Глава 10

“Кутлеровские лекции” и “Посмертные труды”

На заседании Королевского общества 14 декабря 1666 г. сэр Уильям Петти сообщил о том, что сэр Джон Кутлер, “проявив особенную доброжелательность по отношению к м-ру Гуку”, решил основать для него “новые лекции” с оплатой в 50 фунтов в год *.

17 января 1667 г. Гук дал Королевскому обществу следующее обязательство:

Содержание “Кутлеровских лекций” было очень разнообразно и во всяком случае существенно превосходило основные их темы. Однако в одном они сходятся: в неистощимой изобретательности их автора. Как уже упоминалось, важной стороной деятельности Гука было изобретение различных научных инструментов. По мнению профессора Андраде, в этом отношении Гук несомненно превосходит любую другую фигуру в истории науки.

Телескоп е часовым приводом

Но содержание этой лекции гораздо богаче спора между Гуком и Гевелиусом. Гук описывает спроектированный им телескоп с часовым приводом. Неизвестно, был ли этот телескоп построен: по всей видимости, оп остался лишь в проекте, но во всяком случае и идея и ее выполнение были продуманы Гуком достаточно полно. По мысли Гука, телескоп должен приводиться в движение с помощью конического маятника.

Здесь же Гук упоминает и о вычислительной машине своего изобретения.

Пятая лекция носит название “Лекции и коллекции”; она делится на две части: “Комета” и “Микроскоп”. Первая часть посвящена наблюдениям кометы, виденной в апреле 1677 г., а также некоторым наблюдениям комет 1664 и 1665 гг., изложению гипотезы Рена и поставленной им геометрической задачи относительно движения этих комет, а также изложению наблюдений Бойля и некоторых других ученых. Вторая часть содержит микроскопические наблюдения, которыми Гук уже ряд лет не занимался по причине слабости зрения. Однако после того как получил от Левенгука два письма с сообщением о его последних исследованиях, в которых тот обнаружил в воде “маленьких животных” (инфузорий и бактерий), Гук опять решил проверить эти наблюдения. Он провел ряд экспериментов и исследовал перечную воду (повторив наблюдения Левенгука), а также воду, настоянную на пшенице, ячмене, овсе, и наблюдал в этой воде “разных мелких животных”, о чем и доложил Королевскому обществу. Затем он повторил и подтвердил наблюдения Левенгука над кровью, молоком и желчью. Он включил также в свою лекцию общее “Рассуждение и описание микроскопов”.

Лекцию завершали замечания относительно некоторых анатомических наблюдений.

Здесь же Гук вводит понятия конгруэнтности и неконгруэнтности тел.

“Под конгруэнтностью и пеконгруэнтностью,— пишет Гук,— понимаю я соответствие или несоответствие тел касательно их величин и движений. Те тела, которые я полагаю конгруэнтными, содержат частицы одной и той же величины и одинаковой скорости или же гармонические отношения величины и скорости. Я считаю неконгруэнтными те тела, которые не имеют ни одинаковой величины, ни той же степени скорости, ни гармонического отношения величины и скорости.

Я предполагаю затем, что чувственный мир состоит из тела и движения. Под телом я понимаю нечто, что воспринимает и передает движение или перемещение. Об этом я не могу иметь иного суждения, ибо ни протяженность, ни количество, ни твердость, ни мягкость, ни жидкость, ни жесткость, ни разрежение, ни уплотнение являются свойствами не тела, но движения или чего-то связанного с движением.

Под движением я понимаю не что иное, как способность или тенденцию передвижения тела соответственно различным степеням скорости.

Эти два феномена всегда уравновешивают одно другое во всех действиях, явлениях и феноменах природы, и поэтому нет ничего невозможного, что они в сущности могут быть одним и тем же. Ибо малое тело в большом движении эквивалентно большому телу в малом движении относительно их чувственного воздействия на природу.

Я предполагаю далее существование тонкого вещества, которое включает и пропитывает все другие тела, которое является растворителем, в котором все они плавают, который поддерживает и продолжает все эти тела в их движении и который является средой, передающей все однородные и гармонические движения от тела к телу.

