Изобретение науки. Новая история научной революции Вуттон Дэвид

8. Эксперименты

Открытие барометра преобразило физику, точно так же как открытие телескопа преобразило астрономию… В истории науки, как и в истории государств, есть свои революции… с той существенной разницей, что революции в науке… успешно достигают своих целей.

Винченцо Антинори. Заметки об истории (1841){674}

19 сентября 1648 г. Флорен Перье, зять французского математика Блеза Паскаля, в сопровождении группы местных дворян из Клермон-Феррана поднялся на вершину вулкана Пюи-де-Дом в Центральном массиве на юге Франции[223]{675}. Внизу, в монастырском саду, они оставили перевернутую трубку, погруженную в чашу со ртутью. Высота ртути в трубке составляла чуть больше 26 дюймов (они измеряли высоту в pouces, или дюймах, но французские дюймы были чуть больше английских). Поднявшись на высоту 3000 футов (по их подсчетам), они установили еще один барометр (именно так мы называем этот инструмент; само слово во французском и английском языках появилось в 1666 г., а в английском ему годом раньше предшествовало слово «бароскоп»). На вершине горы высота ртути в трубке оказалась меньше (разница составляла более 3 дюймов), чем в монастырском саду; неоднократная разборка барометра и установка его в разных местах на вершине давала тот же результат. По пути вниз они несколько раз повторили эксперимент, находясь ближе к подножию горы, чем к вершине: ртуть опускалась на дюйм ниже, чем в монастырском саду. Один из опытов проводил господин Монье. На следующий день тот же самый эксперимент повторили у основания и на верхушке колокольни собора в Клермоне: разница была маленькой (около двух десятых дюйма), но поддающейся измерению. Паскаль, узнав о последнем эксперименте, повторил его несколько раз с самыми высокими зданиями Парижа и поспешил опубликовать о них отчет. В 1662 г. Бойль, описывая эти события, назвал эксперимент на Пюи-де-Дом experimentum crucis, решающим экспериментом, который утвердил новую физику{676}. И действительно, это был первый эксперимент, удостоившийся подобной похвалы, впоследствии ставшей знаменитой благодаря Ньютону, который обратился к этой фразе, описывая свои опыты с призмой, доказавшие, что луч белого цвета состоит из целого спектра цветных лучей{677}.

Это первый «настоящий» эксперимент, предполагающий тщательно разработанную процедуру, верификацию (имеются наблюдатели, которые подтверждают надежность сообщения), повторение и независимое воспроизведение, за которым следует быстрое распространение{678}. Эксперимент должен был ответить на вопрос: существует ли естественное сопротивление, препятствующее образованию пустоты в конце трубки (поскольку, как утверждал Аристотель, природа не терпит пустоты), или высота ртути (а значит, и размер пустого пространства) зависят только от веса воздуха? Изобретателем этого эксперимента всегда считался Паскаль, но философ Рене Декарт утверждал, что именно он предложил идею Паскалю, а их общий друг Марен Мерсенн пытался организовать точно такой же эксперимент, но Паскаль его опередил. (Мерсенн не мог получить достаточно длинные и прочные стеклянные трубки, «герметично запаянные» с одного конца, хотя, по всей видимости, обратился к тому же поставщику, у которого не возникало трудностей с их изготовлением, – возможно, Паскаль скупал все изготавливаемые трубки)[224].

Результат эксперимента не вызвал сомнений: высота ртути определялась весом воздуха. Однако ученые спорили, действительно ли пространство в верхней части трубки является пустым: Паскаль придерживался именно этой точки зрения, тогда как Декарт считал, что оно заполнено невесомым эфиром (без которого, утверждал он, свет не мог бы проходить от одной стороны трубки до другой), способным проникать сквозь стекло, а друзья Паскаля, Мерсенн и Роберваль, – что пространство заполнено разреженным воздухом. Обычно говорят, что Паскаль был прав, а Мерсенн и Роберваль ошибались, но на самом деле правы были все: пространство в конце трубки – это, в сущности, вакуум, но в нем действительно есть немного воздуха при чрезвычайно низком давлении{679}. Интерпретация эксперимента Паскалем прямо противоречила утверждению Аристотеля, что природа не терпит пустоты.

Если у нас действительно есть нечто, чего не было у исследователей той эпохи, то хорошим кандидатом на это будет эксперимент. Как мы видели в последней главе, не всегда легко определить порог, когда можно сказать, что культура «обладает» чем-то, но в этом случае полезным маркером обычно служит язык. В меньшей степени это относится к экспериментам. В классической, средневековой и современной латыни слова experientia и experimentum («опыт» и «эксперимент») в общем случае являются синонимами, и во всех современных языках значение обоих слов первоначально соответствовало латинскому{680}. В современном английском языке существует четкая разница между experience и experiment: пойти на балет – это experience, а Большой андронный коллайдер – experiment. Но это различие появлялось медленно и окончательно оформилось только в XVIII в. Поиск в Оксфордском словаре дает 1727 г. в качестве даты, когда глагол experiment использовался в значении experience, и 1763 г., когда существительное experience последний раз использовалось в значении experiment. Нечувствительные к этому изменению значения, ученые нередко переводят слово experimentum в латинских текстах как «эксперимент», зачастую создавая абсолютно ложное впечатление о его значении, которое в большинстве случаев – «опыт».

Нечто подобное современному разграничению, однако, можно найти у Фрэнсиса Бэкона, поскольку он выделял два вида опыта: знание, приобретенное случайным образом (по стечению обстоятельств), и знание, приобретенное сознательно (путем «эксперимента»)[225]. Однако согласно этому определению поход на балет является экспериментом, а информация, что кресла неудобные, а напитки в буфете дорогие, – это случайный опыт. Более того, было бы неправильно думать, что Бэкон является сторонником экспериментальной (в нашем понимании) науки, в отличие от науки опыта. Он полагает, что эксперименты могут стать источником опыта и поставлять важную информацию, но критикует Уильяма Гильберта за изучение магнита посредством узкой экспериментальной программы, которая сосредоточена только на магнитах: «Невозможно успешно исследовать природу вещи в самой вещи; исследование должно быть расширено, чтобы стать более общим»{681}. Гоббс, со своей стороны, проводит четкую границу между экспериментом и опытом, но не так, как мы. Для него несколько экспериментов составляют опыт – эксперимент конкретен, опыт является общим{682}.

На первый взгляд может показаться, что книга «Экспериментальная философия» Генри Пауэра, вышедшая в 1664 г., посвящена экспериментам в современном смысле – и действительно, в ней есть многочисленные описания экспериментов с ртутью и стеклянными трубками. Однако первая часть книги посвящена экспериментам с микроскопом. Но Пауэр уже приближался к современному пониманию этого термина, поскольку, несмотря на утверждение, что книга рассказывает о «новых экспериментах с микроскопом, ртутью и магнитами», каждый раздел в главе о микроскопе назван «Наблюдением», а каждый раздел в главе о ртути – «Экспериментом». Слово observation используется в современном значении (наблюдение), а не в значении практики (например, соблюдение религиозных обрядов), что было новым в английском языке, хотя и присутствовало в классической латыни (observatio): Оксфордский словарь датирует 1547 г. первое использование существительного observation в современном значении, а глагола observe (наблюдать) – 1559 г. Со временем наблюдение стало дополнением эксперимента – вместе они производили достоверные факты, заменив недостоверный, неконкретный «опыт», на который ссылались многие дискуссии древности и Средневековья{683}.

Французский и португальский языки сохранили эту старую путаницу (так может показаться говорящему на английском). Во французском языке есть глагол exprimenter, который имеет два значения, «проводить опыты» и «испытывать», и нет существительного, эквивалентного английскому experiment, хотя вы можете faire une exprience, где exprience означает «эксперимент», а в XIX в. множественное число expriences всегда обозначало эксперименты, а не опыт. Во французском языке также появилось слово exprimentation, которое в настоящее время иногда используется как эквивалент слова «эксперимент»[226]{684}. Во французском (и португальском) есть прилагательное exprimental, обычно используемое в словосочетании philosophie exprimentale. Слово exprimental использовалось исключительно в религиозном, обычно мистическом, контексте вплоть до перевода «Истории Королевского общества» Спрэта на французский в 1669 г., когда впервые появилась фраза philosophie exprimentale. Почему вместе с ним не пришло слово «эксперимент», несмотря на респектабельных латинских предшественников, – необъяснимая загадка.

Существуют еще несколько слов, таких же неоднозначных, как «опыт»/«эксперимент» в XVI в. Ярким примером может служить «демонстрация». В классической латыни вы демонстрируете что-либо, показывая пальцем. Но в Средние века слово demonstratio испльзовалось для обозначения дедукции или доказательства в философии или математике: например, вы можете продемонстрировать, или доказать, что сумма всех углов треугольника равна двум прямым углам. Во Франции это значение слова сохранялось очень долго – только в четвертом издании словаря Французской академии наук (1762) слово «демонстрация» используется в контексте, когда вы показываете то, о чем говорите (например, демонстрация в анатомии). В английском языке два значения слова «демонстрация» («демонстрация» как дедукция и «демонстрация» как показ) существуют давно. Таким образом, и сторонники Аристотеля, и новые ученые производили демонстрации, но под этим словом они подразумевали совсем разные вещи.

Другой яркий пример – proof (доказательство, проверка). С одной стороны, мы используем это слово для обозначения доказательств, выводов и демонстраций в математике, например в геометрии и логике. С другой стороны, мы пользуемся им, когда речь идет о том, чтобы попробовать пирог или проверить ружье. Таким образом, слово proof может быть как необходимой истиной, так и практической проверкой; у него такие же этимологические корни, как у слов probe (проба) и probability (вероятность). Эта двойственность унаследована от латыни (probo, probatio) и присутствует во всех производных от нее языках (испанское probar, итальянское provare, немецкое probieren, французское prouver – хотя во французском языке есть также глагол prouver (испытывать, ощущать), а prouver в современном французском утратило значение «проверять»). Доказательство (по крайней мере, в математике и логике) абсолютно; вы либо что-то доказали, либо нет. С другой стороны, свидетельство (если использовать современное слово) – это нечто, чего может быть больше или меньше. В римском праве для полного доказательства вины достаточно двух свидетелей, одного свидетеля и признания или одного свидетеля и вещественных доказательств (например, ножа обвиняемого, найденного в теле жертвы). Юристы эпохи Возрождения говорили о половине доказательства и о полном доказательстве.

В случаях, когда доказательство было не полным и не имелось возможности получения дополнительных свидетельств, законом предусматривалась пытка (в странах, где следовали принципам римского права, с XIII по XVIII в.) в надежде получить полное доказательство. Например, в судебном процессе над делла Портой трибунал инквизиции проголосовал за умеренное (leviter) применение пыток, приняв во внимание его слабое здоровье; затем, по прошествии недели, к счастью для делла Порты, судьи изменили свое решение. Мы не знаем, что думал и чувствовал делла Порта на протяжении этой недели{685}. Возможно, в ожидании пыток он заболел еще больше, и поэтому испытание отменили (обвиняемый должен был пройти медицинский осмотр, который определял, выдержит ли он пытки; в таких вопросах инквизиция тщательно соблюдала правила). Если доказательство вины было неполным (когда обвиняемый не признался под пыткой – например, Макиавелли в 1513), человек не признавался ни виновным, ни невиновным, но мог быть наказан за то, что дал основания для подозрений (именно это произошло с делла Портой, а также с Галилеем, который пережил суд инквизиции в 1633 г.; Макиавелли повезло, и он был освобожден по амнистии). Когда Фрэнсис Бэкон пишет об экспериментах, он использует фразы the inquisition of nature (дословно «инквизиция природы») и nature vexed (дословно «мучимая природа»). Означает ли это применение пыток к природе ради получения ответа?{686} Сам Бэкон видел пытки на дыбе подозреваемых в государственной измене, хотя в английском судопроизводстве обычно к ним не прибегали. В мире, где юридические метафоры постоянно использовались при обсуждении знания (как мы видели, само слово «факт» является застывшей юридической метафорой), вопросы доказательства всегда предполагали возможность пытки как (метафорического) способа разбирательства, однако в английском законодательстве inquisition (следствие, дознание) и vexation (испытание) не обязательно указывают на пытки.

