Текст
                    БОЙЛЬ закон Бойля
II A If U А ВЕЛИЧАЙШИЕ
НАУКА еории
БОЙЛЬ
Закон Бойля
Под давлением
DAAGOSTINI

БОЙЛЬ Закон Бойля
БОЙЛЬ Закон Бойля Под давлением НАУКА. ВЕЛИЧАЙШИЕ ТЕОРИИ
Наука. Величайшие теории: выпуск 45: Под давлением. Бойль. Закон Бойля. / Пер. с итал. — М.: Де Агостини, 2015. — 176 с. Роберт Бойль родился в XVII веке, в эпоху, когда себе прокладывали дорогу рациональное мышление и научное знание. Несмотря на то что философия и наука в то время представляли собой единое целое, этот ирландский аристо- крат, защитник теории превращения металлов, смог указать путь, по которому в дальнейшем развивалась современная химия. Хотя у Бойля было немало интересов и он много вре- мени посвятил медицине, религии и паранормальным явле- ниям, в основном его научные исследования касались темы воздуха. Плодом трудов в этой области стал так называемый «закон Бойля», согласно которому чем большее давление ис- пытывает газ при постоянной температуре, тем меньший он занимает объем. ISSN 2409-0069 © Eugenio Manuel Fernandez Aguilar, 2014 (текст) © RBA Collecionables S.A., 2014 © ООО «Де Агостини», 2014-2015 Иллюстрации предоставлены: Jan Kip: 145(внизу); Joan Pejoan (инфографика); Science Photo Library/Age Fotostock: 145 (вверху слева); William Fairthorne/ openlibrary.org: 142; Антонис ванн Дейк/ Historical Portraits: 33; Архив RBA: 36 (справа), 63, ИЗ, 128,129 (вверху справа); Архив госпиталя Росон (Буэнос- Айрес): 155; Бертель Торвальдсен / Gunnar Bach Pedersen: 120; Беттман/ Corbis: 59; Гаспар Шотт: 93 (вверху); Готфрид Кнеллер/ Эрмитаж (Санкт-Петербург): 53; Дермот: 25 (вверху); Джозеф Райт из Дерби/ Тейт Британия (Лондон): 65; Дэвид Логан/ Cantabrigia Illustrata: 25 (внизу); Иоганн Генрих Вильгельм Тишбейн/ Штеделевский художествен- ный институт (Франкфурт-на-Майне): 29; Королевское общество: 36 (слева), 39; Королевское общество / Нацио- нальная библиотека Франции: 54; Лоренцо Липпи: 77; Луи-Эдуард Риоулт: 115; Мастер Петрарки/Древняя пина- котека Монако: 129 (внизу); Мэри Бил: 48; Национальная портретная галерея (Лондон): 18; Роберт Бойль: 83,129 (вверху слева), 131; Университет Сиднея: 93 (внизу). Все права защищены. Полное или частичное воспроизведение без разрешения издателя запрещено.
Содержание ВВЕДЕНИЕ .............................................. 7 ГЛАВА 1. Лорд Роберт Бойль ........................... 15 глава 2. Ценность опыта................................43 ГЛАВА 3. Закон Бойля ................................. 69 ГЛАВА 4. Химик-скептик .............................. 107 ГЛАВА 5. Кровь Бойля ................................ 133 ПРИЛОЖЕНИЕ .......................................... 165 СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 171 УКАЗАТЕЛЬ ........................................... 173

Моим сестрам Мариоле и Вики, абсолютным нарушительницам закона Бойля: чем больше внешнее давление на них, тем большее пространство они собой заполняют. Введение Считается, что так называемая научная революция произошла между XVI и XVII веками. Именно в этот период были зало- жены основы многих современных наук, в частности физики, астрономии, химии, биологии и медицины. Обычно ссылают- ся на книги De revolutionibus orbium coelestium («О вращениях небесных сфер») Николая Коперника и на De humani corporis fabrica («О строении человеческого тела») Андреаса Везалия, поскольку они наиболее ярко иллюстрируют это явление. Во многих отраслях знания появились новые цели, подходы и научные методы, а главное, будто сама природа восстала про- тив доводов прошлого, выраженных в трудах греческих клас- сиков. В результате научной революции для познания природы стало необходимо отталкиваться от опыта, что позволило на- блюдать новые явления, о которых не знали прежде. Лучше все- го то время характеризует слово «новый», как можно заметить по названиям некоторых вышедших тогда в свет книг: «Новая астрономия» (Кеплер, 1609), «Беседы и математические до- казательства двух новых наук» (Галилей, 1638) или «Новые физико-механические эксперименты относительно упругости воздуха и его проявления» (1660) Роберта Бойля. Роберт Бойль, без сомнения, — наиболее известное действу- ющее лицо английской науки того времени, и лишь в последние 7
годы его жизни эту славу затмил молодой Исаак Ньютон, на ко- торого он оказал значительное влияние. Бойль происходил из знатной семьи (сын графа Коркского) и обладал правом называться Honorable, «благородный» — имен- но так он подписывал свои книги и статьи. Его научные иссле- дования неразрывно связаны с его аристократическими корня- ми, благодаря которым он имел возможность контактировать с крупнейшими мыслителями современности. Однако его кни- ги и статьи могут вызвать недоумение у читателя XXI века, ко- торый увидит, что большую часть жизни Бойль посвятил рели- гии, алхимии и изучению паранормальных явлений. Для того чтобы осознать важность его научной работы, читателю необ- ходимо сделать усилие, войти в положение Бойля и погрузить- ся в реальность того времени. На протяжении всей жизни Бой- ля терзали внутренние противоречия между убеждениями и верой в материальную философию, хотя незадолго до смерти он сумел (или поверил в то, что сумел) примирить их. У него был суровый характер моралиста, он пророчески считал, что на- ука способна улучшить жизнь человека. Бойль много сделал для распространения своей уверенности в том, что медицина будет развиваться благодаря научным прорывам и открытиям. Одна- ко медицина не должна быть прерогативой исключительно обе- спеченных классов. Многие свои труды он посвятил этой науке, и в его переписке с различными корреспондентами особое место уделяется размышлениям о том, как получить либо улучшить те или иные медицинские средства. Он пытался соединить кор- пускулярную теорию вещества с физиологией и медициной во- обще, не соглашаясь с классическими взглядами Галена. Однако, сторонник хороших манер и внимательный и ревностный блю- ститель своей репутации, Бойль ни разу не решился вступить в научную полемику, которая могла бы осложнить его положе- ние в обществе. Он забросил изучение медицины и лишь незадолго до смер- ти опубликовал Memoirs for the Natural History of Human Blood («Доклады о естественной истории человеческой крови») — ис- следование свойств крови, основанное на многочисленных экс- периментах. Этот текст позволяет оценить навыки Бойля в об- 8 ВВЕДЕНИЕ
ращении с инструментами и его опыт работы в лаборатории. Он интересовался, в частности, свойствами первичного вещества и пошел дальше прямых экспериментов с участием человека: присутствовал на нескольких переливаниях крови, как раз тог- да кровопускание достигло пика своей «популярности». Он лично делал переливания крови собакам, хотя очень любил жи- вотных, и поэтому его терзали противоречивые чувства. Бойль считал, что необходимо определить действительный состав кро- ви, прежде чем предписывать терапию с неизвестными послед- ствиями. Развивая его теории, мы можем сказать, что сегодня Бойль был бы против столь популярных в XXI веке альтерна- тивных способов лечения, за которыми не стоят всесторонние исследования. Бойль принадлежал к новому поколению ученых, моло- дость которых пришлась на научную революцию, и, соответ- ственно, питал страсть к новейшим изобретениям. Юношей он изучал труды Галилея, огромное впечатление на него произвели телескопы, микроскопы и другие приборы, позволяющие рас- ширить восприятие мира. Несмотря на то что когда-то схола- стики считали эти инструменты причиной ложных ощущений, эта теория практически утратила силу во времена, когда Бойль был ребенком. Однажды его настолько впечатлил воздушный насос, сконструированный одним немецким ученым, что при неоценимом содействии своего знаменитого ассистента Робер- та Гука он создал значительно улучшенный подобный инстру- мент. Опыты, осуществленные с помощью воздушного насоса, были собраны в книге, которая сразу же выдвинула Бойля в авангард современной науки. Ученый считал, что эксперимент имеет решающее значение в познании и превалирует над любы- ми теоретическими домыслами, что именно эксперимент необ- ходим для доказательства природных явлений — таким образом, он отвергал роль математики. Бойль был убежденным последо- вателем Бэкона и развил до предела его методологию экспери- мента и естественной истории. Всю жизнь ученый продолжал использовать и улучшать свой воздушный насос и, демонстри- руя его в действии у себя дома и в Королевском обществе, стал знаменитым. Королевское общество не раз использовало насос ВВЕДЕНИЕ 9
Бойля как собственный символ. Большинство статей Бойль и Гук опубликовали в Philosophical Transactions — первом науч- ном журнале Королевского общества. Героические биографии Бойля, написанные в прошлом, по- казывают нам ученого в современном понимании, но на самом деле он жил в эпоху, когда в области научных исследований оставалось много псевдонаучных идей, которых едва ли можно было избежать. Высококлассного ученого, покончившего с ал- химией, иногда называют основателем химической науки. Дей- ствительно, он затратил немало усилий, чтобы положить конец аристотелевской теории четырех стихий и теории трех начал (Tria Prima) Парацельса, однако, в отличие от Антуана де Лаву- азье, он не смог дать точного определения элементу. Во многих текстах Бойль резко критиковал само понятие элемента. Он не был алхимиком, но его нельзя считать и химиком в совре- менном значении. Главной целью, которой достиг Бойль, ста- ло объединение механистической философии и атомизма для наблюдений за природой изнутри, с позиции корпускулярной теории, согласно которой частицы взаимодействуют между со- бой. Речь идет о еще одной пророческой идее Бойля, в которой мы находим основу современной кинетической теории газов, отталкивающейся от механики Ньютона и атомизма. Полный анализ трудов Бойля — непосильная задача: он на- писал почти четыре миллиона слов. В его самой знаменитой книге «Химик-скептик» химия рассматривается как независи- мая наука (на самом деле как ветвь физики), несмотря на ис- пользование терминов алхимии того времени. В своих трудах Бойль исследует невероятное количество явлений: природу цвета, холод, драгоценные камни, минеральную воду, кислоты и щелочи, гидростатику, свечение, жидкости человеческого тела и так далее. Но все же главный его вклад в науку — это защита эксперимента и вытекающий из него закон Бойля. Изучение воздуха с помощью воздушного насоса настолько поглотило его, что он решил доказать его упругость опытным путем. В кон- це XVI века воздух стал очень популярной темой для исследо- вания, возникло целое движение по его изучению. Благодаря своему социально-экономическому положению Бойль был ю ВВЕДЕНИЕ
в курсе главных открытий в области знания о воздухе. Во вто- ром издании книги, посвященном его упругости, ученый пред- ставил результаты собственных опытов и сформулировал закон, названный его именем, согласно которому давление и объем газов обратно пропорциональны друг другу. В то время у науки и философии имелось много общих интересов, и изучение воз- духа было одним из них: им занимались многие поколения философов, и именно Бойль придал этим изысканиям необхо- димую научную строгость, основывая свои выводы на опыте. Благодаря закону Бойля наш герой занял достойное место в истории науки. Однако он внес ценный вклад и в другие об- ласти знания. Он родился в Ирландии, но почти всю жизнь прожил в Ан- глии. Будучи аристократом, он мог позволить себе не работать, однако целиком посвятил себя науке, его не останавливали ни лихорадка, ни другие проблемы со здоровьем. Он много пу- тешествовал, имел возможность оборудовать лаборатории, опла- чивать труд многочисленных ассистентов и финансировать раз- личные проекты. Когда ему было восемь, его послали учиться в Англию. В возрасте 12 лет он отправился в четырехлетнее путешествие по Франции и Италии, именно на этот период при- шлись его первые встречи с наукой, пусть даже только теорети- ческой. Затем Бойль вернулся в Англию, где и провел большую часть своей жизни. Он посетил Нидерланды и всего раз вернул- ся на родную землю для решения вопросов с имуществом, унас- ледованным им от отца, графа Коркского. С 1656 по 1668 год Бойль жил в Оксфорде, где познакомился со многими учеными мужами, входил в легендарный кружок Хартлиба и таким об- разом участвовал в создании Королевского общества. В этом время Бойль исступленно занимался наукой, именно тогда были опубликованы его первые и самые важные труды. Позже из Окс- форда он переехал в Лондон, в дом своей сестры Кэтрин, с ко- торой его всегда связывала крепкая дружба, в том числе благо- даря общим научным и религиозным интересам. Жизнь Роберта Бойля прошла в окружении крупнейших мыслителей того времени, он учился у всех них. Он и сам под- держивал молодых исследователей, часто упоминая их имена ВВЕДЕНИЕ 11
в своих книгах и статьях. Так, он обещал помощь своему асси- стенту Роберту Гуку — и слава учителя не затмила достоинств ученика. Поэтому, несмотря на то что многие результаты ис- следований Бойля не дошли до наших дней, его считают одним из самых влиятельных ученых в истории. 12 ВВЕДЕНИЕ
1627 25 января в графстве Уотерфорд (Ир- ландия) на свет появляется Роберт Бойль. Тремя годами позже умирает его мать. 1635 Поступает в Итонский колледж, где учится три года, а затем обосновыва- ется в поместье Столбридж близ Лон- дона. 1639 Вместе с братом Френсисом отправля- ется в гран-тур по Европе. Почти пять лет проводит во Франции и Италии. 1643 Умирает его отец. 1646 Возвращается в поместье Столбридж, начинает проявлять интерес к науч- ным экспериментам. 1649 Пишет «Об изучении книги природы*. 1654 По пути в Дублин падает с лошади, в результате чего у него навсегда ухуд- шается зрение. 1656 Чтобы расширить социальный и ин- теллектуальный кругозор, переезжает в Оксфорд. 1659 Вместе с Робертом Гуком конструи- рует свой прославленный воздушный насос. 1660 Публикует «Новые физико-механиче- ские эксперименты относительно веса воздуха и его проявления*, одно из са- мых знаменитых своих произведений. 1661 Представляет воздушный насос Коро- левскому обществу. Публикует книгу «Химик-скептик*, другой свой извест- ный труд. 1662 Выходит в свет второе издание «Новых физико-механических экспериментов*. В приложении Бойль отвечает на кри- тику Томаса Гоббса и Френсиса Лай- нуса. Доказывает упругость воздуха и закладывает основы будущего закона Бойля. 1668 Окончательно перебирается в Лондон, в дом своей сестры Кэтрин, где прожи- вет до самой смерти. 1670 Заболевает недугом (сам называет его «парализующей чумкой»), вероятно, неврологического или сердечно-со- судистого происхождения. С трудом справляется с заболеванием по причи- не и без того слабого здоровья. С это- го года начинает публиковать Tracts («Трактаты*) — цикл сборников ста- тьей на различные темы. 1684 Публикует труд «Доклады о есте- ственной природе человеческой крови*, объединяющий в себе результаты бо- лее 50 опытов, на основании которых анализирует физико-химические свой- ства крови и ее составляющих. 1690 Публикует работу Medicina Hydrostati- са, в которой подчеркивает роль специ- фического веса при установлении при- роды жидкостей, минералов и других веществ. 1691 23 декабря умирает сестра Бойля, Кэ- трин, в доме которой он прожил более 20 лет. Спустя несколько дней, 31 дека- бря, умирает сам Роберт Бойль. ВВЕДЕНИЕ 13

ГЛАВА 1 Лорд Роберт Бойль Роберт Бойль происходил из знатной семьи. Он родился в Ирландии, которую вскоре охватили революционные мятежи, религиозные и политические конфликты. Желая оградить сына от опасностей той поры, граф Корк увез Роберта в Англию, где обеспечил мальчику прекрасное образование, соответствующее его положению.