Я предполагаю далее, что все эти частицы вещества имеют подобную природу, если они не разделены другими, отличной природы. Они совместно усилят общую их вибрацию против отличающихся вибраций обтекающих тел.

В соответствии с таким понятием я полагаю, что весь мир и все его частицы находятся в непрерывном движении и каждая из них занимает в нем некоторую часть

пространства в соответствии с объемом тела или в соответствии с конкретной силой, которую она должна приобрести, продолжая затем это или то частное движение...

Этот отрывок чрезвычайно интересен. Он отражает мысли и идеи Гука относительно строения вещества и его всеобщего тяготения, которые он еще не привел в систему, не построив ясной картины.

Итак, пространство мира заполнено эфиром, который рисуется Гуку чем-то вроде очень разреженного воздуха, проникающего через все тела, не препятствуя их сжатию. Тела сжимаемы все. Но Гук неоднократно возвращается при этом к мысли, что, быть может, материя (“тело”) и движение — это не различные сущности, а, возможно, одна и та же. Естественно, что тут еще далеко до уравнения Хевисайда или Эйнштейна, устанавливающего взаимосвязь между материей и энергией, но лишь какой-то гениальный проблеск идеи. Вспомним при этом и о двух основных законах, управляющих движениями мира: свет и гравитация.

Материальность мира для Гука совершенно бесспорна, равно как и существование эфира, мыслимого им в виде тонкой материальной среды, заполняющей Вселенную. Но когда Гук переходит к структуре жидкого или твердого тела, он, по-видимому, не может остановиться на одном мнении и постоянно оценивает, хотя бы в уме, возможные варианты. Так, говоря о жидких телах, он утверждает, что все тела были бы жидкими, если бы на них не действовало некоторое внешнее движение, а все жидкости вообще разлетелись бы и их частицы удалились бы друг от друга, если бы именно это внешнее движение не связывало эти частицы вместе. И опять любопытная вещь: у Гука движение как-то превалирует над силами. Представляется, что движение — это понятие первого плана, а силы — феномены второго, подчиненного плана.

“Кутлеровские лекции”, изданные при жизни Гука, были затем в 1679 г. собраны в одном томе. Однако этим не ограничилось их содержание: трудно учесть все лекции, которые прочитал он по различным предметам и на самые разнообразные темы. Некоторые из этих лекций опубликованы в “Посмертных трудах”, но очевидно, что многие бумаги Гука вообще пропали и об их существовании мы узнаем лишь косвенным порядком из упоминаний тех лиц, которые видели их или в какой-то степени знакомились с ними.

В “Посмертные труды” их издатель Ричард Уоллер включил, кроме “Метода исправления натуральной философии”, о котором речь была выше, также лекции о свете, рассуждения о кометах, о небесном свечении, лекции и рассуждения о землетрясениях, лекции о навигации и астрономии. К “Посмертным трудам” приложен указа-тель основных вопросов, которые трактуются в них; даже беглое ознакомление с ним показывает, что содержание всех этих лекций и рассуждений значительно шире их наименования. За ограниченностью места мы коснемся здесь лишь некоторых исследовательских направлений Гука, нашедших отражение в “Посмертных трудах”.

Важной характеристикой всего естественнонаучного творчества Гука является то, что он был ярким сторонником теории эволюции, развивая ее идеи и постоянно находя для них все новые доказательства. И это с учетом того обстоятельства, что идеи такого рода для XVII в. были не вполне безопасными, ведь они не согласовывались с утверждениями Библии о творении.

Высказывания Гука в этом направлении ни в коей мере нельзя назвать ортодоксальными. Уже в “Микрографии” он пишет, что ископаемые — это не странные игрушки природы, а остатки животных и растений, действительно населявших земную поверхность. Значительно полнее тема эволюции рассмотрена в трактате “Лекции и рассуждения о землетрясениях”, который помечен 1694 г., но, по всей видимости, создавался в течение ряда лет.

Ближайшее ознакомление с трактатом показывает, что наряду с землетрясениями Гук рассматривает в нем также все иные изменения земной поверхности, происходящие от различных причин. Трактат открывается рассуждением об ископаемых “камнях”, имеющих вид и формы животных и растений. Гук приводит семь таблиц, на которых изображены эти ископаемые, и затем формулирует свои тезисы относительно подобных окаменелостей. .