Уильям Гильберт, писавший трактат «О магните» на латыни, как и следовало ожидать, предупреждал о трудностях с использованием таких слов, как «доказательство» и «демонстрация», для описания экспериментов. Он предпочитает термин из постклассической латыни, ostensio, или показывание, которое определял как «наглядную демонстрацию посредством тела». Другими словами, Гильберт не проводит демонстрацию в математическом или логическом смысле, а делает очевидной некую физическую реальность. Его цель, утверждает Гильберт, показать вам вещи так, словно он показывает на них пальцем. Читая его книгу, вы становитесь «воображаемым очевидцем» его экспериментов{687}.

Эта глава начинается с эксперимента Паскаля на горе Пюи-де-Дом в 1648 г., но Паскаль не был первым ученым-экспериментатором. Возьмем, к примеру, эволюцию взглядов Галилея относительно плавания тел. Начинал он как последователь Архимеда. В одной из ранних (неопубликованных) работ 1590-х гг. он стремился показать истинность закона Архимеда: тело плавает, если вес вытесненной им воды превышает его собственный{688}. Труды Архимеда были доступны на латыни с XII в., а в печатном виде появились в 1544 г. Первые издания Архимеда сопровождались иллюстрациями, на которых предметы изображались плавающими в безбрежном океане воды, охватывавшем весь земной шар, и Галилей в своей работе также использует рисунки.

Утверждение, что в безбрежной жидкости плавающее тело вытесняет свой вес водой, вполне правомерно. Но при редактировании своего сочинения Галилей изобразил предметы, плавающие в резервуарах, например в стоящем на столе чане. Когда вы помещаете кусок дерева в чан, уровень воды в нем поднимается. Сначала Галилей думал, что объем воды выше старой отметки соответствует весу всего объекта – согласно закону Архимеда. Как мы убедимся далее, это ложный вывод. В отличие от предыдущих толкователей Архимеда Галилей спросил себя, какое экспериментальное оборудование необходимо для иллюстрации закона Архимеда; не понял он лишь того, что его оборудование покажет неполноту закона Архимеда.

Двадцать лет спустя, в 1612 г., Галилей оказался втянутым в спор с философами, последователями Аристотеля. Объекты тяжелее воды, утверждали они, могут плавать, если имеют соответствующую форму. Так, например, щепка из черного дерева, которое тяжелее воды, плавает на поверхности ведра с водой. Приняв вызов, Галилей выполнил серию экспериментов для изучения плавания тел. Щепки из черного дерева плавают, выяснил он, если они изначально сухие и если их аккуратно класть на поверхность воды – как и металлические иглы. Будучи уже влажными, они тонут. Галилей исследовал явление, которое мы называем поверхностным натяжением.

Галилей также хотел изготовить объект, который полностью погрузится в воду, но не утонет, – объект с такой же удельной массой, как вода. Он взял воск, добавил в него железо и придал смеси форму шара: при правильном соотношении ингредиентов шар плавал под поверхностью воды. В этом случае, писал Галилей в черновике, согласно закону Архимеда, объем и вес вытесненной воды должны были соответствовать объему и весу шара – но этого не наблюдалось. Галилей повторял свою прежнюю ошибку.

На этом этапе он понял: что-то не так. Галилей вернулся к своему старому мысленному эксперименту и приступил к тщательной проверке, на этот раз с помощью реальных чанов, брусков дерева и мрамора. Он опускал один и тот же деревянный брусок и один и тот же брусок мрамора в три разных чана, в результате чего нашел математическую формулу для определения уровня, на который поднимается вода в чане при опускании туда бруска. Когда он разобрался с вопросом вытеснения воды в терминах объема, легко было сделать следующий шаг и понять, что происходит с весом{689}. Теперь Галилей понимал, что если погрузить в воду лишь часть мраморного бруска, то он вытесняет объем воды, равный только объему той части бруска, которая находится ниже первоначального уровня воды. Следовательно, брусок дерева, плавающий в чане, вытесняет меньше собственного веса в воде. Согласно закону Архимеда, если бы вода заняла объем той части бруска, которая находится под водой, ее вес равнялся бы весу всего бруска. Закон Архимеда нарушается.

Галилей подтверждал свою новую теорию простым экспериментом{690}. Он брал маленький прямоугольный сосуд и клал в него брусок дерева, практически совпадающий размером с сосудом. Затем наливал воду в сосуд до тех пор, пока дерево не всплывет. Он пытался показать – и это ему удалось, – что отношение глубины воды к общей высоте бруска равно отношению весов равных объемов дерева и воды. Но своим опытом он демонстрировал еще одно, причем очень странное следствие своего открытия: можно сделать так, что очень большой и тяжелый предмет будет плавать в очень маленьком количестве воды. И действительно, количество воды в сосуде может весить меньше, чем брусок дерева, которое оно поднимает, – по закону Архимеда в его традиционном толковании, это невозможно. (Вы сами можете проделать этот опыт, налив немного воды в ведерко со льдом для охлаждения вина, так что бутылка вина будет плавать.)

Теперь Галилей окончательно убедился, что когда вы помещаете брусок дерева в сосуд и уровень воды в сосуде поднимается, то объем вытесненной воды соответствует только той части бруска, которая находится ниже старого уровня, что значительно меньше, чем пространство, занимаемое частью бруска под новым, более высоким уровнем. Чем ближе размеры сосуда и бруска, тем значительнее проявляется этот эффект, потому что вода не вытесняется бруском в стороны (как при безбрежной жидкости), а поднимается. Галилей установил, что в ограниченном сосуде соотношение между весом плавающего предмета и весом вытесненной им воды соответствует не равновесию весов, а равновесию рычага. Закон Архимеда не универсален – это предельный случай. Сам того не желая, Галилей изобрел гидравлический пресс[227].

Галилей опубликовал эти результаты в 1612 г., и они вызвали краткие, но яростные споры, впрочем оставшиеся не замеченными за пределами Италии. Философов это не убедило, и они продолжали придерживаться прежних взглядов, а математики просто не заинтересовались – в их понимании это была не математика. Довольно долго, примерно десять лет, Галилей был экспериментатором – фактически после того, как он прочел трактат Уильяма Гильберта «О магните». Но это была его первая публикация результатов экспериментов. Гильберт и Галилей развивали новый тип науки, основанный на систематическом экспериментировании. Но лишь немногие обратили на это внимание.

В идее проверки теории не было ничего нового; очень легко показать, что Галилей и Гален проводили эксперименты, а «Оптика» первого великого ученого-экспериментатора, Ибн аль-Хайсама (965 – ок. 1040), была переведена на латинский язык в 1230 г. (именно тогда на Западе его стали называть Альхазеном)[228]{691}. Вскоре этот трактат широко распространился в рукописях, а в печатном виде он появился в 1572 г. Загадка в том, почему примеру Ибн аль-Хайсама не последовали многие, поскольку переоценить его достижения было невозможно. Используя чисто экспериментальный метод, он отверг общепризнанную эмиссионную теорию зрения (мы видим благодаря лучам, исходящим из глаза) и выдвинул теорию отражения (мы видим благодаря лучам, испускаемым другими объектами). Он первым полностью сформулировал закон отражения, изучал рефракцию, изготовил первую камеру-обскуру; он далеко продвинулся в понимании физиологии глаза (хотя и не смог понять, что хрусталик проецирует на сетчатку на задней стенке глаза перевернутое изображение); он заложил теоретические основы науки об искусственной перспективе. Средневековая оптика во многом опиралась на его труды, и до Гильберта он, вне всякого сомнения, был самым ярким примером ученого-экспериментатора[229].

Если Ибн аль-Хайсам предлагал множество реальных экспериментов, то средневековая философия, изобиловавшая мысленными экспериментами, пришла к выводу о необходимости проверять следствия теорий{692}. Что произойдет, например, если пробурить туннель через центр Земли, а затем бросить в него какой-либо предмет? Остановится ли он, достигнув центра, к которому естественным образом стремится? Или полетит дальше? А может, будет совершать колебательные движения в окрестностях центра, пока не остановится? Совершенно очевидно, что этот мысленный эксперимент невозможно реализовать на практике (и никто не пытался использовать маятник в качестве замены)[230], но зачастую эксперименты описаны таким образом, что трудно сделать вывод, можно ли их выполнить или нет, и это оставалось справедливым и в XVII в. Бойль жаловался, что Паскаль описал эксперименты (под водой, на глубине 20 футов), которые не мог выполнить, и современные историки выдвигают такие же обвинения против Галилея (хотя, следует отметить, почти всегда ложные){693}.

Таким образом, вопрос не в том, существовала ли экспериментальная наука до начала научной революции, поскольку примеры ее существования найти нетрудно, а в том, почему ее было так мало, учитывая пример Ибн аль-Хайсама и изобилие мысленных экспериментов. Можно назвать несколько причин.

Во-первых, эксперименты требовали ручного труда. Хоть и утверждают, что в христианскую эпоху, в частности благодаря монастырским традициям, труд ценился выше, чем в Древнем мире, в средневековой и ренессансной культуре сохранялось пренебрежительное отношение к физическому труду. Первые экспериментаторы с удовольствием делали что-то руками. Говорят, ребенком Галилей любил изготавливать маленькие механизмы (о Ньютоне нам это точно известно){694}, а Торричелли был искусным механиком. Экспериментирование было практическим делом.

Во-вторых, преобладание натурфилософии Аристотеля в средневековых университетах привело к двойному запрету на эксперименты. Дело в том, что в тех случаях, когда Аристотель подробно рассматривал какой-либо вопрос, априори считалось, что адекватное знание уже существует (одна из причин, по которой оптика могла развиваться как теоретическая дисциплина, заключается в том, что ее изучал Евклид, а не Аристотель). Кроме того, последователи Аристотеля настаивали, что высшей формой знания является дедуктивное, или силлогическое, знание.

Средневековые философы, в частности Роберт Гроссетест (ок. 1175–1253), разработали довольно сложную систему перехода от опыта к теоретическому обобщению, после чего теоретическое обобщение применялось для дедукции фактов (или, скорее, явлений). Но главное – эта процедура использовалась только в отсутствие очевидных основных принципов, от которых следовало отталкиваться, и она считалась (совершенно обоснованно) полностью совместимой с Аристотелевым пониманием научного знания. Так, например, Гроссетест утверждал, что основные принципы позволяют нам сделать вывод о том, что все движение на небе круговое (если бы движение не было круговым, между небесными сферами образовалось бы пустое пространство, а это невозможно, поскольку природа не терпит пустоты), но не позволяют определить форму Земли. Следовательно, этот пробел необходимо заполнить, опираясь на опыт, и опыт предоставляет убедительные доказательства (например, затмения в начале дня видны на востоке, а в конце дня на западе, а Полярная звезда при перемещении на юг опускается к горизонту), что Земля имеет форму сферы{695}.

