Помоги проекту - поделись книгой:
Джон Уоллер
Правда и ложь в истории великих открытий
Со всей любовью моим родителям посвящаю
Благодарности
В каждой главе этой книги широко использованы научные труды, вобравшие в себя не одну тысячу часов кропотливой работы ведущих историков науки. Часто они начинали исследования, нисколько не сомневаясь в истинности мифов, которые им впоследствии приходилось развеивать. Чтобы отдать должное этим ученым, а заодно порекомендовать читателю то, что еще можно прочесть на данную тему, в конце книги я привожу неполный перечень использованных мною источников. В книге присутствуют мои собственные рассуждения и комментарии, и, если там обнаружатся ошибки или неточности, всю ответственность за них несу только я.
Этой книгой я также обязан всем тем, кто привил мне любовь к истории. Прежде всего это Томас Изон, Джефри Гренфель-Хилл, Саймон Скиннер, Морис Кин, покойный Майкл Махони, Джо Кейн, Джанет Браун и особенно Эверетт Мендельсон. Студенты, которых мне случилось обучать в Оксфордском, Лондонском и Гарвардском университетах, убедили меня в необходимости поделиться моими представлениями об истории важнейших открытий в науке с широкой публикой. Сотрудники Лондонского центра по изучению истории науки, технологии и медицины при Имперском колледже, а также лондонского Центра истории медицины при фонде «Wellcome», обратили мое внимание на те исследования, которые легли в основу настоящей книги. Сотрудники архива Историко-медицинской библиотеки при фонде «Wellcome», Бейкеровской бизнес-библиотеки при Гарвардском университете и Каунтвейской медицинской библиотеки, музея-лаборатории Александра Флеминга при больнице Св. Марии, Королевского астрономического общества и Калифорнийского технологического института любезно позволили мне воспроизвести некоторые иллюстрации из книг их собраний.
Не менее признателен я Ричарду и Пенни Грэм-Йоол, Адаму Хеджкоу, Дариану и Элисон Штиббе, Йону Терни, а также Джейн, Майклу и Сьюзен Уоллерам за редакторские замечания и желание меня подбодрить. Мой отец, Майкл Уоллер, умело меня вдохновлял, воодушевлял и наставлял на путь истинный. Сотрудники издательства «Оксфорд юниверсити пресс» Майкл Роджерс и Эбби Хедон, а также издательский редактор Сара Банни тоже старались в меру своих сил. Наконец, я хочу поблагодарить мою жену, Абигейл, за неизменную любовь и поддержку.
Введение
Кому нужна история
Отразите всю неприглядность, прыщи, бородавки, всё то, что вы увидите во мне, иначе я вам не заплачу ни гроша.
Великий биолог Луи Пастер игнорировал «неудобные» данные, если они противоречили его идее. Считающийся основоположником генетики Грегор Мендель сам не был менделистом. Славившиеся своей чистотой больничные палаты Джозефа Листера на самом деле были безобразно грязны. Александр Флеминг ввел в некоторое заблуждение весь мир, представ единственным открывателем пенициллина. Наконец, общая теория относительности Эйнштейна была «подтверждена» лишь в 1919 году, когда один английский ученый беспардонно подтасовал полученные результаты.
Книга, которую вы держите в руках, об этих и некоторых других недавних открытиях историков. Мне хотелось, чтобы плоды их трудов стали достоянием широкого читателя. Хотя результаты исследований, которыми я пользуюсь, явно вредят репутации крупных деятелей науки, я бы не отнес эту книгу к бессмысленному иконоборчеству. В ней я прежде всего стремился показать, как ведутся научные дискуссии, как обретается научное бессмертие и какие сложные взаимоотношения возникают между учеными и обществом. Обращая внимание читателя на исследования, которые готовы высветить «все до последней бородавки», я тем не менее оказываюсь лишь на одной стороне исторического водораздела, и, поскольку данный водораздел проходит через весь корпус истории, я вправе проиллюстрировать его примером, взятым из эпохи классического Рима. Вот начальные строки из «Горацио», первой из цикла эпических поэм Томаса Бабингтона Маколея, озаглавленного им «Сказания Древнего Рима» и написанного в 1842 году.