В-четвертых, воды и сами могут в течение длительного времени преобразоваться в камень и стать телом подобного строения; для этого не нужно какого-либо известного искусства.

В-шестых, поскольку большая часть поверхности Земли со времен творения изменилась и стала иной, а именно многие ее части, которые были морем, стали теперь землей, а различные другие части стали теперь морем, которые ранее были сушей; горы превратились в равнины, а равнины в горы и т. д.

В-седьмых, различные из перечисленных преобразований имели место на сиих островах Великобритании, и не невероятно то, что многие внутренние места этого острова, если не все, были полностью покрыты морем и рыбы плавали над ними.

В-восьмых, большинство тех мест суши, где находятся подобные камни, или находились ранее, были покрыты водой и осушились или вследствие отхода воды к другой части или стороне Земли из-за изменения центра тяжести всей ее массы, что не невозможно; или вследствие извержения какого-либо рода подземных огней или землетрясений, причем большая часть Земли была поднята над современным уровнем этих частей, а воды были вынуждены сойти с тех частей, которые они прежде покрывали, и многие из этих поверхностей подняты теперь над уровнем поверхности вод на много делений или морских саженей.

В-девятых, кажется не невозможным, чтобы вершины самых высоких и значительных гор находились когда-то под водой и что они сами по себе по всей вероятности являются результатом некоторого мощного землетрясения, это относится к Альпам, Апеннинам, Кавказским горам, пику Тенерифе и подобным.

В-десятых, кажется не невозможным, что большая часть неровностей на земной поверхности произошла от ниспровержения и беспорядочных передвижений ее в результате каких-то предшествовавших землетрясений.

В-одиннадцатых, было много других видов животных в давние времена, остатков которых мы сейчас не можем найти, и вполне возможно, что в настоящее время есть различные иные виды, каких вначале не было” '.

Таким образом, Гук выставляет следующие тезисы: окаменелости — это остатки или следы животных и растений, живших в прежние времена, поверхность Земли находится в непрестанном движении, виды животных не остаются неизменными, а меняются с течением времени.

Рассуждая об изменчивости видов, он пишет: “...могут быть различные новые разновидности, порожденные от тех же самых видов, и это благодаря изменению почвы, которая произвела их. Мы находим, что изменения климата, почвы и питания часто производят очень большие изменения в телах, подчиненных их влияниям. Нет никакого сомнения, что и другие влияния подобной природы могут стать причиной очень больших изменений в форме и виде одушевленного тела. Я полагаю, что это и является причиной великого разнообразия существ, которые собственно принадлежат к одному виду, как, например, собаки, овцы, козы, олени, соколы, голуби и т. д., ибо, поскольку найдено, что они порождают одни других и что различия в климате и питании оказывают существенное влияние на их формы, и если те или другие одушевленные тела изменяются таким образом, то нет ничего удивительного в том, что подобные изменения последуют и дальше. Отсюда, полагаю я, и вытекает то, что я нахожу различные типы окаменелых раковин, иэ которых ни одна теперь не порождается...” ⁶.

шенства до другой его степени, которая может быть определена как совершенство, поскольку это является прогрессом в действии природы. Но в то же самое время он может оказаться и в процессе разложения и распада, поскольку он непрерывно меняется от своего предыдущего состояния и приобретает новое, отличающееся от прежнего. Это новое его состояние может считаться в некотором отношении более совершенным, а в некотором другом отношении окажется разлагающимся и стремящимся к своему конечному разрушению. Совершенно определенно и то, что он непрерывно стареет в отношении ко времени и продолжительности и что было значительно больше действий, произведенных им в его более молодом состоянии, чем он производит или может произвести теперь, в его более старческом состоянии, что, в частности, касается землетрясений и извержений. Мне представляется совершенно очевидным и вне всякого сомнения, что в предшествующие века мира извержения и взрывы в бесконечно большой степени превышали те, которые случались в последнее время, или, во всяком случае, те, о которых мы имеем достоверные сведения в истории” '. Рассуждая о том, что сохранилось в памяти истории и в мифологии, Гук указывает, что в этом отношении следует делать различие между историей о фактически случившемся и историей мнений. Так, возникновение гор не описано в истории, и можно сказать, что все изменения земной поверхности происходили до того, как началась запись о подобных событиях, и поэтому нельзя считать, что горы, подобные Альпам, Андам, Кавказу, не могли образоваться в результате извержений или землетрясений. Само по себе окаменение органических тел, утверждает Гук, уже является признаком большой древности.