Таким образом, опыт и эксперимент привлекались только для заполнения пробелов в дедуктивной системе знания, а не для того, чтобы поставить под сомнение саму эту систему; кроме того, эти пробелы почти не упоминались в учебной программе университетов, основу которой составляли тексты Аристотеля. (Точка зрения Гроссетеста, что форма Земли – чисто эмпирический вопрос, имела последствия, поскольку оставляла ему возможность принять теорию Земли как единой сферы.) Работы самого Гроссетеста демонстрируют поразительное безразличие к процедуре эксперимента; так, например, он сформулировал общий принцип рефракции, но просто предположил, что углы, как и в законе отражения, должны быть равными, не потрудившись провести простейшие опыты, которые показали бы ошибочность этого предположения. Гроссетест предложил новую теорию радуги, в которой подчеркивалась роль рефракции, тогда как Аристотель упоминал только отражение, но у нас нет никаких свидетельств, что он когда-либо ставил эксперименты, чтобы проверить свою теорию{696}. В 1953 г. Алистер Кромби опубликовал книгу «Роберт Гроссетест и происхождение экспериментальной науки» (Robert Grosseteste and the Origins of Experimental Science). А потом, на протяжении всей жизни, Кромби медленно отступал от позиций, заявленных в этой книге. В 1994 г. он уже писал:

Трудно сказать, считал ли независимый мыслитель, такой как Роберт Гроссетест, что он делает и открывает нечто новое, неизвестное авторитетам, а не просто выясняет, что они имели в виду. Маловероятно. Роджер Бэкон [1214–1294, последователь Гроссетеста, которого часто превозносят как представителя экспериментальной науки в эпоху Средневековья], рассматривал научную работу как восстановление забытого древнего знания. Возможно, именно этот образ мышления, а также некритическое буквальное копирование стали причиной средневековой привычки сообщать о наблюдениях других лиц как об оригинальных{697}.

В-третьих, эксперименты предполагают как изучение внешнего мира, так и способность к обобщениям. Это означает способность переходить от конкретного к абстрактному, от примера к теории, а этот переход концептуально и исторически проблематичен. Греки никогда не рассматривали знание (episteme) как знание внешнего мира, поскольку для них разум был универсальным и вечным – и составлял единое целое с тем, что знал{698}. В Средние века, например, Гроссетест соглашался с точкой зрения неоплатоников, что истинное знание основано на озарении и идеальным знанием обладают ангелы, которым не требуется чувственное восприятие реальности, чтобы познавать божественный разум, а через него и мир{699}. Эти взгляды сохраняли свое влияние и в начале современного периода: Декарт пытался снова использовать концепцию платоников, отождествлявших знание с бытием, которое является самоочевидной истиной, и даже Галилей по возможности старался представить свою новую науку как математические демонстрации, а не обобщение эмпирических знаний. В этой традиции знание в первую очередь рассматривается как разумное, концептуальное, теоретическое и в конечном итоге математическое.

Таким образом, математики, будучи представителями теоретической дисциплины, разрывались между двумя типами знания: Платон и Евклид, похоже, выступали за чисто абстрактную, теоретическую форму знания, тогда как прикладные науки – астрономия, картография и фортификация – поощряли эмпирическую, практическую ориентацию. Архимед как будто преодолел этот разрыв, показав, как теория может быть использована для практических целей, но противоречия между двумя подходами сохранились вплоть до Ньютона, который при любой возможности старался представить свои работы как чисто теоретические, одновременно настаивая, что они основаны на свидетельствах и имеют практическое применение.

Католическая церковь, наоборот, придерживалась твердого убеждения, что истина находится вне нас: такие события, как распятие Христа и пресуществление хлеба и вина во время мессы, происходят не внутри разума, а во внешнем мире. Таким образом, учение Аристотеля интерпретировалось философами как основа чувственного знания, а чувственное восприятие, в свою очередь, понималось как познание реальности, которая является внешней по отношению к воспринимающему. Но (и очень серьезное «но») религиозные истины обычно недоступны чувственному восприятию; во время мессы хлеб и вино внешне остаются хлебом и вином. Отсюда следует важная роль чудес, когда чувственное восприятие подтверждает божественную истину.

Повышенное внимание к внешней реальности в Средние века открыло дорогу номинализму, который – в противовес платонизму и платоновскому толкованию Аристотеля – утверждал, что существуют только конкретные индивидуумы, а абстракция является всего лишь выдумкой ума. Однако такой подход почти не оставляет возможности перехода от частного к общему. Вещи таковы, каковы они есть, не по причине естественного порядка или необходимости, а потому, что Бог решил создать их такими. Сам мир – это некая разновидность чуда, и то, что произошло вчера, не обязательно повторится завтра{700}.

Таким образом, экспериментирование требовало очень сложного баланса между идеализмом Платона и грубым эмпиризмом. Экспериментаторы были обязаны настаивать на конкретности опыта, одновременно заявляя о возможности делать общие выводы из конкретных примеров. Поэтому экспериментирование должно было опираться на теорию упорядоченности и экономичности природы – мир природы обязан быть таким, чтобы его в принципе можно было объяснять с помощью экспериментов. «Кто, например, сомневается в том, – спрашивал Ньютон своего помощника Роджера Котса, – что если тяжесть есть причина падения камня в Европе, то такова же причина падения и в Америке?»{701} Кроме того, нам следует подготовиться к объяснению мира; наши чувства должны выделять значимые явления: Дидро сомневался, может ли слепой человек когда-либо узнать мир таким упорядоченным, а также таким, каким он был создан. Когда экспериментальный метод успешно объясняет то, что прежде считалось необъяснимым, это подтверждает не только конкретные научные теории, но также верность общего подхода, который лежит в основе экспериментирования. Успех эксперимента вселяет уверенность в экспериментальном методе; неудача подрывает эту уверенность.

Другая проблема состояла в том, что эксперимент – это артефакт. Философия Аристотеля проводила четкую границу между естественным и искусственным: понимание одного нисколько не способствует пониманию другого. В некоторых случаях это очевидно: воздушный змей не поможет мне понять, как летают птицы, а паровая машина – как работают мышцы. Для сторонника Аристотеля естественные объекты имеют внутренние формирующие принципы, тогда как искусственные объекты сделаны согласно замыслу, навязанному извне. Разница между естественным и искусственным этим не ограничивается: предполагалось, что законы, управляющие поведением искусственных объектов, отличались от законов, которые действуют в мире природы, так что механизм позволяет обмануть природу, получив больше работы, чем было затрачено. Галилей первым показал, что это невозможно.

Совершенно очевидно, зачастую мы понимаем, что способны превзойти созданное природой, и этот принцип может быть расширен, например, на математику, где мы определяем правила действий. Так, в 1578 г. Паоло Сарпи писал:

Мы со всей определенностью знаем и существование, и причину тех вещей, которые мы полностью понимаем, как произвести; что до тех вещей, с которыми мы знакомы только по опыту, мы знаем существование, но не причину. Поэтому, составляя гипотезу, мы ищем лишь ту причину, которая возможна, но среди многих причин, которые возможны, мы не в состоянии с определенностью выбрать истинную{702}.

Сарпи называет математику и часы примерами знания, где у нас есть определенность, поскольку мы сделали то, что знаем, а астрономию как пример знания, где мы способны найти возможный правильный ответ (скажем, систему Коперника), но не можем быть уверены в его правильности. Сарпи никогда не разделял убежденность своего друга Галилея в очевидной верности учения Коперника.

Такой подход предполагает, что знание, полученное в результате эксперимента, не обязательно служит надежным проводником к законам природы. Например, тот факт, что я могу получить вакуум в лаборатории, не обязательно означает существование вакуума в природе. Как часто говорят, Уильям Гарвей продемонстрировал, что сердце представляет собой насос, но в своем труде «Анатомическое исследование о движении сердца» (De motu cordis) он никогда не сравнивал сердце с насосом – насосы относятся к искусственным объектам, а сердце к естественным. Опираться на подобную аналогию было бы опасно{703}. И наоборот, принцип «знания создателя» предполагает, что если я получаю вакуум в лаборатории, то действительно понимаю, что именно я сделал{704}. Таким образом, уверенность в экспериментальном знании требует, чтобы разграничение «естественное/искусственное» было снято и заменено убеждением, что выполнение процедур, соответствующих естественному процессу, позволит мне получить истинное знание об этих процессах.

Первым, кто настаивал на принципе, что знание артефактов может считаться знанием природы, был Фрэнсис Бэкон, говоривший, что «искусственные вещи отличаются от естественных не формой и содержанием, а лишь целесообразностью»{705}. Таким образом, знание искусственной радуги дает вам (как мы вскоре увидим) понимание причин природной радуги, хотя вы создали ее другим путем. В подобных случаях экспериментальный метод требует плавного переключения между природным и искусственным. Гильберт утверждал, что маленькие сферические магниты, которые он использовал в своих экспериментах, эквивалентны Земле; Пьер Гиффар, наблюдавший за первыми опытами Паскаля с вакуумом, сказал о трубках Торричелли, что «что в них, как в миниатюре, отражается мир» – то есть можно увидеть, что воздух имеет вес{706}. Подобные утверждения требовали мужества – ученые-иезуиты решительно отвергали идею Гильберта, что Земля представляет собой магнит, а противники теории вакуума заявляли, что трубка Торричелли обманывает, создавая впечатление, что пространство над ртутью пустое, тогда как на самом деле там что-то есть.

Если мир упорядочен и предсказуем, то в какой-то степени мы сами сознательно сделали его таким, развивая технологии, которые дают нам власть над природой. Если мы можем моделировать происходящие в мире процессы, то лишь потому, что развили свои способности в изготовлении артефактов, имитирующих природу. Таким образом, в XVII в. сторонники экспериментального метода неизбежно должны были сравнивать мир с часами, поскольку часы являются воплощением порядка, регулярности и эффективности, и более того, именно мы их изобрели. Если представить Бога как часовщика, то можно не сомневаться, что он создаст мир, который познаваем с помощью эксперимента. В Средние века небо сравнивали с циферблатом; теперь тот же принцип регулярности, утверждали сторонники новой науки, следовало открыть и в подлунном мире{707}.

И наконец, в Средние века еще не существовала культура открытия. Даже открытия Ибн аль-Хайсама оказалось трудно интегрировать в систему знаний, ориентированную на прошлое, и поэтому эмиссионная теория зрения продолжала считаться общепринятой – ведь именно ее поддерживали авторы, обращавшиеся к Античности.

Эти пять факторов помогают объяснить ограниченный успех экспериментальной науки в эпоху Средневековья. Возьмем, например, Теодориха Фрайбургского, который выполнил выдающуюся экспериментальную работу, лучшую за все время христианского Средневековья. Теодорих дал первое удовлетворительное объяснение радуги{708}, которое включало прямую критику Аристотеля[231]. Аристотель утверждал, что радуга является следствием отражения, тогда как Теодорих показал, что это результат двух рефракций и двух отражений в каждой капле воды. Аристотель отрицал, что в радуге присутствует желтый цвет, и выделял только три цветных ее составляющих; Теодорих настаивал, что желтый является четвертым цветом радуги. Анализ Теодориха отчасти опирался на исследование похожих на радугу явлений, с которыми он сталкивался в повседневной жизни: в брызгах воды от колеса водяной мельницы, в каплях росы на паутине. Кроме того, он изучал, что происходит при попадании луча света на стеклянный шар, наполненный водой (он использовал сосуд для сбора мочи со сферической выпуклостью, имевшийся у любого средневекового лекаря). Примерно в это же время похожий эксперимент выполнил с помощью камеры-обскуры Камал ад-Дин аль-Фариси, который, как и Теодорих, следовал примеру Ибн аль-Хайсама и у которого тоже были сосуды для сбора мочи{709}.

До нашего времени дошли только три рукописи небольшого трактата Теодориха о радуге, и нам известен лишь один случай обсуждения его открытия в Средние века{710}. Действительно, Региомонтан собирался опубликовать работу Теодориха, но если другие тексты действительно были напечатаны, как и планировалось, то маленький трактат Теодориха – нет{711}. В 1514 г. краткое изложение его аргументов появилось в учебнике физики, предназначенном для студентов университета в Эрфурте (а в 1517 г. еще более краткое, без иллюстраций){712}. Нет никаких свидетельств, что эти краткие изложения оказали какое-либо влияние. Работа Теодориха полностью исчезла из поля зрения, пока ее повторно не открыли уже в XIX в. Когда Декарт изучал радугу, ему пришлось начать с чистого листа, несмотря на то что он по большей части просто повторял работу, проделанную Теодорихом и аль-Фариси{713}. Поэтому важно понимать, что, когда мы воздаем должное Теодориху как великому ученому, наше суждение, в сущности, анахронично: его не считали таковым современники, а его влияние ничтожно. Его трактат имел бы больше шансов распространяться и копироваться, будь он составлен в форме комментариев к «Метеорологии» Аристотеля – самым популярным в те времена был комментарий Фемо Джудеи, в котором Теодорих не упоминался, – и если бы рассуждения автора не опирались на сложные иллюстрации, которые было трудно скопировать с требуемой точностью.