Это стихотворение, столь популярное в викторианских школах, до сих пор заставляет читательское сердце биться учащенно и поднимает воинский дух. Но у «Сказаний Древнего Рима» есть еще одно достоинство: они безупречны с исторической точки зрения. В основу этих стихотворений легла не богатейшая фантазия Маколея, а источники по истории Древнего Рима. В них рассказывается, как в VI веке до н. э. враги Рима, возглавляемые этрусским царем Порсенной, устремились к берегам Тибра, грабя все на своем пути. Закалившееся в продолжительной, победоносной кампании войско взирало через реку на город, жителям которого грозила смерть и бесчестье, а самому городу — разрушение. Однако один из римских консулов быстро догадался, как можно спастись. План был прост. Мост через Тибр был настолько узок, что по нему одновременно мог пройти только один человек. Поэтому небольшая горстка людей сумеет сдерживать натиск неприятеля до тех пор, пока другие не разрушат мост за их спиной. Поскольку этим отважным воинам была уготована смерть в воде, единственным утешением для них стала мысль о том, что любая римская матрона могла лишь желать своему сыну такой смерти — смерти во имя спасения других. Однако поначалу только Горацио вызвался идти на мост, после чего еще двое воинов последовали его примеру.
Именно эта «отважная троица» противостояла этрусскому воинству. Как и предвидел консул, конструкция была настолько узка, что бой превратился в серию поединков. Это позволило Горацио и его соратникам одолеть лучших воинов, посланных царем Порсенной. Когда мост стал заваливаться, двое добровольцев, сражавшихся вместе с Горацио, бросились к берегу, а он остался прикрывать их отход. Ему же самому шансов на спасение не оставалось. Он мог лишь, преодолев страх, готовиться к гибели. Уставший, раненый, в тяжелых доспехах, Горацио прыгнул с моста и исчез в водах Тибра. От этого зрелища оцепенели и римляне, и их противники:
Горацио жив! Он выбрался на римский берег, и его героический поступок тут же примирил воюющие стороны, восхищенные его отвагой. Нам неведомо, быстро ли удалось врагам Рима справиться с сентиментальностью и пожалеть о своем поступке. Ясно лишь то, что отвага Горацио спасла Рим. Если верить Маколею, признательные сограждане обессмертили это событие: «Теперь прекрасный обелиск стоит на берегу. / Стоит свидетельством того, что я вам здесь не лгу».
Однако, осматривая сегодня римские развалины, вы зря будете искать памятник Горацио. Конечно, время не пожалело город, и отсутствие памятника не обязательно должно свидетельствовать о том, что вся история вымышлена. Только вот в подробных и надежных хрониках, датированных VI веком до н. э., говорится о том, как отряды этрусков, не встретив особого сопротивления, овладели Римом. Несколько часов спустя те римляне, которые не погибли во время осады, составили имеющие традиционно жалкий вид колонны беженцев. Эти хроники также говорят о том, что все лавры в той войне достались непримиримому врагу Рима Порсенне. О Горацио в хрониках нет ни слова.
Однако давайте зададимся вопросом: как сия сказка вообще появилась? Частично это можно объяснить тем, что к тому времени, когда миф о Горацио утвердился в Риме, Римская империя стала самым могущественным государством в мире и нуждалась в славном прошлом, чтобы возвеличить свое настоящее. Миф о Горацио оказался как нельзя кстати, поскольку позволял утверждать, что среди римлян никогда не переводились отважные воины. Популярность этого сюжета объясняется еще и другим обстоятельством: к I веку н. э. Рим был уже столь богат и горд собой, что просто не мог поверить в историю о царе Порсенне, который некогда напал на этот город и одолел его защитников. В такой атмосфере миф воспринимался как непреложный факт. Другими словами, миф о Горацио отражает искреннее желание отыскать истину. По крайней мере, вы получаете то, о чем исподволь мечтаете.