Гук завершает эту лекцию следующими словами. “Что касается других возражений, которые могут быть выставлены против изложенной доктрины, как, например, одинаковый возраст и рост людей в течение того времени, о котором мы имеем историю, относительно отсутствия записей о подобном молодом состоянии (Земли), постоянство и длительность всех видов растений и животных в одном и том же состоянии, неизменность небес и небесных тел, а также относительно их влияний, причинной связи и многое другое подобной природы, то я не сомневаюсь, что всему этому можно найти удовлетворительные пояснения, если таковые потребуются или на них будут настаивать. Однако одновременно я не могу надеяться, чтобы все были убеждены, более того, не все и признаются в том, что они убеждены, хотя в действительности это так. Все, что я могу сказать, это — Valeat quantum valere potest, пусть каждый наслаждается своей собственной свободой” ⁸.

В 1673 и 1674 гг. Гук выполнил ряд подготовительных работ при составлении атласа вместе с Оджилби. В марте 1678 г. к нему обратился Питт за консультацией относительно задуманной им схемы исправления атласа Янсона. К этому времени Гук уже полностью развил свои идеи в области географии. В отношении работы над атласом он указал на необходимость “наблюдений долготы и показаний ртутного барометра, описаний климата и погоды, сельскохозяйственной практики, различий в почвах и многих других видов информации. Он предложил 202 карты с отобранной библиографией для каждого региона. Проект Питта был предложен Королевскому обществу, которое образовало комитет, включив в пего и Гука, для наблюдений за разработкой атласа” ⁹.

Выше отмечался большой вклад Гука в создание метеорологического инструментария, и поэтому его можно по праву называть основоположником современной метеорологии. Он же ввел в метеорологию количественные методы исследования. Так, в 1662 г. Гук определил на основании закона Бойля высоту атмосферы. Он вычислил, что на высоте в 25 миль давление должно быть равным 0,02 атм, что не соответствует действительности, однако, как указывает профессор Андраде, его концепция экспоненциального уменьшения давления является правильной. Гук выполнил многократные барометрические измерения, целью которых было установление зависимости между барометрическим давлением и погодой. В 1677 г. в соответствии с проведенными им в течение 17 лет наблюдениями Гук указал, что уровень ртути в барометре быстро падает перед значительной бурей и поэтому этот инструмент сможет оказать человеку большие услуги на море, предсказывая штормовую погоду. “Ему было совершенно ясно в отношении общей полярной циркуляции, что воздух вблизи земли движется от полюсов к равноденствию, а верхние слои воздуха — от экватора к полюсам. Но, возможно, наиболее поразительным является способ, который он предложил для проведения систематических метеорологических наблюдений при помощи его приборов. Ему совершенно ясно, что теплота Солнца сообщается воздуху с помощью радиации, падающей на Землю. Оп думал о погоде как о сущности физических законов, приложенных к Земле и к ее атмосфере, о движениях воздуха как управляемых поглощением солнечной теплоты и вращением Земли в совершенно современном духе. Мы можем отметить, что в 1678 г., указывая, что вращение планет привело бы к сфероидальной форме, он отметил влияние суточного движения Земли “которое, действуя совместно с Луной, представлял он себе, является причиной приливов”. Роудмен говорит о работе Ньютона, посвященной приливам: “Единственный важный фактор, на который он не указал — это динамический эффект вращения Земли”. Конечно, не может быть сравнения между указанной математической теорией и остроумным качественным обобщением, но эта ремарка иллюстрирует исключительную проницательность Гука” ¹⁰.