Рисунок, иллюстрирующий исследование радуги, выполненное Теодорихом Фрайбургским в конце XIII в. Из учебника Трутфеттера, напечатанного в 1514 г. На рисунке показано, что при образовании радуги каждый луч солнца дважды преломляется и дважды отражается, когда проходит через каплю воды, прежде чем достичь глаза. На выходе из капли белый свет расщепляется на гамму цветов.

То же самое можно сказать о работе Ибн аль-Хайсама. Сохранилась лишь одна полная рукопись оригинального арабского текста его «Оптики» (большая часть произведений Ибн аль-Хайсама – он написал две сотни работ – была утеряна), и до настоящего времени был известен только один арабский комментарий к его исследованиям в области оптики – комментарий аль-Фариси (1309){714}. Ибн аль-Хайсама гораздо больше обсуждали на латинском Западе, чем на исламском Востоке, но даже на Западе его работу воспринимали просто как текст, а не как практическое пособие. Насколько нам известно, никто не повторял его экспериментов. Таким образом, и в арабской, и в европейской средневековой культуре статус эксперимента был неопределенным: эксперимент существовал, но им не восхищались и его не имитировали. Его признавали как одну из разновидностей знаия, но лишь второстепенную. В обоих культурах аль-Хайсама рассматривали как пример для подражания лишь в том, что касалось объяснения радуги; для подавляющего большинства средневековых авторов знания содержались в книгах и проверялись абстрактной логикой, а не обнаруживались в вещах и проверялись экспериментом.

Таким образом, в эксперименте 1648 г. не было ничего необычного; прецеденты были, причем один из них («Оптика» Ибн аль-Хайсама) был широко известен, хотя и редко копировался. Правильнее было бы сказать, что значение и статус экспериментального знания существенно изменились на протяжении XVII столетия. Оно переместилось с периферии в центр[232]. Кант называл экспериментальный метод XVII в. (он цитировал Галилея, Торричелли и химика Георга Шталя) «быстро совершившейся революцией в способе мышления», моментом, когда естествознание ступило на «столбовую дорогу науки». Кант не имел в виду, что Галилей и Торричелли были первыми экспериментаторами – скорее предыдущие эксперименты считались просто чем-то вроде проселочной дороги{715}. Кроме того, эксперименты начали напрямую касаться главных положений Аристотеля. В этот же период люди, проводившие эксперименты, уже не были изолированными друг от друга одиночками; они стали членами сети экспериментаторов. Почему же изменилось значение и статус экспериментального знания? Необходимо присмотреться повнимательнее, чтобы понять, что произошло.

Первой серьезной областью экспериментальных исследований в начале современного периода был магнетизм – предмет, по которому классические комментарии практически отсутствовали (потому что в древности не знали компаса), и это означало, что экспериментальный подход сталкивался с меньшими препятствиями, чем в любой другой сфере. Более того, огромное значение компаса для навигации означало, что магнит неизбежно должен был стать предметом дискуссии. Первая попытка экспериментального изучения магнита была описана Пьером де Марикуром в трактате «Послание о магните» (Epistola Petri Peregrini de Maricourt ad Sygerum de Foucaucourt, militem, de magnete); Марикур указывает на полярность магнитов, демонстрирует, что одноименные полюса отталкиваются, а разноименные притягиваются, и описывает, что железо может быть намагничено. Несмотря на тридцать девять сохранившихся копий рукописи, у нас нет никаких свидетельств, что она стала основой для дальнейших экспериментов, пока наконец не вышла в печатном виде в 1558 г.{716} Как и у Ибн аль-Хайсама и Теодориха, у Пьера де Марикура не было последователей среди современников.

В 1522 г. Себастьян Кабот открыл магнитное склонение компаса: стрелка указывает не точно на север, а чуть восточнее или западнее, и величина отклонения от истинного севера зависит от местоположения компаса на земном шаре. Это открытие стало причиной серьезных трудностей в объяснении принципа работы компаса, но одновременно дарило надежду, что склонение может иметь регулярный характер и использоваться для измерения долготы. Поскольку именно знания долготы не хватало мореплавателям, бороздящим океаны, все исследования магнитов на раннем этапе существования современной науки были направлены на то, чтобы заполнить этот пробел.

С точки зрения хронологии первой крупной работой современной экспериментальной науки были трактаты Леонардо Гарцони (рассмотренные в главе 7), но в данном случае хронология вводит в заблуждение, поскольку в самом главном они просто продолжали неупорядоченную средневековую традицию экспериментирования. Их понятийный аппарат не менялся со времен Аристотеля, и они стремились объяснить аномалии или заполнить пробелы в Аристотелевой системе знания. Они реагировали на эпоху исследований и открытий, но лишь стремлением сохранить и защитить понятийный аппарат традиционной философии. Подобно своим средневековым предшественникам, Гарцони остался почти незамеченным. По мнению коллег, его работы находились на периферии знания – разве что их результат поможет в вычислении долготы. Сохранился лишь один экземпляр его рукописей, а впоследствии теоретики из числа иезуитов повторно открыли его работы только потому, что нуждались в оружии против Уильяма Гильберта. Как мы уже убедились, работы Гарцони были подхвачены делла Портой, который полностью позаимствовал из них материал и который, по крайней мере, проверил свои утверждения относительно чеснока и алмазов, но лишь потому, что магнетизм, предполагавший тайные и необъяснимые силы, хорошо подходил к категории природной магии; дело вовсе не в том, что делла Порта под влиянием Гарцони воспринял новое мышление или новую, более надежную практику эксперимента.

Трактат Гильберта «О магните» переносит нас совсем в другой мир; и действительно, Гильберт утверждает, что занимается новым типом философии. (Интересный вопрос: было бы это утверждение таким безоговорочным, если бы он читал Гарцони?) Гильберт считал экспериментальный метод альтернативой Аристотелю, а не дополнением к нему. Целью его философии являются новые открытия, а не заплатки на теле существующего знания. Де Марикур и делла Порта были для Гильберта важными источниками: мы можем утверждать, что он в точности повторял их эксперименты и именно так смог понять, что делла Порта скопировал информацию, до конца не разобравшись в ней. Кроме того, у него имелось преимущество: в 1581 г. Роберт Норман открыл магнитное наклонение (то есть отклонение стрелки компаса от горизонтали, отличающееся в разных местах земного шара){717}. Гильберт первым понял, что Земля – это магнит, и именно поэтому стрелка компаса указывает на север. Его предшественники, в том числе Диггес, догадались, что стрелка компаса не указывает на определенное место на небе или на земле, но не сделали следующего шага – не представили всю Землю в виде магнита{718}. Но этим амбиции Гильберта не ограничивались. Он стремился показать (на основании предположения, выдвинутого Маленкуром), что у магнита есть природное свойство поворачиваться вокруг своей оси; по его утверждению, это объясняло причины по меньшей мере одного из трех движений, которые приписывались Земле Коперником. Так Гильберт связал эксперименты с магнитами с традиционной областью естествознания, астрономией. Но в то же время ему не удалось достигнуть конечной цели: он не смог поставить опыт с самопроизвольным вращением магнитов.

Приверженность Гильберта взглядам Коперника не могла не вызвать враждебной реакции ортодоксальных католических ученых, поскольку в 1616 г. теория Коперника была официально осуждена{719}. Так, например, Никколо Кабео, который в основном воспроизводил аргументы Гарцони, продолжал настаивать, что существуют два разных явления, притяжение железа магнитом и поворот магнита к полюсу, а не одно – как утверждал Гильберт, – к которому можно свести оба этих проявления. Кроме того, взгляды Гильберта гарантировали благожелательный отклик последователей Коперника, Галилея и Кеплера: Галилей сказал, что его метод похож на метод Гильберта, а Кеплер взял представления Гильберта о магнетизме как образец сил, которые определяют движение планет по орбитам вокруг Солнца. Но после Гильберта исследователи магнита не смогли обнаружить закономерности, которые делают возможным экспериментальное знание. Магнитное склонение и магнитное наклонение зависели не только от места – в 1634 г. группа английских экспериментаторов заявила о зависимости от времени. Это было связано с их убежденностью в достоверности экспериментов, проведенных несколько десятилетий назад. Другие поспешили отвергнуть эти выводы как основанные на ошибочном методе. Природа не может быть настолько непостоянной. Но в конечном итоге скептики были вынуждены признать, что не только магнитное склонение, но и магнитное наклонение зависит от времени{720}. Если успешное экспериментирование определяется экономичностью и регулярностью природы, то изучение магнита после Гильберта как будто противоречило такому утверждению.

Что же общего у Марикура, Нормана, Гарцони, делла Порты и Гильберта? В сущности, ничего. Марикур был математиком и, по всей видимости, солдатом. Моряк Норман прислушивался к советам ученых мужей. Гарцони был иезуитом, венецианским патрицием и философом-схоластиком. Неаполитанский дворянин делла Порта сделал своей профессией оккультные науки. Английский врач Гильберт относился к сторонникам новой философии. Делла Порта увлекался симпатией и антипатией, тогда как Гарцони и Гильберт отказывались использовать подобные категории. Это отсутствие сходства очень важно, поскольку подрывает стандартные взгляды на истоки экспериментальной науки. Я не стану, подобно марксистам, утверждать, что эксперименты XVI и XVII вв. предполагали новое сотрудничество между интеллектуалами и ремесленниками, поскольку еще в 1269 г. Марикур говорил, что всякий, кто изучает магнит, должен быть «очень старателен в использовании собственных рук», и поэтому в XVI в. практические навыки были не новым явлением, однако нет никаких оснований предполагать, что Гарцони, явно обладавший этими навыками, имел связи среди квалифицированных ремесленников{721}. Исследование магнитного склонения и магнитного наклонения явно зависело от сотрудничества между навигаторами и интеллектуалами, и то же самое относилось ко всей науке картографии. Но здесь возникает следующий вопрос. Если Гильберт является примером нового типа ученого, что делает эту новую науку возможной?

Компас позволяет ориентироваться в море вдали от берегов и, естественно, в предисловии Эдуарда Райта к трактату «О магните» упоминаются кругосветные путешествия английских моряков. Но в своем предисловии Гильберт изображает себя в совсем другом океане – океане книг. И действительно, он либо покупал книги в огромных количествах, либо имел доступ к обширной библиотеке, поскольку трактат «О магните» начинается с первого в истории систематического обзора литературы. Гильберт прочел все, что когда-либо было написано о магнитах. Ни один древний или средневековый автор (по крайней мере, после того как в 48 г. до н. э. пожар уничтожил Александрийскую библиотеку) не имел такой возможности. Гильберт мог с уверенностью заявлять, что знает все, что было известно до него. Он настаивает, что знание получается не только из книг, но также из исследования вещей; однако не подлежит сомнению, что океан книг для его исследований не менее важен, чем настоящие океаны.

Поэтому мы с полным основанием можем утверждать, что именно книга – в данном случае скорее обширная библиотека – меняет статус эксперимента; обобщая прошлое знание, библиотека создает предпосылки для нового. В такой области, как анатомия, одна-единственная книга, «О строении человеческого тела» Везалия, заменяла целую библиотеку, но каждая новая область требовала такой же ассимиляции старого знания, прежде чем открывалась дорога к новым открытиям. Как мы видели в главе 7, книгопечатание создало факты, и вполне возможно, что оно также создало новую экспериментальную философию.

