проводились опыты, замерялась с гораздо меньшей точностью из-за недостатка времени и неблагоприятных обстоятельств; при соответствующих условиях следовало бы измерять их точнее, через каждые 100 туазов, и в каждом месте проводить опыт, отмечая разницу в уровне ртути. Это помогло бы, по его мнению, составить таблицу для определения диаметра всей воздушной сферы.

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 повторяет опыты: на башне Сен-Жак высотой около 25 туазов (на ней впоследствии была поставлена статуя Паскаля) разница уровня ртути составила чуть более двух линий, а наверху лестницы, имевшей 90 ступеней, – пол-линии. Таким образом, полученные данные полностью подтвердились.

12

Но не только научные занятия занимали ум Паскаля. Блез и Жаклина штудируют теологические труды Августина и Янсения, детально знакомятся с «Христианскими и духовными письмами» Сен-Сирана. Паскаль усердно изучает труды янсенистов и их противников и, посещая Пор-Рояль, обсуждает с отшельниками насущные религиозные проблемы. Однажды в беседе с духовником монастыря Антуаном де Ребуром (овернцем по происхождению, сблизившимся впоследствии с семьей Паскалей и назначившим Флорена Перье своим душеприказчиком) Блез заметил, что, основываясь на принципах здравого смысла и хорошо построенном рассуждении, можно доказать многие противоположные рассудочному подходу положения и тем самым заставить вольнодумцев и хулителей божественной благодати поверить в них. Антуан де Ребур засомневался, не являются ли подобные намерения проявлением тщеславия и излишнего доверия рассудку. Его сомнения укреплялись еще и тем, что в Пор-Рояле Блеза хорошо знали как математика и физика. Паскаль пытался было объясниться и доказать свои истинные намерения. Де Ребуру же эти объяснения показались следствием отсутствия подлинного смирения. На таком взаимном недопонимании и прошла вся их беседа.

Новыми мыслями и чувствами, вызванными духовным чтением, впечатлениями от посещений монастыря, Блез и Жаклина спешат поделиться со старшей сестрой, которая становится все благочестивее и стремится вести жизнь более простую и аскетическую, чем обычно ведут люди ее положения. Они рады таким устремлениям сестры. Однако так ли последовательна Жильберта? Не слишком ли много времени отдает она вместе с мужем проектам нового дома, строить который Она не обязана, и не забывает ли о «той мистической башне, о которой говорит святой Августин в одном из своих писем»?

В ответ на послание брата и сестры Жильберта пишет, что многое из того, что они сообщают, хорошо ей известно. Но, возражают ей Блез и Жаклина в очередном письме, необходимо постоянно очищать свой внутренний мир, без него нельзя принять новое вино в старые мехи. Жильберта внимательно относится к духовным наставлениям своих родных и поддерживает Жаклину в ее намерении оставить светскую жизнь.

...После смерти Ришелье власть королевских чиновников была сильно подорвана парламентом и судейскими палатами. Летом 1648 года, после отмены должности интендантов, Этьен Паскаль присоединяется к своим детям в Париже. Когда Блез сообщает ему о желании Жаклины стать монашенкой, отец сильно удивлен и растерян, отвечает уклончиво, обещая подумать. Религиозные чувства борются в нем с нежной привязанностью к любимой дочери. И привязанность побеждает, через некоторое время он решительно отказывается дать свое согласие. Обстановка в семье становится напряженной. Блез и Жаклина умоляют отца уступить, но тот остается непреклонным, обвиняя Блеза в подстрекательстве и руководстве намерениями сестры. Этьен Паскаль всячески запрещает своим детям посещать Пор-Рояль и, не доверяя им, приказывает служанке следить за их действиями.

Но Жаклина понимает, что жизненный путь ее уже предопределен, выбор сделан. Она не мыслит своей жизни вне монастыря и прибегает к различным невинным уловкам, чтобы находиться в общении с обитательницами Пор-Рояля. Письма, получаемые от них, укрепляют ее решимость, она все более отдаляется от света, обычных развлечений, живет почти в полном затворничестве. Этому способствует и то, что Паскали переехали с улицы Бриземиш на улицу Турен. В новом квартале Жаклина не заводит никаких знакомств. Отец тронут такой настойчивостью дочери и в конце концов всем сердцем одобряет ее стремления, но расстаться с ней при жизни не в его силах. Этьену Паскалю исполнилось уже шестьдесят лет, и, предчувствуя близкую кончину, он просит Жаклину не уходить в монастырь до его смерти; в остальном же она может поступать так, как ей захочется. Жаклина благодарит отца и, не дав прямого ответа, обещает никогда не огорчать его. В то время как светская жизнь Жаклины угасала, буквально таяла на глазах, жизнь Блеза развивалась как бы в двух параллельных, непересекающихся плоскостях: посещение проповедей, молитвы и благочестивые размышления безболезненно чередовались у него с научной деятельностью, в которой торжествовали libido sciendi u libido dominandi.

13

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 – основная функция барометра).

Переходя к более общим выводам, Блез замечал, что по вопросам пустоты существуют три точки зрения: природа совершенно не терпит пустоты, выносит ее до известной степени, не боится совсем. Опыты, описанные им в «резюме касательно пустоты», позволили ему опровергнуть первую точку зрения, а эксперимент на Пюи-де-Дом заставил безоговорочно принять третью: природа не испытывает никакой «боязни пустоты», не делает никаких усилий, чтобы избежать ее, допускает ее без труда и сопротивления, и все следствия, приписываемые этой боязни, целиком и полностью обусловлены тяжестью и давлением воздуха. Именно от незнания этой подлинной причины и были, по мнению Паскаля, выдуманы воображаемая боязнь пустоты и прочие ложные мнения, «наполняющие уши, а ум оставляющие пустым»; именно такое незнание заставляет людей объяснять явления неодушевленной природы «симпатиями и антипатиями и другими химерическими причинами».

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.