Роберт Бойль появился на свет в три часа дня 25 января 1627 года в замке Лисмор, что неподалеку от реки Блэкуотер в Ирландии. Его отец Ричард Бойль обладал солидным состоя- нием и титулом графа Корка. Через две недели родственник ма- тери Ричарда Роберт Нейлор окрестил маленького Робина в до- машней часовне — «моей часовне», как любил говорить граф. Он был глубоко религиозным человеком, и первыми словами, адресованными сыну, был радостный возглас: «Да благословит его Господь!» Затем он добавил: «Нарекаю его Робертом Бой- лем» — в честь крестного отца, Роберта Дигби, первого барона Дигби оф Гисхилла, внука графа Бристольского (годом ранее он женился на Саре, сестре новорожденного). Так что будущий ученый рос среди аристократов. Обратимся же к истории его семьи. Ричард Бойль изучал право в Лондоне и, несмотря на то что получил должность в знаменитом Middle Temple (одном из че- тырех «Судебных иннов» — гильдий англосаксонских юристов), после смерти матери (отца не стало еще раньше) в поисках сча- стья вернулся в Ирландию, хотя это означало, что ему придется начать все сначала. В 1595 году он заключил брак с Джоан Эп- слей, дочерью и сонаследницей Уильяма Эпслея, члена совета Мюнстера, самой южной провинции Ирландии. Но Джоан умер- ла при родах вместе с их первенцем. Наследство Джоан поло- лорд РОБЕРТ БОЙЛЬ 17
жило начало состоянию графа, и в 1603 году он женился во вто- рой раз. Ричарду было 37 лет, а Кэтрин Фентон, дочери государственного секретаря Джеффри Фентона, — всего 17. Ричард Бойль терпеливо поднимался наверх по социальной лестнице и стал главным предпринимателем Ирландии елиза- ветинского и якобинского периодов. В 1612 году он был назна- чен советником Королевства Ирландия, в 1616 году он получил титул лорда Бойля, а также барона Йолского. В 1620 году ему ПОТОМСТВО ГРАФА КОРКА Ричард Бойль оставил множество потом- ков, и все они обладали высоким соци- альным и экономическим положением благодаря успешной полувековой пред- принимательской деятельности своего отца. Список содержит имена всех детей графа Корка — братьев и сестер Робер- та — с их супругами и полученными титу- лами. — Роджер Бойль (1606-1615). — Элис Бойль (1607-1667). Первый супруг — Дэвид Бэрри, граф Бэрри- морский; второй супруг — Джон Бэр- ри. — Сара Бойль (1609-1633). Первый супруг — сэр Томас Моор; второй супруг — Роберт Дигби, первый барон Дигби. — Леттис Бойль (1610-1657), супруга полковника Джорджа Горинга, лорда Горинга. — Джоан Бойль (1611-1657), супруга Джорджа Фицджеральда, 16-го графа Кильдарского. — Ричард Бойль (1612-1698), главный наследник после безвременной кончины Роджера. Второй граф Корка (1643), барон Клиффорд из Ла- эичард Бойль, первый граф Корк з молодости, миниатюра Исаака Эливера. 18 ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ
были пожалованы титулы графа Корка и виконта Дангарвана. Сохранились подробный дневник графа, его бухгалтерские кни- ги и огромная переписка, поэтому несложно проследить за жиз- нью Ричарда и детством Роберта Бойля. Огромная воля и без- граничное «я» помогли графу добиться успеха в пред- принимательской деятельности, и он оставил внушительное на- следство всем своим детям. Когда родился Роберт, его состояние достигло своего пика, и граф посвятил себя поиску достойных несборо (1644), лорд Главный барон казначейства Ирландии (1660- 1695) и первый граф Берлингтонский (1664). — Кэтрин Бойль (1615-1691), супруга Артура Джонса, второго виконта Ранелагского. — Джеффри Бойль (1616-1617). — Дороти Бойль, супруга сэра Артура Лофтуса, мать первого виконта Лисбернского. — Льюис Бойль (1619-1642), первый виконт Бойль из Кинальмики, ему унаследовал брат Ричард. — Роджер Бойль (1621-1679), первый граф Оррери. — Френсис Бойль (1623-1699), первый виконт Шэннон (1660). — Мэри Бойль (1625-1678), супруга Чарльза Рича, четвертого графа Уоркика. — Роберт Бойль (1627-1691), лорд. — Маргарет Бойль (1629-1637). Титул передавался из поколения в поколение до 2003 года, когда Джон Ричард Бойль стал 15-м графом Корком. Первый граф Корк определил два места погребения для своей семьи: в англиканской церкви святой Марии Йолской, графини Коркской, и в соборе святого Патрика в Дублине. ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ 19
партии для своего многочисленного потомства, сосредоточив- шись на круге ирландских землевладельцев и английских ари- стократов. БАЛОВЕНЬ СУДЬБЫ Отец любил Роберта. Так утверждал его друг и епископ Гиль- берт Бернет (1643-1715) в своей длинной речи, произнесенной на похоронах Бойля. Пожалуй, одним из лучших источников информации о жизни Роберта Бойля является как раз Bernet Memorandum, а также некоторые записи, сделанные Бойлем для того, чтобы епископ мог закончить его биографию (однако это- го так и не произошло). Зато епископ использовал эти записи для своей траурной речи; это отправная точка для биографов Бойля. Из записок графа видно, что Роберт занимал привиле- гированное положение, будучи младшим из 14 детей, — хотя была еще младшая сестра Маргарет, но она умерла в возрасте восьми лет (всего у графа было 16 детей). Отец был сторонником коллективного труда и прививал этот принцип своим детям; он часто объединял их в пары для обучения и назначал им общих наставников. Почти сразу после рождения к Роберту была приставлена кормилица, а его обра- зованием занимались служащие отца. Он почти не знал своей матери, которая умерла в Дублине в 1630 году, поскольку Ро- берт и его брат были предусмотрительно отправлены подальше от замка, в местечко Йол, но после смерти матери отец вернул их домой. Сам Роберт Бойль в автобиографии An Account of Philaretus during his Minority (д&лее — Philaretus), написанной между 1648 и 1649 годами, характеризует ее смерть как «ка- тастрофу». Сестра Кэтрин в некотором смысле заменила уже взрослому Бойлю мать, потерянную им в детстве. Кроме того, она разделила с ним годы, которые он посвятил науке, а также некоторые его интересы — эксперименты в области медици- ны, получивший распространение в Ирландии протестантизм и другие. Их отношения стали еще более тесными с 1668 года, 20 ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ
когда Роберт решил переехать в дом Кэтрин на улице Пэлл Мэлл в Лондоне. О том, насколько они были близки, свиде- тельствует тот факт, что Роберт умер спустя всего восемь дней после смерти леди Ранелаг. Первый граф Корк ревностно оберегал свое состояние, в свои счетные книги он вносил малейшие расходы, и благо- даря этим записям мы знаем о первых книгах, купленных для маленького Робина: Библия (июнь 1632-го), «Басни» Эзопа (сентябрь 1633-го) и Floras Poetarum (январь 1634-го). Из за- писей также видно, что граф не жалел денег на ремонт Лис- мора — средневекового замка, который требовалось приспосо- бить к нуждам новой эпохи. Не все изменения, привнесенные графом, дошли до наших дней: часовня, например, в XIX веке стала банкетным залом. Отец Бойля был человеком, который создал себя сам [...]. Он приехал в Дублин из Англии в возрасте 21 года [...] и сделал карьеру, ведомый честолюбием и жаждой, с которыми сравнимы лишь его невероятные успехи. [...] Однако таких высот нельзя достичь, не заимев множества врагов. Стивен Шейнин, A Social History of Truth: Civility and Science in Seventeenth-Century England (1994) Обычно в биографиях пишут, что книги, прочитанные в дет- стве, сыграли определяющую роль в развитии главного героя, то же касается и путешествий, которые становятся источником новых знаний, а также открывают иные способы мышления и действий. Роберт много путешествовал, даже слишком много по тем временам. Он жил в разных частях Ирландии, Англии и Франции, а в декабре 1634 года впервые отправился в Дублин, где граф тоже владел недвижимостью. Со старшим братом и ос- новным наследником Ричардом Бойль много беседовал на са- мые разные темы. Кстати, в Дублин он тогда отправился имен- но для того, чтобы навестить живших там Ричарда и его жену ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ 21
Элизабет. Это путешествие навсегда оставило след в жизни Роберта. В Philaretus Бойль вспоминает некоторые подробности своего возвращения в Лисмор. Путешествие длилось четыре дня, и за это время он преодолел 200 километров, полных раз- личных происшествий. Так, при переходе через протоку лоша- дей понесло течением, но, к счастью, карета увязла, и слуги успели отстегнуть упряжку, тем самым оградив маленького Бойля от опасности. В то время Бойль немного заикался, о чем он с некоторой горечью рассказывает в Philaretus и даже сравнивает свои стра- дания с горем в связи со смертью матери. Этот недуг так терзал его, что мальчик считал его божьей карой и избегал детей с по- хожей проблемой. В других текстах Роберт больше не упоми- нал об этом дефекте: возможно, ученый считал его запретной темой или заикание перестало его беспокоить — причины нам неизвестны. Но остались некоторые документы, свидетельству- ющие о том, что от заикания Бойль так и не избавился. Генри Уоттон (1568-1639), ректор Итонского колледжа, безуспешно пытался решить эту проблему между 1635 и 1637 годами. Иса- ак Маркомб, один из учителей Бойля, в 1640 году упоминает об одном произошедшем в Женеве случае, когда у юноши проя- вилось заикание. Заметил заикание Бойля и ирландский физик Томас Молино, хотя познакомились они в уже очень зрелом возрасте; о трудностях в речи Бойля упоминает в своих ме- муарах и англичанин Джон Ивлин (1620-1705), хотя пробле- мы Бойля он связывает с частичным параличом, вызванным, похоже, химическими опытами. Также мы можем опираться на свидетельство итальянского философа Лоренцо Магалот- ти, который в 1668 году отметил у Бойля проблемы с дикцией. Некоторые биографы пишут, что из-за заикания и ряда других факторов Бойль был очень внимательным к слугам и людям более низкого социального статуса. И хотя подобные утверж- дения доказать трудно, тем не менее Бойль действительно ува- жительно относился к своим помощникам и даже к некоторым философским противникам. До 15 лет он находился под сильным влиянием отца, кото- рое никуда не делось и после смерти родителя. Несмотря на то 22 ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ
что они проводили вместе не так много времени, их связь не пре- кращалась. Они общались напрямую или через наставников Роберта. Ричард хотел, чтобы его состояние передавалось из по- коления в поколение, и знал, что единственный способ достичь этой цели — дать детям прекрасное образование, поэтому орга- низовывал для них разнообразные путешествия, чтобы они вы- росли эрудированными людьми. ИТОНСКИЙ КОЛЛЕДЖ Летом 1635 года Ричард Бойль обсуждал образование Френ- сиса и Роберта с лордом Клиффордом, тестем старшего сына Ричарда. Клиффорд убедил его отправить сыновей к сэру Ген- ри Уоттону, ректору Итонского колледжа — крайне уважаемой школы. В сентябре 1635 года два брата поехали в Итон через Йол в сопровождении двух слуг — Томаса Беднеджа и Роберта Кэрью. Френсис и Роберт — 12- и 8-летний соответственно — впервые покидали Ирландию и без взрослых членов семьи. О времени, проведенном в Итонском колледже, известно многое благодаря переписке графа с Кэрью. Кроме того, сохра- нились письма Уоттона, который отчасти заменил мальчикам отца, в частности в том, что касалось религиозного воспитания. Директор школы был в курсе успехов братьев в учебе и отражал это в переписке. Юные аристократы прибыли в Итон в октябре 1635 года после 20-дневного путешествия. Уоттон встретил их лично и сделал все возможное, чтобы они чувствовали себя как дома. Френсис и Роберт были boarding students, то есть они опла- чивали питание, а обучение было для них бесплатным. Благо- даря реестрам колледжа до нас дошли некоторые любопытные подробности, передающие атмосферу, в которой Роберт впервые соприкоснулся с учебой. Например, ввиду благородного проис- хождения братья сидели за вторым столом, что было огромной привилегией. Нам неизвестно, поддерживал ли Роберт отноше- ния с кем-либо за эти два года обучения в колледже. ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ 23
Ученики вставали в 5:30 и отправлялись в школу на молит- ву, утром и вечером для них выделяли свободный час, когда они могли заниматься своими делами, также им преподавали музыку, театральное искусство, французский язык и латынь. Очевидно, что Уоттон и Кэрью хотели угодить графу Корку, поэтому их письма были очень подробными. Они описывали значительные успехи мальчиков — те старательно учились, по- читали Господа и старших, а их самих все любили. Эти беско- нечные похвалы не позволяют оценить развитие Роберта, хотя уже на этом этапе ему прочили будущее ученого. Доподлинно известно одно: уже с самых нежных лет Бойль показал себя лю- бопытным и жадным до всего нового, ему было мало обычного для того времени курса обучения, строившегося по большей ча- сти вокруг педантичных социальных условностей, а не истин- ного знания. В частности, он интересовался историей, прочитал Квинта Курция Руфа и получил доступ к огромной библиотеке Гаррисона, по сей день принадлежащей колледжу. Любопытно заметить, что на страницах некоторых произведений сохрани- лись пометки самого Роберта. Так, в Etica Nicomachea Аристо- теля он написал: «Я, Роберт Бойль, утверждаю, что молодой Альберт Мортон — смельчак», а в книге Иоганна Треминиуса оставил следующие слова: «Альберт Мортон — самый смелый и особенный молодой человек. 1638». Альберт был правнуком Уоттона, который, похоже, произвел на юного Роберта большое впечатление, хотя мы и не знаем, по каким причинам, посколь- ку ни в письмах, ни в дневниках Бойля об этом мальчике ничего не говорится. Однако в Итонском колледже были не одни только уро- ки. В марте 1636 года Френсис и Роберт вместе со старшими братьями Льюисом и Роджером отправились в Виндзорский замок. Пару раз они выбирались в небольшой городок Льюис в 100 километрах от Виндзора, чтобы навестить сестру Леттис. В марте 1638 года Роберт впервые отправился в Лондон, чтобы навестить брата Ричарда, который уже был на тот момент лордом Дангарваном. Там с мальчиком произошли несколько неприятных происшествий. Однажды рухнула перегородка в его комнате, и он не задохнулся только благодаря тому, что 24 ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ
ВВЕРХУ: Современный вид на замок Лисмор, где 25 января 1627 года родился Роберт Бойль. ВНИЗУ: Вид сверху на Итонский колледж (гравюра Дэвида Логана, опубликованная в Cantabrigia Illustrate в 1690 году). В этой уважаемой английской школе Бойль учился в течение трех лет. ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ 25
укрылся с головой одеялом. Тогда же его подкосило ошибочно прописанное после перенесенной дизентерии с лихорадкой ле- чение рвотными средствами. Может, именно в ту пору Роберт заинтересовался медициной и лекарствами? Эти происшествия стали причиной «меланхолии», как еще называли депрессию. Именно тогда мальчик увлекся рыцарскими романами, среди которых была испанская поэма «Амадис Гальский». Одна- ко, по словам самого Роберта, книги не достигли своей цели, не смогли унять мучившее его беспокойство. Так что почти на- верняка его обмороки были связаны с умственными терзания- ми, которые сыграли большую роль в развитии Бойля. Роберт блестяще справлялся с программой обучения, Френсис же оказался сплошным разочарованием. Граф Корк был очень расстроен и сожалел о потраченных времени и день- гах. В августе 1638 года граф проехал через всю Англию, чтобы вступить во владение землями в поместье Столбридж в граф- стве Дорсет, которые он купил двумя годами ранее. Френсис и Роберт провели это время в Лондоне и вернулись в Итон только в октябре, после чего распрощались с колледжем по ре- шению отца. Они поселились в Столбридже, но не в отцовском доме, а у своего наставника Уильяма Дауча, который, как вспо- минал потом Роберт, увлекался латынью. Уже весной 1639 года Роберт обустроился в Столбридже, оставленном ему в наслед- ство отцом. Здание не сохранилось (оно обрушилось в XIX ве- ке), но именно здесь прошли его детство и юность. ГРАН-ТУР В Столбридже наставником Френсиса и Роберта был Исаак Маркомб, который только что вернулся из путешествия с дву- мя их старшими братьями, Льюисом и Роджером. Маркомба, француза из региона Овернь, Уоттон лично порекомендовал графу. Пока Френсис и Роберт обустраивались в Итоне, стар- шие братья в компании этого француза отправились в конти- 26 ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ
ментальную Европу. Исаак Маркомб много лет прожил в Жене- ве, где вращался в кругах, близких к знаменитому итальянскому теологу Джованни Диодати, который был вынужден покинуть родину по причине симпатий к протестантизму. После путе- шествия с Льюисом и Роджером Маркомб на некоторое время прервал работу и в 1637 году женился на племяннице Диода- ти Мадлен. Графу нравились многие качества этого учителя: его склонность к протестантизму, его манеры, эрудиция и ряд других. Граф ни секунды не сомневался: все его надежды бы- ли связаны теперь с Френсисом и Робертом, которые должны были повторить опыт старших братьев под присмотром Исаака Маркомба, образцового джентльмена. Однако до путешествия граф хотел решить вопрос о судьбе состояния, накопленного им за 40 лет. Пришло время подумать о том, как разделить земли и собственность, помимо ренты. У не- го еще оставались дети, не устроившие свою судьбу, так что он продолжил подыскивать подходящие партии, в том числе и для Роберта. Он решил, что Энн Говард, дочь Эдварда, лорда Говар- да из Эскрика, будет подходящей женой для Роберта. Но свадь- ба так и не состоялась. Зато 20 октября 1639 года в королевской часовне Уайтхолла в присутствии королевской семьи были об- венчаны его брат Френсис и Элизабет Киллигрю. Граф Корк желал сохранить свой род и женил сына в возрасте 15 лет, что, однако, не помешало тому составить компанию Роберту в путе- шествии по Франции. Не теряя времени, через несколько дней после свадьбы в сопровождении Исаака Маркомба и двух слуг Френсис и Роберт отправились в путь, по следам двух старших братьев. Хотя письма Маркомба оказались не такими детальны- ми, как это было в первом путешествии, все же мы располагаем достаточной информацией об этой поездке. Роберту было 12 с половиной лет, и оказался на родине он лишь в 1644 году, когда ему было уже 17 с половиной. Он уехал ребенком и вер- нулся юношей. Отправлять детей в гран-тур по Европе в образовательных целях в XVII веке было модно в кругах среднего и высшего клас- са. Маршрут варьировался, но обычно в него входили Франция и Италия, которые посетили и братья Бойль. Граф прекрасно ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ 27
знал, что путешествие предполагает не только посещение горо- дов, дворцов и колледжей, но что его дети также изучат религию и культуру, то есть получат знания, необходимые для молодых людей их положения. Сам граф не выбирался дальше Ирландии и Англии и потому не представлял себе опасностей, которые несло в себе такое путешествие в те годы. Детям был непривы- чен средиземноморский климат, особенно жара Италии, кроме того, политическая ситуация в Европе была неспокойной. Отец, ГРАН-ТУР В ЛИТЕРАТУРЕ Путешествие по Европе, столь популярное с первой половины XVII века по первую половину XIX века, получило название гран-тур. Такое турне совершали многие, но особенно оно было популярно среди высшего клас- са английского общества. Это путешествие предвосхитило современный туризм. Уже в XVI веке подобные поездки молодые люди того времени совершали в образовательных целях. Какого-то стандартного маршрута не было, однако Францию и Италию посетить нужно было непременно. Со временем в число обязательных стран вошли Нидерланды, Швейцария, Бельгия и Германия, позволявшие обогатить опыт. Гран-тур прославили многие литераторы и ученые. Первое литературное описание подобного путешествия — это книга иезуита Ричарда Лассельса «Путешествие в Ита- лию*, опубликованная в 1670 году. То есть когда Бойль был ребенком, такие путешествия только входили в моду. Однако уже спустя век, неза- долго до смерти Бойля, Вольтер водил экскурсии в Ферне (названном Ферне-Вольтер в его честь), что неподалеку от Женевы. «Исповедь» Руссо (1712-1778) в свою очередь была попыткой привлечь путешественников в Савойю и Швейцарию. Что касается Италии, то специалист по Античности Иоганн Иоахим Винкельман (1717-1768) описал маршрут, основанный на истории искусства. Одна из самых знаменитых книг на эту тему — «Ита- льянское путешествие* Гёте (17489-1832). Благодаря ему в XIX веке Гер- манию стали включать в гран-тур. Именно тогда появились поезда, и пу- тешествия больше не были прерогативой имущих классов, так как стали доступными для многих пассажиров. В «Итальянском путешествии* Гёте использовал начинавший становиться популярным в то время стиль: из привычных описаний романы-путешествия превратились в рассказы, полные наблюдений и личных переживаний. Из похожих литературных про- изведений можно также отметить «Сентиментальное путешествие* Лорен- 28 ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ
тем не менее доверился исключительным способностям Мар- комба. Только со второй попытки им удалось пересечь Ла-Манш, от Рая (Англия) до Дьеппа (Франция). Оттуда они направи- лись в Париж, проехав через Руан, где Роберта ошеломил под- весной мост, который поднимался и опускался вместе с при- ливом. По пути в Женеву они посетили также и другие города, среди которых были Мулен и Лион. Всю дорогу они говори- са Стерна (1713-1768) и сборник рассказов «История шестинедельного путешествия» (1817) Мэри Шелли, в написании которого участвовали ее сестра Клэр и поэт Перси Биши Шелли. С этого момента дневники путеше- ствий вошли в моду, особенно среди женщин. •Гёте в Римской Кампанье» (1787) Иоганна Генриха Вильгельма Тишбейна. •Итальянское путешествие» Гёте стало одной из знаковых книг о европейском гран-туре. ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ 29
ли по-французски, занимались латынью и много переводили с этих двух языков. Также изучали историю, логику, математи- ку, сооружение укреплений и даже географию по произведению «Мир» Пьера Д’Авити (1573-1535). Как и предполагалось, они углубляли свои познания в области Античности и Нового За- вета, разбирали «Катехизис» Кальвина, молились каждый день и ходили в церковь два раза в неделю. Они были погружены в нравственную среду, которую одобрял отец и разделял Мар- комб motu proprio (по собственной инициативе). Из переписки отца и наставника очевидно, что братья питались и одевались хорошо, но без неоправданных излишеств. Мы также знаем, что они находили время и для развлечений — играли в теннис, ез- дили верхом, танцевали, фехтовали и, конечно, читали (Роберт обычно читал рыцарские романы). Они наслаждались не только новыми знаниями — наградой за тяжкие труды в обучении должно было стать путешествие в Италию в начале 1641 года. Но религиозная обстановка ока- залась не слишком благоприятной для двух братьев-протестан- тов, поэтому вместо Италии они отправились в Савойю. Имен- но в ходе этого короткого визита в видении Бойля произошла кардинальная перемена. В Philaretus он вспоминает, что однаж- ды ночью проснулся от страшного грома: снаружи была буря, ветер гнул деревья, а ночную темень разрывали вспышки мол- ний. Бойль испугался, поскольку не привык к такого рода при- родным явлениям. Именно в ту ночь его разум одолели всевоз- можные противоречия, связанные с верой, кроме того, вернулись и отзвуки «меланхолии», пережитой в Итоне. И тогда он решил, что его жизнь должна быть теснее связана с религией. Так и про- изошло. Хотя он больше нигде не упоминал об этой ночи, во всех его научных исследованиях всегда учитывался долг христиани- на, а потому ему были неизвестны препятствия, с которыми сталкиваются ученые, основывающиеся на критическом и объ- ективном подходе. Отложенное путешествие в Италию все же состоялось в сентябре того же года, и в числе прочих городов братья посетили Венецию, Флоренцию и Рим. Зимой 1641-1642 года Бойль прочитал «О жизни филосо- фов» греческого историка Диогена Лаэртского (III век). Бла- зо ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ
годаря этой книге он познакомился с философской мыслью стоиков, которая утверждалась в Европе того времени (поз- же Бойль ее отверг). Большое влияние оказали на него также ^Естественные вопросы» Сенеки (4 до н.э. — 65 н.э.): спустя 20 лет он даже цитировал римлянина в своей книге ^Размыш- ления о пользе естественной экспериментальной философии» (1663), когда уже был известным ученым. Тот же Маркомб обу- чил юношу итальянскому языку, и он осилил труды Галилея, весть о смерти которого застала их во Флоренции. В Philaretus он рассказывает, что был в этом городе во время карнавала. В марте 1642 года путешественники достигли Рима и посетили службу, которую вел папа Урбан III: она произвела на Бойля огромное впечатление. На обратном пути они останавливались в Ливорно, Генуе и доехали до Марселя. В Италии они назва- лись французами, опасаясь гонений; их произношение было столь прекрасным, что они ничем себя не выдали. Пока братья путешествовали по итальянским городам, в Англии набирала обороты очень серьезная политическая проблема: 23 октября произошло так называемое Ирландское восстание 1641 года. Это восстание, помноженное на кри- зис, уже коснувшийся Соединенного Королевства, сказалось на финансовом положении семьи. Граф Корк велел Маркомбу с детьми вернуться в Ирландию. Френсис повиновался жела- нию графа (напомним, что в Англии его ждала жена), а Роберт остался в Женеве вместе с Маркомбом еще на два года. Уже бу- дучи 15-летним, он воспротивился воле отца (которого больше не увидел, поскольку тот умер 15 сентября 1643 года). В тот же период в битве в Лискарролле погиб его брат Льюис. Сохранилось очень мало документов об этом периоде жиз- ни Роберта. Однако можно утверждать, что интерес к наукам он начал проявлять именно в это время, поскольку в некоторых текстах он пишет о землетрясении или о брожении ликеров — данные явления навсегда оставили след в памяти будущего экс- периментатора. Эти свидетельства принадлежат самому Робер- ту: речь идет о тетради для упражнений 1643 года. Интересно отметить, что в ней присутствуют календарные таблицы и гра- фики четырех элементов и птолемеевой вселенной. Тетрадка ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ 31
ИРЛАНДИЯ Дублин ПРУССИЯ АНГЛИЯ Оксфорд Лондон Столбридж • • • ГОЛЛАНДИЯ Рай ФЛАНДРИЯ ГЕРМАНСКА Я • Дьепп ИМПЕРИЯ \ еРуан • Бог^ия Париж ФРАНЦИЯ 4 • ШВЕЙЦАРИЯ % Мулен • Женева ) ** п - Венеция Лион •Савойя е САВОЙЯ ИТАЛИЯ • Генуя • •Флоренция Марсель еЛиворно ОСМАНСКАЯ ИМПЕРИЯ ИСПАНИЯ Карта с наиболее важными городами, которые посетили Френсис и Роберт Бойли во время гран- тура по Европе с наставником и гидом Маркомбом. полна наблюдений теологического и нравственного характера, записанных по-французски и по-английски, также в ней можно обнаружить некоторые математические пометки, касающиеся измерения времени и расстояния. Математика занимала в его образовании не так много времени, однако в части, касающейся измерений длины, Бойль цитирует Elementale mathematician (1611) протестантского энциклопедиста Иоганна Генриха Аль- стеда (1588-1638). Также в тетради содержатся сведения о гол- ландских укреплениях, и это является доказательством утверж- дения Бойля о том, что в юности он написал трактат об ук- реплениях. Он вернулся в Англию летом 1644 года образованным чело- веком, прекрасно говорящим по-французски. У него был четы- рехлетний опыт проживания за границей, что было абсолютно необходимо для молодых людей его возраста, имеющих намере- ние работать. Когда он приехал в лондонский дом своей сестры Кэтрин, леди Ранелаг, по выговору и одежде ее родственники 32 ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ
ВОЙНЫ ТРЕХ КОРОЛЕВСТВ Войны трех королевств — это ряд связан- ных между собой конфликтов, произо- шедших в Англии, Ирландии и Шотландии между 1639 и 1651 годами, то есть в годы, на которые пришлись детство и отрочество Роберта Бойля. Это период правления Карла I Английского, между 1625 и 1640 годами объединившего три страны под своей унией. На том же исто- рическом этапе произошли: Епископские войны (1639-1640), гражданская война в Шотландии (1644-1645), Ирландское восстание (1641), Ирландские конфеде- ративные войны (1642-1649), завоева- ние Ирландии Кромвелем (1649), а также гражданские войны в Англии — первая (1642-1646), вторая (1648-1649) и тре- тья (1650-1651). Портрет Карла I Английского кисти Антониса ван Дейка, 1640 год. приняли его за француза. Даже Кэтрин не сразу узнала брата. Он провел в этом доме почти пять месяцев. КРУЖОК ХАРТЛИБА Когда Бойль вернулся в Англию, гражданская война шла уже два года. В июле 1644 года парламентские войска одержали ре- шающую победу над королевскими силами при Марстон-Муре, что стало прелюдией к их полной победе. Будучи родственни- цей Маргарет, жены сэра Джона Клотворси, одного из членов парламента, леди Ранелаг оказалась очевидцем тех событий. Похоже, что они с Клотворси даже жили в одном доме в Лон- доне, на улице Холборн. Есть доказательства того, что в конце 1644 года Роберт по- селился в поместье Столбридж, которое на десять лет стало ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ 33
его главным местом жительства, за исключением нескольких отъездов в Лондон, Бристоль и Кембридж. В 1645 году он вер- нулся во Францию, вероятно, чтобы рассчитаться с Марком- бом за последние месяцы его работы, поскольку графу Корку переслать деньги не позволила война. Затем в 1648 году Роберт поехал в Нидерланды, чтобы навестить в Гааге брата Френсиса и его жену. Он останавливался в Амстердаме, где познакомился с интеллектуальной элитой — евреями и христианами. Именно в этом путешествии он узнал, как работает камера-обскура (см. рисунок 1). В ней он увидел проекцию города Лейден, создан- ную благодаря комбинации различных линз. Очень вероятно, что это знакомство с оптикой пробудило в нем интерес к опы- там с цветом. Затем последовал период отдыха, поскольку в Англии Бойль мог рассчитывать на годовую ренту в три тысячи фунтов стерлингов, которая обеспечивала ему безбедную жизнь и по- зволяла отдаваться своим изменчивым увлечениям. Поначалу он занимался этикой и изучением добродетелей — этой теме был посвящен первый из ряда его трактатов. Здесь четко про- слеживается влияние прочитанных им рыцарских поэм и фило- софии стоиков, превозносивших нравственность. Бойль посто- янно боролся со своими юношескими «бреднями» и страстно стремился к более высоким интеллектуальным целям — само- познанию и дисциплине. В это время Роберт еще оставался довольно наивным, но вот-вот должен был повзрослеть. До- казательством тому является книга Philaretus — уже упомяну- тая автобиография, в которой о себе он говорит в третьем лице и заставляет себя найти цель. Себя самого он зовет Philaretus — с древнегреческого языка это имя может быть переведено как «любящий добродетель». Ближе к середине столетия Бойль начал устанавливать се- рьезные контакты с философским и научным миром, которые со временем обеспечили ему известность в качестве экспери- ментатора, в результате чего его имя вошло в историю науки. Одним из главных контактов был, пожалуй, Сэмюэль Хартлиб (1600-1662). Как следует из писем Бойля, это общение началось 34 ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ
около 1647 года, когда Хартлиб часто посещал лондонский дом леди Ранелаг, которая любила интеллектуальные беседы. Хартлиб считался в этом доме особенным гостем, этот вы- сокообразованный философ англо-германского происхождения был убежден в необходимости искать знания и безвозмездно делиться ими с теми, кто к нему причастен. Он собрал вокруг себя круг сторонников, известный сегодня как кружок Хартли- ба. Между 1630 и 1660 годами члены кружка обменивались многочисленными письмами. Чтобы представить, сколько ин- формации циркулировало в этом кружке, достаточно вспомнить, что в конце XX века университет Шеффилда выпустил диск со всеми сохранившимися оцифрованными письмами: в общей сложности 25 тысяч страниц! Сближение с этим кругом гаран- тировало Бойлю интересные встречи, например с английским поэтом Джоном Холлом, ирландским врачом Бенджамином Уорсли (1618-1677) и английским философом Уильямом Пет- ти (1623-1687). Не будем подробно рассматривать их личные отношения, однако скажем, что кружок Хартлиба оказал наи- большее влияние на становление Бойля как ученого. Он никог- да не посещал университет, его образование ограничивалось Итоном и несколькими частными учителями, с которыми он занимался во Франции, поэтому очевидно, что эти люди, равно Работа камеры- обскуры заключается в проецировании изображения в абсолютно темном и закрытом пространстве. Проекция создается с помощью маленького отверстия, через которое проникают лучи света, отражающиеся на противопо- ложной стенке и создающие перевернутое изображение объекта. Камеры- обскуры, создававшие изображение городов, были обычно оснащены несколькими линзами, позволявшими улучшить качество изображения. ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ 35
БОЙЛЬ НА МАРКАХ Филателисты много раз воздавали должное Роберту Бойлю. По случаю 350-летия Королевского общества в Англии была выпущена коллекция из десяти марок, посвященных его прославленным членам. На одной из этих марок — портрет Роберта Бойля (слева). Также по случаю 350-ле- тия — на этот раз открытия закона Бойля — ирландская почтовая служба выпустила марку, на которой этот закон представлен как графически, так и математически (справа), хотя математическое выражение принадлежит не Бойлю. Марка поступила в продажу после того, как в 2012 году Дублин был объявлен Городом науки. как и те, с которыми он поддерживал отношения впоследствии, стали его истинными наставниками. Одним из интересных проектов Хартлиба было создание так называемых Office of Address. Предполагалось, что в самых разных городах можно будет совершенно бесплатно делиться информацией и знаниями, полученными от ученых и фило- софов. Идея в некотором смысле напоминает современную Википедию, которая позиционирует себя как «свободная эн- циклопедия, которую может редактировать каждый». Однако в XVII веке подобный проект казался утопичным, но это не по- мешало Хартлибу и его сподвижнику шотландцу Джону Дью- ри распространить брошюру с этим предложением. Оба были убежденными сторонниками космополита Яна Амоса Комен- скоп^ 1592-1670), который считается основателем педагогики. 36 ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ
В брошюре говорилось о необходимости общей образователь- ной реформы. Роберту были близки эти мысли, он с восторгом воспринял идею о создании универсального языка и требова- ние улучшить систему образования. Он также выказал интерес к самым разным изобретениям (Петти отдал ему свою копи- ровальную машину), обменивался медицинскими рецептами с Хартлибом, вместе они вели беседы о трудах Марена Мерсен- на( 1588-1648) и Пьера Гассенди (1592-1655), которого Бойль называл «своим любимым» ученым. Мы обозначили интеллектуальный контекст того времени, настал момент перейти к трудноопределимой группе людей, которую Бойль называл «наша незримая коллегия», — Invisible College. О ней он говорит в письмах Маркомбу, Тэллентсу и Хартлибу, также она упоминается в другом документе того времени под названием Doctrine of Thinking («Доктрина мыс- ли»), хотя в этой книге речь идет о Философской коллегии. Де- ятельность группы характеризуется по-разному, однако очевид- но, что она происходит из кружка Хартлиба и стала предтечей Лондонского королевского общества. ПУТЬ ВЕРЫ И НАУКИ Описанные выше годы определили социальное и научное бу- дущее Бойля. В Итоне он обучился методу и дисциплине, а пу- тешествие по Франции и Италии сделало его взрослым, соот- ветствующим своему общественному положению человеком. Также он углубил свои знания, выучил новые языки, узнал другие культуры и впервые соприкоснулся с наукой. Однаж- ды ночью, когда разразилась буря, Роберт решил посвятить себя религии и нравственности. Однако по возвращении в Ан- глию новые знакомства, приобретенные им благодаря сестре Кэтрин, спровоцировали его заинтересованность интеллекту- альной жизнью и естественной философией. Перемены были уже на пороге, Бойль вот-вот обратится к экспериментальной философии, и скоро мы это увидим. ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ 37
Среди всех его экспериментов не было только женитьбы. Джон Ивлин о холостяцкой жизни Бойля В конце 1640-х годов лорд Роберт Бойль твердо решил ни- когда не жениться. К тому же Кэтрин уведомила его в письме, что Энн Говард, которую отец избрал для него, в 1645 году вы- шла замуж за племянника самого Бойля, Чарльза Говарда, ко- торый станет первым графом Карлайлом. Похоже, имела место еще одна попытка женить Бойля, на этот раз на Элизабет Кэри — об этом свидетельствует Джон Ивлин. Хотя сестра призывала его жениться в 1657 году, а в 1669-м Джон Уаллис предлагал ему в супруги дочь графа Хантигдона, Бойль остался верен сво- ему решению. «Любовь породила в нем благородное сердце, не испытывающее неудобств желания», — писал он сам в мора- листическом эссе «Ангельская любовь», посвященном сестре Мэри и опубликованном в 1659 году. Он так и не отступил от из- бранного пути. СПИСОК ЖЕЛАНИЙ Полученное образование определило будущие интересы Бойля. Его подход к науке по сути являлся следствием его убеждений и филантропических склонностей, сформировавшихся благо- даря семье и кружку Хартлиба. Уже будучи состоявшимся уче- ным, Бойль написал любопытный «список желаний», который должен был направлять его научные исследования. В нем он обозначил темы для работы во имя лучшего будущего для че- ловечества. Интересно, что 21 из 24 целей сегодня достигнуты, хотя они были сформулированы во времена религиозных и ма- гических суеверий. Приводим вызовы, которые Бойль бросил будущим поко- лениям, в том же порядке, в каком они были записаны (в скоб- ках даны некоторые комментарии). 38 ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ
NULLIUS IN VERBA Оборотная сторона медали Королевского общества с девизом Nullius In verba. Современному читателю может пока- заться, что Роберта Бойля постоянно терзали противоречия между религи- озными и научными идеями. Однако целью его исследований было позна- ние «творений Бога». Но, невзирая на эти противоречия, он никогда не от- стаивал то, что не было подтверждено экспериментально. Хотя его деятель- ность в Королевском обществе посте- пенно сходила на нет, Бойль всегда чувствовал себя комфортно среди его членов, и не только потому, что поль- зовался большим уважением, но и по- тому, что исследования его соратни- ков соответствовали его собственной философии. Для Бойля был очень ва- жен эксперимент, а Королевское об- щество в 1663 году выбрало своим девизом Nullius in verba, что совпада- ло с воззрениями Бойля. Это латинское выражение можно перевести как «ничьими словами» и взято оно из «Посланий» Горация (Nullius addictus iurare in verba magistris, que me cumque rapit tempestas, deferor hospes, или «Не присягая на верность какого бы то ни было учителя, куда бы ни влекла меня буря, я нахожу приют»}. Этим девизом Королевское обще- ство ясно заявило, что ничто нельзя познать, опираясь лишь на авторитет какого-либо ученого, политического и даже религиозного учреждения. Природа говорит сама за себя, ее отзвук можно найти опытным путем. 1. Увеличение продолжительности жизни. (С XVII века продолжительность жизни заметно выросла благодаря ряду факторов, например появлению канализации, улуч- шению санитарно-гигиенических условий и профилак- тике болезней.) 2. Возвращение молодости или хотя бы некоторых ее при- знаков, таких, например, как новые зубы и цвет волос. (Ботокс, пластическая хирургия, зубные протезы, краски, трансплантация.) ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ 39
3. Умение летать. (Самолеты, аэростаты, ракеты.) 4. Умение долго оставаться под водой в движении. (Ска- фандры, батискафы, подводные лодки.) 5. Лечение ран на расстоянии. (Не осуществлено.) 6. Лечение болезней на расстоянии или хотя бы посред- ством пересадки органов. (Сформулированное в первой части цели не было осуществлено, хотя некоторые ут- верждают, что можно лечить по телефону, посылая элек- тромагнитные импульсы; по второй части цели — транс- плантация.) 7. Достигнуть гигантских размеров. (Люди стали выше, кро- ме того, увеличились размеры некоторых растений и жи- вотных.) 8. Соревнование с рыбами без аппаратов, только с помощью навыков и тренировок. (Погружения с задержкой дыха- ния.) 9. Увеличение объема продукции без использования семян. (Генная инженерия.) 10. Преобразование металлов. (Было доказано, что преоб- разование металлов возможно при воздействии на ядро, поэтому цель можно считать достигнутой; однако по- прежнему невозможно преобразовывать металлы с по- мощью химических процессов, кроме того, получить мож- но не все металлы, так что желание Бойля не испол- нилось.) И. Производство мягкого стекла. (Сегодня в нашем распо- ряжении стекла всех типов.) 12. Преобразование видов в минералы, животные и растения. (Синтетическая биология и генная инженерия.) 40 ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ
13. Щелочная жидкость и другие растворители. (Не суще- ствует универсального растворителя.) 14. Создание параболических и гиперболических стекол. (Телескопы и очки.) 15. Изготовление легких и очень прочных арматур. (Армату- ры и каски из кевлара.) 16. Удобный и точный способ определения долготы. (GPS.) 17. Использование маятников в море и в путешествиях, по- мимо их применения в часовых механизмах. (Кварцевые часы.) 18. Использование веществ для успокоения боли, хорошего сна, безвредных снов и так далее. (Лекарства.) 19. Судно, способное плыть при любом ветре; судна, способ- ные не тонуть. (Моторные лодки по первой части цели.) 20. Возможность мало спать. (Стимуляторы.) 21. Огромная сила и ловкость тела. (Вещества для повыше- ния выносливости.) 22. Постоянный свет. (Электрический свет.) 23. Лаки, источающие запах при трении. (Технология scratch and sniff — «потри и нюхай», — позволяющая передавать запахи посредством нанесения их на бумажную продук- цию.) ЛОРД РОБЕРТ БОЙЛЬ 41

ГЛАВА 2 Ценность опыта В середине XVII века столкнулись изменившаяся научная методология и новое понимание собственно науки. Механистические картезианские идеи, с одной стороны, и опытный подход к естественной истории Бэкона — с другой, изменили научную панораму, в которой уже отмечались первые признаки масштабной революции.