Но для Гильберта было важно не только изучение литературы или даже проведение экспериментов. В его новой науке был и третий элемент. Он выражает благодарность другим ученым:

Одни ученые наблюдали в дальних плаваниях различия в магнитной вариации: англичане – Томас Хэрриот, Роберт Хас, Эдуард Райт, Абраам Кендалл. Другие изобрели магнитные приборы и удобные способы наблюдений, необходимые мореплавателям и тем, кто совершает дальние путешествия, и издали их описание, например – Вильям Бороу в своей книжке о вариации компаса, Вильям Барло в своем «Дополнении», Роберт Норман в своем «Новом притягивающем». Это – опытный моряк и изобретательный мастер Роберт Норман, первым открывший склонение магнитного железа[233]{722}.

Таким образом, Гильберт признает существование небольшого сообщества специалистов, причем многих он знает лично (например, Хэрриота, Барло и Нормана; Эдуард Райт был его помощником). Если все предшествующие экспериментаторы, от Галена до Гарцони, по всей видимости, работали в одиночку, то теперь впервые сформировалось действующее научное сообщество, и качество работы Гильберта отчасти определяется его принадлежностью к этому сообществу. Нет никаких сомнений, что последующее открытие склонения магнитной стрелки зависело от тесного сообщества экспертов, использующих одни и те же инструменты и методы и подтверждающих точность измерений друг друга за продолжительные промежутки времени.

Переоценить влияние трактата Гильберта «О магните» просто невозможно, и не потому, что все интересовались магнитами: в нем впервые было показано, что экспериментальный метод способен взять верх над традиционным философским исследованием и преобразить философию. Главным в работе Гильберта было утверждение, что его эксперименты можно воспроизвести, дабы подтвердить полученные результаты: его книга была, в сущности, сборником описаний экспериментов. В 1608 г. в Падуе Галилей применил метод, который Гильберт использовал для усиления магнита, обмотав его железной проволокой (не признавая первенства Гильберта), и создал, по его утверждению, самый сильный магнит в мире, а затем продал его за большие деньги великому герцогу Флоренции{723}. Другие тоже копировали и проверяли эксперименты Гильберта, хотя больше никому, по всей видимости, не удалось на этом заработать. Следует также отметить, что не осталось никаких сведений о том, чтобы кто-то утверждал, будто воспроизвести экспериментальные результаты Гильберта невозможно. Воспроизводимость – болезненный вопрос в истории науки, но в том, что касается магнетизма, все просто: хорошие результаты удается воспроизвести, а плохие (в том числе некоторые результаты Гарцони) – нет.

Воспроизводимость невозможна без какой-либо формы публикации или, по крайней мере, коммуникации. Двое ученых приблизительно в одно и то же время открыли закон падения тел – Хэрриот и Галилей{724}. Хэрриот ни с кем не поделился своими результатами, а Галилей в конце концов опубликовал их – в 1632 г., через несколько десятилетий после того, как совершил открытие. Он утверждал, что если исключить сопротивление воздуха, то тяжелые и легкие предметы будут падать с одинаковой скоростью: если с высокого здания одновременно бросить пулю для мушкета и пушечное ядро, деревянный шар и свинцовый шар, они одновременно достигнут земли. Вскоре самые разные люди начали бросать предметы с высоких зданий, получая разные результаты (одновременно бросить два предмета и измерить расстояние между ними, когда первый ударится о землю, гораздо сложнее, чем кажется). В 1633 г. во Франции Марен Мерсенн приложил немалые усилия, чтобы повторить эксперименты Галилея и выполнить точные изменения. Ортодоксальная теория Аристотеля утверждала, что тела падают с постоянной скоростью, и чем тяжелее тело, тем эта скорость больше; Галилей говорил, что тела ускоряются при падении и что закон ускорения одинаков для всех тел. Его теория вызвала серьезную озабоченность и стремление повторить его эксперименты – под сомнение ставилась истинность представлений сторонников Аристотеля{725}.

В 1638 г. Галилей также опубликовал заявление, что если столб воды во всасывающем насосе или в трубке с запаянным концом превышает определенную высоту (по его утверждению, 32 фута), то этот столб опустится, оставив выше себя пустоту. Он считал (и справедливо), что определяющим тут является вес воды: точно так же, как достаточно длинная веревка оборвется под собственным весом, так и столб воды в определенный момент должен разрушиться. Воду удерживает природная сила, сопротивление созданию пустоты, и эта сила является важным фактором в понимании прочности материалов. Это противоречило ортодоксальной философии Аристотеля, согласно которой в природе не существует пустоты.

Галилей защищал свою точку зрения, хотя его друг, Джованни Баттиста Бальяни, предложил альтернативное объяснение тому факту, что всасывающий насос отказывается работать, если от него требуется поднять воду на высоту более 18 braccia (приблизительно 35 футов) – величину, установленную опытным путем. Бальяни предполагал, что в определенной точке вес воды уравновешивается весом воздуха, который все время давит на нас; выше этой точки столб воды подняться не может, и в герметичном насосе образуется пустота. Не существует никакого «сопротивления» пустоте{726}. В любом случае утверждения Галилея и Бальяни наносили удар в самое сердце Аристотелевой физики. Гильберт стремился сделать то, что удалось Галилею, который объявил об открытиях, противоречивших общепризнанной философии. Сначала армия повстанцев захватывает вражеские аванпосты и перерезает коммуникации, но затем, набрав силу, она в конечном итоге должна перейти от рейдов к полномасштабному столкновению с противником. «Диалог о двух системах мира» Галилея был настоящим сражением с традиционной астрономией, а «Две новые науки» (1638) – решительным наступлением на физику Аристотеля. Спор о системе Коперника был искажен вмешательством богословов, но обсуждение физики могло состояться без такого вмешательства. Битва началась.

После 1638 г. в Риме группа философов, придерживавшихся ортодоксальных взглядов, решила доказать, что Галилей ошибался насчет пустоты. Гаспаро Берти изготовил длинную свинцовую трубку с окошком на одном конце, заполнил ее водой, запечатал с обеих концов, опустил один конец в бочку и открыл его. Поначалу в верхней части трубки пустого пространства не появилось, но затем Берти понял, что нужно измерять высоту водяного столба не от дна бочки, а от поверхности воды, и поднял трубку чуть выше. Столб воды тут же опустился, и вверху появилось пустое пространство. Но было ли оно на самом деле пустым? Свет через него проходил. В верхнюю часть трубки можно было поместить колокольчик, и его звук был слышен – похоже, там присутствовал воздух. (Должно быть, вибрация колокольчика передавалась через крепление, а не по воздуху.) Результаты экспериментов получились неопределенными. Они не опровергли, но и не подтвердили утверждение Галилея, а просто зафиксировали аномалию. И тогда философы занялись другими проблемами; впоследствии никто не мог вспомнить, в каком году проводились эти эксперименты, и никто в то время не написал о них.

Тем не менее во Флоренции ученик Галилея, Торричелли, в 1643 г. узнал об экспериментах Берти и понял, что можно упростить задачу, используя более плотную жидкость. Трубка со ртутью может быть в четырнадцать раз короче трубки с водой: если критической точкой для создания пустоты было 32 фута воды, то ртути понадобится только чуть больше 2 футов. Поэтому Торричелли повторил эксперименты со ртутью и получил аномальное пространство. Он пришел к такому же выводу, что и Бальяни: пространство в верхней части трубки было пустым, а вес ртути уравновешивался весом воздуха. Мы живем, писал он, под океаном воздуха. Поскольку воздух не всегда имеет одинаковый вес, значит, рассуждал он, можно измерить эти изменения. Но барометр давал загадочные и нестабильные показания (вероятно, он был влажным, когда Торричелли заливал в него ртуть), и Торричелли прекратил опыты – а потом умер, так и не увидев, что другие сумели добиться успеха{727}.

Во Франции Мерсенн получил искаженное описание эксперимента Торричелли и безуспешно пытался повторить его, но у него не было подходящей стеклянной трубки. Вскоре после этого, в конце 1644 г., он посетил Флоренцию, где познакомился с Торричелли, а также Рим, где, возможно, видел его эксперимент. По возвращении во Францию Мерсенн снова попытался повторить опыт Торричелли, и снова безуспешно – стеклянные трубки у него были низкого качества. Осенью 1646 г. в Руане Пьер Пети и его друг Блез Паскаль сумели воспроизвести эксперимент, о котором Пети слышал, но который ни он, ни Паскаль не видели раньше. Затем Паскаль заново придумал (поскольку не знал о нем) эксперимент, изначально проведенный в Риме; он заменил воду красным вином, чтобы легче было видеть результат. Эксперимент Берти проводился в общественном месте, но не сохранилось никаких свидетельств, что он привлек к себе внимание. Паскаль поступил иначе – его опыты с самого начала были организованы как публичная демонстрация, однако у нас нет никаких оснований предполагать, что Паскаль собирался публиковать результаты. Однако после начала бурных споров о значении того, что он сделал, Паскаль поторопился издать описание своего опыта (1647), дабы заявить о приоритете. Экземпляры брошюры он отправил всем своим друзьям в Париже, а также во все города Франции, где, по его мнению, люди могли заинтересоваться книгой, – предположительно, местным книготорговцам; только в Клермон-Ферран было отправлено от пятнадцати до тридцати экземпляров. Мерсенн отправил брошюру в Швецию, Польшу, Германию, Италию и другие страны. Статус эксперимента менялся, и Паскаль с Мерсенном способствовали этому как могли{728}.

Изображенная Шоттом (по прошествии почти двадцати пяти лет) первая попытка создать пустоту в верхней части высокой трубки, заполненной жидкостью, чтобы опровергнуть утверждение Галилея о появлении пустоты при высоте водяного столба более 11 метров. Пространство в верхней части трубки имело расширение, в котором установили колокольчик – в пустоте звук не распространяется, и колокольчик в таком случае был бы не слышен. Эксперименты Гаспара Берти дали неоднозначный результат (звук колокольчика был слышен, что предполагало наличие воздуха), но вдохновили Торричелли заменить воду ртутью. В печатном издании эксперимент Берти впервые был описан в труде Никколо Зукки «Известные опыты» (1648)

По свидетельству Винченцо Вивиани, Галилей в молодости (около 1590) бросал предметы с Пизанской башни и на эти опыты собирался весь университет. Вероятно, Вивиани был прав, утверждая, что Галилей проводил такие эксперименты, но и в этом случае он не был первым. Подобные опыты проводили Джузеппе Молетти в 1576 г. (результаты не были опубликованы) и Симон Стевин (результаты, опубликованные в 1586 г., остались незамеченными, отчасти потому что он писал на фламандском языке){729}. Однако у нас нет никаких – кроме слов Вивиани, написанных гораздо позже, – доказательств, что первые опыты Галилея собирали толпу. Выдвигая это предположение, Вивиани распространял на молодые годы Галилея тот статус, который эксперименты приобрели только в 1630-х гг., – Вивиани стал помощником Галилея в 1639 г., в возрасте семнадцати лет, а биографию Галилея написал в 1654 г. Тем не менее опыты Паскаля в 1646 г. действительно собирали толпы.

До этого момента история опытов с пустотой – это история случайностей и «непрямых попаданий». Эксперимент Берти не позволил сделать однозначные выводы; теория Бальяни и Торричелли была верной, но эксперимент Торричелли оказался несовершенным, а его описания, попавшие во Францию, не содержали ни теории, ни достаточного количества деталей для повторения. После 1646 г. эксперимент Торричелли получил широкое распространение, хотя ртуть стоила дорого, а изготовить достаточно прочные стеклянные трубки – длинные, запаянные с одного конца, – по-прежнему было непросто. Фактически эксперимент Торричелли быстро стал знаменитым: фраза «знаменитый эксперимент» впервые была использована в английском языке в 1654 г. именно в отношении его, а итальянский автор в 1663 г. называл его famosissima{730}.