Лекции по астрономии и навигации Гук читал в Королевском обществе на протяжении 1683—1688 гг. Как я во всех других лекциях, он и здесь не ограничивается сведениями о предметах, указанных в заглавии. Лектор постоянно переходит с предмета на предмет, привлекает к доказательству своих положений вопросы, имеющие лишь косвенное отношение к теме лекций, и в то же время органически вводит их в цепь своих рассуждений. Как всегда, он многословен, он повторяется, но он и сам говорит об этом как о существенной части своего педагогического метода. И еще одно обстоятельство, относящееся, впрочем, не только к этим, но ко всем лекциям Гука: читая их, иногда кажется, что они были застенографированы прямо во время выступления Гука. По-видимому, Гук записывал их сразу же после прочтения, по памяти: этим, вероятно, и поясняется их исключительное подобие живому слову. Вероятно, Гук, сидя у себя дома и вспоминая прочитанную лекцию, писал, затем вскакивал, ходил по комнате и вновь начинал писать, не сверяясь с уже написанным. К сожалению, редактор Р. Уоллер не везде сохранил авторский текст лекций Гука: он добавляет к публикуемым текстам отрывки из других его выступлений, правда, каждый раз оговаривая это. Возможно, что мысль Гука, изложенная таким образом, не всегда ясна: иногда представляется, что Уоллер разорвал текст как раз на нужном месте.

Основным содержанием лекций по навигации и астрономии является теория управления кораблем— прокладывание его курса и ряд относящихся к этой теме вопросов. Вначале Гук определяет понятие навигации и уточняет предмет ее теории, которой он собственно и предполагает заниматься.

Первый основной вопрос, который он ставит — это необходимость исправления измерений. В качестве единицы измерений Гук сперва предложил принять маятник, который производит 86 400 колебаний в течение суток, ^т- в. за время, когда какая-либо неподвижная звезда пройдет в течение двух последовательных ночей через какой-либо меридиан. Длину этого маятника можно принять за единицу длины, дав ей название стандартного ^яДра; от нее должны зависеть все единицы длины, ширины, плотности, объема, веса и силы; 1/3 ядра Гук предполагает назвать футом; в качестве более мелких делений °н рекомендует брать десятые, сотые, тысячные, десятитысячные, стотысячные и т. д. дробные деления основных

Но при выборе подобной естественной, универсальной и вечной стандартной единицы длины могут возникнуть трудности. В первую очередь они будут связаны с изменением гравитационной силы Земли в зависимости от места измерения, т. е. длина стандартного маятника на полюсе окажется большей, чем на экваторе, иначе говоря, маятник, стандартный для Франции, будет качаться слишком быстро на полюсе и слишком медленно на экваторе. Затем, продолжает Гук, возможно, что гравитационная сила не остается одной и той же на протяжении ряда лет, а меняется, причем вместе с временами года, возможно, что различная плотность воздуха в разных местах также отразится на ходе маятника. Могут быть и другие причины, которые нужно экспериментально проверить прежде, чем перейти к окончательному решению.

Вопросы! связанные с мореплаванием, побуждают Гука заняться еще одной проблемой: определением местоположения корабля при помощи магнитной стрелки. 7 июля 1686 г. он прочитал лекцию на эту тему.

Свои астрономические теории Гук базирует на следующих положениях:

“... расстояние от неподвижных звезд настолько велико и безмерно относительно величины Земли, что вся ее масса является не более чем точкой. Таким образом, образ, форма, положение и расстояния всех неподвижных звезд друг от друга кажутся для невооруженного глаза или для глаза, вооруженного наилучшими инструментами, одним и тем же независимо от того, будет ли глаз расположен в центре Земли, или где-либо на ее поверхности, или в любой другой ее точке. Поэтому за центр воображаемой вогнутой сферы, на которой располагаются все неподвижные звезды, можно принять не только центр Земли, но и произвольную любую точку ее объема.

... расстояние до неподвижных звезд настолько непостижимо велико, что, хотя и предполагается, что Земля вра-Щается вокруг Солнца по круговой или эллиптической траектории, диаметр которой в десять тысяч раз больше диаметра Земли, все же этот круг по сравнению с воображаемой орбитой неподвижных звезд есть не более как точка, и поэтому ни невооруженным глазом, ни глазом с помощью приборов не может быть открыто никакого различия в расстояниях или положениях неподвижных звезд, одной относительно другой, хотя, как я где-то показал, есть способ найти такое различие с помощью очень длинного и хорошего телескопа, жестко установленного на Земле. На море же ни один инструмент не может этого достичь. Но и этого достаточно для этой нашей цели.