Летом 1649 года Бойль перенес приступ лихорадки, вызванной, возможно, малярией, который едва не стоил ему жизни. К сча- стью, он выздоровел. Сохранились два письма к леди Ранелаг, датированные августом того же года, в которых Бойль высоко- парно рассказывает о новой заинтересовавшей его теме. Неза- долго до этого он открыл для себя экспериментальную деятель- ность, особенно его интересовали вулканы. Однако из-за болезни он был вынужден отложить свои исследования. Уже в 1647 году Бойль попытался впервые оборудовать лабораторию у себя в Столбридже. Он хотел в одиночку воспроизвести хи- мические процессы, которые наблюдал вместе с Бенджамином Уорсли, одним из членов кружка Хартлиба. Но оборудование, которое он заказал, шло очень долго. В одном из писем к Уорсли Бойль сообщал: «Из-за этого я хожу взад-вперед по лаборато- рии, словно обезумевший музыкант, у которого есть партитура и инструмент, но нет струн». Перед нами ученый, совершающий свои первые шаги: он торопится, жаждет приступить к делу и по- лучить материал, который позволит ему исследовать природу. В довершении всего земляная печь, которую должны были при- вести то ли из Германии, то ли из Богемии, разбилась на куски в дороге. Та же участь постигла перегонный аппарат и прочие сосуды, так что приборы оказались совершенно бесполезными, и первая попытка оборудовать лабораторию закончилась ничем. ЦЕННОСТЬ ОПЫТА 45
Разочарование Бойля было столь велико, что он начал прово- дить параллели между количеством осколков разбитой печи и сложной религиозной ситуацией в Лондоне: «Кусков семь, и мы сами разделены на семь частей». Разочарование, помно- женное на наивность и на склонность к трагическому преувели- чению, отразилось в словах Бойля — «Я знаю, что не мне пред- назначено найти философский камень», — сказанных по поводу одного из алхимических принципов, к которому мы вернемся позже. Спустя два года желания Роберта начали исполняться. В 1640-е годы он сделал много записей в своих дневниках, и благодаря этому нам известно о его первой действующей передовой по тем временам лаборатории. Около 1649 года он стал фиксировать всевозможные рецепты и процессы; в запи- сях можно обнаружить самые разные ингредиенты, такие как курительный табак, ржаная мука, конский навоз, шерсть и так далее. Больше всего он хотел повторить некоторые опыты с преобразованиями веществ, которые он видел раньше в ис- полнении Хартлиба и других ученых из кружка. Он мечтал про- изводить лекарства химическими способами. В лаборатории было достаточно инструментов для того, чтобы начать научную деятельность, в ней были не только плавильни и перегонные аппараты, но даже микроскоп, который Бойль купил в Нидер- ландах благодаря посредничеству немецкого химика Иоганна Мориэна. И конечно же, печь — на этот раз целая и невредимая. ПЕРЕЛОМНЫЙ МОМЕНТ Летом 1649 года Бойль написал книгу, в которой берут начало все его будущие работы: Of the Study of the Book of Nature («Обизучении книги природы»). Этот его юношеский труд полон библейских отсылок и упоминаний о Гермесе Трисмегисте, его он представлял ни много ни мало как идеального человека с пра- вильным подходом к Богу. Мы должны быть справедливы по от- ношению к Бойлю: речь идет о переходном тексте, в котором он 46 ЦЕННОСТЬ ОПЫТА
пытался согласовать свои религиозные воззрения с новым ми- ром, открывавшимся ему благодаря опытам. Книга охватывает раннюю стадию его научной эволюции. Также необходимо под- черкнуть то, как в этом тексте проявляется его отрицание идей Аристотеля и вырисовывается будущий скептицизм по отноше- нию к идеям, утвердившимся в то время. Однако на этом этапе Бойль еще защищает аристотелевскую идею, которую впослед- ствии подвергнет сомнению: невозможность пустоты. На самом деле уже в Of the Study of the Book of Nature он говорит об огром- ном потенциале опытов и инструментов (микроскопа и теле- скопа), которые рассматривает как средства поиска результатов. Затем последовали годы быстрого взросления, огромную роль в котором сыграли его собственная страсть к эксперимен- ту и люди, которые были рядом. Влияние Натаниэля Гаймора (1613-1685) и Джорджа Старки (1628-1665) определило под- ход в дальнейших исследованиях Бойля. Гаймор был хирургом в графстве Дорсет, неподалеку от места, где жил Бойль. Он яв- лялся последователем Уильяма Гарвея и посвятил Бойлю книгу Corporis humani disguisitio anatomica (1651). Для нас интересно, что Гаймор вдохновил Бойля осуществить опыты с целью изу- чения дыхания животных и растений. Еще более значимым было знакомство Бойля с окончившим Гарвард американским химиком Старки, который получил некоторую известность бла- годаря своим эссе по алхимии. Хотя Старки приехал в Англию в 1650 году, с Бойлем он познакомился только в январе сле- дующего года благодаря Роберту Чайлду, тоже члену кружка Хартлиба. Старки был ревностным сторонником фламандско- го врача Яна Баптиста ван Гельмонта, и эта безграничная вера сгубила его, поскольку он желал испробовать на себе техники, освоенные им во время эпидемии чумы в Лондоне в 1665 году. Из дневников Бойля нам известно, что он помогал Старки в его самых разнообразных опытах. Напомним, что Бойль не учился в университете, и все по- добные знакомства приравнивались для него к обучению. Стар- ки был среди тех, кто привел Бойля к химии. В 1650-е годы он писал Бойлю длинные послания, в которых рассказывал о сво- их проектах, среди которых выделялся поиск «философской ЦЕННОСТЬ ОПЫТА 47
ЯН БАПТИСТ ВАН ГЕЛЬМОНТ Ван Гельмонт интересовался разными областями знания и даже получил док- торскую степень по медицине в 1599 году. Опыты с растениями, при- несшие Гельмонту огромную извест- ность, позволили ему открыть некото- рые газы, в том числе углекислый (дикий газ), и он почти догадался, что имеет дело с тем же газом, который участвует в процессе горения и броже- ния вина. Это он придумал слово «газ», которое происходит от латинского сло- ва «chaos», происходящее в свою оче- редь от греческого слова Хаос;. Он пер- вым выделил воздух из других видов газов, поэтому иногда его называют основоположником пневматической химии. Некоторые даже считают его основоположником биохимии, по- скольку он первым задействовал хи- мию в исследованиях проблем, связан- ных с дыханием и пищеварением. Как и у многих ученых того времени, в иде- Ранее считалось, что это портрет Роберта Гука, но сейчас исследователи полагают, будто здесь изображен Гельмонт. ях ван Гельмонта было много противоречий, однако его труды не стано- вятся от этого менее ценными: он проводил научные опыты и был наблю- дателем природы, как настаивал Бэкон, и все же оставался убежденным последователем Парацельса, мистиком и алхимиком. Опыт с плакучей ивой Результат своего знаменитого опыта с плакучей ивой ван Гельмонт ис- толковал ошибочно. Он взвесил землю, прежде чем посадить дерево, взвесил ее через пять лет, когда дерево выросло и достигло массы 75 ки- лограммов, и убедился, что вес земли уменьшился на 500 граммов. Из это- го он заключил, что дерево набрало массу за счет воды, содержащейся в земле, главным образом из-за дождя. Таким образом он пришел к вы- воду, что вода была единым элементом и все вещества произошли из нее. Хотя Бойль не разделял эту точку зрения, ван Гельмонт был для него об- разцом в том, что касалось проведения экспериментов. ртути» — универсального растворителя металлов, в том числе золота. Эти интересы разделяли многие ученые того времени, 48 ЦЕННОСТЬ ОПЫТА
включая Ньютона, главного последователя Ireneo Filalete (Крот- кого любителя истины) — этим псевдонимом Старки, похоже, подписывал свои труды по алхимии, о чем догадывались и Бойль, и Ньютон. В связи с этим интересно подчеркнуть, что большая часть того, чему Бойль научился у Старки, содержится в Of the Study of the Book of Nature и в следующей его книге — An Essay upon the Style of Holy Scriptures {«Эссе о стиле Священного Писания»). Вопреки названию речь идет о естественной философии, хотя она и представляет собой попытку защитить истинность Свя- щенного Писания. В те годы Бойль усиленно занимался самы- ми разными вещами, в том числе изучением Библии. Решаю- щее влияние здесь на него оказал нашедший убежище в Англии ирландец Джеймс Ашер (1581-1656), архиепископ Арма, кото- рый заявлял в своем произведении The Annals of World («Анна- лы мира», 1650), что сотворение мира произошло в 4004 году до нашей эры. Бойля задела критика Ашера, касающаяся его «невежественного» прочтения Библии на греческом, в резуль- тате он выучил не только этот язык, но и иврит, сирийский, халдейский и арамейский, только для того чтобы прочитать Священное Писание в подлиннике. Эта сторона жизни Бойля интересна нам, поскольку в будущем это изменит его стиль. Он начал отходить от укоренившейся в его текстах риторики рыцарских поэм и старался писать уже как можно более четко и определенно. ПИСЦЫ В июне 1652 года, спустя 12 лет после того, как вместе с братом Френсисом отправился в гран-тур, Бойль вернулся в Ирландию. Он проведет там пару лет за исключением нескольких летних и осенних месяцев 1653 года. Поездка была вызвана необходи- мостью восстановления поместья. Он проехал через Йол и Уо- терфорд, встретился с братьями в Бэлинатрее и договорился снова увидеться с ними в августе в Лисморе. ЦЕННОСТЬ ОПЫТА 49
В Ирландии Роберт не только занимался финансами, кото- рые позволяли ему вести беззаботную жизнь, но также нашел время для опытов, хотя те принесли ему лишь разочарование, как он сам отмечал в письме немецкому врачу Фредерику Кло- диусу, зятю Хартлиба. Свою родину он считал страной варва- ров, где практически невозможно раздобыть инструменты для химических экспериментов. Но больше всего Бойля задевало то, что его идеи не принимали, он стал заложником закрытого мира, окружавшего его. И все же ему удалось произвести не- сколько вскрытий животных, а Уильям Петти помог ему углу- бить познания в анатомии человека и животных. Также Бойль познакомился с современными технологиями, поскольку Петти изучал медицину в Лейдене, Париже и Оксфорде, знал об от- крытии Гарвеем кровообращения и об исследованиях грудного протока француза Жана Пеке. Все это найдет отражение в даль- нейших работах Бойля, в частности в Memoirs for the Natural History fo the Human Blood («Доклады о естественной истории человеческой крови»), которые он опубликует спустя 30 лет. В мае 1654 года произошло событие, которое, по утвержде- нию самого Бойля, стало причиной всех его будущих проблем: он упал с лошади и серьезно ушибся. Не имея времени на лече- ние, Бойль был вынужден отправиться в длительную лишенную комфорта поездку. Кроме того, «из-за ошибки неопытного и пья- ного провожатого» он провел целую ночь под дождем и в резуль- тате заболел водянкой. Но несчастья на этом не закончились. Бойлю пришлось вернуться в Лондон, где он надеялся наконец поправить свое здоровье, однако положение его только ухудши- лось, поскольку в городе свирепствовала лихорадка. Несмотря на серьезное недомогание, Роберт не оставлял изучение Библии, и это стоило ему зрения. Он надеялся, что проблема временная, но повреждение оказалось серьезным — зрение так и не восста- новилось. Всю оставшуюся жизнь он был вынужден прибегать к услугам писцов. До 1654 года большая часть записей сделана его рукой, однако все последующие работы записаны под его диктовку писцами, и лишь короткие замечания принадлежат перу Бойля. Поэтому в текстах так много ошибок, допущенных разными людьми. Также он был вынужден отказаться от чте- 50 ЦЕННОСТЬ ОПЫТА
ния — содержание книг ему пересказывали. С Бойлем работали многочисленные ассистенты, которые помогали ему фиксиро- вать любые наблюдения и записывать результатов опытов. Днев- ники до середины 1650-х годов написаны его рукой, затем в них проявляются около 20 разных почерков, один из которых при- надлежал Фредерику Слэру (1647-1727). Месяцы после падения с лошади Бойль провел в Столбрид- же и Лондоне. В период лечения он принял твердое решение переехать в Оксфорд. Это желание возникло у него двумя го- дами ранее и укрепилось после того, как он провел там два дня в сентябре 1665 года. Именно тогда он познакомился с Джоном Уилкинсом (1614-1672), который создал один из первых ис- кусственных языков, описанный в 1668 году в An Essay toward a Real Character and a Philosophical Language («Эссе об ис- тинном характере и философском языке»), и убедил его при- нять это решение. Кэтрин помогла найти ему жилье, и зимой 1655-1656 года он переехал в Дип Холл, в дом аптекаря Джона Кросса на Хай-стрит, где сегодня располагается Университет- ский колледж. Здесь Бойль прожил 12 лет, в течение которых осуществил значительную часть своих научных работ и напи- сал самые известные и значимые труды. Считается, что переезд стал важным и знаменательным событием, ведь в Ирландии Бойль страдал, находясь в изоляции от интеллектуальной сре- ды и испытывая нехватку технических средств. Годы в Оксфор- де, напротив, способствовали его бурному интеллектуальному развитию. В распоряжении Бойля были новейшее техническое оснащение и прекрасный круг общения. ОКСФОРДСКАЯ ГРУППА Оксфорд привлек многих ученых. Уилкинс был назначен ди- ректором Вэдхэм-колледжа, Джонатан Годдард — директором Мертона, Сет Уорд — профессором кафедры астрономии, соз- данной Савилем, а Джон Уоллис — профессором кафедры гео- метрии. Последний принадлежал к группе, с которой Бойль по- ЦЕННОСТЬ ОПЫТА 51
знакомился в 1645 году в Лондоне. В ходе встреч обсуждались темы, связанные с астрономией, физикой и анатомией, упоми- нались имена Галилея, Торричелли и Гарвея. Были в оксфорд- ском кругу и другие участники — врачи Ральф Баторст и Томас Уиллис, а также архитектор Кристофер Рен, который просла- вился восстановлением церквей после Великого лондонского пожара 1666 года. К этой группе тяготели множество других ученых, позже некоторые из них стали коллегами Бойля, на- пример знаменитый английский философ Джон Локк и вика- рий Стратфорда-на-Эйвоне Джон Уорд. Несмотря на присут- ствие в кружке ряда знаменитостей, главным действующим лицом оксфордской группы оказался молодой ученый Роберт Гук (1635-1703). Ему едва исполнилось 20, и он был настоящим гением в том, что касалось создания лабораторных инструмен- тов. Гука порекомендовал Джон Уилкинс, в начале 1650-х годов он учился в Вестминстерской школе и начинал как помощник, но очень быстро стал главным ассистентом всеми уважаемого Роберта Бойля. Такое начало гарантировало ему успех в даль- нейшей научной карьере. Историк науки Майкл Хантер утверждает, что «оксфорд- ское движение» родилось не из англиканской Хай Черч в XIX веке, а именно из блестящих идей этой группы 1640- 50-х годов. Около 1649 года собрания этих людей представляли собой нечто вроде экспериментально-философского клуба. При- мерно 30 членов этой группы очень скоро разработали собствен- ные правила. Главной их задачей было распространение инфор- мации о своей научной деятельности. Они обменивались данными с Хартлибом благодаря многочисленным посредникам, среди которых был и Бойль. Так, в 1657 году он описывал из- менения, привнесенные Реном в компас, словами «очень благо- родная конструкция». Бойль всегда с восторгом приветствовал новые инструменты и улучшения в уже известных системах, и, как мы вскоре увидим, это будет важно для его научной про- граммы. Он даже послал Хартлибу экземпляр книги Уиллиса о брожении в человеческом теле, что подтверждает его непре- кращающийся интерес к медицине. 52 ЦЕННОСТЬ ОПЫТА
опыт Бойль оказал огромное влияние на тео- рии Джона Локка (1632-1704), одного из главных представителей эмпиризма в британской философии. С Бойлем Локк поддерживал дружеские отноше- ния в Оксфорде, где последний изучал медицину и заинтересовался наукой. В 1690 году он опубликовал свою са- мую известную книгу *0пыт о человече- ском разумении*, которая ознаменова- ла появление новой области филосо- фии — теории познания. Его целью было исследование истоков, значимо- сти и точности человеческого познания, поэтому он отрицал существование врожденных идей (и знаменитый прин- цип рационалистов о врожденности важнейших основ знания). Хотя то, что мы знаем, является идеей о предмете, но не самим предметом, Локк не сомне- Портрет Джона Локка кисти немецкого художника Готфрида Кнеллера (1697). вался в существовании материального мира, в котором наличествуют эти предметы. У предметов есть качества, лежащие в основе идей нашего ра- зума. В этом он близок к корпускулярному представлению Бойля о материи и его идеям о разнице между первичными (твердость, расширение, форма, движение, отстаивание и количество) и вторичными качествами. Локк демонстрирует связь с видением Бойля в начале второй главы своей кни- ги, отмечая, что разум — это чистый лист, открытый для записи любых наблюдений: «Все идеи приходят от ощущения или рефлексии. Предположим, что ум есть, так сказать, белая бумага без всяких знаков и идей. Но каким же образом он полу- чает их? Откуда он приобретает тот обширный запас, который деятельное и бес- предельное человеческое воображение нарисовало с почти бесконечным раз- нообразием? Откуда получает он весь материал рассуждения и знания? На это я отвечаю одним словом: из опыта». Многие оксфордские проекты, в которые вовлекали Бойля, были затем продолжены им, а их результаты — опубликованы в последующие годы. Вместе с Уилкинсом он ставил экспери- менты в доме аптекаря, и в конце 1650-х годов занялся изуче- ЦЕННОСТЬ ОПЫТА 53
Т HILOSO<PHICAL TRANSACTIONS: GIVING SOME А С С О M P T OP THE PRESENT Undertakings , Studies , and Labours INGENIOUS IN MANY CONSIDERABLE PARTS OF THE WORLD Ko/ i. For Jnno 1665, and \666. PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS Первым в мире исключительно науч- ным журналом стал Philosophical Transactions, который выпускало Коро- левское общество. Шестого марта 1665 года секретарь общества Генри Ольденбург подписал в печать первый номер. В1887 году журнал разделился на два специализированных: один о физике и другой — о естественных науках. Бойль опубликовал значитель- ное количество своих статей на стра- ницах этого журнала, печатались в нем и другие ученые, сыгравшие огромную роль в истории науки: среди них Джеймс Клерк Максвелл, Майкл Фара- дей и Чарльз Дарвин. В этом же жур- нале была опубликована первая ста- тья Ньютона — New Theory about Light and Colour («Новая теория света и цве- тов*). В июле 2011 года американец Грег Максвелл взломал базу данных Jstor, в которой хранились оцифрованные статьи журнала, заявив, что до- кументы вековой давности должны перейти в общественное достояние. В его распоряжении оказались примерно 19 тысяч статей. Спустя некото- рое время, в сентябре 2011 года, Королевское общество открыло бес- платный доступ ко всем документам до 1923 года, не признав, однако, что к этому решению его подтолкнул Максвелл. In the SИГОГ, Printed by T. N. ffjrJobuMirtye at the Bell, a little with* cat Tt*fk-tir , ted fmt! Jilt ft rj e Dudt-L&e,' Pnacen io the tfjtl Stttttj. Обложка первого номера Philosophical Transactions. нием сжатия воды, анатомией (вскрытие собак) и так далее. Он также присутствовал на вскрытиях и лекциях эльзасского хи- мика Петера Шталя. Таким образом, он интересовался любыми опытами, связанными с природой. В то десятилетие его тексты наконец обрели научные, а не религиозные и нравственные ха- рактеристики, как это было раньше. Его дневник свидетельству- ет о том, что он посвятил многие часы исследованию природных явлений и медицинским экспериментам. Чтобы завершить описание интеллектуальной атмосферы, в которой работал Бойль, необходимо упомянуть о двух других 54 ЦЕННОСТЬ ОПЫТА
его связях оксфордского периода, прежде всего — о немецком эмигранте Генри Ольденбурге (1619-1677), который установил насыщенную переписку с яркими личностями по всей Европе и был издателем Philosophical Transactions, журнала Королевско- го общества, где он занимал пост первого секретаря. Отношения Ольденбурга и Бойля продлились всю жизнь, они не ограничи- вались профессиональными интересами и переросли в настоя- щую дружбу Ольденбург некоторое время жил в Оксфорде, од- нако уехал оттуда, когда Бойль был в Лондоне. Именно в этой поездке Бойль познакомился с Джоном Ивлином, известным своими объемными дневниками, в которых упомянут и Бойль. В 1664 году Ивлин опубликовал книгу Sylva, or a Discourse of Forest-Trees and the Propagation of Timber («Сильвия, или Обсуж- дение лесных деревьев и пропаганда лесоматериала»), также он был неутомимым библиофилом и собрал в своей коллекции около 4000 томов. НАУКА БЕЗ МАТЕМАТИКИ Личность Бойля ярко проявилась в 1650-е годы в многочис- ленных письмах, которые он посылал своим корреспонден- там. Спустя десять лет он начал публиковать свои труды. Его научная деятельность была точным отражением социальной и интеллектуальной среды Оксфорда, где он жил. Кроме того, значительное влияние на Бойля оказывали идеи Хартлиба, ко- торый остался в Лондоне, однако расстояние не помешало обо- им обмениваться новыми идеями и обсуждать изобретения. Труды, принесшие Бойлю признание, были написаны главным образом между 1661 и 1667 годами. Программа Бойля включа- ла многие значимые пункты: — защита экспериментальных методов, в основе которых лежат глубокие религиозные принципы. В качестве при- мера можно привести «Размышления о пользе естествен- ной экспериментальной философии (1661); ЦЕННОСТЬ ОПЫТА 55
— труды, объясняющие, как должны быть представлены и проведены эксперименты, с подробными иллюстраци- ями реальных опытов. Здесь примером является «Эссе о физиологической очевидности» (1663); — использование научных открытий для подтверждения корпускулярной теории вещества. Самая показательная в этом отношении работа — «Химик-скептик» (1661), хотя нельзя забывать и об «Опытах и размышлениях о цветах» (1664), «Новых опытах и наблюдениях о холо- де» (1665) и «Происхождении формы и свойств согласно корпускулярной философии» (1666-1667). Бойль принимает некоторые эмпирические идеи Галилея (наблюдение, опыт и открытие новых явлений) и показывает себя убежденным картезианцем: на самом деле он рассматрива- ет мир, которым управляют механические законы. Также инте- ресно отметить полное отсутствие математики в его трудах, хотя Бойль всегда относился к ней с большим уважением. Сегодня это может шокировать, но чтобы осознать ценность трудов Бой- ля, мы должны держать в уме восприятие науки в XVII веке. Нельзя забывать, что Бойль не получил традиционного универ- ситетского образования, его самообразование ограничивалось частными уроками, общепринятыми для аристократической среды. Нехватку знаний он компенсировал многочисленными личными знакомствами. В своих трудах он не развивал глубоко математические аспекты и, возможно, поэтому не обращался к ним. К тому же математика и геометрия требуют особого вни- мания и предполагают использование бумаги и карандаша, а Бойль жаловался на зрение, так что это могло стать еще одним фактором, отдалившим ученого от указанных дисциплин. Ка- кими бы ни были причины, для нас важно, что программа Бой- ля была цельной и независимой от математики и может считать- ся одним из ключевых фрагментов мозаики, которую пред- ставляет собой современная научная парадигма. Если этот факт продолжает смущать, можно провести разграничительную ли- нию между умозрительной естественной философией и фило- 56 ЦЕННОСТЬ ОПЫТА
Софией экспериментальной. Картезианская составляющая мыш- ления Бойля сыграла важнейшую роль в его развитии, но ее нельзя считать основным аспектом. Согласно Бойлю, опыт дол- жен был подтверждать истинность предположения, это способ самого исследования. Кроме того, в его исследованиях все боль- ше проявлялась традиция Бэкона, которая в итоге стала основой его научной программы. Со временем он признал также, что человеческое познание ограничено, человечеству предстоит еще много открытий, и они должны совершаться с предельной осто- рожностью: «Книга природы является длинной и тонкой частью свернутого гобелена, который мы не можем увидеть сразу целиком и должны довольствоваться ожиданием постепенного раскрытия его красо- ты и симметрии; он будет открываться нам постепенно». Хотя эти слова написаны после Оксфорда, около 1690 года, это прекрасный пример того, каким Бойль видел путь к позна- нию природы. Его способ отличался от способа Галилея, кото- рый утверждал, что книга природы написана языком математи- ки. Это два противоположных способа прочтения одной и той же книги, которые дополняли друг друга в течение более чем 300 лет. Галилей выступал за объективное познание, за постоян- ность в форме математических законов, за рациональный мир, ведущий к прочному знанию. Бойль же утверждал, что опыт является единственным средством открыть в природе то, чего нельзя наблюдать напрямую, обосновывал необходимость уча- стия человека в опыте и доказывал временный характер знания, основанного на гипотетических результатах. Бойль предлагал заменить математическую точность постоянным усовершен- ствованием знания, заставляя природу открывать все новые явления. Именно поэтому он обозначил важность эмпирической составляющей познания, необходимость приложить усилия для получения технических и оперативных знаний благодаря ис- пользованию инструментов и новому подходу к пониманию опытов. Именно так можно объяснить разницу между умозри- тельной философией, столь популярной в то время, и зарожда- ЦЕННОСТЬ ОПЫТА 57
ющейся экспериментальной философией, благодаря которой многие ученые обратили взгляд в сторону эмпирического, пре- вратив экспериментальную философию в особый способ иссле- дования природы. В идеале любое применение должно служить человечеству: конструирование новых приборов, открытие но- вых земель, усовершенствование техник того времени (строи- тельство, металлургия, сельское хозяйство и так далее). ЕСТЕСТВЕННАЯ ИСТОРИЯ Будет нелишним кратко обозначить разницу между учением Декарта и Бэкона, обратившись к теме, не оставившей равно- душным и нашего героя. Декарт считал важным познание, пред- НА СТРАНИЦЕ НАПРОТИВ: Роберт Бойль, гравюра Уильяма Фейсорна (1664). Вторая версия, здесь английский художник изобразил воздушный насос (справа), который принес Бойлю известность. шествующее исследователю, и организацию уже известного знания. Вот почему столь необходимы учебники и математика: природа отвечает на универсальные божественные законы, и это важнее экспериментов человека, хотя они и позволяют получить знание из первых рук. Бойль же соединял теологические, фило- софские, эпистемологические и практические аспекты, но так и не сумел выстроить истинную механическую теорию. Неко- торые ученые смогли обнаружить волюнтаристские аспекты в его трудах, хотя для Роберта Бойля было очевидно, что законы природы соответствуют божественным. В этом смысле человек может познать лишь свойства вещей, и то в гипотетическом смысле. Однако это не помешало Бойлю утверждать, что по мере познания природы мы приближаемся к «божественным творе- ниям», поскольку это равно познанию Создателя. Бойль утверж- дал, что Бог сотворил вещи с определенной целью, понять ко- торую способен человек. Это видение ведет нас к меха- ническому восприятию природы, и Бойль не только отдавал себе в этом отчет, но также понимал, что это не является единствен- ной возможностью, и доказательством тому служат его обраще- ния к корпускулярной теории и теологии. Так что Бойль — не убежденный сторонник механического учения, он рас- сматривал мир с механической точки зрения только на локаль- 58 ЦЕННОСТЬ ОПЫТА
ЦЕННОСТЬ ОПЫТА 59
ном уровне и только те законы, которые проявлялись постоян- но, а не универсальные законы. В этом смысле двумя столпами его философии оказались наблюдение (позволяющее увидеть постоянство) и опыт (позволяющий подтвердить это постоян- ство). Если бы всеведущий автор природы знал, что изучение его творений приведет к тому, что в его существование и в его свойства перестанут верить, он бы не предлагал так часто изучать природу и наблюдать за нею. Роберт Бойль, «Размышления о пользе экспериментальной естественной философии* (1663) Так называемые «естественные истории» лежат в основе научных трудов Бойля. Он знал, что физические предметы труд- но классифицировать, что они не поддаются абстрактной кате- горизации и требуют анализа и опыта. Однако в выстраивании естественных историй мы не встречаем проблем, которые воз- никают при математическом и общетеоретическом обраще- нии, — то есть противоречий и непоследовательности. Главным условием естественной истории является размер образца: чем больше у нас данных, тем лучше. Нет необходимости выстраи- вать теории, толкование прямо вытекает из книги природы, ко- торую следует читать страницу за страницей, фразу за фразой, слово за словом. Это тяжкий труд, который Бойль все же любил, отдаваясь ему всей душой. Он искал лучшую из гипотез, а не объясняющую модель, основанную на правилах и законах, данных a priori. Он не мог перестать верить в то, что речь идет только о наблюдении и об опыте и ни о чем другом, в отсутствии каких бы то ни было правил. Надо просто осторожно ступать вперед и использовать инструменты. В Средние века понятие опыта было связано только с наблюдением за сотворенными Богом предметами, которые мог видеть человек, поскольку лю- бое вмешательство влекло за собой искажение действительно- сти. Самым известным примером является телескоп Галилея, который его современники отказывались использовать. Бойля 60 ЦЕННОСТЬ ОПЫТА
удивил рассказ о том, что какие-то монахи считали слепоту Га- лилея божьей карой за то, что он следил за небом с помощью дьявольского инструмента. В отсутствии инструментов речь идет лишь о пассивном наблюдении, идея же Бойля была гораз- до более широкой: использование любых приборов может улуч- шить эмпирическое наблюдение, которое и есть изучение при- роды. Это был смертельный удар по устоявшейся аргументации, которую уже подорвали Галилей, Кеплер и Ньютон. Изучение природы с помощью эксперимента с привлечением инструмен- тов было также ударом по индивидуальной памяти. Любое эн- циклопедическое произведение, содержащее самые разные фак- ты, вступало в противоречие с опытом, в результате возникала неясная и сомнительная ситуация. Любопытно, что Бойль пред- лагает использование элементов и в связи с актуальной концеп- цией научного прогресса, и в связи с развитием науки посред- ством исследования аномальных явлений, которые разрушали то, что Томас Кун назвал «нормальной наукой», в результате чего изменялась научная парадигма. В этом смысле Бойль пред- восхитил философию науки XX века и должен считаться одним из творцов научной революции XVII века. Несмотря на это, он отдавал себе отчет в том, что эксперименты могут давать оши- бочные результаты по причине неисправных приборов или не- корректного их использования. Любопытно, что сегодня обра- щению с этими инструментами обучают уже на первых курсах любого технического факультета. С другой стороны, по Бэкону, знание не является предше- ствующей данностью: оно возникает в процессе накопления разных естественных историй и последующей индукции. Бойль придерживается позиции Декарта в плане механики (мир — это огромный механизм), однако не считает, что знает главные причины, универсальные законы, лежащие в основе этого ме- ханизма. В этом смысле он постепенно склоняется к модели исследования Бэкона, но только в том, что касается естествен- ной истории, поскольку редко включает в свою систему индук- цию. Бэкон участвовал в процессах, начавших складываться в XVII веке и связанных с алхимией. Речь об оккультном и са- кральном знании, которое могло дать интересные результаты ЦЕННОСТЬ ОПЫТА 61
и потому не должно было быть отвергнуто. Напряжение ис- чезло с появлением герметизма, который распространил свои методы исследования. Результатом этой трансформации стало постепенное появление новой науки — химии, в становлении которой Бойль сыграл одну из главных ролей. Бэкону не было свойственно восприятие науки как простой цепочки доказательств результатов. Он полагал, что истинность знания зависит не только от логических аргументов, но также и от опыта человека, естественной истории и последующей ин- дукции. Таким образом Бэкон провозгласил место философа в природе: он участвует в природных процессах и является их частью. Ряд ученых и философов не приняли эту идею, хотя многие сумели вычленить из нее важные элементы. Нельзя за- бывать, что Бэкон не применил на практике собственные «пра- вила». И Роберт Бойль был, пожалуй, самым крупным ученым, принявшим его идеи, хотя он истолковал их через призму сво- его времени и отверг индукцию. Однако к Бэкону прислуша- лись не только отдельные ученые, но и Королевское общество, которое также основывалось на преимуществе частного перед общим и выступало за коллективный труд, оттесняя в сторону изолированное знание. В этом смысле Роберт Бойль и Коро- левское общество больше следовали Бэкону, чем сам Бэкон. Как уже говорилось, Бойль не принял философию Бэкона в чистом виде и привнес в нее существенные изменения. Бэкон говорил о двух видах экспериментов, полезных для эмпириче- ской философии, — светоносных опытах (это не аксиомы, а мгновенные доказательства) и плодоносных, которые интер- претируют природу (в результате этих опытов возникают новые аксиомы, они могут привести к созданию теории). Бойль считал двигателем научных открытий и познания именно светоносные опыты. Таким образом, Бойль различает два вида опытов: до- казательные (которые проверяют уже появившиеся гипотезы) и исследовательские (проводятся в области возможного, веро- ятного, неустановленного). Это разделение напоминает пони- мание естественной философии Бэконом, поскольку он тоже выделял в ней два вида: умозрительную (исследовавшую при- чины) и прикладную (которая производит действия). 62 ЦЕННОСТЬ ОПЫТА
ИДОЛЫ БЭКОНА Френсис Бэкон (1561-1626) является, пожалуй, главной фигурой в контексте экспериментального метода в научном исследовании. Поэтому неудивительно, что он считается одним из основателей английского эмпиризма. Бэкон отстаи- вал важность опыта и исследования част- ных случаев, которые позволяют постичь универсальные законы через индукцию. Он не отказывался от дедукции, но счи- тал, что истинность дедуктивного мышле- ния должна проверяться индуктивной логикой. В этом смысле он отрицал за- ведомые идеи и утверждал, что ученый должен оставаться прежде всего скепти- ком. Роберт Бойль был хорошо знаком с его самым главным и известным трудом Novum Organum. В этой книге Бэкон предлагает изменить подход к научному исследованию, чтобы полу- чить новое и более совершенное знание о вещах. Для этого необходимо разрушить «идолов», которые определяют человеческое познание и явля- ются всего лишь предрассудками. Бэкон говорит о следующих идолах: — идолы пещеры: ложные знания, усвоенные со школьной скамьи, или привычки, как если бы каждый человек находился в платоновской пещере; — идолы рода: стремление к общественному одобрению и связь с лич- ными традициями индивида; мы не можем не принимать во внимание ограничения, свойственные нашему роду; — идолы площади: сведение познания к теоретической умозрительности и исключительному использованию языка; — идолы театра: философские доктрины, догмы и ложные доказатель- ства, из которых складываются театры нашего разума. Даже если доказательные опыты не слишком интересны с позиции результата, они представляет собой исходную точку при формировании новых гипотез, которые должны поставить под сомнение предрассудки, и при появлении новых полезных ЦЕННОСТЬ ОПЫТА 63
ДОКАЗАТЕЛЬНЫЕ ОПЫТЫ ПРОТИВ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ Бойль провел четкую границу между доказательными и исследователь- скими опытами. Он написал ряд «тем*, которые следовало разнести по этим категориям. 1) Доказательные опыты: — мгновенные ощущения — статика — гидростатика — химия в строгом смысле — математика — магнетизм — химия в широком смысле — медицина — анатомия — технология — механика — соединения — разное 2) Исследовательские опыты: — к этой категории могут быть отнесены почти все доказательные опы- ты, измененные должным образом; — аналогии; — выдвижение гипотез и последующая их проверка соответствующими опытами; — определение результатов полученных обычным способом мнений и их анализ посредством соответствующих опытов; для человечества инструментов. Во всех трудах Бойля можно найти эти два вида опытов, хотя в итоге он отдал предпочте- ние опытам исследовательским. Одной из целей Бойля, до- стижимой лишь с помощью исследовательских опытов, было 64 ЦЕННОСТЬ ОПЫТА
— разработка новых соответствующих инструментов или инструментов для изменения нормального состояния вещей или для изменения при- роды для новых исследований; — сочетание двух или более перечисленных выше типов; — непредвиденные результаты. «Эксперимент с птицей в воздушном насосе» (1768), Джозеф Райт. Бойль осуществил множество опытов с живыми существами. Он помещал их в сосуд и наблюдал за происходящим с ними по мере выкачивания воздуха с помощью воздушного насоса. развитие наименее изученных человеком областей знания. Так Бойль перешел от картезианских воззрений к взглядам Бэкона, который считал, что изучение естественной истории способно заложить основы для новых областей исследования. ЦЕННОСТЬ ОПЫТА 65
События естественной истории представляют собой списки с названиями и «темами», которые служат руководством для будущих изысканий. В De imperfectione historiae naturalis Бойль утверждает, что естественная история должна быть основой естественного познания. Хотя и Бойль, и Бэкон начинали с про- стого сбора информации, Бойль пришел к заключению, что дан- ные о наблюдениях и опытах следует упорядочить вокруг одной темы. Опыт должен быть организован, спланирован, информа- ция не собирается сама по себе, но она должна быть получена. Речь о новом методе научных открытий. Темы разделяли при- родное явление на более мелкие события, которые легче анали- зировать. Здесь можно провести аналогию с современными опытами. Бойль говорил о вторичных качествах, таких как вес, цвет, текучесть, представляющих собой независимые перемен- ные, которые контролирует экспериментатор. Если ученый ни- чего не делает и ограничивается простым наблюдением, перед ним будет представать всегда одно и то же свойство (сжатие, разжижение и так далее). Но если ученый участвует в опыте активно, мы сможем наблюдать разные следствия этих свойств, которые связаны с зависимыми переменными. Бойль стремил- ся не найти математическое отношение, но установить ряд ка- честв и открыть новые свойства с последующим возможным использованием их во благо человека, не преувеличивая значе- ние причин этих отношений. Такое видение близко к феноме- нологии, однако оно открыто и для других областей знания. Снова напомним, что отсутствие интереса к математике у Бой- ля привело к тому, что он написал объемный труд, в котором события естественной истории рассматривались в мельчайших подробностях. В заключение отметим, что первым шагом Бойля стало определение тем, после чего он приступил к опытам с це- лью установить, «что произойдет», и из этого выстроить есте- ственную историю. 66 ЦЕННОСТЬ ОПЫТА
ПРОИЗВЕДЕНИЯ БОЙЛЯ Труды Бойля трудно упорядочить с позиции классической фи- лософии, особенно те из них, которые касаются алхимии, рели- гии или представляют собой эклектичное соединение. Долгое время биографы видели в Бойле героя науки, основателя химии и ученого, современного со всех точек зрения. Однако это эпи- ческое представление на самом деле скрыло от нас истинного Бойля с его добродетелями и горестями обыкновенного чело- века. Он не был ни ученым в сегодняшнем понимании, ни сред- невековым алхимиком. К концу XX века взгляд на Бойля кар- динально изменился, и теперь его личность и произведения рассматриваются с точки зрения естественной истории. Исто- рики науки погрузились в изучение наследия великих физиков и математиков, забыв о вкладе Бойля. Тому были причины — ведь нельзя же отрицать достижения математики. Однако если изучить огромное количество наблюдений, зафиксированных Бойлем, невольно возникает недоумение и становится очевид- но, как несправедлив этот подход. Нам всегда известно имя ар- хитектора, но не рабочих, воплотивших его замысел. Между 1999 и 2000 годами Майкл Хантер и Эдвард Б. Дэ- вис опубликовали все труды Бойля, составившие 14 томов. Понятно, что изучить все эти произведения — очень трудная задача. Разумнее будет начать с краткого экскурса, представив анализ развития его идей и упомянув некоторые его произве- дения. Поэтому следующие главы будут посвящены исследо- ваниям Бойля в области химии и медицины, а также его экс- периментам с воздухом. ЦЕННОСТЬ ОПЫТА 67

ГЛАВА 3 Закон Бойля Когда Торричелли выяснил, что воздух имеет вес, началось соревнование за первенство в изучении свойств воздуха. В соревновании участвовали ученые разных поколений. Включился в него и Роберт Бойль, представив свой воздушный насос, вызвавший множество споров.