После того как эксперимент Торричелли утвердился в качестве исходной модели, появились его многочисленные разновидности. Самыми важными были три из них. Во-первых, Паскаль придумал, как поместить барометр внутрь аномального пространства в трубке Торричелли: когда в главной трубке высота ртути опускалась до 27 дюймов, во втором барометре внутри торричеллиевой пустоты она опускалась до нуля (или почти до нуля). Самые разные варианты и усовершенствования эксперимента «пустота в пустоте» были изобретены Паскалем и другими учеными, и все они подтверждали, что внутри трубки Торричелли давление воздуха отсутствовало (или почти отсутствовало). Во-вторых, Паскаль придумал эксперимент на горе Пюи-де-Дом. В-третьих, Роберваль придумал эксперимент, в котором на верхней части торричеллиевой трубки герметично крепили плавательный пузырь карпа и сдували его. Когда уровень ртути опускался, пузырь отпускали, и он надувался, словно в него накачивали воздух. Объяснить это было непросто, но Роберваль утверждал, что если в плавательном пузыре был воздух (даже если казалось, что его там нет), то воздух мог быть и в торричеллиевой пустоте (хотя и в микроскопических количествах){731}.

Размышляя о расширении, или разрежении, воздуха, Роберваль сформулировал понятие «пружины воздуха», которое сделал знаменитым Бойль в 1660 г. в своей работе «Новые опыты» и которое было систематизировано в законе Бойля (1662){732}. Конечно, Роберваль не использовал слово «пружина», а позаимствовал термин elater (однокоренное слову «эластичный»; elater – это перевод слова «пружина» в латинской версии «Новых опытов») у Мерсенна{733}. Бойль не ссылался на Роберваля, и это свидетельствует о том, что в теоретических вопросах понятие интеллектуальной собственности укоренялось медленнее, чем в других областях исследования, таких как методика эксперимента. Однако в 1662 г. Бойль проявил осторожность, признав вклад других людей в сформулированный им закон{734}. А понятие интеллектуальной собственности уже сформировалось в 1677 г., когда Ольденбург в «Философских трудах» (Philosophical Transactions) отметил, что в латинском переводе работ Бойля, изданном в Женеве без его разрешения, отсутствуют даты публикации оригиналов, и это может создать ложное впечатление, что Бойль заимствовал у других, тогда как в действительности они заимствовали у него. В «Продолжении новых опытов» (Second Continuation) Бойль, а скорее издатель, действовавший по его поручению, возвращается к этому вопросу: «Хотя некоторые авторы с достаточной мудростью упоминали имя нашего автора в своих работах, еще большее их число этого не делали, описывая многие его эксперименты вместе с рассуждениями, объясняющими их, и уподобляясь плагиаторам, поскольку вообще не упоминали его имени»{735}. Несколькими годами раньше лорд главный судья, Мэттью Хейл, в анонимной работе об экспериментах Торричелли всячески подчеркивал, что цитирует источники, чтобы «избежать, насколько возможно, обвинений в плагиате»{736}.

Тот факт, что автор новой идеи имеет право на признание, кажется нам очевидным, но тогда эта мысль была абсолютно новой. Если мы оглянемся на парижских философов XIV в., например Николая Орезмского, Буридана, Альберта Саксонского и Пьера д’Альи, то окажемся в мире, где ученые мужи пересказывали аргументы друг друга, но не указывали, кому именно принадлежит первенство в данной аргументации, и историки до сих пор не могут написать историю парижской школы с точки зрения взаимного влияния; в XIV в. вопрос приоритета не беспокоил философов. Этот мир существовал и в 1629 г., когда Никколо Кабео опубликовал свой трактат «Магнитная философия», который почти полностью позаимствован (причем по большей части дословно, без ссылок) из неопубликованной рукописи Леонардо Гарцони. Этот мир еще не ушел в небытие и в 1654 г., когда Паскаль закончил «Трактат о равновесии жидкостей» (Traits de l’quilibre des liqueurs): в нем он часто ссылался на работы Стевина, Бенедетти, Галилея, Торричелли, Декарта и Мерсенна, но не упомянул ни об одном из своих предшественников{737}. Этот мир существовал и в 1660 г., когда Бойль (который чрезвычайно заботился о приличиях и не был способен на сознательные плохие поступки), заимствовал идеи Роберваля, не ссылаясь на него, но быстро исчезал в 1682 г., когда уже сам Бойль жаловался на то, что у него заимствуют другие (возможно, по-прежнему абсолютно невинно). В 1687 г. друг Бойля, Дэвид Аберкромби, объявил о намерении написать трактат об истории изобретений – книгу, которую не смог написать Полидор Вергилий. В нее планировалось включить «новые выдумки, будь то идеи, механизмы или эксперименты». Это будет исследование тех, кого он называет «авторами», то есть первооткрывателями и изобретателями: «Под авторами здесь подразумеваются те, которые на самом деле являются таковыми [в отличие от плагиаторов или тех, кто просто ввел незначительные усовершенствования], первооткрывателями любой полезной частицы знания»{738}.

а) Эксперимент Адриена Озу «пустота в пустоте». Из трактата Жана Пеке «Опыты новой анатомии», 1651. В этом эксперименте в торричеллиеву пустоту в верхней части первого барометра помещается второй барометр, измеряющий давление воздуха: ртуть во второй трубке не поднимается, указывая на отсутствие давления воздуха в этом пространстве; если в пустое пространство в верхней части трубки первого барометра впустить воздух, то ртуть в этом барометре опустится, а ртуть во втором барометре поднимется на высоту 27 дюймов.

б) Эксперимент Жиля де Роберваля с плавательным пузырем карпа. Плавательный пузырь карпа, из которого вытеснен воздух, помещают в торричеллиеву пустоту и развязывают. Он тут же надувается, демонстрируя необыкновенную способность к расширению того небольшого количества воздуха, которое осталось в пузыре. Роберваль считал это подтверждением своей гипотезы, что в торричеллиевой пустоте всегда есть хотя бы немного воздуха

В период с 1646 по 1648 г. небольшая группа экспериментаторов (Паскаль, Роберваль, Озу, Пети, Перье, Гассенди, Пеке) в разных городах Франции одновременно проводила опыты с пустотой. Всех их объединяла дружба с Мерсенном, с которым они обменивались письмами и в чей дом приходили, когда бывали в Париже. Они имели разные профессии, но считали себя в первую очередь математиками, и многие из них внесли существенный вклад в чистую математику{739}. Они соревновались друг с другом, одновременно сотрудничали и (по большей части) достаточно доверяли друг другу, чтобы не сомневаться, что их вклад будет признан. Они обменивались рукописями. Например, Роберваль никогда не публиковал результатов своих экспериментов с пустотой, но в Польше было опубликовано письмо с описанием серии первых экспериментов во Франции; несколько опытов Роберваля были описаны в книге его оппонента, а его эксперимент с плавательным пузырем карпа был опубликован Пеке в 1651 г. в работе, посвященной преимущественно новым анатомическим исследованиям (она была переведена с латинского языка на английский в 1653). Внутри этой группы печатные труды ценились, но не больше, чем частная и наполовину публичная переписка: Мерсенн отправлял письма в Италию, Польшу, Швецию и Голландию, описывая эксперимент Паскаля на горе Пюи-де-Дом{740}. Важно также, что друзья Мерсенна сотрудничали, не соглашаясь друг с другом. Они придерживались общего мнения относительно ценности экспериментальных исследований, но не интерпретации результатов.

Мерсенн умер в 1648 г., и после его смерти дальнейшие исследования пустоты во Франции почти прекратились. Но работы Паскаля и Пеке прочли в Англии (где Генри Пауэр тут же воспроизвел эксперименты Пеке) и в Италии; в 1657 г. вышла «Механика» Каспара Шотта. В ней Шотт описал не только оригинальные эксперименты Берти в Риме, но и конструкцию воздушного насоса Герике{741}. Отто фон Герике продемонстрировал, как две полусферы, из которых откачан воздух, с такой силой прижимаются одна к другой атмосферным давлеием, что их не могут разъединить упряжки лошадей. Книга Шотта вдохновила Бойля на изготовление своего воздушного насоса, и возможно, вовсе не совпадение, что эксперименты с пустотой возобновились во Флоренции в 1657 г. Если составить список тех, кто проводил эксперименты с барометром от опытов Торричелли в 1643 г. до открытия закона Бойля в 1662 г., то в нем будет сотня имен. Эти сто человек и составляли первое рассеянное по нескольким странам сообщество ученых-экспериментаторов[234].

Эксперименты позволяют получить новое знание, но если это знание не распространяется, дальнейший прогресс невозможен. Барометр Торричелли представляет собой первый экспериментальный прибор, который стал стандартным и общедоступным; с его помощью можно было выполнить бесконечное число разных экспериментов (например, в торричеллиеву пустоту выпускали насекомых). Впервые у эксперимента появились зрители (в частности, небольшая группа, сопровождавшая Перье на вершину Пюи-де-Дом), и впервые экспериментирование превратилось в процесс, предполагавший сотрудничество и соперничество.

Как и следовало ожидать, это первое успешное сообщество экспериментаторов изменило как процесс формирования научных сообществ, так и их цели. Сообщество Мерсенна было неформальной группой, члены которой встречались и переписывались, хотя он и выражал желание сформировать настоящую коллегию, основная работа которой велась бы по переписке. Это была бы не первая полунаучная академия: делла Порта основал академию (которую заставила закрыть инквизиция) с целью поиска тайного знания, а он сам и Галилей были членами Академии деи Линчеи (академии «рысьеглазых»), основанной князем Чези[235]. Бэкон описывал работу научного сообщества в своей утопии «Новая Атлантида». Мерсенн был не первым и не последним, кто основал «невидимую коллегию» с помощью переписки: его кружок вырос из кружка Пейреска, а в Англии похожие сообщества были основаны Гартлибом и Ольденбургом (кружок Гартлиба стали отождествлять с Королевским обществом, когда он вместе с Уилкинсом стал его первым секретарем){742}.

Необыкновенный успех «сообщества Торричелли», как можно назвать группу людей, экспериментировавших с барометром, был важным фактором, способствовавшим основанию Академии дель Чименто во Флоренции (1657), Академии Монмора во Франции (1657), Королевского общества в Англии (1660) и Королевской академии во Франции (1666). Академия дель Чименто выпустила одну книгу, но Королевское общество начало издавать первый журнал, «Философские труды» (1665), посвященный новой науке. В том же году во Франции начал издаваться Journal des savans: он освещал широкий круг научных вопросов, но в первом же выпуске было заявлено, что его главная цель – информирование о новых открытиях.

Неформальное «сообщество Торричелли» знаменует начало институционализации науки, которому способствовало убеждение, что сотрудничество и обмен идеями приведут к ускорению прогресса. Поэтому неудивительно, что это сопровождалось приверженностью идее научного прогресса. В черновике предисловия к неопубликованной книге о пустоте (ок. 1651) Паскаль разграничивал формы знания, которые были по сути своей историческими и зависели от авторитета источников, на которые они опирались (характерный пример – богословие), и формы знания, зависящие от опыта. Что касается вторых, то каждое поколение, утверждал он, знает больше, чем предыдущее, и поэтому прогресс поступателен и непрерывен («все человечество постоянно совершенствуется по мере того, как мир становится старше»){743}. И действительно, Паскаль говорит, что каждое следующее поколение видит дальше предыдущего. Совершенно очевидно, что он имел в виду знаменитую фразу о том, что мы подобны карликам на плечах великанов. Эту фразу приписывают Бернарду Шартрскому, жившему в XII в., но цитируют обычно строку из письма Ньютона: «Если я видел дальше других, то потому, что стоял на плечах гигантов». Со стороны Ньютона это ложная скромность (тем, на чьих плечах он стоял, был Гук, не подходивший под определение гиганта){744}. Поскольку цель Паскаля – ниспровергнуть авторитет древних, он не собирался повторять утверждение, что по сравнению с нами древние были гигантами; он полагает, что способности любого поколения не меньше, чем у предыдущего.

