Призма и маятник. Десять самых красивых экспериментов в истории науки - Роберт Криз

И, наконец, Ньютонов experimentum crucis стал нравственным уроком для ученых. Он как бы говорил: «Вот как надо пытаться понять все загадочные явления в окружающем мире – в ходе долгих и сложных экспериментов. А затем выбрать одну наиболее экономичную и наглядную демонстрацию, описать возможные ошибки и заблуждения, с ней связанные, и показать, какие новые связи в окружающем мире она высвечивает».

Совершенно очевидно, что красота описываемого эксперимента не имеет никакого отношения к красоте цветов. Ньютон, подобно Эратосфену с его тенями, смотрел не просто на отблеск цветов, он вглядывался в то, что заставляло их вести себя именно так и никак иначе. Однако, подобно эксперименту Галилея с наклонной плоскостью, experimentum crucis Ньютона высветил и нечто принципиально важное относительно самой природы эксперимента. От многих других великих экспериментов experimentum crucis отличает то, что он обладает особой, нравственной , красотой.

В 1721 году, редактируя французский перевод ньютоновской «Оптики» для очередного переиздания (первое французское издание появилось в 1704 году), французский математик Пьер Вариньон писал Ньютону: «Я с огромным удовольствием прочел „Оптику“ и в особенности потому, что ваша новая система цветов основывается на прекраснейших экспериментах». Вариньон попросил Ньютона прислать ему рисунок, который он мог бы поместить на первую страницу и который таким образом символизировал бы содержание всей книги.

Ньютон выбрал зарисовку experimentum crucis с лаконичной подписью: «Преломляясь, свет не меняет свой цвет». Эта картинка стала элегантным символом науки оптики, которая своим появлением во многом обязана Ньютону.

Интерлюдия Разрушает ли наука красоту?

Когда я слушал ученого астронома

И он выводил предо мною целые столбцы мудрых цифр,

И показывал небесные карты, диаграммы

для измерения звезд,

Я сидел в аудитории и слушал его, и все рукоплескали ему,

Но скоро – я и сам не пойму отчего – мне стало

так нудно и скучно,

И как я был счастлив, когда выскользнул прочь и в полном

Молчании зашагал одинокий

Среди влажной таинственной ночи

И взглядывал порою на звезды.

Уолт Уитмен [6]

Поклонникам прекрасного Ньютон принес не мир, но меч.

Древние философы, поэты и художники рассматривали свет как нечто исключительное, имеющее особый статус среди всех других явлений природы. Платон сравнивал свет и его лучи с самим Добром, высшей формой, так как он не только насыщает, но и освещает все вокруг. Мыслители платоновской традиции: блаженный Августин, Данте, Роберт Гроссетест, св. Бонавентура – находили особую связь между светом, красотой и бытием. Свет для них был основополагающим принципом всей видимой и чувственной красоты, он был сам по себе прекрасен. Он освещал мир, сотворенный Богом, и потому сам был чем-то вроде богоявления. Особым статусом наделен свет и для художников. Во времена Ньютона они, говоря словами искусствоведа Кеннета Кларка, рассматривали свет как «акт любви», ибо свет покрывает мир, делая его ярче и прекраснее59.

Однако появление современной науки и особенно работы Ньютона бросили вызов этому взгляду. Свет внезапно утратил свой статус главного проявления Бога в мире. Он стал просто еще одним природным феноменом, подчиняющимся определенным механическим и математическим законам60.

Поэтическая реакция на новую науку прежде всего определялась тем, что, по мнению поэтов, Ньютон «сотворил с этой драгоценной палитрой красок, именуемой радугой». Некоторые поэты и художники XVIII и начала XIX столетия воспринимали Ньютона как личного врага. Им казалось, что он превратил радугу и другие волшебные проявления цвета в сухое математическое упражнение. К таким поэтам принадлежал и Китс. В 1817 году Китс оплакивал радугу, у которой «похищена ее тайна». На одной вечеринке Китс вместе с литератором Чарльзом Лэмом набросились на хозяина дома – английского художника Бенджамина Хейдона за то, что он на одном из своих полотен изобразил голову Ньютона. Молодые люди заявляли, что Ньютон «уничтожил красоту радуги, сведя ее к цветам спектра»61. Полтора года спустя все еще преисполненный негодования Китс вновь обращается к этой теме в поэме «Ламия» (1820):

…От прикосновенья

Холодной философии – виденья

Волшебные не распадутся ль в прах?