В 1659 году вышла в свет книга Some Motives and Incentives of the Love of God («Некоторые причины и поощрения любви Бога»), известная также как «Ангельская любовь» (Seraphic Love). Ее Бойль посвятил своей сестре Мэри и скомпоновал в 1648 году из писем 1640-х годов. Однако интерес Бойля к этой теме начал угасать, поскольку именно в этот период он сконструировал воз- душный насос и сделал открытия, описанные в его первом на- учном труде «Новые физико-механические эксперименты от- носительно упругости воздуха» (1660), который мы для краткости будем называть «Упругость воздуха» (Spring of the Air). Между 1660 и 1666 годами Бойль опубликовал 12 книг, надиктовывая примерно 140 тысяч слов в год. Это был период непрерывной работы. Кроме того, ученый совершил очень мно- го поездок (Челси, Лондон, Биконсфилд и так далее), что спро- воцировало многочисленные физические и психологические кризисы, о которых он сообщает в предисловиях к некоторым своим произведениям. Эксперимент с самого начала занимал центральное место в его научных открытиях и исследованиях. Он представлял собой «реальную действительность», или «фак- тическое обстоятельство» (труднопереводимый английский термин matter of fact), то есть нечто заведомо доказанное. Если объективные факты нельзя подвергнуть сомнению, то теории и гипотезы являются искусственными плодами человеческого ЗАКОН БОЙЛЯ 71
ЗАКОН ГУКА Авторство закона Гука, как следует из названия, принадлежит помощнику Бойля Роберту Гуку. Закон устанавливает отношение зависимости между растяжением упругого тела и приложенной к нему силой. Он справедлив для любого тела, которое возвращает свою форму после растяжения, — как всевозможные пружины, струны гитары, эластичная резина, воздуш- ные шарики и так далее. Закон Гука гласит, что деформация тела прямо пропорциональна приложенной силе, и это означает, что если к пружине, прикрепленной к потолку, мы подвесим груз массой 2 килограмма, она растянется в два раза больше, чем если бы мы подвесили груз массой 1 килограмм (см. рисунок). Любопытно, что впервые этот закон Гук опу- бликовал в виде анаграммы: ceiiinossssttuu. Позднее, когда Гук оконча- тельно убедился в правильности закона, он представил его расшифровку: Ut tensio, sic vis («Какова сила, таково действие»). разума и могут быть опровергнуты. Действия человека могут оказаться обратно противоположными, однако человек не по- ставит под сомнение действие природы. В следующих разделах мы рассмотрим некоторые опыты и факты, которые подтверж- дают эти опыты. Кроме того, несмотря на незначительный ин- терес Бойля к индукции, мы проанализируем наблюдения, сде- 72 ЗАКОН БОЙЛЯ
ланные им самим и приведшие его к закону, получившему его имя, — закону Бойля. Его беспрецедентные опыты настолько точны, что использование воздушного насоса можно сравнить с испытанием рентгеновских лучей в конце XIX — нача- ле XX века. МАССА ВОЗДУХА Пневматика родилась в Древней Греции и обрела черты нау- ки во второй половине XVII века. Этот раздел физики изучает природу, массу и давление воздуха, а также воздействие возду- ха. Пневматика использует два изобретения: трубу Торричелли (нечто вроде бароскопа) и воздушный насос. Эти устройства позволили реализовать большое количество новых опытов, по- влиявших на развитие научной мысли. В середине XVIII века появился термометр, и тепловые и метеорологические явле- ния стали частью научной парадигмы. Кроме того, началось изучение звука и его свойств, включая те из них, которые от- носятся к биологическим аспектам. Хотя появление этих при- боров больше связано с классическими и математическими вопросами, очень скоро развилось и бэконовское направление, заключавшееся в исследовании природы в условиях, не свой- ственных ей. И эксперименты с воздухом привлекли внимание самых разных ученых — как теоретиков, так и сторонников эм- пирического подхода Бэкона. Уже какое-то время существовала теоретико-математи- ческая гидростатика, которую можно было применить к изу- чению воздуха в том понимании, которое 17 столетий назад предложил Архимед (флюид), а итальянец Эванджелиста Тор- ричелли свел эти аспекты к пневматике. Традиционно зарождение пневматики связывают со знаме- нитым практическим вопросом Галилея: водяные насосы рабо- тают на глубине не более 18 локтей (около 10,5 метра). Экспе- римент Галилея имел целью проанализировать утверждение Аристотеля, что природа не терпит пустоты, и хотя итальянский ЗАКОН БОЙЛЯ 73
ВОЗДУШНЫЙ НАСОС Механический водяной насос используется во многих странах и сегодня. Принцип его работы основан на атмосферном давлении. При опускании рычага поршень поднимается, в цилиндре образуется частичный вакуум, и уровень воды растет. С каждым движением уровень воды повышается, пока вода не выплескивается в противоположное отверстие (см. рису- нок 1). В Средние века считалось, что в основе этого явления не что иное, как horror vacui — «боязнь пустоты* природы. Поэтому когда в цилиндре образуется пустое пространство, вода стремится скорее занять его. Одна- ко благодаря Торричелли стало понятно, что цилиндр заполняется из-за атмосферного давления (см. рисунок 2), и это можно доказать алгебраи- чески (см. приложение). Уровень воды будет продолжать подниматься до тех пор, пока вес поднимающегося столба не станет равен весу столба воздуха, оказывающего давление на поверхность воды. ученый не смог однозначно опровергнуть это, он был убежден, что боязнь пустоты имеет предел, измеряемый как раз 18 лок- тями. Он отрицал идею своего соотечественника Джованни Бат- тиста Балиани, который считал, что ключ к разгадке надо искать в массе воздуха. Ученик Галилея Торричелли совершил прорыв и «математизировал» проблему, заявив, что мы все находимся в море воздуха глубиной более 50 миль, и его давление на землю равно давлению 18 локтей воды. Так что все сводится к архиме- дову вопросу — статическому равновесию двух тел. Эту идею 74 ЗАКОН БОЙЛЯ
легко применить к другим жидкостям разной плотности: при большей плотности масса столба будет больше, а высота — мень- ше. С помощью несложных опытов и некрупных инструментов Торричелли доказал, что вода достигает высоты 10,5 метра, а ртутный столб — 76 сантиметров. Опыт Торричелли прекрасен в своей простоте. Он взял пу- стой стеклянный цилиндр, закрытый с одного края (как боль- шая пробирка), и заполнил его до краев ртутью таким образом, чтобы внутри не осталось воздуха. Закрыв пальцем открытую часть, он перевернул трубку и поместил ее в большой сосуд, также со ртутью. Когда трубка приняла вертикальное положе- ние, он убрал палец. Ртуть не вытекла из цилиндра, а ее уровень просто опустился до определенной высоты (см. рисунок 1). Объяснение сводится к тому, что точки А, В и С — и на са- мом деле любая другая точка поверхности жидкости — ис- пытывают действие атмосферного давления, или массы воз- душного столба над собой. В точке В давление такое же, как Схематическое изображение опыта Торричелли. Ртутный столб опускается до 76 санти- метров, в верхней части остается пустота. ЗАКОН БОЙЛЯ 75
и в точках А и С, хотя в них это давление возникает от массы свободной ртути. Эта масса уравновешивается массой воздуха на поверхности свободной ртути. Таким образом, Торричелли не только доказал, что атмосфера имеет вес и этот вес можно измерить: подобным экспериментом он впервые подтвердил, что можно получить вакуум. В письме 1644 года итальянскому математику Микеланджело Риччи, который впоследствии на- пишет книгу «Уроки Эванджелисты Торричелли» (1715), Тор- ричелли объясняет свое открытие простыми словами: «Мы погружены в огромное море элементарного воздуха, о котором в результате неопровержимого опыта доподлинно известно, что он имеет вес». В приложении представлено математическое описание эксперимента. Благодаря Марену Мерсенну новость быстро достигла Франции, и в 1647 году Пьер Пети воспроизвел опыт в Руане в присутствии Этьена и Блеза Паскалей, отца и сына. Паскаль- сын сам много раз проводил этот опыт с 15-метровой трубой с одинаковыми отверстиями и жидкостями разной плотности, и всякий раз он получал «пустое пространство» Торричелли. Он отстаивал и существование макроскопической пустоты — на- ряду с пустотой микроскопической, существующей между ато- мами. Тогда Декарт предложил ему повторить опыт на разной высоте, и так состоялся один из самых знаковых и известных экспериментов в истории науки: в сентябре 1648 года Паскаль отправил своего зятя Флорана Перье провести его на Пюи-де- Дом, вулкан на юге Франции высотой почти 1500 метров. От- вет зятя содержался в письме от 22 сентября 1648 года; экспе- римент, задуманный Паскалем, был осуществлен тремя днями раньше: «Наконец я провел опыт, которого вы давно желали Полу- чается, что на высоте около 7 туазов разница высоты ртути со- ставляет половину линии. На высоте около 27 туазов — две с половиной линии. На высоте около 150 туазов — 15 с половиной линий, что равно 1 дюйму и 3 с половиной линиям. 76 ЗАКОН БОЙЛЯ
ЭВАНДЖЕЛИСТА ТОРРИЧЕЛЛИ (1608-1647) Итальянский физик Торричелли сыграл важнейшую роль в развитии совре- менных физики и математики. Он был одним из первых учеников Галилея и особенно преуспел в математике и конструировании приборов для опы- тов. Знаменитый эксперимент, кото- рый доказал существование пустоты и наличие массы у воздуха, имел мно- гочисленные последствия. Так появил- ся первый барометр — инструмент для измерения атмосферного давления. Работа барометра проста: чем больше атмосферное давление, тем выше ртут- ный столб, и наоборот, чем ниже дав- ление, тем ниже уровень ртути. Торри- челли также знаменит своей теоремой, определяющей скорость истечения жидкости из отверстия сосуда. В его честь была названа единица измере- ния давления, равная давлению одного Портрет Торричелли кисти Лоренцо Липпи (1647). миллиметра ртути (торр), хотя с 2006 года в Международной системе еди- ниц ее не используют. И на высоте около 500 туазов — 37 с половиной линий, что равно 1 дюйму и 1 с половиной линии». Один туаз равен 1,949 метра, один французский дюйм — 2,7 сантиметра, а одна линия — 2,26 метра. Зять Паскаля полу- чил еще одно доказательство того, что воздух имеет массу, и упо- рядочил этот эффект по высоте, поскольку на большей высоте воздух оказывает меньшее давление, ибо его слой тоньше. Успех был неимоверным, так как высота столба уменьшалась по мере восхождения и снова поднималась при спуске. Было похоже, что воздух имеет вес, как уже доказал Торричелли, и очевидным образом этот вес зависит от количества воздуха. Многие отка- ЗАКОН БОЙЛЯ 77
зывались верить в такое, а английский драматург Томас Шеду- эл даже высмеял абсурдность идеи взвешивания воздуха в сво- ей пьесе «Виртуоз» (1676). Отметим, что эти опыты подтверждали два аспекта: воздух имеет некоторый вес, и можно создать вакуум. В этом смыс- ле самым важным инструментом был вакуумный насос Отто фон Герике (1602-1686). Немецкий физик узнал о результатах Паскаля и Торричелли и представил необычное доказательство существования атмосферного давления при создании вакуума в пустой полости. Он взял два одинаковых медных полуша- рия диаметром 50 сантиметров, прижатых друг к другу, из со- бранной сферы выкачал воздух и привязывал их к лошадиным упряжкам, по восемь лошадей с каждой стороны. Полушария не смогли разорвать 16 лошадей. Эксперимент, известный как «магдебургские полушария», был описан в приложении к книге Mechanicahydraulica-pneumatica (1657) немецким иезуитом Га- спаром Шоттом, хотя позднее и сам фон Герике упомянул опыт в своей книге Experimenta nova, ut vocatur Magdeburgica (1672). Бойль читал книгу Шотта, и та произвела на него большое впе- чатление, ознаменовав истинное начало его научной карьеры философа-эмпирика, которая в итоге обеспечила ему положе- ние в научном сообществе. ТО, ЧТО КАЖЕТСЯ ДОКАЗАТЕЛЬСТВОМ Некоторые страницы из «Упругости воздуха» могут удивить современного читателя. Опыты, описанные на них, можно лег- ко воспроизвести на телевидении, в музее или на отраслевой выставке. Многие из этих экспериментов в том или ином виде встречаются в научно-популярных книгах. «После того как насос приведен в действие, кажется, что звук сла- беет, так что когда возникает вакуум, как и в предыдущих опытах, ни мы, ни случайно зашедшие в комнату посторонние — никто 78 ЗАКОН БОЙЛЯ
не может, приложив ухо к стеклянной стенке, услышать какой- нибудь звук изнутри, хотя мы воочию видим [...] движение секунд- ной стрелки [...]». Это выдержка из эксперимента XXVII «Новых физико-ме- ханических экспериментов относительно упругости воздуха и его воздействий». Здесь Бойль описывает, как он поместил часы в воздушный насос и как после выкачивания воздуха перестало быть слышно тиканье (см. рисунок 2). Речь идет о доказатель- ном опыте. Бойль хотел доказать то, что и так подозревал и что уже предугадал Отто фон Герике: вне воздуха звук не передает- ся. Эксперимент был проведен в присутствии большого собра- ния; кроме того, Бойль объяснил опыт столь подробно, что мно- гие читатели тоже превратились в виртуальных свидетелей. Все это стало возможным благодаря новому инструменту, открыв- шему Бойлю дорогу к реализации его научной программы, ос- нованной на опыте, в которой не было места теориям, заданным a priori. С помощью таких опытов он испытывал науку; его экс- перименты неавторитарны и небесспорны, они осуществляются в области «очень вероятного», всегда оставляя возможность для более широкой или более новой интерпретации. Пример тому — вывод из эксперимента XXVII: «То, что кажется доказатель- тик-ТАКтик-ТАК^ Экспериментом XXVII Бойль доказал, что при выкачивании воздуха из воздушного насоса тиканье помещенных внутрь часов уже недоступно для слуха, и заключил из этого, что для распространения звука необходим воздух. ЗАКОН БОЙЛЯ 79
ством, будто воздух на самом деле является главным средством передачи звука». Бойля не оставил равнодушным вакуумный насос, кото- рый использовался в опыте с магдебургскими полушариями, и он предложил своему молодому помощнику Гуку, демон- стрировавшему выдающийся талант к конструированию лабо- раторных инструментов, улучшить этот прибор. Между 1658 и 1659 годами Гук сконструировал воздушный насос, отдель- ные его части были заказаны Ральфу Гриторексу, конструктору из Лондона, который также работал с Хартлибом. В результате появился знаменитый насос — улучшенная модель изобретения Отто фон Герике, в которой Бойль заметил ряд недостатков. Насос фон Герике всегда должен был быть погружен в большое количество воды, сосуд оставался непрозрачным, и в него нель- зя было поместить никакие инструменты, а выкачивание воз- духа требовало нескольких часов тяжелой работы двух силь- ных мужчин. Все это изложено в «Упругости воздуха», и Бойль выказывает свое восхищение Отто фон Герике, Гриторексом и Гуком. Бойль был благодарным человеком и признавал зна- чимость всех, у кого он учился и с кем работал. Приемник на- соса вмещал около 30 литров; были сделаны и маленькие при- емники (объемом около литра), поскольку Бойль полагал, что из них выкачивать воздух будет проще. Однако он понял, что ошибался. Предмет опыта помещали в приемник (А) через отвер- стие (В) вверху (см. рисунок 3), через это же отверстие его из приемника доставали. Отверстие можно было запечатать, чтобы приемник с предметом опыта внутри оказался закрытым. Нижняя часть приемника меньше по размеру, чтобы его можно было вставить в медное приспособление с ключом (С), которое в свою очередь помещали в пустой цилиндр (G). В верхней ча- сти этого цилиндра имелся клапан (Н), а внутри — деревянный поршень (D), приводимый в действие рычагом (F), оснащенным в свою очередь железным шарниром (Е). Конструкцию водру- жали на деревянную подставку, и она достигала приблизитель- но полутора метров в высоту. Для запуска насоса требовалось вставить клапан, закрыть ключ и привести в действие рычаг, 80 ЗАКОН БОЙЛЯ
который поднимал поршень вверх. При опускании поршня и от- крывании ключа часть воздуха из приемника попадала в ци- линдр и выходила через клапан. Таким образом приемник терял часть своего содержимого. Затем цилиндр помещался снова, и операция повторялась столько раз, сколько хватало сил рабо- чим и сколько выдерживали инструменты. Все было готово для проведения новых опытов. Полное на- звание книги — New Experiments Physico- Mechanicall, Touching the Spring of the Air, and its Effects (Made, for the most part, in a new pneumatical engine), Written by way of letter to the Right Honourable Charles Lord Viscount of Dungarvan, Eldest Son to the Earl of Corker («Новые физико-механические эксперименты относительно упругости воздуха и его воздействий, проведенные в основном с помощью нового воздушного насоса, написанные в форме писем к спра- ведливому и достопочтимому лорду Чарльзу, виконту Дангарвану, старшему сыну графа Корка»). Этот трактат был по- священ племяннику Бойля, сыну его бра- та Ричарда, жена которого, Элизабет, со- ветовалась с Робертом по поводу книг и наставников для детей, стремясь вырас- тить их в христианском смирении и огра- дить от различных соблазнов. В качестве наставника Бойль порекомендовал ей астронома Вальтера Поупа, еще одного члена оксфордской группы. Бойль был примером для братьев, он также помогал некоторым своим племянникам. Благо- даря Ричарду Джонсу, сыну Кэтрин, он отправился в Оксфорд в 1656 году. На- ставником молодого человека оказался немец Генри Ольденбург, которому суж- дено было сыграть важную роль в жизни Схематическое изображение воздушного насоса Бойля. ЗАКОН БОЙЛЯ 81
Бойля и с которым его познакомил Джонс. При участии Робер- та Бойля и леди Ранелаг Ольденбург стал членом кружка Харт- либа, а затем и Королевского общества. Но вернемся к книге Бойля. Трактат был написан за уди- вительно короткое время: ученый приступил к нему в нача- ле 1659 года и закончил 20 декабря в Биконсфилде (по пути из Оксфорда в Лондон). В июне 1660 года были отпечатаны 150 экземпляров. В тексте детально описаны 43 проведенных Бойлем опыта разного уровня сложности, и все, несомненно, были интересны для того времени. В научной литературе ино- гда отмечается, что многие из этих опытов свидетельствуют о наивности автора, который занимался уже известными явле- ниями или теми, о результатах которых уже догадывались, — например упомянутый эксперимент с распространением звука. Однако любопытно рассмотреть эти опыты как доказательство работы воздушного насоса, то есть как доказательные опыты. С другой стороны, в трактате описано немало опытов, имеющих серьезную научную значимость, например эксперименты, ка- сающиеся упругости. В середине XVII века распространилась гипотеза, что воздух может обладать некоторой упругостью, но эта гипотеза не была подтверждена опытами. Многие экс- перименты Бойля сделали очевидным факт упругости воздуха: он сжимается и расширяется, что тесно связано с законом Бой- ля. Простые, полезные и бесполезные опыты были изложены скрупулезно и подробно — так, чтобы читатель сумел самосто- ятельно воспроизвести их. Впервые стало возможным проверить давление воздуха, превратив его в независимую переменную. Речь шла не о про- стом равновесии, а о силе тяготения, испытываемой ртутью, и об упругости воздуха, закрытого в насосе, и не о биполярной системе — атмосфере ноль или один, — уровень высоты посто- янно менялся. Бойль говорил об упругости (spring), проводя параллель с пружинами из эксперимента Роберта Гука. В этом случае мы также имеем дело с уравновешиванием сил, несмотря на разницу понятий и язык эпохи: если подвесить груз на сво- бодный конец пружины, сила тяжести груза уравновешивается с силой упругости пружины. 82 ЗАКОН БОЙЛЯ
Гравюра из книги Бойля •Новые физико- математические эксперименты относительно упругости воздуха и его воздействий» (1660), на которой устройство воздушного насоса изображено в деталях, что свидетельствует о желании Бойля представить свои опыты, даже самые простые, наиболее ясно, чтобы читатель мог без труда понять их и самостоя- тельно воспроизвести. ЗАКОН БОЙЛЯ 83
Прежде чем перейти к эксперименту XVII, перечислим другие опыты и подчеркнем некоторые их особенности. — I: показывает, как использовать воздушный насос и вы- качивать весь воздух из приемника. Это необходимое и прекрасное начало для проведения других опытов в духе современных научных статей. — IV: в насос помещается мочевой пузырь ягненка, частич- но заполненный воздухом и связанный. При выкачива- нии воздуха из приемника пузырь раздувается, а при об- ратном закачивании принимает исходный размер. Этот опыт уже проводил Жиль Персон де Роберваль. (Напо- минает работу легких.) В эксперименте V показаны ус- ловия, при которых описанный мочевой пузырь лопается. — VIII: стеклянный конус лопается от давления воздуха из- нутри. (Напоминает взрыв старых телевизоров с элек- тронно-лучевой трубкой.) — X: в приемник помещается зажженная свеча; при выка- чивании воздуха она гаснет. (Горение требует наличия кислорода; если поместить свечу в банку и закрыть ее крышкой, она погаснет, когда закончится кислород, а вну- три при этом еще останется воздух.) Эксперименты XI- XV также посвящены накаливанию. — XVI: доказывает, что магнитные явления не изменяются в вакууме. (Магнитное поле не нуждается в материальной среде.) — XVII: вакуум в пустоте Торричелли. (Будет рассмотрен далее.) — XVIII: ежедневные изменения столба. Он не смог объ- яснить это явление. 84 ЗАКОН БОЙЛЯ
— XXI-XXIII: опыты с водой и пузырями. (С уменьшением давления на жидкость она начинает испаряться при мень- шей температуре.) — XXVI: колебания маятника. Бойль заметил, что период колебания маятника внутри и снаружи одинаков, хотя снаружи колебания длились около 15 минут, а внутри — немного дольше. (Снаружи колебания замедляются из-за трения воздуха; внутри трения нет, но энергия теряется из-за столкновения нити с приемником. Нечто подобное происходит с флагами, установленными на Луне.) — XXVII: опыт с часами и звуком в вакууме. — XXXI: опыт с соединением гладкого мрамора. — XXXV: опыт с сифоном в вакууме. — XL: полет насекомых в вакууме. Он заметил, что насеко- мые не могут летать в вакууме. (Это очевидно, поскольку для того чтобы летать, насекомое должно отталкиваться крыльями; хлопая крыльями, оно воздействует на воздух, воздух отвечает той же силой, в соответствии с третьим законом Ньютона.) — XLI: опыт с дыханием животных. Бойль заметил, что во- робьи и мыши умирают при выкачивании воздуха. Эти опыты имеют очень большое значение для определения взаимодействия воздуха и крови. — XLII: опыты с едкими жидкостями. — XLIII: закипание горячих жидкостей. (Если выкачать воз- дух из жидкости, уменьшится давление пара, соответ- ственно, кипение начнется при меньшей температуре, нежели обычно.) ЗАКОН БОЙЛЯ 85
ЭКСПЕРИМЕНТ XVII Паскаль был мастером умозрительных экспериментов. Сегодня нам знакомы опыты, которые являются отправными точками в исследованиях в области физики. Достаточно вспомнить об умозрительных опытах Эйнштейна, благодаря которым была сформулирована специальная теория относительности. Но для Бойля в качестве доказательств природных явлений они были неприемлемы. Кроме того, в то время они еще не достигли кон- цептуального уровня, на котором находятся сегодня. Так, Бойль критиковал знаменитую гравюру из книги Паскаля «Трактат о равновесии жидкостей и тяжести воздуха» (1663), на которой изображен человек, сидящий на дне водоема со стеклянной 20-футовой трубкой в руках. Читая комментарии к опытам Бой- ля, невозможно усомниться в их выполнимости. Более чем оче- видно: все они были проведены им самим. По его мнению, опы- ты должны говорить сами за себя. Целиком принимая теоретические выводы Паскаля, соответствующие принципам гидродинамики, Бойль не принимал предложенных опытных доказательств, которые были далеки от объективных фактов его программы в русле идей Бэкона. В «Парадоксах гидростатики» Бойль писал: «Хотя господин Паскаль лично осуществил эти опыты, не похоже, чтобы он стремился к тому, чтобы другие мог- ли повторить их» (то есть, по мнению Бойля, Паскаля не инте- ресовало, могут ли другие люди воспроизвести его эксперимен- ты), и, возвращаясь к человеку на дне водоема, заключал: «Если это легко предположить математику, торговец это понял бы с трудом», подчеркивая, что научное знание должно быть от- крыто для всех. Конечно, Паскаль часто использовал этот вид опытов, и это не следует считать ошибкой, поскольку его опыты основывались на реальных доказательствах: например, уже упо- мянутое восхождение на вулкан. В любом случае позиция Бой- ля оправдана, поскольку умозрительный эксперимент может быть отправной точкой, но именно доказательный опыт должен сделать очевидной его истинность. Не будем забывать, что Бойль восхищался работой и мыс- лью Паскаля, хотя принимал не все его методы. В главе VI 86 ЗАКОН БОЙЛЯ
той же книги Паскаль предлагает так называемый «Опыт о пу- стоте в пустоте», который осуществил и Бойль, описавший его в книге «Упругость воздуха» (речь идет об эксперименте XVII). Представим, что у нас есть цилиндрический приемник, изогну- тый в центре, который мы можем использовать как трубу с во- дой (изображение слева на рисунке 4 на следующей странице). Он закрыт сверху и содержит жидкость, которая доходит до из- гиба, соединяющего верхнюю часть с нижней, но не перелива- ется через него. Нижняя часть трубы сверху не закрыта, а соеди- няется с верхней частью изгибом. Кроме того, нижняя часть открыта и погружена в приемник, который содержит ту же са- мую жидкость, что и труба. Нижняя труба тоже содержит жид- кость, которая доходит до нижнего уровня трубы, расположен- ной слева от соединяющего изгиба. Зоны трубы без жидкости не содержат и воздуха, то есть содержат пустоту (А), откуда и происходит выражение «пустота в пустоте». Вопрос, на кото- рый отвечает Паскаль и ответ на который является целью экс- перимента Бойля, следующий: что произойдет, если сделать отверстие в изгибе (С)? Несмотря на критику Бойля рассужде- ний a priori, современному читателю легко догадаться, что в верхней трубе уменьшится пустое пространство, а количество воды увеличится, тогда как из нижней трубы вся вода выльется в нижний приемник. Объяснение эксперимента XVII выглядит как настоящая декларация намерений и главное оправдание конструирования его воздушного насоса: «Продолжим объяснение этого опыта, успешное осуществление которого составляет главный результат, ожидаемый нами от на- шего инструмента. Известно, что в эксперименте с пустотой ртуть в трубе должна остаться на высоте около 27 французских дюймов [75 сантиметров] над поверхностью». Бойль полагал, что если бы опыт Торричелли был осу- ществлен при меньшем количестве воздуха, ртутный столб опустился бы, и произошло бы это пропорционально выкачен- ному воздуху. Поэтому он осторожно, с помощью веревки ввел ЗАКОН БОЙЛЯ 87