Изображение магдебургских полушарий. Из книги Шотта «Новые опыты», 1672. В 1654 г. в Регенсбурге, а затем в 1656 г. в Магдебурге Отто фон Герике с помощью воздушного насоса выкачал воздух из медной сферы. Затем он с помощью двух лошадиных упряжек попытался разъединить два полушария, из которых состояла сфера, но безуспешно. Этот опыт продемонстрировал силу давления воздуха на полушария и вдохновил Бойля на создание воздушного насоса

Первый воздушный насос, сконструированный Робертом Гуком. Из книги Бойля «Новые физико-механические опыты», 1660

Фронтиспис английского перевода описания опытов Академии дель Чименто: Природа поворачивается спиной к Аристотелю, и Академия представляет ее Королевскому обществу. Опубликованные в 1666 г. на итальянском языке Saggi были преподнесены Королевскому обществу (роскошное подарочное издание, не предназначенное для продажи); прошло довольно много времени, прежде чем Ричард Уоллер перевел книгу на английский, и она вышли под названием «Очерки об опытах над природой» (Essayes of Natural Experiments, 1684). Фронтиспис нарисовал сам Уоллер

На первый взгляд, утверждение Паскаля о непрерывности прогресса выглядит абсурдным: мы можем накапливать опыт только при наличии надежного способа его записи и передачи от поколения к поколению. Однако Паскаль имел в виду книжную культуру, а не рукописную (вспомним об «океане книг» Гильберта); эффективная запись и распространение знания стали возможными только после изобретения книгопечатания. Более того, он понимает, что прогресс не относится к каждому отдельному человеку – скорее к тому, что он называет l’homme universel, общностью человеческих существ. Именно благодаря сотрудничеству с другими учеными Паскаль пришел к ощущению, что принадлежит к сообществу, которое сильнее его самого. «Сообщество Торричелли» разрешало проблемы эффективнее, чем это мог сделать каждый в отдельности. С исторической точки зрения предисловие Паскаля не имеет смысла, поскольку в 1651 г. прогресс был новым понятием. Но потом прогресс действительно стал поступательным и непрерывным, и тогда это предисловие можно рассматривать как описание современной науки.

Таким образом, эксперименты не являются чем-то новым. Первый человек, который стал тереть две палочки друг о друга, чтобы добыть огонь, проводил эксперимент. Гален, Ибн аль-Хайсам и Теодорих Фрайбергский экспериментировали. Новое – это научное сообщество, заинтересованное в экспериментах. Предвестником такого сообщества можно считать группу людей, окруживших Гильберта, когда он проводил свои опыты с магнитами, но по большей части это были необразованные моряки. Окончательно оформилось оно после публикации книги Галилея «Диалог о двух системах мира» в 1632 г. Даже Дарин Леу, который считает, что у римлян было все, чем обладаем мы, признает одно исключение:

В древности не было университетов, научных конференций и журналов, где исследователи публиковали свои результаты. Не было ни журнала New Scientist, ни научного раздела в New York Times, где новейшие работы представлялись, сравнивались и комментировались. Эти современные источники часто способствуют пониманию – среди специалистов и образованных людей – того, что мы можем назвать «практическим консенсусом» по многим вопросам{745}.

У Куна был свой термин для «практического консенсуса». Он называл это «нормальной наукой», в отличие от науки революционной. Барометр Торричелли был первым экспериментальным прибором, вокруг которого развиваласьнормальная наука. В прошлом тоже были стабильные, основанные на консенсусе науки: астрономия Птолемея, анатомия Версалия. Однако впервые в истории консенсус сформировался вокруг того, что англичане называли «экспериментом».

В XVII в. значения латинских слов experiential и experimentum, а вместе с ними английских experience (опыт) и experiment (эксперимент) начали расходиться. Так, например, после 1660 г. для обозначения науки, опирающейся на эксперименты, широко использовался термин «экспериментальная философия»; никто не говорил об «опытной философии»{746}. Корни этого процесса расхождения можно проследить до начала XIII в., когда переводчики ключевых арабских текстов, таких как «Оптика» Ибн аль-Хайсама, выбрали латинское experimentare, а не experiri для перевода арабского i’tibar и для описания оптических опытов{747}. Таким образом, слово experimentum обычно использовалось средневековыми философами для обозначения искусственно созданного опыта. Выбор Гильберта в его трактате «О магните» был очевидным. В английском языке слово experiment (эксперимент) постепенно становилось специальным термином для обозначения того, чем занимаются ученые; как мы уже видели, во французском языке этого не произошло. В Италии Галилей на итальянском обычно писал esperienza, а на латинском – experimentum. Esperimento и sperimentare были неологизмами, и, хотя их можно найти в словаре Академии делла Круска (1612), в текстах классической литературы Тосканы они не встречаются. Однако термин esperienza был слишком широким, чтобы точно описывать процедуры новой науки, и после смерти Галилея его ученики основали Академию дель Чименто (cimento означает «испытание» или «проверка на практике», подобно английскому слову assay и французскому essai; то есть целью академии были эксперименты). В конечном итоге победил термин esperimento, что отражает – как и в случае с французским словосочетанием philosophie exprimentale – влияние английского языка и английской науки. В английском языке словосочетание experimental method (экспериментальный метод) впервые появляется в 1675 г.[236]

Таким образом, в отношении слова «эксперимент» лингвистические изменения отстают и от теории, и от практики. Если язык почти ничем не в состоянии нам помочь, то как мы узнаем эксперимент, когда увидим его? Все просто: эксперимент – это искусственный тест, предназначенный для получения ответа на вопрос. Латинский термин для его обозначения был хорошо известен философам Средневековья и эпохи Возрождения: periculum facere, проверить или испытать что-либо{748}. Такой тест обычно предполагает контролируемые условия и часто требует специального оборудования.

До этого момента я, пытаясь определить, что такого есть у нас, чего не было у них (греческих, римских и средневековых философов), стремился найти концептуальный инструмент – то есть открытие или факт, технический прорыв, например доказательство отсутствия параллакса у комет, или инструмент, такой как телескоп. Данная глава указывает на общественную реальность – научное сообщество (а если конкретнее, то на небольшую группу, сопровождавшую Перье на вершину Пюи-де-Дом). Было бы неправильно преувеличивать разницу между концептуальным и социологическим объяснением: открытия должны быть объявлены, факты приняты, эксперименты повторены, а концепции основаны на общественной реальности – аудитории (созданной, прежде всего, печатным станком). Научное сообщество – это просто другое название общественной реальности. Паскаль объявлял о своих открытиях в кружке Мерсенна и убеждал остальных в достоверности своих фактов, заставляя повторить эксперименты. Новые понятия и новая общественная организация – это две стороны одной медали. Если первые ученые, подобно Хэрриоту в Англии, не публиковали свои работы или, подобно Галилею в Италии (по крайней мере в том, что касалось его новой физики), публиковали их с задержкой, то отчасти из-за неуверенности в наличии аудитории, желающей их выслушать. Успех барометра Торричелли создал аудиторию для новой науки.

Подчеркивая общественный аспект науки, я не имею в виду (не больше, чем Кун), что у науки есть только социальная история или (как утверждают релятивисты) что наука – это то, о чем договорились ученые. Раньше тоже предпринимались попытки основать сообщества с целью получения и распространения знаний: например, в XVI в. врачи активно общались и публиковали свою переписку{749}. Но этим сообществам никогда не удавалось добиться консенсуса относительно проблем, над которыми следует работать, и решений, которые следует рассматривать как удовлетворительные. У них не получилось создать нечто подобное нормальной науке. Ключевая характеристика нормальной науки – воспроизведение результатов. После 1647 г. ученые раз за разом наполняли ртутью длинные стеклянные трубки, запаянные с одного конца, и переворачивали, погружая открытый конец в сосуд с ртутью. Они давали друг другу ценные советы: не следует дышать в трубку, предупреждал Пьер Пети, чтобы не загрязнить ртуть водой; поставьте устройство на плед, советовал Генри Пауэр, и держите под рукой деревянную ложку, чтобы без промедления собрать пролившуюся ртуть{750}. Они изобретали бесконечные варианты опытов, но в каждом случае обязательно повторялся и изначальный эксперимент. И каждый раз получались одни и те же результаты[237]. Если бы барометр Торричелли было трудно воспроизвести, его опыт не стал бы первым знаменитым экспериментом. Академия дель Чименто, основанная в 1657 г., выбрала своим девизом слова Боккаччо provando e riprovando, и они действительно все проверяли и перепроверяли. Теперь признаком достоверного знания стало успешное воспроизведение (а не логическая непротиворечивость или поддержка авторитетов).

Здесь я выступаю против влиятельной традиции в новейшей историографии науки, согласно которой воспроизведение всегда неоднозначно и в конечном итоге именно авторитеты указывают, что именно считать успешным воспроизведением{751}. По мнению этих историков, воспроизведение результатов – это социальный артефакт, а не природный факт. Классической работой, где изложена эта точка зрения, считается «Левиафан и воздушный насос» Стивена Шейпина и Саймона Шаффера{752}. В этой книге, которую называют самой влиятельной в истории науки после «Структуры научных революций» Куна, приводится ряд аргументов, которые стали широко известны{753}. В частности, утверждается, что Бойль в своих экспериментах с воздушными насосами был пионером в создании фактов: в предыдущей главе мы показали ошибочность этой точки зрения, если только не иметь в виду лишь использование слова «факт». Гильберт, Кеплер, Паскаль – все они устанавливали факты. В книге также утверждается, что Бойль придумал новый способ получить поддержку, превращая читателей в воображаемых очевидцев: важное обстоятельство, но и в этом Бойль не был первым. Еще один вывод книги заключается в том, что спор между Бойлем, заявлявшим (хотя и с оговорками), что ему удалось получить вакуум, и его оппонентами, отрицавшими это, был разрешен не благодаря более убедительным аргументам Бойля, а благодаря его более высокому социальному статусу.

Здесь важно сравнить споры, в которые был вовлечен Бойль, со спорами, в которых участвовал Паскаль. Бойль сконструировал свой воздушный насос потому, что стеклянная сфера, из которой выкачан воздух, лучше подходит для экспериментов, чем пространство в верхней части барометра. Бойль, например, мог поместить в свою сферу заженную свечу или птицу; в торричеллиеву пустоту через ртуть можно доставить лягушек или насекомых, но не птиц или пламя. Чтобы продемонстрировать, что его экспериментальное пространство эквивалентно пространству в верхней части трубки барометра, Бойлю пришлось повторить стандартные эксперименты с «пустотой в пустоте» и с плавательным пузырем карпа и показать, что он получил такие же (или практически такие же) результаты. Поскольку «вакуум» Бойля был неотличим от торричеллиевой пустоты, аргументы в Англии были в целом такими же, как и те, которые уже выдвигались во Франции. На заявления, что, поскольку свет проходит через торричеллиеву пустоту, она должна быть заполнена неким эфиром, загадочной субстанцией, не имеющей веса и присутствующей повсюду, Паскаль отвечал, что природа света неизвестна и поэтому нет смысла утверждать, что для его распространения требуется некая среда в виде воображаемой субстанции. Настаивать на существовании субстанции без доступных измерению характеристик, подчеркивал он, равносильно превращению физики в фантастическую историю наподобие «Дон Кихота». И Паскаль, и Бойль «победили» в этом споре, поскольку зародили сомнения в правомерности ссылок на субстанции, существование которых удобно с точки зрения теории, но не может быть продемонстрировано экспериментально.