Дивились радуге на небесах

Когда-то все, а ныне – что нам в ней,

Разложенной на тысячу частей?

Подрезал разум ангела крыла,

Над тайнами линейка верх взяла,

Не стало гномов в копи заповедной… [7]

В том же году было опубликовано стихотворение Томаса Кэмпбелла «Радуге», заключающее в себе примерно ту же идею, что и у Китса.

На одном из своих рисунков поэт Уильям Блейк изобразил Ньютона в виде обнаженного атлета с измерительным циркулем и написал:

Придумал атом Демокрит,

Ньютон разъял на части свет,

Песчаный смерч Науки спит,

Когда мы слушаем Завет [8] .

В своих работах «К теории цвета» и «Вклад в оптику» Иоганн Вольфганг Гете попытался разработать демонстративно антиньютоновское учение о цвете, основанное исключительно на восприятии цветов. Гете сам провел интересную серию экспериментов и сумел описать и объяснить некоторые аспекты восприятия цвета, на которые не обратил внимания Ньютон. Наблюдения Гете оказали сильнейшее влияние на многих художников, включая Уильяма Тернера.

Однако другая группа художников оценивала достижения Ньютона совершенно иначе. Сам Ньютон не был большим знатоком и любителем искусства. Однажды он с презрением назвал статуи «каменными куклами» и любил цитировать отзыв Исаака Барроу о поэзии: стихи суть не более чем «искусная чепуха». Тем не менее многие художники полагали, что Ньютон раздвинул границы прекрасного. К числу поклонников Ньютона принадлежал, в частности, английский поэт Джеймс Томсон, который, по словам историка науки Марджори Николсон, наряду с некоторыми другими своими современниками научился смотреть на радугу и на закаты «глазами Ньютона»62. Более того, Томсон, по-видимому, полагал, что «только Ньютон видел истинную красоту».

Эта дискуссия поэтов и художников демонстрирует и поныне актуальное разделение людей искусства на тех, кто считает, что научные исследования уничтожают прекрасное, и тех, кто полагает, что наука лишь углубляет понимание красоты. Как-то один знакомый художник заявил физику Ричарду Фейнману, что если люди искусства видят красоту цветка, то ученые способны только разделить цветок на части и превратить его в холодную безжизненную вещь. Фейнмана подобное замечание, однако, не застало врасплох. Он ответил, что как ученый он способен видеть в цветке не меньше, а больше прекрасного, чем кто-либо другой. Как ученый он способен оценить, к примеру, красоту сложных процессов, происходящих в клетках цветка, его роль в эволюционном процессе и экологии. «Научное знание, – заметил Фейнман, – делает благоговейный восторг перед тайной цветка еще более глубоким»63.

Познания в перечисленных областях способны испортить ваше впечатление от красоты цветка не в большей степени, чем ваши познания в области акустики – восторг от талантливого исполнения «Времен года» Вивальди. Чтобы поддерживать в себе чувство преклонения и удивления перед красотой окружающего мира, следует не сторониться естественных наук, а, напротив, активно интересоваться их достижениями.

Рис. 11. Оборудование Кавендиша, предназначенное для измерения плотности Земли

Глава 5. Взвешивание мира

Строгий эксперимент Кавендиша

Английский ученый Генри Кавендиш (1731–1810), один из величайших химиков и физиков XVIII столетия, был также и одним из самых странных. К счастью для него и для науки, его аристократическое происхождение и полученное по наследству состояние давали Кавендишу возможность потакать своим увлечениям, как ему заблагорассудится. В результате ученому удалось разработать и провести удивительный эксперимент, который никому не удалось превзойти по точности на протяжении целого столетия.