Жизнь проста. Как бритва Оккама освободила науку и стала ключом к познанию тайн Вселенной

Прослеживается несколько источников экспериментальной методологии Бойля. В частности, английский философ, политик и государственный деятель Фрэнсис Бэкон (1561–1626) в своем труде «Новый Органон»), опубликованном в 1620 году, придерживаясь позиций номинализма, утверждает, что единственный путь научного познания пролегает через наблюдения, которые следует записывать и обобщать, чтобы на их основе делать выводы, – так, он формулирует метод, который сегодня принято называть методом индукции. К индуктивному методу познания обращается не только Бэкон. За три века до него Уильям Оккам строит следующее индуктивное рассуждение: «Каждый человек может расти, и каждый осел, и каждый лев, и любое живое существо, следовательно, любое животное может расти»[292]. Оккам и Бэкон, отказавшись от универсалий, предложили индуктивный метод познания взамен силлогистике Аристотеля.

Роберт Бойль понял, что, соединив тщательно продуманный эксперимент Галилея и индуктивный метод Бэкона, можно сделать исследование результативным, прийти к обоснованным выводам, полученным на основе серии лабораторных опытов. В отличие от Галилея, оставившего весьма скудные заметки о своих экспериментах, записи Бойля очень подробны и содержат описание оборудования, методики, исходные данные и даже такие мелочи, как погода и температура воздуха на улице. По этой причине Бойль, как и Галилей, вполне заслужил звание отца экспериментальной науки.

Галилей прославился как физик и астроном. Бойль, который пришел в науку из алхимии, больше увлекался практическими вопросами химии. Его интересовала не столько траектория движения снаряда, выпущенного из пневматического ружья, сколько причина, по которой происходит выстрел. Механизм приводится в действие движением поршня в камере, заполненной воздухом. При нажатии на спусковой крючок высвобождается направленное внутрь давление, и под действием сжатого воздуха в камере поршень двигается вверх, выталкивая пулю из ствола. Бойль никак не мог понять, каким образом «сжатый воздух» выталкивает пулю и что вообще представляет собой воздух, который никто не видит. В XVII веке такие вопросы таили в себе загадку, но, в отличие от загадки философского камня, ее можно было разгадать.

Отправной точкой для исследований Бойля послужила работа ученика Галилея Эванджелисты Торричелли (1608–1647). За год до своей смерти Галилей узнал о проблеме, с которой столкнулись рабочие шахты при использовании механических насосов для откачки воды. При втягивании поршня в цилиндре вода должна была всасываться в камеру, что объяснялось все тем же утверждением, что «природа не терпит пустоты». Однако рабочие обнаружили, что, какие бы усилия они ни прикладывали, насос не будет работать, если будет расположен на высоте более 33 футов (10 м) над уровнем воды. Рабочие обратились к Галилею за помощью, а тот убедил Торричелли заняться этой проблемой.

Насосы, использовавшиеся в шахтах, были громоздкими и неудобными для лабораторных исследований, поэтому Торричелли последовал примеру своего учителя и сконструировал лабораторный макет из длинной стеклянной трубки, заполненной водой, и поместил ее в сосуд. Однако для того, чтобы с точностью воспроизвести реальные условия, потребовалась труба длиной десять метров. Труба, торчавшая над крышей его дома в Пизе, вызвала переполох среди соседей, которые решили, что Торричелли занимается черной магией, и это подсказало ему идею заменить воду ртутью, поскольку ртуть в 14 раз тяжелее воды, а значит, для опыта ему достаточно будет трубы длиной один метр. В 1643 году он провел опыт, в котором ртутью была наполнена и стеклянная трубка, и сосуд, в котором она находилась в перевернутом положении (рис. 18). Каково же было удивление итальянского ученого, когда он увидел, что вопреки господствовавшему почти два тысячелетия убеждению, «что природа не терпит пустоты», уровень ртути опустился, и над поверхностью жидкости образовалось пустое пространство высотой несколько дюймов. Узнав об опытах Торричелли, другой ученый, француз Блез Паскаль (1623–1662), взял трубку, названную именем Торричелли, в горы и, поднявшись с ней на вершину горы Пюи-де-Дом, обнаружил, что столбик ртути опускается во время восхождения и снова поднимается во время спуска. Блез и Торричелли предположили, что высота ртутного столба поднимается не из-за сопротивления «противоестественному» вакууму, а под действием веса атмосферного воздуха. Поскольку на большой высоте в горах воздух более разрежен, а значит, более легкий, столбик ртути опускается. Так был изобретен барометр.