Как бы то ни было, в качестве стандартного возражения против экспериментов Бойля указывалось то обстоятельство, что насос не был абсолютно герметичен и поэтому не мог создать вакуум. Абсолютно справедливое замечание – в эксперименте «пустота в пустоте» уровень ртути никогда не опускался ниже одного дюйма. В отличие от насоса барометр Торричелли был герметичен, хотя было очень трудно (или даже невозможно) предотвратить попадание воздуха в трубку. Тем не менее Бойль оказался прав, утверждая, что его результаты очень похожи на результаты предшествующих экспериментов с барометрами. В Англии Бойлю удалось одержать победу потому, что самый сильный его противник, Гоббс, был более изолированной, а значит, и менее опасной фигурой, чем Декарт; Гоббсу нанесла непоправимый вред его репутация атеиста, тогда как Декарт разумно помещал свои аргументы в более общий контекст, совместимый с христианством. Но не стоит преувеличивать этот частный и ограниченный успех Паскаля и Бойля: убежденность в существовании вакуума, как и теория Коперника, окончательно победила лишь после того, как теория всемирного тяготения Ньютона (опубликованная в 1687) объяснила, что гравитационные силы действуют через пустое пространство. Тогда Паскаля и Бойля провозгласили первооткрывателями вакуума, который, как теперь считается, занимает большую часть Вселенной. Но в 1660-х гг. ситуация была иной: в Англии, например, Генри Пауэр возражал против утверждений Бойля, опираясь на экспериментальные свидетельства (и симпатии к картезианству), точно так же как Роберваль оппонировал Паскалю{754}.

В 1661 г. Христиан Гюйгенс изготовил собственный насос и начал повторять стандартные эксперименты. Он проверял качество своего аппарата при помощи чувствительного водяного барометра, способного измерить, сколько воздуха осталось (если осталось) в экспериментальном пространстве. Гюйгенс откачал воздух, но уровень воды не падал. Трубка оставалась заполненной. Из воды, которой пользовался Гюйгенс, был удален воздух, чтобы предотвратить его проникновение в экспериментальное пространство, однако обнаружилось, что ожидаемый результат получался только в том случае, если в воду помещали воздушный пузырек. Когда сведения об этом дошли до Бойля, он (совершенно естественно) отверг их как абсурдные, но Гюйгенс приехал в Лондон и продемонстрировал, что такие же результаты могут быть получены и на приборах Бойля. Это было (и остается) очень странным явлением. Точного объяснения не может предложить никто. В свете этих результатов Гюйгенс отказался от своего убеждения в существовании вакуума (несмотря на исчезновение аномалии, если в воду ввести пузырек воздуха, он решил, что столб воды поддерживается некой неизвестной субстанцией), тогда как Бойль сделал вид, что ничего не изменилось{755}.

Важно понять, что два противоречащих друг другу результата не обязательно имеют равный статус. Эксперимент «пустота в пустоте» многократно выполнялся в барометрах с водой, вином и ртутью, а также как минимум в пяти насосах разной конструкции, но никто ни разу не получил результата, аналогичного результату Гюйгенса. Таким образом, Бойль решил проверить, можно ли получить подобную аномалию с ртутью (чего не стал делать Гюйгенс), тщательно очистив ее от воздуха, поскольку это показало бы неоднозначность результатов Гюйгенса. Он выразился так: «Поддержка высоких цилиндров ртути в машине [то есть воздушном насосе], по моему мнению, имеет мало сходства со всеми экспериментами, проведенными по примеру Торричелли»{756}.

Но еще до эксперимента с воздушным насосом Бойлю удалось получить аномальный подъем ртути (до высоты 52 дюйма) на открытом воздухе. Стало ясно, что это явление не имеет отношения к предполагаемому вакууму и не связано с ним. Гюйгенс согласился: ему потребовалось меньше двух лет (не так уж много, как может показаться теперь, если учесть трудности путешествий и связи в XVII в.), чтобы признать свой аномальный результат незначимым. Конечно, можно сказать, что Гюйгенс ошибался, утверждая, что его результат в каком-то отношении «лучше» результата Бойля, и отказываясь от своих прежних убеждений. Результат Бойля был верным, а результат Гюйгенса – просто загадочной аномалией; теперь мы это знаем наверняка, однако и тогда это было очевидно и независимым наблюдателям, и самому Гюйгенсу, когда Бойль продемонстрировал аномальный подъем ртути в высоких цилиндрах как внутри воздушного насоса, так и снаружи{757}.

Экспериментальный метод опирается на независимое воспроизведение результатов, и специалисты по социологии науки утверждают, что по-настоящему независимое воспроизведение невозможно: чтобы выполнить новую экспериментальную работу, ученые обязательно должны общаться с теми, кто уже проводил данный эксперимент, перенимая неписаные секреты профессии. Но Пети с Паскалем повторили опыт Торричелли независимо от первооткрывателя, а в 1667 г. в Варшаве Валерио Магни также повторил или заново изобрел его. Остальные, по всей видимости, тоже проводили эксперимент совершенно независимо, руководствуясь только описаниями, – например, Генри Пауэр. Все дело в том, что воспроизвести опыт Торричелли было просто. И следовательно, специалисты по социологии науки ошибаются[238].

Если мы посмотрим на историю экспериментов с этой позиции, то начнем понимать значение того, что произошло в XVII в. – символом этого процесса была небольшая группа людей, сопровождавших Перье на вершину Пюи-де-Дом. Зачем они туда отправились? Перье явно радовался присутствию свидетелей, но они пришли туда потому, что считали это возможностью посмотреть, как делается история. Их присутствие символизирует не само открытие, а культуру открытия, которую теперь разделяли и правительственные чиновники, и священнослужители (Перье называет двух священников, двух чиновников и одного врача, которые его сопровождали). Более того, публикация обеспечивала большое количество «воображаемых очевидцев». Как выразился Уолтер Чарлтон, маленькая группа французских экспериментаторов «похоже, единогласно рассматривала эксперимент [Торричелли] как подходящую возможность сразиться со всеми мудрецами Европы в равной [побуждаемой духом соперничества] битве за честь прослыть проницательными»{758}. А когда Бойль назвал эксперимент на Пюи-де-Дом experimentum crucis, это стало началом новой эры, в которой философские споры разрешались с помощью эксперимента.

Вопрос воспроизводимости результатов является главным для любого понимания научной революции. Об этом свидетельствует смерть алхимии{759}. Бойль и Ньютон уделяли огромное внимание алхимическим исследованиям. Бойль большую часть жизни пытался превратить неблагородный металл в золото, хотя об этой сфере его деятельности мы мало знаем, поскольку большая часть бумаг (насколько нам известно) была уничтожена по указанию его первого биографа, Томаса Берча{760}. Бойль верил, что успех близок, причем настолько близок, что он считал своевременным развернуть кампанию (успешную) за изменение закона, который обрекал на смерть всякого, кто производит золото{761}.

Как и всякий алхимик, Бойль был убежден, что поиск философского камня (который превращает неблагородный металл в золото) включает духовный элемент. Он верил, что видел трансмутацию, и, по всей видимости, не исключал, что незнакомец, совершивший превращение в его присутствии, был как минимум ангелом{762}. И что такое откровение делало его избранным. Эта вера превращала Бойля в идеальную жертву для опытного мошенника. По чистой случайности сохранилась часть переписки Бойля, посвященная алхимии: она велась на французском языке, которого не знал помощник Берча, Генри Майлз, которому поручили разбирать бумаги Бойля и решить, что следует уничтожить. Из писем мы узнаём, что француз по имени Жорж Пьер убедил Бойля, что он (Пьер) является представителем патриарха Антиохии и главой общества алхимиков, члены которого живут в Италии, Польше и Китае. Для вступления в общество Бойль должен был поделиться своими алхимическими секретами и преподнести ценные подарки – телескопы, микроскопы, часы, дорогие ткани, большие суммы денег. В обмен Пьер сообщал о создании гомункула в стеклянной бутылке. Рассказ Пьера звучал складно: одно из собраний его тайного общества, уверял он Бойля, было прервано разгневанными работниками, которые взорвали замок, где встречались алхимики. Пьер не останавливался ни перед чем – он помещал заметки о патриархе Антиохии в голландских и французских газетах, надеясь, что Бойль наткнется на них. На самом деле во время своего выдуманного пребывания в Антиохии он весело проводил время со своей любовницей в Байе. В родном Кане своими неправдоподобными историями Пьер уже заработал прозвище «честного Жоржа»{763}.

Почему же Бойль, одна из ключевых фигур научной революции, был глубоко убежден в реальности алхимической трансмутации? Все дело в том, что алхимия – самодостаточное занятие. Те, кто ей увлекался, были убеждены, что в прошлом философский камень уже был создан. Джордж Старки, тесно сотрудничавший с Бойлем в его алхимических исследованиях, выразился так: «Мудрые философы всей силой своего разума искали и нашли и оставили письменные свидетельства своих поисков, но скрыли главный секрет, так что только рука Божья должна направить мастера, который своей работой стремится достичь того же»{764}. Подобно Бойлю, Старки верил, что держал философский камень в руках, и утверждал, что с его помощью превращал неблагородные металлы в золото и серебро – или в нечто похожее на золото и серебро, поскольку золото оказалось нестабильным, а серебро, очень похожее на настоящее, было слишком тяжелым{765}.

Старки стремился открыть этот и другие утерянные секреты посредством тщательного изучения алхимических текстов, которые были написаны – по его же признанию – намеренно туманным языком. С начала XVII в. слово «герметический» (означавшее «в традициях мифического автора Гермеса Трисмегиста», предполагаемого современника Моисея, которому приписывали множество работ) получило новое значение: те, кто экспериментировал с химическими соединениями, начали называть сосуды «герметично закрытыми», что стало синонимом воздухонепроницаемости; термин «герметичный» превратился в каламбур, указывающий на идею недоступности{766}. Когда Старки не удалось добиться ожидаемых результатов (за время работы он разорился и обрек жену и детей на нищету), ему не пришло в голову, что в текстах содержится ошибка{767}, – он был убежден, что просто неправильно их понял или не смог достаточно точно выполнить изложенные в них инструкции. Хотя у алхимиков имелись общепринятые процедуры верификации («испытание огнем»), эта верификация постоянно откладывалась. Чего у них не было, так это процедуры фальсификации.

Старки называл «ненавистным» принцип естественного права, гласивший: «Выслушай другую сторону»{768}. Второй стороной, которую он отказывался слушать, были те, кто отвергал алхимию как обман, иллюзию, выдумку. Среди философов-схоластов таких было большинство, начиная с Фомы Аквинского и Альберта Великого. Скептики уже давно высмеивали алхимию – например, Реджинальд Скот в «Открытии колдовства» (1584) и Бен Джонсон в «Алхимике» (1610). Вера могла поддерживаться только при условии, что непонятные книги считались авторитетными, а еще лучше, если в запертых сундуках обнаруживались древние рукописи. «Алхимия была в равной степени и текстуальной, и экспериментальной наукой», – утверждает Брайан Викерс. Алхимики всегда изображались в окружении книг и рукописей, а также лабораторного оборудования{769}. Однако на этих изображениях отсутствует самый главный момент – момент, когда одного человека убеждают поверить другому. После смерти Бойль оставил «своего рода герметическое наследие прилежным подмастерьям этого ремесла» (наследие, которое не сохранилось и предположительно было уничтожено). Многие алхимические рецепты Бойль сам не проверял, но в их эффективности он не сомневался, постольку они «получены (не без труда) путем обмена или другими способами от тех, кто подтверждал их реальность и был компетентным судьей, будучи учеником истинных адептов или имевшим с ними знакомство и беседу»{770}. Трудность выступала гарантом аутентичности; в отсутствие тех, кого можно с большой вероятностью отнести к истинным адептам (то есть к способным получить философский камень), одного лишь утверждения о знакомстве и беседе было достаточно, чтобы убедить, что непонятный текст содержит тайный смысл. Бойль верил, потому что хотел верить.

В современной литературе предпринимались усилия изобразить алхимию первой экспериментальной наукой; нас убеждают, что из алхимии родилась современная химия{771}. Показывая, что многие алхимические рецепты можно реализовать в современной лаборатории, эти ученые объявляют непонятные тексты осмысленными и возвращают алхимию в качестве лабораторной науки. Но если тщательно проанализировать этот аргумент, возникает вопрос, почему в XVIII в. современная химия утверждала себя не как продолжение алхимии, а как ее отрицание? Почему Берч уничтожил алхимические труды Бойля, а не прославил их?