Схема опыта с пустотой в пустоте. в сосуд трубку чуть более 90 сан- тиметров с отверстием немного шире пальца, чтобы ее можно было закрыть и повернуть, ниче- го не сломав. Разумеется, такая длинная трубка не умещалась в сосуд, и Бойль был вынужден плотно закрыть пространство между ней и сосудом с помощью так называемой диахилоновой мази (см. рисунок 5). Наблюде- ния Бойля можно суммировать следующим образом. 1. При закупоривании приемника без выкачивания из него воз- духа никаких изменений высо- ты столба не наблюдается, «как если бы помещенный внутрь стеклянный сосуд не влиял на давление атмосферы на за- крытый воздух, воздух действует на ртуть больше в силу своей упругости, а не тяжести». Изолировав трубу от ат- мосферы (на самом деле свободную поверхность сосуда, содержащего ртуть), ртутный столб не поддерживается массой столба воздуха, поскольку она опирается на внеш- нюю поверхность стеклянного сосуда. Это означает, что цилиндр с ртутью поддерживается только «упругостью» воздуха, или давлением, производимым упругостью за- крытого в сосуде воздуха, которое равно внешнему атмос- ферному давлению. 2. Выкачивая из сосуда воздух, Бойль заметил, что ртуть внутри трубы опускается, хотя ему не удалось ее опустить совсем. И он решил, что проблема связана с потерями са- мого сосуда. Чтобы сделать некоторые замеры, на трубу положили бумагу. Столб, однако, опустился до точки, 88 ЗАКОН БОЙЛЯ
которая соответствовала высоте внутри, — «и с того момента мы могли фикси- ровать уровень только гла- зом». 3. При обратных действиях, то есть при закачивании воздуха, уровень ртути снова растет, однако не до- ходит до изначальной вы- соты, а останавливается примерно на полсантиме- тра ниже. Причина в том, что частицы воздуха, оставшиеся внутри ртути, «вместе с опусканием рту- ти поднимались к верхней части трубы в форме види- мых пузырьков». Бойль отмечает, что опыт производился в присутствии ма- тематиков Уоллиса, Уорда и Ре- на, поскольку для его научной программы участие свидетелей было особенно важным. Воспроизводимость опытов означа- ла и появление виртуальных свидетелей, именно поэтому его объяснения содержат самые разные технические детали. Зна- чительная часть его комментариев посвящена тому, как изба- виться от пузырьков воздуха внутри ртути и при этом не по- мешать опыту. Естественно, Бойль упоминает и свои ошибки, чтобы читатель не повторял их. Очень непросто ввести мате- матику в этот эксперимент, поскольку измерения провести трудно, а откачка воздуха требовала больших объемов. Для откачки воздуха в качестве своего рода поршня использовался медный цилиндр размером примерно 35,5 сантиметра в ширину В эксперимен- те XVII труба Торричелли высотой 91,5 сантиметра помещается внутрь стеклянного сосуда объемом один литр. Верхняя часть трубы закупоривается во избежание попадания воздуха. ЗАКОН БОЙЛЯ 89
и 7,62 сантиметра диаметром. Учитывая эти размеры и указа- ния Бойля, можно посчитать, что первый откачанный воздух достигал 850 кубических сантиметров и содержался в литро- вом конусе, используемом в опыте. Поступление воздуха было пропорционально созданной пустоте; оказались важны даже ошибки в расчетах поступления воздуха. Несмотря на всю ве- роятную точность в расчетах, Бойль смиренно и ошибочно за- ключает, что существуют... «[...] некоторые другие трудности, требующие более глубоких ма- тематических знаний, нежели те, которыми обладаю я, а также гораздо большего времени, чем то, что есть у меня в распоряжении в нынешних обстоятельствах. Я хотел бы передать более тонкое рассмотрение проблемы некоторым нашим ученым и математи- кам, для меня же достаточно обозначить путь, которым следует идти». В то время Бойль был действительно очень занят, поэто- му решил провести множество разных опытов, не углубляясь ни в один из них. Он предпочел затронуть разные темы и по- ручить их исследование другим ученым. Бойль допустил, что некоторые воздушные пузырьки мо- гут занимать пустое пространство. Это наблюдение привело его к одному из самых интересных заключений: «Именно по этой причине ртуть опускается ниже, когда к пустой части трубы прикладываются горячие тела». Это стало началом того, что потом обретет форму закона Чарльза, согласно которому при постоянном давлении при увеличении температуры увеличи- вается и объем. Разумеется, верно и обратное: «Мы открыли, что при прикладывании мокрого сукна к этой части трубы ртуть немного поднимается, как если бы холод сжимал за- пертый воздух, сокращая его пространство». 90 ЗАКОН БОЙЛЯ
отклики Книга «Упругость воздуха» в количестве 150 экземпляров разо- шлась среди интеллектуалов всего мира. При содействии Харт- либа она попала в руки выдающихся умов того времени. О тру- де Бойля упоминалось во многих других книгах, и он становился все более известным. Так, Гук опубликовал Ап Attempt for the Explication of the Phoenomena Observable in an Experiment Published by the Honourable Robert Boyle («Попытка объяснения явлений, наблюдаемых в опыте, опубликованном лор- дом Бойлем»). В этой работе он пытался объяснить явление капиллярности, наблюдаемое в эксперименте XXXV. Конечно, как часто случается, имела место и критика, которая оказалась конструктивной, в частности критика английского философа Томаса Гоббса, Френсиса Лайнуса и особенно содержательные замечания Генри Мора. В августе 1661 года Гоббс, которому исполнилось 73 года, опубликовал трактат Dialogusphysicus, sive De Natura aeris, в ко- тором излагал свое несогласие с некоторыми идеями Бойля. Его возражения мы можем кратко описать следующим образом. 1. Гоббс выказывал скептицизм по поводу публичного ха- рактера опытов. Он склонялся к интимной атмосфере Королевского общества, клуба для избранных. 2. Гоббс объявлял бесполезной эмпирическую программу Бэкона. Если при обнаружении какого-либо факта его действие связано с причиной, то зачем продолжать экс- перименты? 3. Гоббс отрицал термин «философия» в контексте програм- мы, основанной на опытах. Настоящая «философия» свя- зывает действие с его причиной. 4. Гоббс не допускал возможность нахождения универсаль- ной истины через постоянство, обнаруженное в ходе экс- перимента с частными случаями. ЗАКОН БОЙЛЯ 91
5. Гоббс утверждал, что в постулатах Бойля кроется «ваку- изм». В критике Гоббса можно было бы выделить еще пять пун- ктов, и на самом деле она простиралась гораздо дальше: он вел битву со всем Королевским обществом. Хорошо известна его полемика и с математиком Джоном Уаллисом. В отношении же пятого пункта нужно сказать, что понятие «пустоты», разрабо- танное Бойлем, не совпадало с тем, о котором говорил Гоббс. В случае с Гоббсом мы можем констатировать лишь любопытное прочтение. Правда, он не ошибался, когда подчеркивал несо- вершенства воздушного насоса. Но хотя получить истинную пустоту с помощью насоса было невозможно, он позволял вы- качать значительную часть воздуха. Именно поэтому Гоббс от- рицал право Бойля на употребление термина «пустота» с дру- гими коннотациями. Первый использовал слово в метафи- зическом смысле, а второй — только как способ действия его новой машины. Так что речь идет о лингвистической, полити- ческой и даже религиозной проблеме и, конечно, о страхе Тома- са Гоббса утратить положение наиболее заметного философа своего времени. Френсис Лайнус высказал свою оценку в Tractatus de corporum inseparabilitate 1661 года: «Рассмотрены опыты с пу- стотой Торричелли, Фон Герике и Бойля, которым даются ис- тинные объяснения и, следовательно, доказывается, что пусто- та не может возникнуть естественным путем. Это подтверждает, таким образом, учение Аристотеля о разжижении». Как нетруд- но заключить, он являлся убежденным последователем знаме- нитого античного философа, и книга его была не чем иным, как еще одной попыткой защитить «боязнь пустоты». Он знал об опытах Бойля, поскольку некоторые ученые-иезуиты вос- произвели эксперименты Паскаля на горе, и пришел к выводу, что существует некая нить, которую он назвал funiculus (с латы- ни — «веревка»), занимающая все пространство над ртутным столбом в барометре, и именно из-за нее происходит наблюда- емое явление — изменение уровня столба. Он утверждал, что в пространстве Торричелли не может быть пустоты, поскольку 92 ЗАКОН БОЙЛЯ
ВВЕРХУ: Немец Отто фон Герике первым сконструировал воздушный насос, с помощью которого осуществил знаменитый опыт с «магдебургскими полушариями», известный Бойлю благодаря книге немецкого иезуита Гаспара Шотта Mechanics hydraullca pneumatica (1657). ВНИЗУ: Гравюра из книги Паскаля «Трактат о равновесии жидкостей и тяжести воздуха» (1663), которую Бойль раскритиковал. ЗАКОН БОЙЛЯ 93
через него можно видеть друг друга. А пустота, по его мнению, должна проявляться как черный столб. Надо подчеркнуть, что Лайнус не отрицал существование упругости пространства без ртути. Его критика походила на критику Гоббса и заключалась в обвинении Бойля в вакуизме. Но, по его мнению, объяснение надо было искать не в упругости воздуха, а в некоей субстанции под названием funiculus — что-то вроде невидимой нити, кото- рой могла быть та же самая разжиженная ртуть, плотно при- росшая к пальцу исследователя и к поверхности ртути, как буд- то она растягивалась при разжижении и сжималась при обратных условиях. Кроме того, Лайнус объяснял, почему палец Торричелли затягивало в трубку и почему управляющие водным насосом рабочие все с большим трудом сдвигали рычаг, — с вы- качкой воздуха нить натягивалась все сильнее. Я мог бы привести в пример уверенность, с которой рассеянные люди иногда утверждают, что видели черных демонов там, где нет даже черных предметов. Роберт Бойль Точка зрения Мора по поводу результатов Бойля осно- вывалась на «духе природы», который якобы возникал между Богом и природным миром. Эта теория, противоположная корпускулярной теории Бойля, была высказана в Enchiridion metaphisicum («Учебник по метафизике») (1671), в двух главах, посвященных пересмотру опытов с воздушным насосом ир- ландского ученого. Бойль, конечно, не остался равнодушным к критике Лай- нуса и Гоббса и в 1662 году привел свои ответы в приложении ко второму изданию «Упругости воздуха». Ответом Лайнусу стал знаменитый закон Бойля. В Hydrostatical Discourse, в части Tracts, обращаясь к Мору, он заключил, что гипотеза о духовном посреднике природы поверхностна и бесполезна. 94 ЗАКОН БОЙЛЯ
ЗАКОН БОЙЛЯ Во всем мире школьники рано или поздно изучают газовые за- коны. Одним них является закон Бойля, который согласно фор- мулировке самого автора звучит следующим образом: «Объем газа обратно пропорционален давлению, которое испытывает сам газ». Эта формулировка корректировалась по мере работы Бой- ля, а затем французский физик Эдм Мариотт (1620-1684) привнес в него важную математическую компоненту. Закон Бойля появился как ответ на критику иезуита Лайнуса, эти от- веты Бойль опубликовал в приложении ко второму изданию «Упругости воздуха» под заголовком A Defence of the Doctrine Touching the Spring and Weight of the Air, Proposed by Mr. Boyle in his New Physico-Mechanical Experiments; Against the Objections of Franciscus Linus («Защита учения относительно упругости и тяжести воздуха, предложенного г-ном Бойлем в его «Новых физико-механических опытах»; против возражений Френсиса Лайнуса») — далее «Защита», — где рассматривалось также учение о нити. Учитывая общественное положение Бойля и его воспитание, текст был учтивым, но категоричным. В третьей ча- сти приложения Бойль ответил на все возражения Лайнуса от- носительно своих 43 экспериментов. Его терпение было столь велико, что он даже посвятил несколько слов отсутствию кри- тики: «Эксперименты XXXVIII и XXXIX не вызвали особых возражений». Для нас же важна глава V «Два новых экспери- мента относительно измерения силы упругости сжатого и рас- ширенного воздуха», в которой мы наконец находим доказатель- ства, напрямую ведущие к закону Бойля. По иронии судьбы в этих экспериментах не использовался воздушный насос. Бойль взял длинную трубку и изогнул ее с помощью лампы, придав ей форму буквы «J» (см. рисунок 6). «Герметично закрыв отверстие более короткой части сифона», он сделал отметки в дюймах. (Мы имеем дело с попыткой описать проблему коли- чественно, что, в принципе, было несвойственно Бойлю.) Затем он поместил в трубку ртуть так, чтобы она дошла до изгиба и со- ответствовала отметке. Таким образом, в короткой части оста- ЗАКОН БОЙЛЯ 95
лось какое-то количество воздуха, который сжимался по мере того, как Бойль добавлял ртуть, до тех пор, пока объем воздуха не стал меньше половины от изначального. Также он проанали- зировал длинную часть трубки: «[...] не без удовольствия и удовлетворения наблюдал, что ртуть в этой длинной части была на 39 дюймов выше ртути в другой части [что подтверждает (упругость) воздуха]. [...] таким образом, чем больше вес, давящий на воздух, тем сильнее его стремление к расширению и, следовательно, его способность к сопротивле- нию». Он сравнил воздух с пружинами, которые «сгибаются при больших весах», когда преодолен предел их упругости. Отметим важное преимущество этого опыта над экспериментом XVII из первого издания «Упругости воздуха»', в данном эксперимен- те сразу измерялись давление и плотность воздуха. Учитывая, что масса запертого воздуха остается постоянной, плотность будет увеличиваться при уменьшении объема, то есть плотность обратно пропорциональна объему: d = m/V. Чем меньше объем, тем больше плотность. Бойль отлично это знал и отразил в сво- их трудах соответствующие наблюдения. Заметим, что в какой- то момент ученый прерывает описание эксперимента, объясняя это тем, что произошел разрыв трубки, и еще раз описывает свои ошибки на пути к истине. Вероятно, он полагал, что чужие ошибки помогают исследователю двигаться вперед. Он улучшил прибор, сделав трубку более длинной — 12 дюймов (30,5 санти- метра) в нижней части и несколько футов в верхней. Масштабы опыта были таковы, что Бойль ощущал необходимость прояс- нить кое-что. Длинная часть «J» оказалась столь высокой, что ее приходилось поддерживать веревками с лестницы, а зона из- гиба располагалась на ящике, который предназначался для сбо- ра ртути в случае раскола. Проведение опыта требовало участия двоих людей: один наливал ртуть, а другой производил измере- ния на короткой стороне, оба использовали зеркала, чтобы ви- деть, до какой отметки доходит ртуть. Далее приведены собран- 96 ЗАКОН БОЙЛЯ
ЗАКОН БОЙЛЯ И КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ Хотя в учении Бойля отсутствовало современное понятие молекулы и ди- намики Ньютона, которые хорошо известны сегодня, ему все же удалось дать правильное объяснение упругости воздуха через саму природу веще- ства, через постоянное движение образующих вещество частиц. Главные постулаты кинетической теории газа сформулированы следующим обра- зом. — Газы состоят из большого числа молекул, расстояние между ними значительно превышает размер самих молекул. — Движение молекул подчиняется законам Ньютона, но это хаотичное движение. — Молекулы взаимодействуют путем упругих столкновений, в результа- те сохраняются кинетическая энергия и импульс. Представим, что приемник содержит некоторое количество воздуха. Одной из стенок приемника является подвижный поршень (что-то вроде малень- кого шприца, см. рисунок). Что произойдет, если мы надавим на поршень? Очевидно, что количество воздуха уменьшится. Таким образом, согласно закону Бойля, объем обратно пропорционален давлению, что доказывает упругость воздуха. На самом деле, согласно первому постулату, молекулы находятся на расстоянии, и это значит, что при давлении на воздух мы можем приблизить эти молекулы друг к другу, одновременно уменьшив объем. Верно и обратное рассуждение. Если мы потянем поршень, объем увеличится, согласно логике и закону Бойля. В этом случае у воздуха будет больше пространства для движения молекул, и соответственно, расстояние между молекулами увеличится. ЗАКОН БОЙЛЯ 97
В ситуации (а) воздух испытывает только атмосферное давление, потому что ртутные столбы имеют одинаковую высоту. По мере добавления ртути создается разница высоты (h) между уровнями ртутных столбов, и воздух испытывает большее давление, а объем соответственно уменьшается. ные Бойлем и его командой столь редкие для этого ирланд- ского ученого количественные данные. Бойль ввел в употребление способ фиксации данных, ко- торый и сегодня используется в самых разных областях в не- которых странах. Он состоит в записи более мелкими знака- ми следующих за целыми числами дробей. Поскольку сегодня принято записывать числа с десятичными знаками, интересно представить таблицу Бойля в современном виде (см. с. 101). Однако сначала посмотрим, что означает каждая колонка. А/А: Первые две колонки соответствуют двум опытам, и в обо- их случаях объем воздуха уменьшается на W от изна- чального объема. Например, от 48 на 12 единиц, от 12 на 3 единицы. В: Измерения высоты ртутного столба в длинной части; это измерение давления. Давление увеличивается с высотой столба. С: Высота, которой достигает ртуть в опыте Торричелли, или атмосферное давление дня. Здесь допущена ошибка, 98 ЗАКОН БОЙЛЯ
так как это давление должно соответствовать первой гра- фе колонки D. D: Сумма атмосферного давления и давления столба ртути. Е: Общее теоретическое давление, на основе гипотезы, что давление и сжатие обратно пропорциональны. В расчетах содержатся несколько ошибок, но только в десятичных знаках. Соответствует математическому выражению за- кона Бойля. Проанализировав таблицу, мы можем сделать вывод, что давление обратно пропорционально объему запертого воздуха. Это и есть закон Бойля. Самое интересное, что Бойль не соби- рался выводить никакой закон, он лишь хотел убедить свое- го противника Лайнуса в существовании упругости воздуха. По словам Бойля в выводах из эксперимента, его закон гласит следующее: «Очевидно, что воздух при уменьшении вдвое (с 12 до 6) от сво- его обычного объема получает примерно двойную упругость (с 29,13 до 58,82), более мощную, чем та, которой он обладал вна- чале. Таким образом, при повторном помещении этого сжатого воздуха в половину сжатого пространства (с 6 до 3) его упругость становится еще сильнее — соответственно, в четыре раза (от 29,13 до 117,57) сильнее, чем исходно». Бойль не обратил никакого внимания на температуру. Он нагревал и охлаждал трубку при проведении опыта, но не при- нял во внимание, что для его закона температура должна быть постоянной, а газ — идеальным. Мариотт сформулировал закон корректно с учетом температуры. Таким образом, закон Бой- ля — Мариотта звучит следующим образом: «При постоянной температуре объем идеального газа обратно про- порционален его давлению, следуя выражению Р • V = К, где К является постоянной пропорциональности». ЗАКОН БОЙЛЯ 99
A table of the fondenfation of tire air. ^1 в C D E мм МММ* мм 1 48 12 oo 29 Лг 29A 46 Ilf OlAr 3°A ЗЗтт 44 II oz44 3*44 3*44 42 IO^ О4тпг ЗЗА 33т 40 IO 35т* 35-- ?8 94 0744 37 3644 Зб 9 IO ттг 39A 384 34 8t 12-A 4*"rr 41Л 32 8 *5A и 44tt 43ti 30 7i *744 •Й 464 28 7 2lA E 50A 50-- 2б 6-r »5tt «<• <4 54»rr 5344 24 6 2944 c* 5844 584 23 5т 3»A я 61 Т1Г бо44 22 54 3444 0 64^ 63А 21 5i 3744 a 67TT 664 20 5 9 7044 70-- «9 4т 45” • 74-rr 7344 18 4i 4844 7744 774 «7 4i 5344 8244 82А i6 4 58A 8744 87т *5 31 634* 93-rr 931 *4 31 7*A •ooA 99т «3 cn 7844 *0744 107А 12 3 l«8A 1I7inrl 1164 АЛ. The number of equal (paces in the (hotter leg, that contained the Came parcel of air diverfly extended. B. The height of the mercu- rial cylinder in the longer leg, that comprefled the air into thofe dimcnfions. C. The height of the mercu- rial cylinder, that counter- balanced the preflure of the atmofphcrc. D. The aggregate of the two laft columns В andC, exhi- biting the preflure fuftain- ed by the included air. E. What that preflure (hould be according to the hypo- thecs, that Cuppoles the Ereflates and expansions to e in reciprocal propor- tion. Таблица с данными, собранными для «Защиты». В колонке С содержится ошибка: где написано «Added to 22 1/3 makes» («Прибавлено к 221/3»), должно быть «Added to 292/16 makes» («Прибавлено к 292/1в»), С этой цифры начинается колонка D. 100 ЗАКОН БОЙЛЯ
А в С D Е F Эксперимент 2 Объем Высота ртути (эксперимен- тальное давление) Высота ртути (атмосферное давление) Общее экспе- риментальное давление Общее теоретическое давление PV 1 12,00 0,00 29,13 29,13 29,13 349,50 2 11,50 1,44 29,13 30,56 30,38 (30,39) 351,44 3 11,00 2,81 29,13 31,94 31,75(31,77) 351,29 4 10,50 4.38 29,13 33,50 33,14 (33.29) 351,75 5 10,00 6,19 29,13 35,31 35,00 (34,95) 353,10 6 9,50 7,88 29,13 37,00 36,79 351,50 7 9,00 10.13 29,13 1 39,31 (39,26) | 38,88 (38,83) 353,34 8 8,50 12,50 29,13 41.63 41,12 353,81 9 8,00 15,06 29,13 44,19 43,69 353,48 10 i 7,50 17,94 29,13 47,06 46,60 352,95 11 7,00 21,19 29,13 50,32 50,00 (49,93) 352,21 12 6,50 25,19 29,13 54,32 53,77 353,05 13 6.00 29,69 29,13 58,82 58,25 352,89 14 5,75 32,19 29,13 61,32 60,78 352,56 15 5,50 34,94 29,13 64,07 63,50 (63,55) 1 352,36 J 16 5,25 37,94 29,13 67,07 66,57 1 352,09 1 17 5,00 41,56 29,13 70,69 70,00(69,90) 353,43 18 4,75 45,00 29,13 74,13 73,58 1 352,09 1 19 4,50 48,75 29,13 77,88 77,67 1 350,44 1 20 4,25 53,69 29,13 82,75 (82,82) 82,24 351,99 21 4,00 58,13 29,13 87,88 (82,26) 87,38 349,04 22 3,75 63,94 29.13 93,07 93,20 348,99 23 3,50 71,31 29,13 100,44 99,86 351,52 24 3,25 78,69 29,13 107,82 107,54 350,40 25 300 88,44 29.13 117,57 116,50 352,70 Представлен только эксперимент 2, в оригинальной таблице соответствующий второй колонке А. В колонке Е в скобках даны реальные теоретические значения, там, где есть ошибки в расчетах; колонка F добавлена для демонстрации закона Бойля, то есть для доказательства того, что соотношение давления и объема остается постоянным. ЗАКОН БОЙЛЯ 101
Осталось ответить на вопрос, как Бойль рассчитал общее теоретическое давление. Без использования формулы, приве- денной выше, это отношение можно выразить через простые обратные пропорции: объем одного состояния (1) есть объем одного состояния (2), как и давление одного состояния (1) есть давление одного состояния (2). Надо просто сопоставить состо- яния. В опыте Бойля изначальная ситуация (оставим в стороне единицы, так как нас интересуют пропорции) была Р{ = 29,13 и Vt = 12. Можно было измерить объем в любом другом состоя- нии: V2= 11,50. Речь о том, чтобы сохранялась постоянная про- порция между давлением и объемом: 12 = Р2 11,50 29,13 Отсюда легко получить давление второго состояния: Р2 = 30,40. Конечно, можно воспользоваться алгебраическим вы- ражением закона Бойля, хотя это анахронизм. Поскольку Р • V= = постоянной, мы можем рассчитать произведение в изначаль- ном состоянии: Pt • Vt = 349,56. Каким будет давление при объ- еме V2= 11,50? Поскольку произведение объема и соответству- ющего давления должно быть постоянным Р2 • 11,50 = 349,56, мы снова получаем, что Р2 = 30,40. В общем, колонку Е дает деление постоянного количества 349,56 на соответствующие значения колонки А. Существуют и другие математические формулы для записи закона Бойля, например p.vrp2v-p3.v3=...t где нижние индексы обозначают различные состояния одного и того же газа, то есть здесь показано не только то, что произ- ведение остается постоянным, но и демонстрируется факт, что мы можем взять любые два состояния, и они будут связаны между собой. Наконец, с помощью данных Бойля можно по- строить график, который примет форму гиперболы. Он называ- ется изотермой, поскольку отображает отношения объемов к давлению при постоянной температуре (см. рисунок 7). Идея 102 ЗАКОН БОЙЛЯ
в том, чтобы перевести закон Бойля в функциональное отноше- ние: р.у=КчР = ^у = /и)=-, V х то есть объем становится независимой постоянной, а давле- ние — постоянной зависимой. Сегодня упругость воздуха лежит в основе безграничного количества изобретений: пневматическое оружие, пневматиче- ские отвертки и так далее. Точно так же бесконечно количество явлений, которые базируются на законе Бойля, ставшем след- ствием изучения упругости воздуха: синдром потери давления у ныряльщиков, высотная болезнь, увеличение объема пузырь- ков в жидкостях, разрыв воздушных шаров на большой высоте, повышение давления в приемниках (бутылки, мешки с карто- фелем и прочее). РАЗРЕЖЕНИЕ ВОЗДУХА Помимо описанного выше, Бойль провел и другой опыт. Речь идет об обратном случае, когда воздух становится более раз- реженным (расширяется), теряя, по словам Бойля, свою упру- гость. Прибор, задействованный в опыте, сложнее, он похож на изобретение, которое до этого использовал французский математик Жиль Персон де Роберваль. Мы уже упоминали его в связи с экспериментом IV из ^Упругости воздуха». Бойль по- местил мочевой пузырь внутрь трубы Торричелли, и в пустом пространстве пузырь животного увеличивался в объеме. Бойль счел это доказательством того, что воздух становился более разреженным, и повторил опыт в своем воздушном насосе. Он упомянул всех, кто проводил этот опыт до него. Таким образом, благодаря Бойлю мы знаем, что Генри Пауэр и Ричард Таун- ли начали свои исследования упругости воздуха в 1661 году и в апреле этого же года произвели измерения, которые под- толкнули их к выводу, что объем обратно пропорционален дав- ЗАКОН БОЙЛЯ 103
лению. Даже в «Микрографии» Гука (1665) можно прочитать: «Думаю, из этих опытов мы должны с уверенностью заключить, что упругость воздуха обратно пропорциональна его расшире- нию». Кроме того, Бойль ссылался на английского математика Уильяма Браункера, который реализовал схожие опыты. Однако именно Бойль составил первую таблицу пропорцио- нальности между упругостью и плотностью воздуха, как запи- сано в протоколах Королевского общества. В декабре 1661 года Бойль использовал приборы Роберваля для изучения разре- женного воздуха, а Таунли указал ему на обратное отношение между давлением и расширением воздуха: Закон Бойля устанавливает функциональное отношение обратной пропорциональности между давлением и объемом. Это отношение на графике представлено гиперболой. «Как меня любезно проинформировал ученый кавалер сэр Ричард Таунли, [...] разреженный воздух теряет свою упругость по мере расширения». Таким образом, закон сжатия воздуха распространяется на его расширение или разрежение, о чем Бойль заявил очень осторож- но, пока этот факт не был подтвержден опытными данными. Сво- ими публикациями Бойль опередил других ученых и первым РИС. 7 Объем 104 ЗАКОН БОЙЛЯ
предъявил научному сообществу ясное доказательство, что дав- ление и объем газов обратно пропорциональны друг другу. СИМВОЛ Воздушный насос Бойля очень скоро стал символом, настоя- щей эмблемой XVII века. Его популярность была столь вели- ка, что Уильям Фейсорн внес изменения в первую гравюру с портретом Бойля, добавив изображение воздушного насоса. Кроме того, вероятно, по заказу Джона Ивлина Вацлав Хол- лар изготовил гравюру с изображением насоса, которая позже вошла в ряд изданий History of the Royal Society (1667) Томаса Спрата. Каноническим изображением считается рисунок Юбе- ра-Франсуа Гравелота, который был включен в первое собрание сочинений Бойля 1744 и 1772 годов: женская фигура правой рукой указывает на небо, а левой — на воздушный насос, над- пись на латыни гласит: «Познать высшую причину через при- чины вещей» и выражает идею Бойля о том, что через познание природы можно приблизиться к Богу. Воздушный насос важен не сам по себе, он важен тем, как его использовал Бойль. Для пневматики это изобретение имеет то же значение, что и телескоп для астрономии. Поначалу теле- скоп использовали для развлечения, и лишь Галилей расширил границы его утилитарности, направив в небо. Бойль повторил этот подвиг, сконструировав воздушный насос и применив его для исследования природы. Он продолжал проводить опы- ты с насосом на протяжении всей жизни (в 1669 и 1682 годах ученый опубликовал труды с новыми доказательствами). Воз- душный насос является плодом человеческого разума, но с его помощью мы можем увидеть явления, составляющие историю природы. ЗАКОН БОЙЛЯ 105

