Призма и маятник. Десять самых красивых экспериментов в истории науки

Криз Роберт

Платон называл красоту проявлением идеального в сфере зримого. Красота есть сияние, которое излучают истинные и благие вещи, проявляясь в мире, населенном и воспринимаемом смертными человеческими существами. Это сияние одновременно просвещает, влечет к себе и доставляет чувство удовлетворения. Высшие сферы бытия предстают перед любителями мудрости в виде красоты. По этой причине, полагал Платон, любовь к знанию не отвергает, а развивает чувство прекрасного, так как развитие и углубление в себе чувства прекрасного есть одновременно и более глубокое постижение истины.

Мир никогда не бывает полностью прозрачным, мы взираем на него сквозь призму усвоенных нами исторических и культурных стереотипов, которые многое открывают, но и многое скрывают от

нас. Однако в мире встречается и то, что можно назвать прекрасным, то, что способно указать нам правильный путь из плена ложных представлений и невежества. Прекрасное, замечает Платон в «Пире», раскрывает перед нами мир, и надо все время, «словно бы по ступенькам, подниматься ради прекрасного вверх… пока не познаешь, что же это – прекрасное»175.

Ступени и переходы переносят нас из одного места в другое. Место человека в мире не фиксировано, оно меняется. Каждый из нас, поднимаясь вверх, достигает более глубокой связи со своим собственным «я» и с окружающим миром и благодаря этому становится в большей степени человеком. Таким образом, постижение красоты научных экспериментов помогает нам обрести более оригинальное и фундаментальное чувство прекрасного.

...

«Ученый изучает природу не потому, что извлекает из этого какую-то пользу. Он исследует ее потому, что получает от этого удовольствие, а получает удовольствие потому, что она прекрасна. Если бы природа не была прекрасна, ее не было бы смысла изучать, и если ее не было бы смысла изучать, то и наша жизнь лишилась бы всякого смысла».

Анри Пуанкаре

Примечания автора [19]

Вступление

Момент перехода

1 Популярное описание этого эксперимента приводится в: Crease R. P., Mann C. C . The Second Creation: Makers of the Revolution in Twentieth-Century Physics. New Brunswick, N.J.: Rutgers University Press, 1996. P. 386–390.

2 Замечания Уотсона можно найти в книге: McElheny V . Watson and DNA: Making a Scientific Revolution. Cambridge, Mass.: Perseus, 2003. P. 52. Относительно замечаний Милликена см. главу 8.

3 Первая цитата из Вайскопфа взята из книги: Cole K. C . The Universe and the Teacup: The Mathematics of Truth and Beauty. New York: Harcourt Brace, 1988. P. 184 (дата приведена по сведениям, полученным из личной беседы). Вторая цитата из Вайскопфа взята из книги: Physics and Society: Essays in Honor of Victor Frederick Weisskopf by the International Community of Physicists / V. Stefan (ed.). New York: Springer, 1998. P. 41.

4 Харди Г. Г. Апология математика / Пер. Ю. А. Данилова. Ижевск: РХД, 2000. По поводу красивых уравнений см.: It Must Be Beautiful: Great Equations of Modern Science / G. Farmelo, (ed.). London: Granta Books, 2003.

5 См.: Faraday M . The Chemical History of the Candle. New York: Viking, 1963. Lecture 1.

6 Не имеет принципиального значения, изображаем ли мы этот процесс как ответ Вселенной на наши вопросы (в соответствии с классическими представлениями о научном исследовании) или как возвращение нам наших собственных слов (как представляют его социальные конструктивисты). Существенно то, что проведение эксперимента обеспечивает получение новых смыслов, а этого не замечают обе приведенные выше метафоры. См.: Crease R. P . Hermeneutics and the Natural Sciences: Introduction // Hermeneutics and the Natural Sciences / Robert P. Crease (ed.). Dordrecht: Kluwer, 1997. P. 259–270.

7 Марк Твен. «Простаки за границей, или Путь новых паломников», пер. И. Гуровой.

8 Шиллеровская концепция прекрасного обсуждается в его книге «Письма об эстетическом воспитании человека». См. также: Emerson R. W . Essays & Poems. New York: Literary Classics of the United States, 1996. P. 931.