... две точки на Земле постоянно направлены к двум точкам между неподвижными звездами на небесах. Эти точки называются полярными точками. Две точки в небесах находятся на перпендикулярах, восстановленных в двух точках на Земле; диаметр Земли, проходящий через эти две точки, называется осью Мира, и предполагается, что он продолжается до неподвижных звезд. И хотя эта ось и несется по своей орбите, оставаясь параллельной самой себе и описывая таким образом эллиптический цилиндр, диаметром большей оси основания которого является диаметр земной орбиты вокруг Солнца, но неподвижные звезды отстоят так далеко, что весь этот эллипс между неподвижными звездами представляется не более чем точкой, и представляется, что земная ось направлена в одну и ту же точку между неподвижными звездами в течение всего года.

... все перпендикулярные линии проходят через центр Земли, а уровень воды и других жидкостей является плоским и располагается под прямыми углами к этим перпендикулярам в каждой точке земной поверхности.

...каждый из этих перпендикуляров продолжается до неподвижных звезд и в течение суточного вращения Земли описывает между неподвижными звездами круговую линию. Эта круговая линия, соответствующая перпендикуляру или зениту в любом месте, не меняется в течение всего года, каким бы инструментом на море ни пользовались.

...если предположить, что уровень воды или любой другой жидкости простирается до неподвижных звезд, то он разделит всю сферу неподвижных звезд на две равные части, хотя эта поверхность и лежит вне центра Земли, а само тело Земли предполагается находящимся на таком же расстоянии от центра этой орбиты, насколько оно отстоит от центра Солнца.

...видимый угол, образуемый любым небесным телом с перпендикуляром или линией зенита для любой точки, или с плоскостью уровня воды, или с горизонтом, будет одним и тем же... как будто бы центр инструмента совпадал с центром Земли, а центр Земли совпадал с центром Солнца, а центр Солнца был действительным центром сферы неподвижных звезд.

...все наблюдения неподвижных звезд, будут ли они сделаны на суше или на море, покажут такой же результат, как будто глаз или центр инструмента (с помощью которого измеряется этот угол) все время находился в центре сферы неподвижных звезд.

В своих лекциях по навигации и астрономии Гук детально описывает технику измерений, в частности, определения долготы и широты, делая при этом большое количество историко-научных экскурсов. Так же как и в других кутлеровских лекциях, он часто ссылается на одновременные работы французских ученых; в те годы между обеими академиями, английской и французской, возникшими почти одновременно и зачастую работавшими над одной и той же тематикой, проявлялось соперничество. Много места Гук уделяет описанию своих астрономических приборов и работе с ними. Он говорит также о необходимых улучшениях, которые следует внести в конструкцию старых и общепринятых приборов — квадранта, морского барометра, хронометра и других. Очень глубоко и детально исследует он вопрос относительно усложнений, получающихся в результате явлений, связанных с атмосферным преломлением. В лекции, прочитанной 5 марта 1690 г., Гук рассуждает о зависимости конструкции частей корабля от тех сил природы, которыми “пользуются для приведения судов в движение”. Он указывает на необходимость учета действия ветра на паруса, мачты и на корпус корабля, силы сопротивления воды его движению. Все это нужно изучить, говорит Гук,

Гук предлагает свою “химическую” гипотезу относительно строения комет. В соответствии с ней комета представляет собой пламенеющее тело, на которое действует сила притяжения Солнца. “Но он поправляет себя, указывая, что горение происходит лишь в присутствии воздуха. Следовательно, в кометах происходит что-то аналогичное горению. Неясным для него является и феномен хвоста: если это результат горения тела кометы, то как пояснить дым от горения, распространяющийся на сотни тысяч, если не на миллионы миль! Для пояснения всего этого ему приходится вводить два вида эфира: один, частицы которого являются в некотором отношении твердыми и могут иметь определенные фигуры, величины и движения: соответствующую субстанцию он называет почти газообразным эфиром, а второй, частицы которого бесконечно газообразны — газообразным эфиром” ¹⁴.

Espinasse Ж. Robert Hooke. L., 1956, p. 77.