ГЛАВА 4 Химик-скептик В середине XVII века Западная Европа начала избавляться от чар алхимии. Поиск философского камня и эликсира бессмертия стали считать занятием, недостойным истинных ученых. И тем не менее зарождающаяся химия унаследовала методы алхимии, но уже без свойственного ей герметизма.

В эпоху Бойля характеристика «скептик» имела другие конно- тации, нежели в наши дни и даже во времена Древней Греции. Однако и сегодня многие путают скептика с человеком, кото- рый все отрицает. Кроме того, даже между самими скептиками нет согласия по поводу того, что такое скептицизм. На самом деле быть скептиком означает не отрицать все, а сомневаться в непроверенных утверждениях, кажущихся странными, учитывая их неясное происхождение. Скептик счи- тает необходимыми доказательства, которые не были навязаны авторитетами. Говоря о необычных явлениях (НЛО, привиде- ния, сверхспособности), необходимо предоставить осязаемые аргументы и исходить из фактов, гипотез и теорий, уже под- твержденных разными поколениями ученых. Скептик XXI века ничего не отрицает, но выражает сомне- ние и требует доказательств. Именно в этом заключается смысл onusprobandi («бремя доказательства»). Этот вид скептицизма крайне распространен сегодня и получил название научного. Слово «скептик» имеет греческие корни и означает «тот, кто проверяет». Если рассматривать индоевропейское проис- хождение, термин может быть переведен как «смотрю» или «обдумываю». Вот почему во многих текстах «скептиком» на- зывают «того, кто внимательно наблюдает». Считается, что уче- ние, основанное на скептицизме (пирронизм), создал Пиррон из Элиды (360-270 до н.э.). Письменные труды Пиррона не со- ХИМИК-СКЕПТИК 109
хранились, и об учении его мы знаем лишь благодаря Диогену Лаэртскому (III в. до н.э.), работы которого Бойль читал во вре- мя путешествия по Европе. Пирронизм немногим радикальнее современного скептицизма, поскольку утверждает, что любое восприятие имеет лишь относительную ценность. Познание невозможно, и адепты учения проповедовали воздержание от суждений. К этой позиции обратились в эпоху Возрождения, и оно разделилось на два менее радикальных течения: рацио- нализм Декарта и конструктивный скептицизм Пьера Гассен- ди и Марена Мерсенна. Все без исключения авторы повлияли на Бойля, который хоть и не стремился к поиску истины, но на- деялся познать природу, пусть его исследование и было огра- ничено некоторыми религиозными догмами. С одной стороны, рационализм преодолел кризис пирронизма, приняв за обра- зец точности математику, — Бойль, однако, не пошел по этому пути. С другой стороны, Гассенди и Мерсенн предлагали ва- риант познания, основанного на опыте, противопоставляя его идее пирронизма, заключенной в том, что мы можем познать лишь видимый мир, но не мир сути. Это представление Гассен- ди и Мерсенна заложило основы эмпирической философии Бойля. Я всегда принимаю то, что работает. И то, что работает, является здоровым скептицизмом, свойственным научному методу. Нил Деграсс Тайсон, американский астрофизик и популяризатор науки Возвращаясь к «Химику-скептику», из одного только за- главия мы можем извлечь сразу несколько вопросов: кто такой химик-скептик? В отношении чего он скептически настроен? Что под словом «скептик» понимает Бойль? На следующих страницах мы попробуем ответить на эти и другие вопросы. 110 ХИМИК-СКЕПТИК
В СТОРОНУ РАЗНООБРАЗИЯ ВЕЩЕСТВА Проблема разнообразия веществ занимала умы мыслителей с досократовских времен. Почему, наблюдая за природой, мы видим вещества в разных агрегатных состояниях, разного цвета, разной плотности и так далее? Исходной точкой понимания вещества Бойлем была критика теорий вещества, распростра- ненных в XVII веке: аристотелевской теории четырех элементов и теории трех начал Парацельса. Взгляды Аристотеля на раз- нообразие веществ разделяли схоласты, и Бойль серьезно изу- чал их в молодости и восхищался ими. Эта теория утверждает существование четырех главных элементов, которые лежат в ос- нове всего: земля, вода, воздух и огонь (см. рисунок 1). Прин- ципы основываются на воззрениях Эмпедокла, хотя распростра- нил их Аристотель. Ятрохимик Парацельс (ятрохимия — наука, Популярные символические изображения четырех аристотелевских элементов и трех первоэлементов Парацельса. Обе теории были хорошо знакомы Бойлю. связывающая химию с медици- ной) отстаивал идею трех перво- элементов — Tria Prima (см. рису- нок 2): ртути, цинка и соли. Тео- рия трех первоэлементов — на- следство арабской алхимической традиции, которая сосредоточи- вала свое внимание на первых двух элементах. Парацельс рас- ширил теорию до трех начал, ут- верждая, что для познания любой вещи необходимо сначала по- знать эти три вещества и их свой- ства. Хотя одной из целей алхи- мии было получение философ- ского золота, новая интерпре- тация ятрохимика Парацельса заключалась в получении ле- карственных средств. Теофраст Филипп Ауреол Бомбаст фон Го- генгейм сам выбрал себе имя Па- рис. 1 Огонь РИС. 2 Цинк Ртуть Соль ХИМИК-СКЕПТИК 111
рацельс — то есть «превзошедший» древнеримского врача Авла Корнелия Цельса. Конечно, его концепция не оставляла камня на камне от предшествующих теорий. Этим ознаменовался по- воротный момент в использовании химических лекарств, хотя методы Парацельса были далеки от современной медицины, и он не сумел преодолеть герметизм и мистицизм, присущие алхимии. Бойль достаточно глубоко изучил воззрения Аристотеля и Парацельса, но сперва — через призму взглядов Яна Баптиста ван Гельмонта, хотя вскоре он составил собственное представ- ление о предмете. Ван Гельмонт отмечал, что не все вещества могут быть разложены на три первоэлемента Парацельса, он также не был согласен с теорией четырех элементов. В част- ности, он утверждал, что огонь не является элементом, считая его измененным состоянием, летучим и преходящим «работ- ником» природы. В воздухе он видел изменения, связанные только с механикой. Ван Гельмонт посчитал, что земля может превращаться в воду, и поэтому пришел к очевидному выводу: вода присутствует в составе всех тел. После знаменитого опыта с плакучей ивой он решил, что вода может превращаться во что угодно. Исходя из этой идеи, он углубился в поиски универ- сального растворителя, ведь если вода присутствует в любом веществе, то тем или иным способом любое вещество можно разложить и получить изначальную жидкость. Таким образом, он объяснил разнообразие вещества через содержание воды в каждом теле. В XVII веке, помимо теорий четырех элементов, трех начал и представлений о воде ван Гельмонта, началось формирование корпускулярной теории. Как уже отмечалось, на Бойля повли- яли все эти учения. Нам вновь необходимо обрисовать истори- ческий контекст, дабы избежать анахронизмов, которые могут приуменьшить ценность мысли нашего героя. Язык той эпохи был связан с таинственным и псевдонаучным миром алхимии и наложил свой отпечаток на произведения Бойля. Наша зада- ча — показать, что в его текстах выходит за рамки этого таин- ственного и закрытого подхода. Бойль твердо придерживался корпускулярной теории, которую можно считать предшествен- 112 ХИМИК-СКЕПТИК
ХАОТИЧНОЕ ДВИЖЕНИЕ ЧАСТИЦ DANIEUS BERNOULLI Fa. Mtn. Рю r. Basie. «in scitvr. 1MPER. PETKOKMITAXI’, PRIUS МАТ1ИЛКЯ sMwta гилхли XUSC SU.'UBU ET WtOf.lWAua. HYDRODYNAMICS IlVE DE V1RJBUS ET MOTIBUS FLL’IDORUM COMMENT ARIL OPUS ACADEMICUM A* AUCTOAB. DUM pBTKOrOLI AGBB.ET. COM CE St UM. biRGENTORATJ, JOHAMNCB BEIMHOLDI DULf ВСКСЖt, M 0 CCXXXVai tn'oj'*- ' ikaw. Тлмй*» Книга Hydrodynamics Даниила Бернулли ознаменовала рождение и будущее гидро- динамики. Исходя из идеи сохранения энергии Христиана Гюйгенса (1629- 1695), Бернулли предложил унифициро- вать математику ньютоновской механики и корпускулярные учения о веществе, сре- ди которых была и теория Бойля. Бернул- ли доказал, что давление газа пропорцио- нально кинетической энергии его частиц (то есть скорости, с которой они двигают- ся), в то время как температура газа про- порциональна кинетической энергии ча- стиц. Это стало началом математической формулировки кинетической теории, ко- торой в XIX веке придали окончательный вид Людвиг Больцман и Джеймс Кларк Максвелл. Бойль был провидцем, но он представил решение этой проблемы слишком рано, учитывая, что у него не было ни математического аппарата, ни необходимых математических знаний, ибо исчислению бесконечно малых величин еще предстояло ут- вердиться. Обложка Hydrodynamics (1738) Даниила Бернулли. ницей кинетической теории газов, хотя это не было оценено по достоинству. Тот же Даниил Бернулли доказал закон Бойля в своей книге Hydrodynamica (1738), заложившей основы кине- тической теории. Этот аспект вынуждает нас обратиться к по- нятию «элемента» в философии Бойля, рассмотренного им в «Химике-скептике» и других менее известных трудах. КОРПУСКУЛЯРНАЯ ТЕОРИЯ БОЙЛЯ Не вдаваясь в подробности, мы можем утверждать, что Роберт Бойль критиковал как четыре элемента Аристотеля, так и три ХИМИК-СКЕПТИК 113
начала Парацельса. Он отрицал существование и того и друго- го, для него имел смысл только один тип вещества, а в основе встречающегося разнообразия, по его мнению, лежало лишь внутреннее движение. Так можно резюмировать корпуску- лярные воззрения Бойля, противопоставленные изложенному в предыдущем разделе. Справедливости ради надо сказать, что в XVII веке и доктрина Аристотеля, и доктрина Парацельса на- чали утрачивать свои позиции, и все больше ученых со време- нем обращались к атомизму. Атомизм Эпикура выдвинулся на первый план благо- даря вышедшей в 1649 году книге Пьера Гассенди Syntagma Philosophiae Epicuri. Атомы, из которых состоит вещество, не могут быть созданы или разрушены, они имеют массу и не- делимы, как следует из названия. Гассенди спас атомизм от ате- изма, утверждая, что атомы движутся не сами по себе, но ими управляет Божья рука. Поэтому было необходимо признать су- ществование пустоты, необязательной для механики Декарта. Гассенди, а также Даниэль Зеннерт и Иоахим Юнг оказали решающее влияние на Бойля, пока тот работал над The Atomical Philosophy (1652-1654) — «Атомной философией». Правда, этот труд был полон противоречий, ибо если, как утверждал Гас- сенди, атомы нерушимы, каким образом плоть превращается в хлеб, а кровь — в вино? Еще раз отметим исторический контекст, в котором жил Бойль, и воздадим ему должное за то, что он защищал в науке постулаты, столь близкие к сегодняшнему знанию. Речь о меха- нической корпускулярной теории, которая была не чем иным, как ответом на вопрос ряда атомистов того времени: «Какая связь между атомами и особыми химическими свойствами на- блюдаемых тел?» Бойль отказывался считать эти свойства ма- кроскопической копией каждого элемента, утверждая, что ве- щества отличаются из-за разных соединений частиц и их механического взаимодействия. Имеется в виду не современное понятие элемента, а, скорее, свойства, которые являются результатом соединения микро- скопических частиц. Он поставил себе слишком амбициозную для того времени цель, которая была достигнута только с по- 114 ХИМИК-СКЕПТИК
ПЬЕР ГАССЕНДИ (1592-1655) Французскому католическому священ- нику Гассенди было уже 30 лет, когда Бойль появился на свет. Он вошел в историю как первый астроном, на- блюдавший за прохождением Мерку- рия по диску Солнца. Он занял сбалан- сированную позицию между скептицизмом и эмпиризмом того времени, что стало примером для Бой- ля. Главным вкладом Гассенди в рас- сматриваемый нами предмет была попытка соединить теории Эпикура с догмами христианства: он утверж- дал, что атомы движутся не сами по себе, а по Божьей воле. В1649 году он опубликовал книгу Animadversiones in decimum librum Diogenis, в которой рассматривал атомизм Эпикура. Гассенди выступил за максимальный эмпиризм: «Нет ничего в уме, чего раньше не было бы в ощущениях», под этими словами мог бы подписаться и Бойль. Однако он не отрицал способность разума разрабатывать общие идеи. явлением квантовой химии. Его коллегу Кристофера Рена тоже считают провидцем, ибо он предсказал, что благодаря микро- скопам можно будет увидеть мир этих крошечных компонентов природы. Перед нами предстают эклектичные труды Бойля, идеи для которых он черпал из разных источников. Хотя Бойль не был во власти ни одной из теорий, он не выработал и соб- ственной, однако сформировал целый корпус убеждений, кото- рые помогали ему объяснять явления, возникающие в ходе опы- тов. Вспомнив опыты с воздушным насосом, мы яснее увидим, почему он трактовал упругость воздуха как сближение или от- даление частиц, не принимая участия в споре о существовании пустоты. У ван Гельмонта он заимствовал идею о том, что одно- единственное вещество может объяснить любое явление (Бойль имел в виду частицы), у Декарта — идею механизма plenum (без необходимости пустоты) и у Гассенди — гипотезу о божествен- ХИМИК-СКЕПТИК 115
ном движении. Его механическая корпускулярная теория стала универсальным доказательством, которое он искусно применял для многих явлений. Сравнивая воззрения Бойля с другими теориями и прини- мая во внимание, что в то время еще не были осуществлены спе- циализированные опыты, можно подумать, что все атомные ги- потезы были столь же голословны, как воззрения Аристотеля и Парацельса. Пожалуй, эта мысль была бы справедливой. На- ука вообще и физика в частности состоят из абстрактных моде- лей, которые стремятся объяснить физические явления. Внача- ле эти модели представляют собой гипотезы, которые обретают силу через доказательные и прочие опыты, и формируются в тео- рии, подтверждаемые математикой. Надо еще раз подчеркнуть, что Бойль попал в собственную ловушку. Из его работ можно заключить, что пусть он и не сформулировал никакой гипотезы, но, очевидно, склонялся к атомизму, который в тот историче- ский период можно было отнести к умозрительным теориям. В защиту ученого скажем, что это свидетельствует о ценной интуиции: он не изменил бы своей научной программе, появись в ней даже минимальная доля гипотезы. Поэтому в начале гла- вы мы отметили, что скептицизм Бойля был не радикальным, в духе пирронизма, но умеренным и конструктивным. Как буд- то бы в честь Бойля существование атомов доказали не с по- мощью бумаги и карандаша (за исключением, пожалуй, значи- тельного вклада Больцмана — Максвелла), но благодаря экспериментам многих ученых. Задача историка состоит в том, чтобы указать на окончательное подтверждение «объективного факта», который сегодня ни у кого не вызывает сомнений: закон пропорций Пруста, броуновское движение Эйнштейна или атомный силовой микроскоп — это лишь три примера. Когда у Фейнмана спросили, какое научное утверждение он бы вы- брал, если бы пришлось выбрать только одно, он без колебаний ответил: «Все состоит из атомов». иб ХИМИК-СКЕПТИК
ХИМИК-СКЕПТИК Самую известную книгу Бойля «Химик-скептик» обычно пред- ставляют как атаку на теорию четырех элементов Аристотеля и теорию трех начал Парацельса. Бойля часто называют уче- ным, который положил конец алхимии, дал определение эле- менту и заложил основы современной химии. Однако скрепя сердце следует признать, что все эти утверждения ошибочны, преждевременны и как минимум неточны. Анализ, проведенный Бойлем, можно свести к двум аспек- там. Во-первых, он выступал за наблюдения и опыты, которые могут опровергнуть или укрепить какую-либо идею. Этот есте- ственный подход вызывал протесты у сторонников Аристотеля, поскольку их теория строится, главным образом, на концепции. С их точки зрения, эксперимент имеет ценность лишь в каче- стве иллюстрации и не может использоваться как доказатель- ство. Сторонникам же Парацельса эта научная программа была близка, поскольку сам Парацельс признавал ценность опытов. Во-вторых, Бойль подчеркивал отсутствие точного определе- ния понятия «элемент», которое сторонники обеих теорий по- нимали по-разному. Сразу скажем, что «Химик-скептик» непрост для чтения, особенно по тем временам. Несмотря на все стремления Бойля упростить книгу, она оставалась неясной. Недоумение вызывали первые же слова: «Чтобы читатель понял, почему этот трактат увидел свет в столь искаженном и несовершенном виде...» Бойль отмечал, что отдельные части этого трактата были написаны не- сколькими годами ранее, но из опасения, что они попадут в недо- стойные руки, автор решил пересмотреть их и напечатать с не- которыми изменениями и исправлениями — «с целью допустить некоторые вещи, которые не принято отстаивать перед любыми читателями». Непонятно, кто эти «любые читатели». Вероятно, это естественные философы, отрицающие алхимию как темную практику, что подтвердило бы утверждения некоторых экспертов, по мнению которых, автор постоянно заигрывает с алхимией. «Химик-скептик» написан многословным, запутанным и слож- ным языком, но это не означает, что книга не заслуживает до- ХИМИК-СКЕПТИК 117
стойного анализа и в ней нельзя найти отголоски того, что совсем скоро обрело вид новой науки. Хотя ее структура и доказатель- ства слишком сложны, как минимум интересно рассмотреть ее героев и содержание. Книга представляет собой сборник текстов разных лет, объединенных общей темой. В 1954 году была обнаружена одна из первых версий книги, опубликованной Боасом Холлом под названием Reflexions on the Experimentsvulgarly alledged to evince the four Peripatetique Elements, or the three Chymicall Principles of Mixt Bodies («Рассуждения об экспериментах, опровергающих четыре первоэлемента и три химических начала смешанных тел»). Эта часть составляет более половины книги, опублико- ванной в 1661 году. «Химик-скептик» написан в форме диалога, разделенного на шесть глав, которые предваряют предисловие и «Фрагменты первого диалога», как назвал его сам Бойль,— не- что вроде введения. В предисловии Бойль поясняет, почему он решил отдать текст издателю. Он сожалеет, что алхимией занимаются даже ученые мужи, раньше презиравшие ее. Также он выражает на- мерение разделить с ними и другими учеными свое желание исследовать тысячи явлений, которым не дали объяснение клас- сические теории, так как они не принимают во внимание «дви- жения и формы самых маленьких компонентов вещества». Сам Бойль признается в предисловии, что не идентифицирует себя ни с одним из героев и предпочитает не принимать сторону ни одного из них, хотя с некоторыми из персонажей прослежи- ваются явные параллели. Затем он переходит к представлению героев. — Карнид — антагонист-скептик, альтер эго Бойля, который организует весь текст. Его главной задачей является «вы- казывать сомнения и предлагать решения». Карнид — древнегреческий философ (примерно II век), который боролся с догматизмом. Он утверждал, что невозможно отличить истинное от ложного, говорил о необходимости не торопиться с суждениями и развил теорию вероятного познания. 118 ХИМИК-СКЕПТИК
— Элютерий. Имя означает «свободный» и «независимый». Не принимает ничью сторону, лишь слушает и выполня- ет функцию модератора, своими вопросами открывая до- рогу новым размышлениям. Этот герой появляется и в других произведениях Бойля. — Темиций — представитель и защитник доктрины четырех элементов. Темиций — греческий философ IV века до н.э., комментатор трудов Платона и Аристотеля. Предпочи- тает логические выводы эмпирическим доказательствам. — Филипон — сторонник теории трех начал. Защищает тео- рию Парацельса. Его имя означает «любитель работы»; вероятно, назван так в честь византийского философа Иоганна Филипона (490-566). В предисловии Бойль отмечает, что хотя Карнид и готов спокойно обсуждать любую тему с кем угодно, он будет говорить лишь с теми, кто того этого достоин и кто предлагает интересные альтернативы, ибо Карнид «слишком ценит свое время, чтобы размышлять о том, нужно ли отвечать на подобные глупости». Стратегией Карнида в отношении высокомерных догматиков является устное увещевание, и очень скоро он заявляет: «Чело- век способен нести истину и не быть врагом любезности. Мне- ние можно опровергнуть без грубостей в отношении того, кто его высказывает». То есть стратегия заключается не в нападках на содержание, а в подчеркивании несостоятельности догмати- ческих утверждений. Речь о провокации когнитивного конфлик- та с целью обозначить несостоятельные результаты и развенчать их. Хорошие манеры Карнида согласуются со стилем письма самого Бойля, характерным для всего Королевского общества, отличительной особенностью которого была именно такая ма- нера вести спор. После предисловия и до начала первой части находим «Физиологические рассуждения об экспериментах, которые обычно используются для доказательства или четырех перво- элементов, или трех начал смешанных тел», за которым сле- ХИМИК-СКЕПТИК 119
DE NATURA DEORUM De natura deorum («О природе богов») — произведение Цицерона, написанное в форме диалога между стоиками и эпи- курейцами: Гай Белей представляет эпи- курейскую школу, Квинт Луцилий Бальб — стоиков, а Гай Котта придержи- вается позиций скептицизма. В том, что касается персонажей Карнида и Котта, параллель между Цицероном и Бойлем очевидна. Бойль писал: «Я просто стал персонажем, которого должен был пред- ставлять,— если можно сравнить вло- женное мною в его уста с тем, что король римских ораторов [Цицерон] заставлял говорить своих друзей и других персона- жей в великолепных диалогах La natura deorum». У Цицерона можно найти то, что перекликается с предисловием «Химика- скептика»: «Я хотел бы, чтобы ты считал меня [...] слушателем и притом беспри- страстным, который может свободно ре- шать и не связан необходимостью волей-неволей присоединяться к какому-то определенному мнению*. Бюст Марка Туллия Цицерона. дуют «Фрагменты первого диалога». Напомним, чего стоит убежденному защитнику доктрины признать, что его теория непоследовательна. Бойль, однако, предлагает альтернативу, отсылающую к теории Сократа, то есть рекомендует признать сомнение или незнание предмета, когда это действительно так. Не краснея, соглашаюсь, что мне легче признать свое сомнение, когда это так, чем утверждать, что я знаю то, чего не знаю. Роберт Бойль, ^Химик-скептик^ Здесь Бойль продолжает мысль, начатую в предисловии: в названии книги большее значение имеет слово «скептик», 120 ХИМИК-СКЕПТИК
а не «химик». В книге он критикует «обыденных химиков», ко- торые являются не кем иным, как ятрохимиками, то есть теми, кто преследует алхимические цели и кто озабочен лишь полу- чением личной выгоды (поиск философского камня). Однако ученый защищает химика, который является одновременно академиком и ремесленником, хотя в те времена работа в лабо- ратории считалась грязным и тяжелым трудом. Одновременно Бойль критикует и другую крайность и выказывает себя ярым противником академических догм: «Я питал бы большие надежды, чем сейчас, в отношении прочно установленной философии, будь люди в состоянии точнее отли- чать то, что они знают, от того, чего они не знают». Ключом является понимание того, что человеческое позна- ние небеспредельно. Необходимо установить границы исследо- вания природы, без умозрительных теорий и таинственных се- кретов. Диалог начинается с того, что Элютерий приглашает автора текста (Бойль не уточняет, он ли это) присоединиться к беседе с Карнидом и двумя другими его оппонентами. Затем Карнид заявляет, что ни четыре элемента, ни «великолепные опыты» в химических лабораториях не смогли «предоставить более удовлетворительные доказательства истинности обычных утверждений». Затем он критикует количество элементов, об- разующих вещество (четыре аристотелевских и три начала Па- рацельса), о которых высказывается достаточно иронично: «Когда я беру на себя труд беспристрастно рассмотреть тела, ко- торые утверждают, будто они составлены из ряда элементов, и му- чаю их с тем, чтобы они поведали, из каких начал состоят, меня сразу же заставляют думать, что число элементов определено с большей страстью, нежели успехом». Эта цитата содержит ряд идей, которые мы уже рассма- тривали. В некотором смысле выражение «беру на себя труд» отсылает нас к многочисленным химическим опытам Бойля, которые ятрохимики проводили неточно и невнимательно, ХИМИК-СКЕПТИК 121
а приверженцы Аристотеля не проводили вовсе. Кроме того, Бойль не довольствовался простым опытом, а хотел «терзать» природу, довести ее до крайности, чтобы она «поведала» свои секреты. В воззрениях Бойля важно то, что он все делал «бес- пристрастно». Экспериментатор-скептик должен исследовать природу без предубеждений и предрассудков. На этом этапе к беседе присоединяются Темиций и Филипон. Первый приво- дит знаменитый пример с горящим поленом — умозрительное доказательство теории четырех элементов: огонь является са- мой искрой, воздух идентифицируется с дымом, вода закипает над ветками, а оставшийся пепел олицетворяет землю. Теми- ций, привлекая аристотелевскую школу, прибегает к доказа- тельству ad antiquitatem: «Такая обдуманная и внимательно установленная гипотеза, как его, никогда не оспаривалась до того момента, как в прошлом веке Парацельс и другие покрытые прахом эмпирики, а не философы, как им нравится себя называть, у которых в итоге помутнели гла- за и разум от копоти из печей, стали громко возмущаться против доктрины первоэлементов. Они заявили миру глупцов, что сме- шанные тела состоят из трех начал, и чтобы получить славу изо- бретателей, дали им имена соли, цинка и ртути вместо пара, земли и воздуха, и лицемерно определили их как основные начала [име- ющие отношение к Святой Троице]». Бойль вкладывает в уста Темиция собственные мысли: че- тыре первоэлемента для познания представляют собой то же, что и три начала ятрохимиков, то есть ровным счетом ничего. Эта непоследовательность, двойные стандарты применитель- но к одному явлению, заставляли Бойля сомневаться в обеих теориях. Диалог «Философские размышления» заканчивается словами Карнида, утверждающего, что из огня не всегда полу- чаются четыре элемента и что есть смешанные тела, содержа- щие более четырех веществ. В качестве примера он приводит особенно дорогое ему соединение: «Кровь и другие жидкости тела человека и животных, которые при анализе раскладыва- 122 ХИМИК-СКЕПТИК
ются на пять разных веществ — слизь, дух [летучие вещества], масло, соль и землю». Остальной текст делится на шесть частей, которые так или иначе обозначены в предисловии и в «Философских размыш- лениях». — Первая: огонь не является универсальным проводником для анализа и разложения тел. (Критика печей алхими- ков.) — Вторая: все, что выделяется из тела, должно в нем изна- чально находиться. (Критика элементов Аристотеля.) — Третья: не все тела можно разложить на три начала. (Кри- тика начал Парацельса.) — Четвертая: вещества, выделяющиеся при разложении с помощью огня, не универсальны. — Пятая: доктрина элементов не соответствует общей тео- рии. — Шестая: отрицается любая теория, доказывающая суще- ствование истинных и неизменяемых элементов или на- чал. РОЖДЕНИЕ ХИМИИ Глубокое изучение трудов Бойля с философской точки зрения могло бы показать, что на самом деле главная его цель — объ- яснить причину свойств — совпадала с идеями Аристотеля и Парацельса, которых он критиковал. Однако новаторство Бойля заключалось в попытке объяснить вещество и движение через ясные и конкретные принципы, освобожденные от ака- демических догм. С точки зрения чистой науки Бойль подчи- ХИМИК-СКЕПТИК 123
нил химию физике еще до того, как химия смогла оформиться в независимую науку. В этом смысле он опередил свое время (хотя и не сумел решить проблему). На самом деле речь шла скорее о невнимании к истинному становлению современной химии. Бойля часто представляют как предшественника рево- люции в этой науке, что не совсем точно, несмотря на то что он выдвинул некоторые теории, которые сыграли ключевую роль в развитии химии в ее современном понимании. Исторически химик сводил тела к осязаемым началам (со- ли, кислоты и так далее) посредством лабораторных операций, тогда как физик рассматривал тела через теоретические прин- ципы (частицы, движения и прочее). Корпускулярный химик сводил вещество к атомам через свойства и форму веществ, тог- да как физик — только через геометрическую форму и движение. Бойль мог бы считаться таким абстрактным физиком (того вре- мени), однако это не делает из него основателя химии. Кроме того, на протяжении многих лет бытовал миф, что он дал совре- менное определение понятию «элемент», и. этот миф перепеча- тывали из одного учебника в другой, не сверяясь с первоисточ- никами. Ученые пытались сделать из Бойля предшественника Лавуазье. Однако он не только не дал никакого определения элементу, но и отрицал его существование, основываясь на антич- ной концепции. В шестой части «Химика-скептика» автор пишет: «Во избежание ошибок я должен предупредить читателя, что здесь под элементами я понимаю не то, что понимают химики, когда ясно говорят об их свойствах, то есть не некоторые простые не- смешанные тела, которые не сделаны ни из какого другого тела, ни одного и ни другого, и которые являются составными частями того, что образуется в смешанные тела. Таким образом, я ставлю под сомнение, что существует подобное тело, которое мы можем найти во всех телах и которое именуется элементом». Однако не будем заканчивать рассказ на том, что роль Бойля в становлении химии преувеличена. Среди его достиже- ний — разработка техники определения классов тел (растворы, изменение цвета фиалкового сиропа и так далее). Главное, он 124 ХИМИК-СКЕПТИК
настаивал на важности точного опыта и подробного его описа- ния, используя доступный для всех язык, согласно воззрениям Бэкона. Учитывая вышесказанное, можно сделать вывод, что Бойль сыграл важную роль в усилении значения систематиче- ского опыта в химии благодаря своим независимым исследова- ниям, которые позже оформились в отдельную науку. ПЕРВЫЙ КИСЛОТНО-ОСНОВНОЙ ПОКАЗАТЕЛЬ Бойля не считают основателем современной химии, но он, безу- словно, является одним из основателей химического анализа. В 1661 году он опубликовал Certain Physiological Essays («Не- которые философские эссе»), которые писал в течение четырех лет и которые, как следует из названия, представляют собой сборник. Эта книга важна, поскольку в ней содержатся некото- рые идеи программы Бойля, которые он развил в последующие годы: корпускулярная теория, важность экспериментов и их точности. Эти принципы демонстрируются на примере иссле- дования селитры, состоящей из азотнокислого натрия (NaNO3) и азотнокислого калия (KNO3). Бойль подробнейшим образом описывает сложные опыты, еще раз подтверждая то, о чем пишет в «Химике-скептике»\ он конспектирует даже неудавшиеся опы- ты, как и в случае экспериментов с воздухом. Он понял, что се- литра состоит из неподвижного и летучего компонентов, которые могут разъединяться и вновь соединяться — «реинтегрировать- ся», — образуя снова селитру. Он брал обычную селитру, очищал ее или нагревал до полного разложения, а потом собирал «эссен- цию селитры» (газ), который выделялся при дистилляции. Со- единяя два вещества, ученый получал изначальное соединение. Таким образом он доказал, что аристотелевская доктрина была неверной и что механика объясняла процесс гораздо более про- стым способом. Ту же гипотезу он использовал в History of Fluidity and Firmness («История жидкости и плотности») — последнем эссе сборника — и утверждал, будто переход из твердого состояния ХИМИК-СКЕПТИК 125
в жидкое объясняется тем, что тепло ускоряет движение частиц, что, несомненно, предвосхитило молекулярно-кинетическую теорию. В тот же период он написал Notes upon an Essay on Nitre («Замечания к эссе о селитре»), которые были опубликованы в 1666 году и переизданы в 1667 году под названием The Origine of Formes and Qualities (According to the Corpuscolar Philosophy), illustrated by considerations and experiments («Происхождение фор- мы и свойств согласно корпускулярной философии; проиллюстри- ровано размышлениями и опытами»). В этой книге он пытается объяснить макроструктуры (свойства) через микроструктуры (частицы). Эта блестящая работа показала невероятный потен- циал корпускулярной гипотезы и ее преимущество перед схо- ластикой. На Джона Локка существенно повлияли идеи Бойля, которые были гораздо шире, чем мысли философа-аристократа, и со временем стали основой британского эмпиризма. Корпускулярную гипотезу и данные своих наблюдений и опытов Бойль также отразил в трактатах «Опыты и размыш- ления о цветах» (1664) и «Новые опыты и наблюдения о холоде» (1665). В первом трактате он писал, что белый и черный цве- та могут быть объяснены отражением или поглощением света и что цвет способен изменяться в результате химических ма- нипуляций. Именно в этой книге впервые различаются кисло- ты и основы; Бойль использовал фиалковый сироп — природ- ный индикатор, который из-за кислоты становился красным. В трактате о холоде он представил широкий спектр данных, включая рассказы путешественников об их ощущениях в экс- тремальных условиях, которые не были доступны самому Бойлю. Так, в противовес Аристотелю, он доказал, что при за- мерзании вода расширяется. Эти наблюдения составили набор экспериментальных данных, используемых многими учеными. КОРОЛЕВСКОЕ ОБЩЕСТВО Издание «Химика-скептика» пришлось на самый активный пе- риод в жизни Бойля. Напомним, что годом раньше, в 1660 году, 126 ХИМИК-СКЕПТИК
он опубликовал «Упругость воздуха» и провел первые опы- ты с воздушным насосом. В то же время 28 ноября 1660 года в Грешем-колледже состоялось первое заседание Королевского общества, на котором первым с докладом выступил Кристофер Рен. В Королевском обществе Бойль встретился со своими ста- рыми знакомыми, в частности с Джоном Уиллкинсом, и при- нимал участие в первых заседаниях в Лондоне, несмотря на то что жил в Оксфорде. О первом публичном учреждении, целью которого были на- учные исследования, написано немало. В 1668 году Джозеф Гленвилл (Божественный) опубликовал Plus Ultra or the Progress and Advancement of Science since Aristoteles («Plus Ultra, или Про- гресс и развитие науки Аристотеля») и посвятил две главы кни- ги трудам лорда Роберта Бойля. На самом деле о Бойле он пи- шет больше, чем о ком-либо. Он признает, что основная часть его трудов была создана до учреджения Королевского общества, и отмечает, что Бойлю очень близки его идеалы. Кроме того, Гленвилл сообщает, что ассистент Бойля Роберт Гук отвечал за опыты в Королевском обществе. В этой должности Гук про- работает более 20 лет. В 1662 и 1663 годы Бойль стал реже посещать Королев- ское общество. Парадоксальным образом именно в это время его влияние было особенно значимым. На тот момент Бойль уже разработал новый метод, который контрастировал с преды- дущими текстами. Он апробировал его в эссе о холоде, в кото- ром темы разделяются: например, «Тела, способные охлаждать другие тела», «Градусы холода в разных телах» и так далее. Все больше внимания он уделял описанию инструментов (в част- ности, термометров) и цитированию своих информаторов, ко- торые жили в недоступных ему метеорологических условиях. То есть он стал еще большим последователем Бэкона, и эту перемену усиливала атмосфера Королевского общества. Бойль распространял списки с темами, пытаясь привлечь к работе всех ученых, имевших отношение к этому уважаемому собра- нию. Среди текстов того периода заслуживают внимания «Па- радоксы гидростатики» (1666). На заседании Королевского об- ХИМИК-СКЕПТИК 127
НАЧАЛО ХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА Отношения Бойля с другими учеными со- временности были крайне плодотворны- ми. В кружке Хартлиба и благодаря Бе- ньямину Уорсли Бойль познакомился с работами немецкого химика Иоганна Рудольфа Глаубера (1604-1670), кото- рый посвятил себя химии и фармаколо- гии. Его главный труд касается солей кислот, что невероятно интересовало Бойля. Он смог получить самые чистые азотную и серную кислоты, а между 1650 и 1660 годами открыл сульфат калия (глауберова соль) и смог синтезировать его с помощью хлорида калия и серной кислоты. Этот процесс считается началом химического производства: 2NaCI + H9SOA -> Na9SO. + CL. 2 4 2 4 2 Иоганн Рудольф Глаубер. Ввиду гигроскопических свойств глауберова соль стала очень популяр- ной в те годы в качестве слабительного и при лечении расстройств пище- варения и других болезней. Глаубер написал около 40 книг по химии и смертельно заболел в результате своей работы с тяжелыми металлами. щества в январе 1664 года Бойль выступил с докладом о книге Блеза Паскаля «Трактат о равновесии жидкостей и тяжести воздуха». Хотя Бойль и восхищался Паскалем, он не смог при- нять его теоретические доказательства. На заседании Бойль го- ворил, что некоторые опыты не имеют реальных доказательств, и вызвался сам доказать их. Однако заседания Королевского общества были прерваны из-за свирепствовавшей в Лондоне эпидемии чумы (с 28 июня 1665 года по 21 февраля 1666 года). Летом 1665 года Бойль продолжил работу над «Парадоксами» в Дерденсе, в графстве Суррей, где вместе с Гуком и другими членами Королевского общества укрылся от эпидемии. Нако- нец, в 1666 году он опубликовал свою книгу как приложение к «Упругости воздуха», показав, что некоторые идеи Паскаля 128 ХИМИК-СКЕПТИК
Г" 'Т’НХ JCEPTICAL CHYMIST: О R CHYMICO-PHYSICAL Doubts & Paradoxes, Touching the SPAGYRISTS PRINCIPLES Commonly call’d hypos tatical; i they are wont to be Propos’d and Defended by die Generality of ALCHYMIST& d hereunto is premis’d Part of another DifcouHc relating to the fame Subjeft. В Y The Honourable ROBERT BOYLE, Eli]; < LONDON, printed by J.Ctfotll for J.Crooke, and are to be Sold at the Shipin St. Р,л*Г$ Church-Yard. M 1>CLI i. ВВЕРХУ СЛЕВА: Опыт, призванный доказать, что вода расширяется при замерзании. Гравюра из книги «Новые опыты и наблюдения о холоде» (1665). ВВЕРХУ СПРАВА: Титульный лист лондонского издания «Химика- скептика» (1661). ВНИЗУ: «Философ Пиррон во время морской бури» мастера Петрарки (XVI век). Пиррон указывает на поглощающую пищу свинью: так же невозмутимо должен реагировать на все мудрец. ХИМИК-СКЕПТИК 129
«МАШИНА БОЙЛЯ» Самотечная колба Бойля. Самотечная колба Бойля представляет собой цилиндр, изогнутый таким обра- зом, что залитая сквозь одно отвер- стие жидкость вытекает через другое. Речь не идет о вечном двигателе, по- скольку верхняя трубка расположена выше приемника в форме стакана. Любопытно отметить, что автором это- го парадоксального прибора является не Бойль. Это изобретение — плод мысли француза Дени Палена (1647 — ок. 1712), который назвал его «маши- ной Бойля» неслучайно. В1675 году он прибыл в Лондон с рекомендательным письмом от Гюйгенса, и Бойль помог ему получить должность наставника в доме Генри Ольденбурга. Вскоре Папен стал помощником самого Бойля (и внес свой вклад в усовершенствование воздушного насоса), а позже уже работал вместе с Гуком. В 1681 году он стал членом Королевского общества. Папен оказался талантливым изобретателем, прославился кон- струкцией первой скороварки с предохранителем и создал оружие, дей- ствующее на принципе использования сжатого воздуха. Дата и место смерти Папена неизвестны: он умер предположительно между 1712 и 1714 годами. невозможно воспроизвести в реальности, поскольку для них требуются несуществующие физические условия. Бойль был прав: опыты Паскаля предполагают идеальные условия. Эта оговорка часто встречается сегодня, поскольку является ис- ходной точкой для более сложных исследований. Журнал Philosophical Transactions дополнил плодотворную деятельность членов Королевского общества. В первом номере анонсировались трактат о холоде и статьи разных авторов, на- писанные от третьего лица. В 11-м номере Бойль опубликовал три статьи: пересмотренный текст «Происхождение формы и свойств», а также General Heads for a Natural History of a Country и Great or Small. Статья General Heads... произвела наи- 130 ХИМИК-СКЕПТИК
большее впечатление на членов Королевского общества, в ней автор четко следовал указаниям Бэкона. Вскоре в журнале по- явилась статья Articles of Inquiry touching Mines, целью которой также было привлечение внимания ученых к определенным темам. В годы, проведенные Бойлем в Оксфорде (1662-1667), Королевское общество возглавлял математик Уильям Браун- кер, второй виконт Браункерский. С 1667 по 1680 годы, когда Бойль перебрался в Лондон, им руководил Джозеф Уильямсон. В 1680 году должность президента предложили Бойлю, но тот отказался, поскольку не был согласен с клятвами, которые тре- бовалось принести. Президентом стал его друг — математик Кристофер Рен. ХИМИК-СКЕПТИК 131

ГЛАВА 5 Кровь Бойля Бойль был увлечен медициной и общался с врачами различных специализаций из разных стран мира. Он не разделял классический взгляд на эту дисциплину и его исследования основывались на химии физиологических процессов. Кроме того, Бойль настаивал на свободном хождении медицинских рецептов в интересах всего населения.