9 Crease R. P . The Most Beautiful Experiment // Physics World. May 2002. P. 17 & Sept. 2002. P. 19–20.

10

Эксперимент Эратосфена входит в программу старших классов многих школ, обсуждается в популярном телесериале Карла Сагана «Космос» и является темой книги для детей. Эксперимент Галилея на Пизанской башне был воспроизведен на Луне командой космического корабля «Аполлон-15». Эксперимент Галилея с наклонной плоскостью, который проходят на уроках в средней школе, включен в оперу Филипа Гласса «Галилео Галилей». Значение экспериментов Исаака Ньютона с призмами горячо обсуждалось поэтами и писателями на протяжении восемнадцатого и девятнадцатого столетий. Маятник Фуко является важным культурным символом благодаря своему присутствию во многих общественных местах, включая здание штаб-квартиры ООН в Нью-Йорке, и появляется по крайней мере в двух романах, один из которых – бестселлер Умберто Эко «Маятник Фуко». Два описанных в книге эксперимента – эксперимент Милликена и эксперимент Резерфорда (в ходе которого было открыто атомное ядро) – стали предметом известных и довольно неоднозначных работ, написанных историками науки. Впечатляющие и весьма популярные фильмы были созданы двумя группами ученых, которые провели двухщелевой эксперимент, иллюстрирующий квантовую интерференцию с отдельными электронами. Обсуждение упомянутого эксперимента (наряду с обсуждением двухщелевого эксперимента со светом, проведенного Юнгом) присутствует в пьесе Тома Стоппарда «Хэпгуд». Ну, и так далее.

Глава 1. Измеряя мир

Эратосфен и земная окружность

11 Аристотель . О небе. [298a19-21]. Цитаты из Аристотеля здесь и далее даны в пер. Н. В. Брагинской, Т. А. Миллер, А. В. Лебедева, В. П. Карпова.

12 Там же. [298а16-18].

13 Названные источники включают сочинения Клеомеда, Марциана Капеллы, Страбона, Плиния, Элия Аристида, Гелиодора, Сервия и Макробия. С отрывками можно познакомиться в: Gratwick A. S . Alexandria, Syene, Meroe: Symmetry in Eratosthenes’s Measurement of the World // The Passionate Intellect: Essays in the Transformation of Classical Traditions / L. Ayres (ed.). New Brunswick: Transaction Publishes, 1995. См. также: Diller A. The Ancient Measurements of the Earth // Isis. 1949. Vol. 40. P. 6–9; The History of Cartography / Harley J. B. , Woodward D. (eds.). Vol. 1. Chicago: University of Chicago Press, 1987. P. 148–160.

14 Элий Аристид. Цит по: Gratwick . Op. cit. P. 183.

15 Yee C. K.K. Taking the World’s Measure: Chinese Maps Between Observation and Text // The History of Cartography / Harley J. B. , Woodward D. (eds.). Vol. 2, Book 2. Chicago: University of Chicago Press, 1994. P. 96–127 (см. p. 97).

16 Плиний . Естественная история. Книга II.

Интерлюдия

Почему наука прекрасна?

17 Ruskin J . Modern Painters, Ed. and abridged by D. Barrie. Great Britain: Ebenezer Baylis & Son, 1967. P. 17. [Рус. изд.: Джон Рескин. Современные художники. Общие принципы и правда об искусстве. М., Типография Товарищества А. И. Мамонтова, 1901.]

18 К примеру, в книге «Научные понятия» Ллойд Моц и Джефферсон Уивер пишут об отдельных примерах красоты в естественных науках, но предупреждают, что «возведение наших эмоций и ощущений на уровень научных истин способно исказить саму природу научной истины и открыть ворота мистицизму и метафизике, которым не должно быть места в науке» ( Motz L., Weaver J . The Concepts of Science. New York: Plenum, 1988. P. 12).

19 Cather W. Portraits and Landscapes. Цит. по: Writers on Artists // D. Halpern (ed.). San Francisco: North Point Press, 1988. P. 354.