В 1668 году Бойль окончательно перебрался в Лондон и обо- сновался в доме своей сестры Кэтрин, леди Ранелаг, на улице Пэлл Мэлл, где и оставался до самой смерти. В последние годы он много путешествовал и искал спокойной жизни. Обычно он совершал две поездки в год с разными целями, однако теперь ограничился лишь одной поездкой в Лиц, чтобы навестить Мэри Рич. Решение поселиться в Лондоне он принял не только из-за многочисленных поездок. Славные дни оксфордской группы подошли к концу, в 1667 году многие члены группы покинули Оксфорд и переехали в столицу. Особенно огорчил Бойля отъ- езд Джона Локка, Ричарда Лауэра и Томаса Уиллиса. К тому же в 1666 году ректором Оксфордского университета стал Джон Фелл, который не вызывал у Бойля большого восторга, посколь- ку показал свой консервативный стиль еще будучи деканом в Крайст-Черч. С другой стороны, Лондон открывал для Бойля привлекательные перспективы, помимо общества сестры. Улица Пэлл Мэлл, что в Вестминстере, довольно респектабельна, юж- ная ее часть прежде выходила на королевские сады, в одном из них, перестроенном при Карле II, жили экзотические живот- ные и птицы. Дом леди Ранелаг располагался там, где сегодня находится Royal Automobile Club, Дом в этом крупном районе был оборудован со всеми удобствами, изысканно и модно об- ставлен, над камином висел пейзаж работы Хендрика Данкерт- КРОВЬ БОЙЛЯ 135
са, придворного художника. Бойль располагал личными апар- таментами, состоящими из спальни и просторной гостиной. Обедать, однако, было принято всем вместе. Бойль стал свиде- телем нескольких семейных драм: смерти детей Френсиса (1672) и Кэтрин (1675), аборт приемной дочери (1767) и связь Элизабет с лакеем (1677). Бойль чувствовал себя желанным гостем в этом доме, еще одной причиной этого счастливого проживания под одной кры- шей была религиозность леди Ранелаг. В то время эксперимен- ты по-прежнему были частью повседневной жизни Бойля, и еще до его переезда в доме на Пэлл Мэлл для него была оборудова- на большая лаборатория. В конце 1670-х годов Бойль привлек к перестройке дома Роберта Гука, обладавшего талантом архи- тектора. Опыты Бойля касались разных областей: гидростатики, магнетизма, химии, воздушного насоса и так далее. Он снова искал помощи многих ассистентов; имена некоторых нам неиз- вестны, но кто-то из них вошел в историю. Это случай Фреде- рика Слэра, доверенного ассистента Бойля, доказавшего нали- чие соли в крови и повторившего ряд опытов Бойля, воплотив таким образом мечту своего наставника, который желал, чтобы его истории были услышаны. Оставшуюся жизнь Бойль провел в этом доме со всеми удобствами, где он принимал самых разных людей. По иронии судьбы его взаимоотношения с Королевским обществом стали менее интенсивными, когда он переехал в Лон- дон, где располагалось это учреждение. Он все реже присутство- вал на заседаниях, а с 1669 года и вовсе перестал бывать на них. Возможно, Королевское общество утратило свою привлекатель- ность, и становилось все труднее убеждать его членов присут- ствовать на заседаниях и платить членские взносы. Не исклю- чено также, что это было связано с нападками на Королевское общество Генри Стабба, бывшего протеже Бойля, не говоря уже о той сатире, которой подверг общество Томас Шедуэл в своем «Виртуозе» (1676). Бойль использовал сеть информаторов, ко- торые сообщали ему о наблюдениях в далеких землях, где он не мог побывать. Он собрал огромное количество более или ме- нее достоверных свидетельств: шахты в Венгрии, добыча жем- чуга на Цейлоне (сегодняшняя Шри-Ланка), морские течения 136 КРОВЬ БОЙЛЯ
на юге, высота гор в Африке и многое другое. Любые данные были важны для его естественной истории страны. Неудиви- тельно, что в 1669 году он стал главой Английской Ост-Индской компании, которая вела торговый обмен с Дальним Востоком. Это назначение позволило ему обзавестись новыми информа- торами в экзотических странах, а проживание в Лондоне упро- стило сбор данных. По сведениям из Burnet Memorandum, в этот период Бойль собрал интересную информацию о бриллиантах и смог удовлетворить свое любопытство в отношении драгоцен- ных камней. Эти данные он опубликовал в Essay about the Origins and Virtues of Gems («Эссе о происхождении и достоинствах дра- гоценных камней») в 1672 году. Хотя работа в компании отни- мала у Бойля много времени, он обратил себе на пользу коммер- ческие выгоды и удовлетворял свои научные интересы. С другой стороны, как и многие верующие того времени, он считал своим моральным долгом обратить индусов в христианство и отдал этой идее много времени и денег. ЛОНДОНСКИЙ ЭТАП К моменту своего переезда в Лондон Бойль уже был уважаемым ученым. Он продолжал публиковать свои труды, но теперь у него имелась более широкая аудитория читателей, и он избрал другой формат, отличающийся от текстов 1660-1666 годов. В конце этого периода он составил разные списки своих произ- ведений, которые свидетельствуют об изменении его стиля письма. Около 1665 года Бойль создал список The Order of Му Severall Treatises («Порядок моих разных трактатов»), который вскоре дополнил произведением «Разные трактаты, такие как эссе и другие». К несчастью, в конце 1670-х годов его научную программу прервало серьезное происшествие. В июне 1670 года его сразила болезнь, которую он сам называл «парализующей чумкой», хотя этот вирус поражает только некоторых животных и неопасен для человека. Возможно, он страдал неврологиче- скими или сердечно-сосудистыми заболеваниями — сегодня уже КРОВЬ БОЙЛЯ 137
трудно определить происхождение его недуга. Болезнь отдали- ла его от науки на полгода: Бойля мучили судороги и обмороки, он очень ослаб и не мог самостоятельно пересесть в коляску, кроме того, он потерял чувствительность рук. У него и без того было слабое здоровье. Примерно с этого периода Бойль начал писать для журнала Philosophical Transactions, а с 1670 года при- ступил к публикации серии сборников своих статей под назва- нием Tracts («Трактаты»). Статьи затрагивали всевозможные темы, даже в пределах одного тома, что позволяло Бойлю пу- бликовать значительное количество всегда разного материала. В одном из «Трактатов» появилась статья New Experiments Concerning the Relation between Light and Air («Новые эксперимен- ты об отношении света и воздуха»). Речь идет о 16 опытах с воз- душным насосом, в которых исследуется дыхание. Благодаря этим опытам в вакууме он смог увидеть связь вдыхаемого воз- духа с кровью. Связь света и воздуха рассматривается также в статье Experiments touching the Relation between Flame and Air («Эксперименты об отношении огня и воздуха»), содержащейся в «Трактатах» за 1672 год. Бойлю нетрудно было понять, что более темный цвет венозной крови каким-то образом связан со сгоранием. В этих трактатах он объяснял некоторые аспекты сжатия воздуха, в других рассматривал вопросы хранения про- дуктов питания в вакууме и так далее, в третьих содержались наблюдения и опыты с морской солью, догадки о росте метал- лов, эссе о происхождении драгоценных камней или об испаре- ниях и другие дошедшие до нас тексты. В следующих разделах мы сосредоточимся на изучении Бойлем крови, хотя прежде необходимо сказать несколько слов об отношениях ученого с ал- химией. МЕЖДУ АЛХИМИЕЙ И НАУКОЙ Номер 22 журнала Philosophical Transactions, содержащий ста- тью Of the Incandescence of Quicksilver with Gold, Generously Imparted by В. R. («О накаливании живого серебра с золотом, 138 КРОВЬ БОЙЛЯ
список Незадолго до окончательного переезда в Лондон Бойль составил список The Order of Му Several! Treatises («Порядок моих разных трактатов*). До- кумент содержит список 16 тем с приложением четырех «Эссе*. 1. Pneumatick Engine, пневматический двигатель (речь идет об «Упру- гости воздуха*, 1660). 2. Certain Physiological Essays, некоторые физиологические эссе. 3. «Химик-скептик». 4. Защита против Гоббса и Лайнуса (приложение ко второму изданию «Упругости воздуха*). 5. Размышления о пользе естественной экспериментальной философии (том 1). 6. Цвета. 7. Холод. 8. Размышления о пользе естественной экспериментальной философии (том 2). 9. Приложение к Pneumatick Engine (речь идет о Spring of the Air: First Continuation, 1669). 10. Парадоксы гидростатики. 11. Происхождение формы и свойств согласно корпускулярной фило- софии. 12. History of Particular Qualities, история отдельных свойств. 13. Essay on Spontaneous Generation, эссе о самовозрождении. 14. Сборник естественных историй. 15. A Discourse of Improbable Truths. Речь идет о невероятных истинах. 16. The Diffident Naturalist. Защищающий натуралист. КРОВЬ БОЙЛЯ 139
любезно сообщено Б. Р.»), вышел в свет 21 февраля 1676 года. Инициалы Б. Р. принадлежали Роберту Бойлю, а публикация представляет собой две колонки текста, написанного специ- ально для журнала. Причина такой таинственности состояла в том, что речь шла об алхимии. В статье шутливо сообщалось об открытии философской ртути (необходимой для превраще- ния любого металла в золото), а членам Королевского обще- ства предлагалось связаться с автором, готовым открыть свой секрет. Один из самых уважаемых представителей научного сообщества, Исаак Ньютон, ответил автору. Он написал Генри Ольденбургу, что с подобным открытием надо держаться очень осторожно, поскольку, несмотря на свою ценность, попав в не- правильные руки, оно может повлечь за собой огромный вред, о чем уже не раз говорил Бойль. В то время интерес Бойля к алхимии все возрастал, хотя и был не нов. В той же статье сообщалось, что ртуть была полу- чена около 1652 года Джорджем Старки. К несчастью, до нас дошло мало свидетельств об увлечении Бойля алхимией, по- скольку Томас Берч и Генри Майлс, беспокоясь за его научную репутацию в XVIII веке, уничтожили массу материалов, каса- ющихся этой страсти Бойля. Уцелели лишь несколько отдель- ных документов. До наших дней сохранились свидетельства попыток Бойля узнать секрет истинных алхимических опера- ций. Сюда относится Information Recorded from the Imperial Ambassador and Members of his Entourage Concerning the Transmutations of Gold of J. W. Seiler («Данные, собранные импе- раторским послом и членами его круга, по поводу превращения золота Дж.В. Сейлера»). Бойль услышал о нем 1675 году, и они могли познакомиться в 1677-м. Сохранились некоторые письма на французском, ускользнувшие от цензоров, которые свиде- тельствуют о контактах Бойля с неким Жоржем Пьером. От- веты Бойля утеряны, но, похоже, они были пространными, по- скольку Пьер, способный написать около 1400 слов, в одном из писем утверждает, что ответы Бойля очень объемные. По- хоже, что они познакомились летом 1677 года во время пребы- вания Пьера в Лондоне. Их встреча отображена в письме, от- правленном некоему Джорджу Меснилле, которого Пьер 140 КРОВЬ БОЙЛЯ
называет патриархом Антиохии. Копию письма он послал Ро- берту Бойлю. Они поддерживали странную переписку в течение следующего года. Пьер сообщал, что был назначен «агентом патриарха» для поддержания отношений с Бойлем, который должен был стать членом избранной группы алхимиков, вклю- чающей в себя специалистов из Франции, Италии, Польши и даже Китая. Бойлю следовало представить доказательства своего знания алхимии. С этой целью он послал несколько ре- цептов, что позволило ему узнать самые сокровенные тайны этого странного общества. Он должен был присутствовать на се- ансе алхимической каббалы, чтобы пройти обряд посвящения, но его заменил Пьер. Бойль всячески задабривал Пьера, чтобы доказать ему серьезность своих намерений: он дарил ему микро- скопы, телескопы и маятниковые часы. Со своей стороны Пьер посылал Бойлю отчеты о деятельности адептов каббалы, в том числе о получении гомункула в стеклянной пробирке. Однако Бойль начал сомневаться в этих письмах, и его сомнения под- твердились в сентябре 1678 года, когда он связался с другом Пьера. «Агент» утверждал, что ради патриарха изъездил мно- жество земель. Но на самом деле он не покидал своих четырех стен, где содержался под домашним арестом. Может показаться удивительным, что Бойль доверился подобному персонажу, зная о мошенниках-псевдоалхимиках. Бойль настаивал на подроб- ных описаниях экспериментов и обрядов, но Пьер был истин- ным мастером обмана. Бойль стал одной из многих его жертв. Письма Пьера полны правдоподобных фактов и портретов пер- сонажей, что ввело бы в заблуждение кого угодно. Он также умел заискивать: выказывал глубокий интерес к работам Бойля, восхищался его смирением и филантропией и часто справлялся о его слабом здоровье. Мы не знаем, кем был Жорж Пьер. Так или иначе, этот слу- чай не отдалил Бойля от алхимии. Он работал над превращени- ем и улучшением металлов, однако в его бумагах сохранились лишь обрывочные сведения об этом труде. В 1678 году он издал брошюру An Historical Account of a Degradation of Gold Made by and Anti-elixir: a Strange Chymical Narative («Историческое опи- сание размягчения золота посредством антиэликсира: странный КРОВЬ БОЙЛЯ 141
ДЖОЗЕФ ГЛЕНВИЛЛ Иллюстрация к библейской притче о Сауле и Аэндорской волшебнице: титульный лист произведения Гленвилла Sadducismus Triumphatus. Английский религиозный деятель Джо- зеф Гленвилл, прозванный Божествен- ным, занимался изучением сверхъ- естественного мира. Бойль перепи- сывался с ним, когда жил в Лондоне, в 1677-1678 годы. В своих письмах он отмечал важную роль свидетелей для достоверности экспериментов. В каче- стве примера он упоминал превраще- ния Сейлера. Бойль утверждал, что сверхъестественные явления, как и естественные, «должны быть доказа- ны и надлежащим образом объясне- ны*. Однако в сборе свидетельств он показал большую наивность, не учиты- вая, что свидетели могут ошибаться, страдать психическими расстройства- ми или оказаться жертвами когнитив- ных ошибок (ложные воспоминания, избирательная рассеянность, доказа- тельства ad consequentiam и так да- лее). Также свидетелями могли высту- пать обычные притворщики. Сегодня в экспериментальных доказательствах личные свидетельства не имеют ника- кой ценности, если эти доказательства нельзя воспроизвести в присут- ствии других свидетелей. Таким образом, Бойль путал анекдоты и факты: и то и другое он относил к «объективным фактам*. Гленвилл собрал сви- детельства о ведьмах со сверхъестественными способностями в каталоге, который после его смерти был опубликован под названием Sadducismus Triumphatus (1681). химический рассказ»). В этой работе Бойль рассказывает, как превратил золото в неопределенный металл с помощью красно- го порошка, полученного им от одного человека в Лондоне, ко- торым мог быть Жорж Пьер. Очевидно, что в 1670-е годы Бойль интересовался не толь- ко алхимией. Одним из его новых увлечений стало изучение фосфора, который он также получил от подозрительного гостя. 142 КРОВЬ БОЙЛЯ
Сначала он создал короткую статью о свойствах фосфора, ко- торые он сам наблюдал, потом написал целую книгу. Спустя короткое время, в сентябре 1677 года, Иоганн Даниэль Крафт показал ему другие образцы фосфора, который светился в тем- ноте и мог взрываться. Тогда же Крафт был в Амстердаме вместе с предпринимателем Иоганном Иоахимом Беккером, который по чистой случайности тоже опубликовал заметку об алхими- ческом превращении Дж. В. Сейлера. Таким образом сошлись два разных метода — алхимический и чисто научный,— учи- тывая, что Бойль опубликовал глубокую статью о новом ве- ществе в Philosophical Transactions. Его интерес к фосфору стал следствием предыдущего увлечения светящимися предметами. Первые заметки о фосфоре были опубликованы Робертом Гу- ком в книге Philosophical Collections (1677). Для объяснения свечения Бойль использовал латинское слово noctiluca («то, что светится ночью») и классифицировал эти вещества на твердые и жидкие. Сам он смог получить два вида этого вещества: «замороженное» и «воздушное». Заморо- женным был белый фосфор, названный так из-за мягкости и бе- ловатого цвета. В распоряжении Бойля оказалось достаточное для изучения количество вещества, и его свойства он затем опи- сал в Aerial Noctiluca (1680) и New Experiments and Observations Made Upon the Icy Noctiluca (1682). Обе книги он посвятил сво- ему другу Джону Билу из Йовиля, автору большинства статей о светящихся предметах в Philosophical Transactions. Бойль пред- ставил Королевскому обществу 30 сентября 1680 года способ получения фосфора из человеческой мочи. Он скрепил доку- мент тремя печатями — одной своей и двумя печатями свидете- лей получения конверта. Документ был вскрыт после его смер- ти и опубликован в январском номере 1693 года Philosophical Transactions, хотя сам Бойль включил этот текст в свою книгу Aerial Noctiluca. Поскольку Бойль работал все меньше, опыты с фосфором представил его главный ассистент в лаборатории, Фредерик Слэр. В ходе одного из экспериментов с помощью светящегося вещества он написал Vivat Rex Carolus («Да здравствует король Карл»). Это произошло в августе 1681 года, при опыте присут- КРОВЬБОЙЛЯ 143
ствовал Джон Ивлин, который отразил в дневнике «необык- новенный опыт» и остался под большим впечатлением от него (он также присутствовал на опытах с фосфором и воздушным насосом в феврале 1682 года). Изучение фосфора совпало с пересмотром представления о воздухе. Эти опыты позволили Бойлю значительно улучшить свой воздушный насос, и в 1682 году он опубликовал «Второе продолжение Упругости воздуха». На этот раз он работал вме- сте с французом Дени Папеном, который до этого сотрудничал с Гюйгенсом. В эту книгу Бойль включил список своих трудов, поскольку его всегда заботил вопрос интеллектуальной соб- ственности — до такой степени, что в Experiments, Notes &с. about the Mechanical Origine or Production of Divers Particular Qualities (1675-1676) («Эксперименты и аннотации о механи- ческом происхождении или получении свойств разных частиц») он обвинил Уильяма Сальмона в том, что тот сослался на опыты Бойля с цветом без указания его имени, как и философ Дж. Б. дю Амель. Особенно разозлил его случай с Сэмюэлем Тоурнсом, который в 1677 году без разрешения опубликовал некоторые произведения Бойля на латыни. Хотя нельзя усомниться в до- брых намерениях Тоурнса, любой, даже самый посредственный писатель впал бы от такого в ярость. Тогда же Генри Ольден- бург опубликовал статью, в которой резко высказался об изда- нии, считая его неполным и содержащим много ошибок. В нем не хватало, например, Origin of Forms and Qualities According to the Corpuscular Philosophy (которое Бойль включил в издание 1687 года), кроме того, не был соблюден хронологический по- рядок работ. Во «Втором продолжении» Бойль демонстрирует недовольство этим изданием и продолжает прилагать списки своих произведений в хронологическом порядке. ПРИКЛАДНАЯ ХИМИЯ Как уже отмечалось, Бойль хотел дать корпускулярную ин- терпретацию алхимическим превращениям. Нельзя забывать, 144 КРОВЬ БОЙЛЯ
ВВЕРХУ СЛЕВА: Роберт Бойль (справа) и его помощник Дени Папен беседуют входе эксперимента с воздушным насосом, гравюра 1675 года. ВВЕРХУ СПРАВА: Портрет Роберта Бойля кисти Иоганна Керсебума,около 1689 года. ВНИЗУ: Вид на Сент- Джеймсский дворец, 1715 год. В этом районе находился дом сестры Роберта Бойля, где ученый оставался до самой смерти в 1691 году. КРОВЬ БОЙЛЯ 145
что ятрохимия Парацельса также стремилась сблизить химию и медицину. Эти химики-медики XVII века стали предше- ственниками современных химиков. Хотя Бойль отстаивал не- зависимость этой науки (простирающейся, как ветвь физики, в сторону корпускулярной теории), свои знания и результаты экспериментов он использовал также и в области медицины. Для этого он задействовал оборудование своей первой лабора- тории. Рассмотрим инструменты Бойля и обозначим истори- ческий контекст. В XVII веке уже существовали некоторые приборы для измерения и наблюдения, и Бойль их активно использовал: спиртовые термометры, барометры, маятники, весы, водяные часы, анемометры, гигрометры и, разумеется, воздушные насо- сы. С другой стороны, уже появились основные инструменты экспериментальной химии: перегонные аппараты и печи. Бойль задействовал в опытах и те и другие, но также имел возмож- ность применить их для перегонки крови, чтобы в результате получить сухую кровь, которую он затем подвергал прокалива- нию и сгоранию. Говоря современным языком, дистилляция заключается в выделении из жидкостей конденсата или остатка (как в случае с кровью) через испарения. Так, если налить в стакан в одина- ковых пропорциях спирт и воду и медленно нагреть, сначала испарится спирт (78 °C), а потом вода (100 °C). В процессе пере- гонки испаряемое вещество не исчезает, а собирается в прием- нике в виде жидкости. Самым древним перегонным прибором является реторта — бутыль с искривленным горлышком, сужа- ющимся в нижней части, чтобы пропустить капли конденсиро- ванного вещества. Реторту нагревали на печи, и продукт пере- гонки попадал в приемник, называемый «ампулой». В XVI веке, например, уксусную кислоту получали из уксуса с помощью более совершенных приборов. Все инструменты, из которых состоял перегонный аппа- рат, арабы называли al-inibiq, отсюда слово «аламбик» («пере- гонный куб»). Аппарат, который использовал Бойль, состоял из трех частей — колбы с круглым основанием (куда было по- мещено вещество для перегонки), горшка для перегонки (где 146 КРОВЬ БОЙЛЯ
собирался конденсат испаряемого вещества) и системы тру- бок, по которым шел конденсированный пар. Бойль обратился к технике так называемой простой дистилляции, хотя со своим воздушным насосом он мог получить лучшие результаты, при- бегнув к технике дистилляции в вакууме. Бойль считал лабораторную работу основой медицинской практики. Он утверждал, что многие лечебные средства скорее вредны, нежели полезны, в том числе кровопускание и слаби- тельное. До нас дошла рукопись оксфордского периода, в ко- торой он критикует ортодоксальную медицинскую практику: Some Considerations and Doubts about the Vulgar Method or Practice of Phy sick («Размышления и сомнения о способе и обычной прак- тике медицины»). Однако затем до начала 1680-х годов он боль- ше не возвращался к этой теме, возможно, потому, что хотел из- бежать споров со знаменитыми врачами своего времени. Бойль предпочитал писать о методах естественной философии и объ- яснять наблюдаемые явления с точки зрения корпускулярной теории, хотя результаты его опытов могли успешно применять- ся в медицине. В 1684 году Бойль опубликовал первую рабо- ту в этой области: Memoirs for the Natural History of the Human Blood («Доклады о естественной истории человеческой крови»), ее мы рассмотрим в следующем разделе. В 1690 году он напе- чатал Medicina Hidrostatica, утверждая, что галенова медицина неспособна правильно анализировать вещество, и высказыва- ясь за установление истинной природы жидкостей, минералов и других веществ. Бойль интересовался здоровьем в целом, и очень важным трудом этого периода является Short Memoirs for the Natural Experimental History of Mineral Waters («Короткие записки о есте- ственной экспериментальной истории минеральных вод», 1685). В июле 1664 года он уже представил свои исследования о мине- ральных водах на заседании Королевского общества. В основ- ном его заботили минералы и окаменелости. Эта работа пере- кликается с книгой о целебных источниках Англии доктора Мартина Листера, опубликованной в 1682 году, а также с по- добной работой француза Самюэля Котро дю Кло, переведенной КРОВЬ БОЙЛЯ 147
на английский язык в 1684 году. В том же году статью на эту тему опубликовал в Philosophical Transactions и Уильям Петти. Ваши естественные истории неопровержимы, и они станут лучшим фундаментом будущих гипотез. Английский философ Ральф Кудворт в письме Роберту Бойлю, октябрь 1684 года Книга Бойля отвечала задачам его программы и соответ- ствовала философии Бэкона. В ней были перечислены heads — темы для научных исследований через анализ целебных вод и их геологических источников. В связи с этим Бойль пред- ложил использование цветных индикаторов и дистилляцию. Ученый лично связался с Джоном Халхедом, владельцем ку- рорта The London Spaw, и тот издал брошюры с полезными опи- саниями «выдающегося мудреца и философа, химика и медика, лорда Роберта Бойля», рекламирующими его источник. В кон- це брошюры приводилась надпись: «Неимущие могут входить бесплатно», и Бойль всей душой был согласен с этим правилом. Изучая воду, Бойль заинтересовался не только ее медицин- ским применением, но и развитием технологий. Он участвовал в проекте обессоливания воды, которым руководил его племян- ник Роберт Фицджеральд — сын его сестры Джоан Бойль и гра- фа Килдарского. Бойлю отводилась важнейшая роль в проекте, и он стал основателем этой системы. До этого в статье Saltiness of the Sea («Соленость моря»), опубликованной в Philosophical Transactions в 1673 году, он уже отмечал возможность получения питьевой воды путем дистилляции воды морской, что стало бы «огромным подарком для мореплавателей и, следовательно, для всего человечества». Уже в 1675 году первый патент на «искус- ство получения в больших количествах питьевой воды из гряз- ной и свежей воды из морской» (The Purification of Sewage and Water — «Очищение сточных вод» В. Дж. Дибдина, 1897) полу- чил Уильям Уалькот. Однако в 1678 году ему не удалось защи- тить свой проект в Парламенте. Без тени сомнения Бойль зая- вил, что столь важной темой должен заниматься специалист, и 30 апреля 1683 года о проекте было напечатано в London 148 КРОВЬ БОЙЛЯ
Gazette. Благодаря авторитету Бойля король одобрил проект. Аппарат легко устанавливался на нижней палубе корабля; при перегонке морская вода испарялась, и выделялась чистая вода. Несмотря на хорошие отзывы, которые прибор получил в раз- ных странах, он не снискал коммерческого успеха (за 11с лиш- ним лет было продано только три), возможно потому, что при перегонке все же оставался соляной осадок. Вскоре технология была улучшена. Как мы видим, Бойль стремился обратить науку на улучше- ние условий жизни человека. Он много времени отдал опытам с жидкостями человеческого тела, в частности с кровью. Уче- ный использовал в экспериментах различные приборы, хотя тогда, благодаря ряду открытий, изучение крови было довольно развитым направлением. Прежде чем рассмотреть труды Бойля на обозначенную тему, необходимо совершить небольшой экс- курс в изучение крови в XVII веке. КРОВЬ В XVII ВЕКЕ Рассмотрев труды Аристотеля и Гиппократа, Гален (130 — ок. 200) разработал теорию четырех соков. Согласно ей, в теле в разной пропорции присутствуют четыре сока (органические жидкости), и проблемы со здоровьем связаны с нарушением их пропорций. Эти четыре сока — кровь (горячая и влажная), слизь (холодная и влажная), желтая желчь (горячая и сухая) и черная желчь (холодная и сухая). В XVII веке широко приме- нялись терапии, нарушающие баланс этих соков, например кро- вопускание. Гиппократ рекомендовал кровопускание из зоны возле больного органа с целью удаления излишков соков (от- влекающий эффект) или из другой зоны тела (паллиативный эффект). Для отвлекающего кровопускания использовались пиявки или присоски, тогда как паллиативное кровопускание, которое также называлось flebotomia, совершалось при помощи скальпеля. Гален предупреждал об опасности большой крово- потери, которая могла привести к смерти. Во времена Бойля КРОВЬ БОЙЛЯ 149
к этой практике прибегали очень часто: королю Людовику XIII, например, за один год сделали 46 кровопусканий. В этом кон- тексте неудивительно, что первый материал для исследований Бойль получил в процессе собственного кровопускания, хотя и не был убежден в пользе подобного лечения. Согласно учению Галена, прием пищи влечет за собой об- разование четырех соков в результате трех процессов пищева- рения. Первое пищеварение происходит в желудке, где выраба- тываются очищенные питательные вещества, направляющиеся к печени, где происходит второе пищеварение, в результате ко- торого образуются четыре сока. Отходом после первого пище- варения является кал, после второго — моча. Венозная кровь поступает от печени к сердцу, проходя от правого желудочка к левому, где к крови примешиваются газы — воздух, поступив- ший через трахею. Из левого желудочка кровь попадает в арте- рии и через них — во все ткани и части тела, в которых потом охлаждается и свертывается. Этот последний процесс Гален на- зывал третьим пищеварением, и его результатом являются пот, волосы и ногти. Видение Галена может показаться странным. Надо отметить, что кровь не возвращается обратно в сердце, но движется постоянно. Со II до XVII века в знании о крови не наблюдалось боль- шого прогресса. Дж. ван Хорн и Томас Бартолин установили, что кровь образуется не в печени, а в сердце. Марчелло Мальпи- ги, первый итальянский член Королевского общества, открыл капилляры — микроскопические сообщения между артериаль- ными и венозными сосудами. Эти два новых открытия застави- ли всех забыть о теории Галена, и предметом исследований ста- ло закрытое кровообращение, постоянное благодаря сердечным сокращениям. Также ученые интересовались составом крови. Однако настоящую революцию произвел английский врач Уильям Гарвей (1578-1657). В 1628 году он опубликовал книгу Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis in Animalibus, которая изменила представление о кровообращении и составе крови. Он доказывал, что сердце работает как насос, качающий кровь. Работам Гарвея предшествовали труды испанского тео- лога и ученого Мигеля Сервета (1509-1553), первым описав- 150 КРОВЬ БОЙЛЯ
шего легочное кровообращение в книге Christianismi Restitutio (1553), осужденного и сожженного в Женеве за отрицание дог- мата о Троице. В главе VII своей книги Гарвей описывает пред- ставления о крови следующим образом: «Движение крови питает, дает тепло и укрепляет каждую часть, куда поступает более горячая, более совершенная, более насыщен- ная парами и, я бы даже сказал, более питательная кровь. В частях (органах) происходит обратное: кровь охлаждается, сгущается, и мы можем сказать, что она возвращается к истокам, то есть к сердцу, где скапливается как у источника и очага тела для на- гревания. Там, благодаря естественному теплу, мощному и кипу- чему сокровищу жизни, кровь снова превращается в жидкость, она пропитывается эссенциями (как бальзамом), чтобы снова рас- пределиться по телу». Как мы видим, в годы, когда Бойль проводил свои опыты, в отношении теории Галена уже отмечался определенный скеп- сис, и новые исследования развивались в верном направлении. Однако многое еще было неизвестно, по крайней мере если сравнивать с сегодняшним днем. Не было понятно, как свер- тывается кровь и почему. И Гиппократ, и Аристотель объясня- ли свертывание затвердеванием от холода; Гален полагал, что когда кровь удаляется от сердца, она теряет внутреннее тепло, и даже Гарвей считал, что кровь возвращается в сердце для того, чтобы присущее ему тепло вновь растопило ее. Гарвей также утверждал, что жизненная сила, содержащаяся в крови, испа- ряется при откачивании, поэтому она свертывается за преде- лами кровяных сосудов. Одна из проблем заключалась в том, что те немногие знания были получены в результате вскрытий. Мальпиги первым обнаружил фибрин, отвечающий за сверты- ваемость, и описал его в работе De Viscerum structura exerxitatio anatomica (1666). Он ошибся не намного, ведь свертывание — исключительно сложный процесс, в котором участвуют более десяти белков, и фибриноген образует тромбы, в основе кото- рых — фибрин. КРОВЬ БОЙЛЯ 151
В XVII веке уже начали прибегать к переливаниям крови. В 1666 году Бойль сделал переливание крови двум собакам. С людьми эта процедура проходила менее успешно. Первое переливание крови было задокументировано 15 июня 1667 го- да, французский врач Жан-Батист Дени сделал его 15-летнему юноше и почти сразу повторил этот опыт со взрослым чело- веком. Эти люди не умерли от аллергической реакции (не все группы крови подходят друг другу) только потому, что было перелито небольшое количество. Проблема стала очевидной, когда один пациентов — Антуан Моруа — скончался после не- скольких переливаний, а Дени обвинили в убийстве. Однако его освободили после того, как выяснилось, что умершего отра- вила мышьяком собственная жена. Тем не менее Дени оставил занятия медициной. В любом случае в 1670 году было запре- щено переливать кровь животных людям. Так была доказана их несовместимость. В 1902 году Карл Ландштейнер открыл че- тыре группы человеческой крови, о которых необходимо знать для успешного переливания. ИЗУЧЕНИЕ КРОВИ БОЙЛЕМ Главный труд Бойля в области медицины — Memoirs for the Natural History of the Human Blood, опубликованный в 1684 году. В нем описывается более 100 опытов по изучению физико-хи- мических свойств крови и ее составляющих. Книга посвящена Джону Локку. Не изменяя своим heads, или темам, Бойль уста- навливает порядок первостепенных и вторичных исследований. Книга поделена на четыре части, дополнена приложением, име- ет post-scriptum и несколько заключительных страниц с выво- дами. В предисловии Бойль остается верен своему стилю: он гово- рит, что может ошибаться, однако, вероятно, «все то, что извест- но сегодня о человеческой крови, обманчиво и основывается на наблюдениях, а не на опытах». Он не хочет сказать, что лю- ди, изучавшие кровь, не занимались наблюдениями, но эти на- 152 КРОВЬ БОЙЛЯ
ПЕРЕЛИВАНИЕ КРОВИ Во времена Бойля переливание крови было весьма противоречивой те- мой. С одной стороны, в результате этой процедуры возникали множество проблем, с другой стороны, медицинские исследования, основанные на опытах, продолжали развиваться. Успешные переливания крови стали возможными только благодаря открытию основных групп крови, помимо антител (система АВО) и резус-фактора (+/-)• В зависимости от этого раз- ные группы крови могут принимать и отдавать кровь разным группам, как это видно из таблицы. Например, АВ+ может принимать любую кровь, тогда как О- может отдавать любую кровь. Получа- тель Донор 0- 0+ A- A+ B- B+ AB- . AB+ ; 1 °- z 0 0 0 0 0 0 0 0+ z 0 0 0 0 0 0 А- 0 z 0 0 0 0 0 А+ z z z 0 0 0 0 В- 0 0 0 z 0 0 0 В+ z 0 0 z z 0 s АВ- 0 z 0 z 0 z E АВ+ z z z z z z z блюдения имели своей целью исследование «явлений, которые самопроизвольно поставляла сама природа», они не создавали искусственные ситуации, в которых природа подвергалась бы исследованию. Это не совсем так, поскольку к тому времени уже были произведены несколько важных опытов, тем не менее человеческая кровь еще никогда не подвергалась химическому анализу. Бойль очерчивает границы своего исследования: он не занимается ни вопросами образования крови, ни вопросами КРОВЬ БОЙЛЯ 153
кровотока: «Я решил полностью описать эту жидкость, не за- крывая ее в вены живых существ». Речь идет о примере понятия естественной истории в контексте идей Бэкона, к чему добавля- ются эксперимент и обнаружение фактов. Целью Бойля было составление каталога свойств крови без немедленного медицин- ского применения. Таким образом, это первый необходимый шаг в понимании того, как устроен организм человека. Бойль уточняет, что он исследует кровь здоровых людей, поскольку прежде чем изучать болезни, необходимо познать ее нормаль- ный состав. А значит, «темы исследований, относящихся к кро- ви, могут пролить свет в соответствующем направлении для тех, кто захочет написать историю нездоровой и испорченной крови». И действительно, пока не были открыты группы крови, невозможно было совершать успешные переливания. В первой части произведения приводится список тем для исследований первого порядка, которые «сразу же приходят в голову при первом обращении к этой теме, заслуживающей всестороннего рассмотрения». В этой книге не раз говорилось о heads и их роли в естественной истории. Напомним, что речь идет о рекомендуемых темах исследо- вания в области естественной истории. Они приводятся в пер- вой части книги Бойля. 1. О цвете артериальной и венозной человеческой крови. 2. О запахе человеческой крови и ее вкусе. 3. О тепле только что вытекшей из вены крови человека. 4. О воспламеняемости и других свойствах человеческой крови. 5. О частицах воздуха, естественным образом смешиваю- щихся с кровью и обнаруживающихся в разных ее ком- понентах. 6. Об особой массе всей человеческой крови. 154 КРОВЬ БОЙЛЯ
СОХРАНИТЬ КРОВЬ Бойля крайне занимало сохранение любого типа вещества. Например, он пытался понять, как уберечь продукты от порчи, используя воздушный на- сос. Тема номер 12. сформулированная Бойлем, касалась изучения по- лезных жидкостей для сохранения человеческой крови, которая сверты- вается чрезвычайно быстро. Эта проблема имеет огромное значение, особенно когда речь идет о непрямых переливаниях крови. Аргентинский врач Луис Аготе (1868-1954) обнаружил, что цитрат натрия позволяет избежать образования тромбов и без вреда выводится из организма. В ноябре 1914 года он осуществил первый опыт, и это стало началом новой эпохи банков крови. Независимо ту же технологию открыл бельгийский врач Альберт Хастин (1882-1967). Фотография первого непрямого переливания крови с использованием цитрата натрия в больнице Раусон, Буэнос-Айрес (Аргентина). Второй справа — Луис Аготе. 7. Об особой массе двух ее составляющих — красной (фи- брозной) и серозной. КРОВЬ БОЙЛЯ 155
8. О консистенции полной человеческой крови. 9. О тенденции человеческой крови к свертыванию и вре- мени, необходимом для этого процесса. 10. О жидкостях и солях, которые свертывают человеческую кровь. И. О жидкостях и солях, которые препятствуют разложе- нию человеческой крови, и о тех из них, которые раз- лагаются при свертывании. 12. О жидкостях и других веществах, которые сохраняют человеческую кровь. 13. О примесях в человеческой крови из-за продуктов пи- тания. 14. О самопроизвольном разложении человеческой крови на серозную и фиброзную части. 15. О разных свойствах серозной и фиброзной частей чело- веческой крови. 16. О разнице между серозными пропорциями в красной части человеческой крови. 17. Об искусственном и химическом анализе человеческой крови и в первую очередь об эссенциях. 18. О летучей соли человеческой крови и ее составе. 19. О выделенной из человеческой крови слизи. 20. О двух маслах человеческой крови. 21. 0 соли, сосредоточенной в человеческой крови. 156 КРОВЬ БОЙЛЯ
22. О terra damnata в человеческой крови. 23. О пропорциях разных веществ, химическим путем из- влеченных из человеческой крови. 24. О брожении и гниении человеческой крови. 25. О механическом использовании человеческой крови, например в сельском хозяйстве. 26. О медицинском использовании человеческой крови. 27. О химическом использовании человеческой крови. 28. О разнице крови людей разного темперамента и в раз- ных обстоятельствах: мужчины, женщины, дети, пред- ставители разных рас и так далее. 29. О сродстве и разности крови людей и разных животных, птиц, рыб и кровососущих насекомых. Бойль понимал, что его проект крайне амбициозен, и гово- рил, что эти темы могут быть усовершенствованы или объеди- нены в группы и на их полное изучение могут потребоваться ве- ка (как в итоге и случилось). В первой части он утверждает, что разработал рекомендуемые темы исследований и для других жидкостей человеческого тела (слюна, желудочный сок, лим- фа, молоко и прочее), и в качестве примера приводит рекомен- дуемые темы для исследования человеческой мочи. Этот блок тем сообщается с темами для исследования крови, поскольку автор вновь предлагает изучить цвет, запахи, массы, темпера- туры и произвести прочие виды химического анализа. На са- мом деле этот метод рекомендаций для исследований можно считать предшественником современной научной разработки узких тем. Как и в «Химике-скептике», в тезисах о крови есть много недосказанного. Сам автор отмечает: КРОВЬ БОЙЛЯ 157
«Я отдаю себе отчет в том, насколько неполная эта рапсодия, в ко- торой собраны непоследовательные сведения разных эпох, и все они описаны по отдельности». Нас не должно удивлять, что во второй части трактата предложенные 29 тем не рассматриваются. Главные из них упо- мянуты вскользь, также в этой части описаны несколько непо- следовательных опытов, которые порой ограничены простыми наблюдениями. Кроме того, приложение книги посвящено со- вершенно другой теме. Вот некоторые из опытов и наблюдений Бойля. — Тема 4. В первых четырех опытах Бойль рассматривает изменение температуры крови, извлеченной из тела. Бойль доказал, что температура крови выше температуры тела и что при извлечении она остывает, как на самом деле и происходит (температура крови в сосудах равна 38°). — Тема 5. Масло, получаемое в результате перегонки крови, возгораемое. — Тема 6. Измерение специфического веса (плотности) кро- ви — очень сложный процесс ввиду того, что при извле- чении из тела она очень быстро сворачивается. Кроме того, этот вес зависит от человека, даже заборы крови у одного и того же человека в разные дни могут дать раз- ный результат. Бойль установил, что плотность крови очень высока, в 25 раз больше плотности воды. (На самом деле плотность воды составляет 1000 граммов на литр, а плотность крови колеблется между 1050 и 1060 граммов на литр в зависимости от возраста, пола и других факто- ров.) — Тема 19. Бойль провел семь опытов с тем, что он называл летучей солью, — сегодня это вещество известно как кар- бонат аммония (NH4HCO3). Термин «летучая соль» воз- 158 КРОВЬ БОЙЛЯ
ник ввиду того, что карбонат аммония разлагается на два газа: окись углерода (IV) и окись аммиака. Бойль уста- новил, что при выделении летучей соли из крови пони- жается температура, а это свидетельствует об эндотерми- ческом процессе. С другой стороны, при добавлении в кровь эссенции селитры (азотной кислоты, HNO3) про- исходит экзотермический процесс. — Тема 21. Бойль наблюдал за цветом и определил специфи- ческий вес масел, извлекаемых из крови. Именно для этого он впервые использовал фиалковый сироп в каче- стве индикатора основных кислот. Фиалковый сироп упоминается и в других частях трактата. Как видим, в этой книге Бойль скорее описывает явления, нежели интерпретирует их, в соответствии со своей программой разработки естественных историй. Третья же часть его работы включает 17 опытов, относящихся к 16-й и 17-й темам, то есть к изучению мочи и двух составляющих охлажденной крови в со- стоянии покоя — фиброзной и серозной. Также Бойль провел множество опытов с целью изучения свертываемости. Особенно интересно использование фиалкового сиропа для определения кислот и щелочей. Бойль объясняет, что в одном из своих опы- тов он смешал для этих целей сыворотку из крови с медной стружкой и «через день смесь приобрела интенсивный голубой цвет». Он увидел, однако, что при добавлении фиалкового си- ропа смесь снова становилась зеленой, из чего сделал вывод: именно частицы летучей соли дают голубой цвет (вещества, со- держащие Си2+, — например, сульфат меди, разбавленный в воде, — производят этот характерный оттенок). Это еще один пример того, что Бойль был не только первопроходцем в обла- сти химического анализа, но также увидел связи между физикой и химией. Четвертая часть является, пожалуй, самой интересной в трактате. Осознавая нехватку знаний, характерную для своего времени, Бойль формулирует 16 вторичных тем для изучения эссенции крови. Направление, которое он задает, слишком кон- КРОВЬ БОЙЛЯ 159
кретное и глубокое для того, чтобы погружаться в него в этой книге. Достаточно вспомнить, что Бойль предложил даже не- которые медицинские использования крови, в чем проявляет- ся его ятрохимический подход, как бы он ни желал избавиться от него. Наконец, в опытах в post-scriptum проявляется еще один удивительный аспект, которому в текстах, посвященных Бой- лю, уделялось мало внимания. Целью этих опытов было изу- чение того, как холод влияет на растворение (относительно к крови, разумеется). Здесь Бойль констатирует уже известный факт: во избежание замерзания в рассматриваемую жидкость можно ввести соляной раствор (как поступают со снегом на до- рогах). В некоторых опытах мы даже можем увидеть предве- стия закона Рауля. В заключение скажем, что Бойль внес большой вклад в изу- чение крови. Во-первых, он значительно усовершенствовал про- цессы дистилляции и смог выделить как минимум три химиче- ских компонента: один — летучий, другой — масляный и третий — соленый. Во-вторых, он установил существующую связь между «эссенцией» крови и частицами воздуха. Еще в ходе своих опытов с воздушным насосом он убедился, что воздух не- обходим для живых существ. Из этого он заключил, что в про- цессах горения и дыхания участвует одно и то же главное веще- ство. ПОСЛЕДНИЕ ГОДЫ Состарившегося Бойля все больше беспокоило, что же он оста- вит потомкам. Многие его документы были утрачены из-за сме- ны писцов и помощников, смены тем, которыми он занимался, и бесконечных разъездов. В мае 1688 года он даже напечатал небольшую заметку в газете, в которой просил читателей в слу- чае, если они нашли его документы, передать их Джону Уар- ру. В том же году он издал брошюру со списком медицинских рецептов, которая, однако, не сохранилась. Это был открытый список, который мог использовать кто угодно. Всю жизнь Бойль 160 КРОВЬ БОЙЛЯ
ЦВЕТ КРОВИ Бойль был прав, когда искал причины происходящих в веще- стве явлений в частицах, из ко- торых оно состоит. Как и многие ученые, занимавшиеся медици- ной, он заметил, что венозная кровь — темно-красного цвета, тогда как артериальная кровь — алая. Бойля посетила счастливая догадка, что многие химические явления можно свести к физиче- ским процессам. Как мы знаем, эритроциты отвечают за доступ кислорода в кровь. Гемоглобин, входящий в состав эритроцитов, образован из четырех полипеп- тидных цепочек, каждая из кото- рых имеет свой гем. Центр каж- дой гем-группы занят дважды ионизированным железом, или Fe2+. Характерный красный цвет крови объясняется излучением этими четырьмя атомами железа в каждой гем-группе, которая выделяется из всех соседних атомов. При соединении гем-группы с кислородом образуется оксигемоглобин, что и определяет алый цвет артериальной крови. При потере кислорода цвет будет более темным (венозная кровь). У некоторых животных кровь имеет другой цвет: у ряда ракообразных в крови вместо гемоглобина — гемоцианин, который содержит атом меди, придающий крови голубой цвет. Изображение гем-группы. искал лекарства, которые оказались бы доступными и бесплат- ными для всего населения. Этот перечень лекарств был син- тезом его исследований, в основе которых содержалось стрем- ление улучшить условия жизни человека, пусть даже мотивы ученого были религиозными. Похоже, Бойль осознавал, что жизнь подходит к концу, поскольку в 1691 году была издана его последняя книга, полное собрание сочинений — Experimentae et Observationes Physicae, — включающее статьи о магнетизме, химии, изменении цвета и бриллиантах. КРОВЬ БОЙЛЯ 161
В последние годы визиты в дом Бойля стали настоящим со- бытием, однако знаменитого аристократа начала тяготить ак- тивная общественная жизнь. Бойлю было уже больше 60 лет, он чувствовал, что дела, заботы, болезни и посетители не оставля- ют ему время на себя. Он решил установить приемные часы и вывесил их на двери (табличка сохранялась до 1740 года): Бойль принимал по утрам в четверг и пятницу и днем в среду и субботу. Словно зная, что смерть недалеко, летом 1692 года он привел в порядок свои дела. В июне того же года он много гово- рил с Гилбертом Бернетом, епископом Солсберри, и с Эдвардом Стиллингфлитом, епископом Уорчестера. Благодаря Джону Уарру сохранились свидетельства этих встреч. В июле Бойль снова принялся за работу над очередным философским трудом, одним из самых подробных из всех, что он написал. Этот список лег в основу Works, которые в 1744 году подготовит Томас Берч. В сентябре он занялся разбором своих бумаг, сегодня известных под названием Boyle Papers, — он хранил их в коробках, сумках, в рулонах на полках. Ученый написал завещание 18 июля 1691 года, поскольку его состояние ухудшилось. Все документы он оставил своей се- стре Кэтрин, тогда как собственность в Ирландии перешла к брату Ричарду, графу Бурлингтонскому. Каждому из братьев Бойль завещал по таинственной колбе. Кроме того, он упомянул многих членов семьи и друзей: брата Френсиса, Гилберта Бер- нета, Роберта Гука, Эдмунда Кинга, слугу Джона Николлса, ма- жордома в Столбридже, а также многочисленных писцов и по- мощников. Свою коллекцию минералов Бойль завещал Королевскому обществу. Душеприказчиками он назначил брата Ричарда, леди Ранелаг и Джона Уарра. Однако леди Ранелаг умерла 23 декабря 1691 года, поэтому ее сменил коллега Бойля из New England Company сэр Генри Ашерст. Как и ожидал Бойль, к концу 1691 года его здоровье уже вызывало тревогу. В октябрьском письме к своему окулисту, Добни Тербервиллю, он сообщает, что в последние годы его зрение стало намного хуже; он видел «тонкий туман или дым» вокруг предметов. Смерть сестры Кэтрин 23 декабря прибли- зила и его собственный уход: лорд Роберт Бойль умер утром 162 КРОВЬ БОЙЛЯ
БОЙЛЕВСКИЕ ЛЕКЦИИ В своем завещании Бойль оставил средства для ежегодных христианских лекций, нацеленных против атеистов и «неверных». Первым оратором был выбран английский филолог Ричард Бентли (1662-1742), первая лек- ция — A Confutation of Atheism («Об опровержении атеизма через проис- хождение и структуру мира») — состоялась в 1692 году. В следующие ме- сяцы прошли еще семь лекций. Благодаря им Ричард Бентли получил четыре благодарственных письма от Исаака Ньютона, поскольку теолог использовал его Principia и другие научные дисциплины, чтобы распро- странить свое опровержение атеизма. Лекции прекратились только в XX веке, но в 2004 году были возобновлены в церкви Сент-Мэри-ле-Боу. 31 декабря 1691 года. Его похоронили рядом с сестрой 7 января 1692 года в церкви Святого Мартина. Гилберт Бернет на похо- ронах прочитал речь, которая изменила представление многих об этом ученом. Он подчеркнул «мудрость, знания и радость» Бойля, говорил о его семье и религиозности, упоминал о его многочисленных дарах и благих делах. Бернет также отметил роль Бойля в развитии естественной истории и открытии яв- лений природы. Бернет смог понять главное об этом человеке, который поклонялся науке и Богу, об этом аристократе, кото- рый преодолел существующее расстояние между средневеко- вой псевдонаукой и современным эмпирическим методом. КРОВЬ БОЙЛЯ 163

Приложение ОСНОВНОЙ ПРИНЦИП ГИДРОСТАТИКИ Опыт с трубкой Торричелли может быть описан математиче- ски с точки зрения основного принципа гидростатики, согласно которому давление внутри жидкости подчиняется алгебраиче- скому выражению Р = d • g h, где d — плотность жидкости, g — гравитационное ускорение, a h — глубина в точке, в которой нужно узнать давление. Прийти к этому выражению через определение силы-тяже- сти сегодня легко, но это было невозможно для Торричелли и его современников: Fnwjr = zzz-g, где т является массой предмета. Представим цилиндр, погружен- ный в жидкость (см. рисунок), высотой А и с основой поверх- ности 5. Каков вес этого вообра- жаемого цилиндра? Для ответа на данный вопрос мы должны знать его массу. 165
Поскольку у нас есть данные d (плотность жидкости), h (высота) и S (площадь основы), через определение плотности мы можем получить массу из этих известных данных: d= — ^>m = V -d^m = S-h-d, где объем цилиндра рассчитывается как произведение площади его основы (5) на его высоту (Л). Нам остается только ввести в уравнение, найденное выше, выражение массы через силу-тя- жесть: Гтяж = т-дчРтяж = Shdg. Помня о том, что давление определяется через силу, делен- ную на площадь, S мы можем, наконец, получить P=d g h. ОПЫТТОРРИЧЕЛЛИ Результаты опыта Торричелли легко доказать через получен- ное выше выражение. Очевидно, что давление жидкости будет меньше, если анализируемая нами точка окажется ближе к по- верхности. Атмосферное давление места, таким образом, зави- сит от высоты, то есть чем больше высота, тем ближе мы будем находиться к «краю» атмосферы и тем меньше будет показа- тель h в выражении Р = d g h. Применим эту формулу к трубке Торричелли, чтобы рас- считать давление в нормальный день. Ученый определил давле- ние на основе высоты, которой достигал ртутный столб, получив на самом деле первый в истории барометр. Плотность ртути равна 13600 кг/м3, гравитационное ускорение — 9,8 м/с2, а вы- сота, которой достигал столб, — 76 сантиметров. Чтобы прове- 166 ПРИЛОЖЕНИЕ
рить давление, которое мы будем измерять в паскалях (Ра) — единице измерения давления в Международной системе единиц измерения, — введем эти значения в следующее математическое выражение: Р = 1,36 • 104 Д- • 9,84-7,6 • 10-* м = 1,013 105Ра. м3 с2 Отсюда определяем единицу атмосферного давления та- ким образом, что 1 единица атм равна 1,013 -105 Ра. СТОЛБ ВОДЫ На основе вышеперечисленного можно доказать, что нельзя выкачать воду из насоса на высоте больше 10 метров. Исходные данные таковы: 1000 кг/м3 (плотность воды, d), 9,8 м/с2 (грави- тационное ускорение, g) и 1,013 Ю5 Ра (нормальное атмосфер- ное давление, Ра). Применив основной принцип гидростатики, мы можем получить выражение для расчета высоты водяного столба в опыте Торричелли (соответствующем воздушному насосу): P = dgh^h = Р dg , 1,013-105Ра inQ » h = —= 10,3 м. 103кг/м3 -9,8м/с2 На самом деле водяной столб достигнет высоты 10,3 метра. ЗАКОНЫ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ Закон Бойля — только один из трех законов идеальных газов. Во всех трех законах участвуют три переменные: давление (Р), температура (Г) и объем (V). В каждом из них одна переменная становится постоянной. В случае закона Бойля это температура, хотя сам ученый и не осознавал этого факта. ПРИЛОЖЕНИЕ 167
Закон Бойля — Мариотта (Т= постоянная): Р- V= kv Закон Чарльза (Р = постоянная): V т Закон Гей-Люссака (V = постоянная): Р Т - ^з- Эти три закона дополняет закон Авогадро, согласно кото- рому при постоянных температуре и давлении объем прямо пропорционален числу молекул газа (и): V Закон Авогадро: (Р, Т= постоянные): — = к4. п Все эти данные могут быть объединены одной формулой, знаменитым уравнением идеального газа (R — универсальная постоянная идеальных газов): P-V=n-R-T. ТЕМПЕРАТУРА БОЙЛЯ Этот термин относится к температуре, при которой газ ведет себя аналогично идеальному газу, хотя Бойль и не сформулиро- вал этого. На самом деле идеальных газов не существует, но при некоторых условиях газ может рассматриваться как идеальный. Уравнение реального газа выражается с бесконечным количе- ством членов: P-_R T V V2 V3 \ m m m Если все последующие члены после В2(Т) (включая послед- ний) очень малы, то получается уравнение идеального газа, в ко- тором объем Vm является молярным объемом ( Vm = V/n). Это то, что происходит при так называемой температуре Бойля, мате- матическое выражение которой следующее: 168 ПРИЛОЖЕНИЕ
В некотором смысле термин «температура Бойля» — дань уважения Бойлю. Уравнение напоминает закон Гука об упру- гости пружины или любого другого упругого предмета, но оно действует не для любой силы; существует момент — так называ- емый предел упругости, — в котором материал не следует этому закону. Бойль говорил о воздухе в своем труде об упругости, с самого начала осознавая их сходство. Однако он обнаружил, что его закон пропорций не соблюдается при очень высоком давлении. ПРИЛОЖЕНИЕ 169

Список рекомендуемой литературы Boyle, R., El qutmico esceptico, Edition de Javier Ordonez у Natalia Perez-Galdos, Barcelona, Critica, 2012. —: Ensayospara una historia natural de la sangre humana, Tra- duction у estudio preliminar de J. Beltran Serra, Castellon, Universitat Jaume I, 2011. Gamow, G., Biografia de la fisica, Madrid, Alianza Editorial, 2007. Gribbin, J., Historia de la ciencia, 1543-2001, Barcelona, Critica, 2003. Hunter, M., Boyle. Between God and Science, Londres, Yale Uni- versity Press, 2010. Shapin, S. y Shaffer, S., El Leviathan у la bomba de vacio, Buenos Aires, Princeton University Press, 1985. Soli's, C., Robert Boyle. Quimica, fisica у filosofiamecdnica, Madrid, Alianza Editorial, 1985. 171

Указатель Filalete, Ireneo (Кроткий любитель истины) 49 funiculus («нить») 92 Philaretus 20,22,30,31,35 Philosophical Transactions 10, 54, 55, 130,138,143,148 Авогадро, закон 168 алхимия 8,10,61,67,107,112,113, 117,118,139-142 Альстед, Иоганн Генрих 33 Амель, Дж. Б. дю 144 Аристотель 24,92,111-117,127,128, 149,151 Архимед 73 атомизм 10, 114-116 Ашер, Джеймс 49 Ашерст, Генри 162 Балиани, Джованни Баттиста 74 Бартолин, Томас 150 Беднедж, Томас 23 Беккер, Иоганн Иоахим 143 Бентли, Ричард 163 Бернет, Гилберт 20,137,162,163 Бернулли, Даниил 113 Берч, Томас 140,162 Бойль, закон 10,11,13,36,69,73,82, 95-97,101-104,113,167,168 Бойль, Френсис (брат) 13,19, 20, 23, 24,26, 27,32,34,49,163 Больцман, Людвиг ИЗ, 116 Браункер, Уильям 104,131 Бургиньон, Юбер-Франсуа (см. Гра- велот) 105 Бэкон, Френсис 9,43,48,57,58,61- 63,66,73,86,91,127,131,148,154 вакуумный насос 78-89 ван Гельмонт, Ян Баптист 47,48,112, 115 ван Хорн, Дж. 150 Везалий, Андреас 7 воздух 7,10,11,13,26,48,65,68,69, 71,73-91,93-99,102,104,105, 111,112,116,122,123,126,127, 130,131,138,139,144,150,156, 161,162,169 воздушный насос 9,10,13,58,65,69, 71,73,74,79-85,88,93-96,105, 115,127,130,136,138,144,145, 147,155,162,167 газ 11,48,91,96,97,102,103,113,126, 150,159,167-169 Гаймор, Натаниэль 47 Гален 8,149-151 Галилей, Галилео 7,9,31,52,56,57, 60,61,73,74,77,105 Гарвей, Уильям 47,50,52,150,151 Гассенди, Пьер 37,110,114-115 Гей-Люссак, закон 168 Гиппократ 150,152 173
Глаубер, Иоганн Рудольф 128 Гленвилл, Джозеф 127,142 Гоббс, Томас 13,91,92,94,139 Говард, Энн 27,38 Гравелот 105 Грешем-колледж 127 Гриторекс, Ральф 80 Гук, Роберт 9,10,12,13,48,52, 72,80, 84,91,104,128,130,136,143,164 Гюйгенс, Христиан ИЗ, 130,144 Д’Авити, Пьер 30 Данкертс, Хендрик 136 Декарт, Рене 43,58,61,76,110,114, 115 Дени, Жан-Батист 152 Джоан (сестра) 18,148 Джоан (урожденная Эпслей, первая жена графа) 17,18 Джонс, Ричард (племянник) 81 Дибдин, В. Дж. 148 Дигби, Роберт 17,18 Диоген Лаэртский 31,110 Диодати, Джованни 27 дистилляция 45,126,143,146-149, 161 Дьюри, Джон 37 закон Бойля — Мариотта 99,168 закон Гука 72,169 Зеннерт, Даниэль 114 золото 48,140,143 Ивлин, Джон 22,38,39,55,105, 144 каббала 141 камера-обскура 34,35 Карнид 118-122 Кеплер, Иоганн 7,61 Киллигрю, Элизабет 27 Кинг, Эдмунд 162 Кло, Самюэль Котро дю 147 Клодиус, Фредерик 50 Клотворси, Джон 34 Коменский, Ян Амос 37 Королевское общество 9-11,13,36, 38,39,54, 55,62,91,92,104,119, 126-127,130,131,136,143,148, 151,163 корпускулярный 8,10, 53,56,58,94, 112? 113,114,116,146,147 Кросс, Джон 51 кружок Хартлиба 11,34,38,40, 45-47,81,128 Кудворт, Ральф 148 Кун, Томас 61 Кэрью, Роберт 23, 24 Кэтрин (мать) 18 Кэтрин (сестра) (см. также леди Ра- нелаг) 12,13,19-21,34,38,45,81, 82,135,136,138,163,164 лаборатория 9,11,45,46,52,80,121, 122,124,136,144,146,147,149, 163 Лавуазье, Антуан 10,124 Лайнус (в те времена Лайн), Френ- сис 91,94, 95,139 Ландштейнер, Карл 152 Лауэр, Ричард 135 леди Ранелаг (см. также Бойль, Кэ- трин) 21,34,36,45,81,135,136, 162 Листер, Мартин 148 Локк, Джон 52-53,126,135,152 Льюис (брат) 19, 24, 27,32 Людовик XIII 150 Магалотти, Лоренцо 22 Майлс, Генри 140 Максвелл, Джеймс Клерк 54,113,116 Мальпиги, Марчелло 151 Мариотт, Эдм 95,99,168 Маркомб, Исаак 22, 27, 28,30,31,32, 34,38 Мерсенн, Марен 37,76,110 Меснилле, Жорж 140 микроскоп 9,46,47,116 Молино, Томас 22 Мориаэн, Иоганн 46 Незримая коллегия (Философская коллегия) 38 Нейлор, Роберт 17 Николлс, Джон 162 Ньютон, Исаак 7,49,54,61,85,97, 113,140,163 Ольденбург, Генри 54,55,81,130, 140,144 опыт 7-11,13, 21, 22,33,34,38,39,43, 45,47,48,50,54,56-58,61,63-66, 71-96,98,99,101-103,105,112, 174 УКАЗАТЕЛЬ
116-118,121,122,125-131,136, 138,142,144,145,149,152-154, 158-160,167 Папен, Дени 130,144,145 Парацельс 10,48,111,112,114,116, 117,119,122,146 паскаль (единица измерения) 167 Паскаль, Блез 76-78,86,87,92,93, 128,130 Паскаль, Этьен 76 Пауэр, Генри 105 перегонный куб 149 Пети, Пьер 76 Петти, Уильям 37,50,148 печь 45,46,123,146 Пиррон из Элиды 109,129 Платон 119 Поуп, Вальтер 81 превращение 141-142 Пьер, Жорж 140-142 Рауль, закон 160 Рен, Кристофер 52,53,89,115,127, 132 Рич, Мэри 19,135 Ричард (брат) 26,81,162 Ричард (отец) 17-19, 21, 23,32 Риччи, Микеланджело 76 Роджер (брат) 18,19, 24, 27 ртуть 75-77,82,87-92,94-96,98,99, 101,102,111,115,123,140,165, 166 Сальмон, Уильям 144 Сейлер, Дж. В. 140,142,143 Сервет, Мигель 150 Слэр, Фредерик 51,136,143 Спрат, Томас 105 Стабб, Генри 136 Старки, Джордж 47,49,140 Таунли, Ричард 104 телескоп 9,41,47,60,105,141 Темиций 119,122 Тербервилль, Добни 164 Торричелли, Эванджелиста 52,69, 73-78,84,87,89,92,94,98,103, 165-167 Трисмегист, Гермес 46 Уилл кине, Джон 51-53,127 Уоллис, Джон 39,51,89 Уорд, Джон 51,89 Уорсли, Беньямин 37,45,128 Уоттон, Генри 22-24,27 Фейсорн, Уильям 58,105 Фелл, Джон 135 Филипон 119,122 философская ртуть 48,140 философский камень 46,107,121 философское золото 112 Фицджеральд, Роберт (племянник) 148 фон Герике, Отто 78-80,92,93 Халхед, Джон 148 Хантер, Майкл 52,67 Хартлиб, Сэмюэл 36,37,38,44,50, 52,55,80 химия 7,10,47,48,62,64,67,68,107, 111,112,114,115,117,118,124, 125,128,133,136,143,146,157, 158,160,162 Холл, Джон 37 Холлар, Вацлав 105 Цельс, Авл Корнелий 112 Цицерон, Марк Туллий 120 Чарльз, закон 91,168 Шедуэл, Томас 77,136 Шотт, Гаспар 78,93 Шталь, Петер 54 элемент 10,33,48,61,73,76,111,112, 114,117-119,121-124 Элютерий 119,121 Эмпедокл 111 Эпикур 114,115 Юнг, Иоахим 114 ятрохимия 111,121,146 УКАЗАТЕЛЬ 175
Наука. Величайшие теории Выпуск № 45, 2015 Еженедельное издание РОССИЯ Издатель, учредитель, редакция: ООО «Де Агостини», Россия Юридический адрес: Россия, 105066, г. Москва, ул. Александра Лукьянова, д. 3, стр. 1 Письма читателей по данному адресу не принимаются. БЕЛАРУСЬ Импортер и дистрибьютор в РБ: ООО «Росчерк», 220037, г. Минск, ул. Авангардная, 48а, литер 8/к, тел./факс: + 375 (17) 331 94 41 Телефон «горячей линии» в РБ: ® + 375 17 279-87-87 (пн-пт, 9.00-21.00) Адрес для писем читателей: Республика Беларусь, 220040, г. Минск, а/я 224, ООО «Росчерк», «Де Агостини», «Наука. Величайшие теории» Генеральный директор: Николаос Скилакис Главный редактор: Анастасия Жаркова Старший редактор: Дарья Клинг Финансовый директор: Полина Быстрова Коммерческий директор: Александр Якутов Менеджер по маркетингу: Михаил Ткачук Младший менеджер по продукту: Елизавета Чижикова Для заказа пропущенных выпусков и по всем вопросам, касающимся информации о коллекции, обращайтесь по телефону «горячей линии» в Москве: ® 8-495-660-02-02 Телефон бесплатной «горячей линии» для читателей России: ® 8-800-200-02-01 Адрес для писем читателей: Россия, 150961, г. Ярославль, а/я 51, «Де Агостини», «Наука. Величайшие теории» Пожалуйста, указывайте в письмах свои кон- тактные данные для обратной связи (теле- фон или e-mail). Распространение: ООО «Бурда Дистрибью- шен Сервисиз» Свидетельство о регистрации СМИ в Феде- ральной службе по надзору в сфере связи, ин- формационных технологий и массовых ком- муникаций (Роскомнадзор) ПИ № ФС77- 56146 от 15.11.2013 УКРАИНА Издатель и учредитель: ООО «Де Агостини Паблишинг», Украина Юридический адрес: 01032, Украина, г. Киев, ул. Саксаганского, 119 Генеральный директор: Екатерина Клименко Для заказа пропущенных выпусков и по всем вопросам, касающимся информа- ции о коллекции, обращайтесь по телефону бесплатной горячей линии в Украине: ® 0-800-500-8-40 Адрес для писем читателей: Украина, 01033, г. Киев, а/я «Де Агостини», «Наука. Величайшие теории» Украша, 01033, м. Кшв, а/с «Де Агоспш» Свидетельство о регистрации печатного СМИ Государственной регистрационной службой Украины КВ № 20525-10325Р от 13.02.2014 КАЗАХСТАН Распространение: ТОО «Казахско-Германское предприятие БУРДА-АЛАТАУ ПРЕСС» Казахстан, г. Алматы, ул. Зенкова, 22 (уг. ул. Гоголя), 7 этаж. ®+7 727 311 12 86, +7 727 311 12 41 (вн. 109), факс: +7 727 311 12 65 Издатель оставляет за собой право изменять розничную цену выпусков. Издатель остав- ляет за собой право изменять последователь- ность выпусков и их содержание. Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного электронного оригинал-макета в ООО «Ярославский полиграфический комбинат» 150049, Ярославль, ул. Свободы, 97 Формат 70 х 100 / 16. Гарнитура Petersburg Печать офсетная. Бумага офсетная. Печ. л. 5,5. Усл. печ. л. 7,128. Тираж: 20 000 экз. Заказ № 1514740. © Eugenio Manuel Fernandez Aguilar, 2014 (текст) © RBA Collecionables S.A., 2014 © ООО “Де Агостини”, 2014-2015 ISSN 2409-0069 (12+) Данный знак информационной про- дукции размещен в соответствии с требова- ниями Федерального закона от 29 декабря 2010 г. № 436-ФЗ «О защите детей от ин- формации, причиняющей вред их здоровью и развитию». Коллекция для взрослых, не подлежит обя- зательному подтверждению соответствия единым требованиям установленным Тех- ническим регламентом Таможенного союза «О безопасности продукции, предназначен- ной для детей и подростков» ТР ТС 007/2011 от 23 сентября 2011 г. № 797 Дата выхода в России 14.11.2015
Роберт Бойль родился в XVII веке, в эпоху, когда себе прокладывали доро- гу рациональное мышление и научное знание. Несмотря на то что филосо- фия и наука в то время представляли собой единое целое, этот ирландский аристократ, защитник теории превращения металлов, смог указать путь, по которому в дальнейшем развивалась современная химия. Хотя у Бойля было немало интересов и он много времени посвятил медицине, религии и паранормальным явлениям, в основном его научные исследования каса- лись темы воздуха. Плодом трудов в этой области стал так называемый «закон Бойля», согласно которому чем большее давление испытывает газ при постоянной температуре, тем меньший он занимает объем. Рекомендуемая розничная цена: 289 руб.