На первый взгляд может показаться, что наука — совсем не та область, где есть место пропаганде, которую так любил Тит Ливий. В конце концов, наука — это прежде всего поиск истины, и диалектический характер научного метода таков, что выживают только идеи, выдержавшие суровую проверку экспериментом. Однако после прочтения этой книги многим придется засомневаться в сей непреложной истине. Настаивая на существовании пропасти между мифом и реальностью, я все-таки хочу заметить, что следствия из примеров, включенных в книгу, не следует переносить на всю науку или всех ученых. Но они, эти примеры, говорят о том, что даже в науке нельзя ничего принимать на веру.
До недавнего времени история науки писалась в основном теми, кто желал, чтобы предмет его исследований был представлен в самом выгодном свете. Их желание можно объяснить самыми различными причинами. В одних случаях они работали на благо отдельных ученых, которые стремились к тому, чтобы их роль в великой драме научных открытий не осталась незамеченной. В других — им просто хотелось, чтобы их рассказ был достаточно увлекателен. Кроме того, поколение за поколением преподавателей различных научных дисциплин мечтали о героях по той же причине, по которой Тит Ливий подарил римлянам Горацио. Другими словами, им для воодушевления требовался соответствующий персонаж. Героям от науки тоже порой находилось место в пантеоне. В их честь назывались научные лаборатории и институты; каждому новому поколению студентов рассказывалось об их научных подвигах и окончательном триумфе. Чтобы их увековечить, ставились бесчисленные памятники.
Однако в последние годы по совершенно понятным причинам такой подход никого уже не удовлетворяет. Новое поколение исследователей непрестанно заставляет убеждаться в том, что реальность просто не выдержала бы всех последующих нагромождений. Многие великие ученые прошлого не были героями, и двигало ими далеко не бескорыстие. Казавшиеся ключевыми эксперименты на самом деле содержали серьезные ошибки, публикуемые результаты подвергались конъюнктурному редактированию, а сами ученые иногда прибегали к политическому давлению, чтобы отстоять свои интересы. Многие из героев науки так и не сумели доказать те теории, благодаря которым они прославились. Такие деятели, как Луи Пастер, Джозеф Листер и Александр Флеминг, не отличались ни особой уверенностью в себе, ни особым педантизмом, хотя именно такими они видятся сегодня. Чарльз Дарвин оказался частично прав лишь благодаря своим ошибкам. Другие, например, Грегор Мендель, обязаны известностью потомкам, прославившим их имя. Очень часто люди, которых считали научными изгоями, на самом деле оказываются вполне способными учеными, но поставившими не на ту лошадь.
Помимо этого, новые исследования показывают нам, что научный поиск более случаен, чем мы привыкли его себе представлять. Даже благополучно завершившаяся научная программа, подтвердившая многие ранее предсказанные результаты, может иметь более запутанный сюжет, чем об этом будут повествовать спустя годы. Восстановление реальных событий, относящихся к наиболее известным случаям, позволит нам лучше понять то, что происходило на самом деле. Я считаю, что это не скажется на авторитете современной науки, поскольку лишь она позволяет нам понять окружающий нас физический мир. Однако при этом нам необходимо понять, что наука несвободна от внешних влияний и человеческого фактора, которые всегда сопутствуют любому предприятию.
Есть тут и еще один аспект. В истории науки, как и в истории вообще, создание «великих людей» существенно принижает работу множества других людей, которые не смогли прославиться. Тысячи и тысячи уже забытых исследователей сыграли свою роль в развитии науки. За редким исключением, вклад великих в науку уступает вкладу тех, о ком мы почти ничего не знаем. Великие озарения и технический гений были и у тех, кого мы продолжаем славить, и у тех, кто остался безвестным. В большинстве случаев историкам удобнее приписывать открытия и авторство ключевых идей не целым коллективам ученых, а отдельным людям, особенно если такие люди умели самоутверждаться.
В общем и целом я попытался использовать конкретные примеры из науки XIX и XX веков как доказательство своей правоты и прежде всего необходимости с определенной долей скептицизма относиться ко всем свидетельствам чьей-то гениальности. Нетрудно обнаружить, что Луи Пастер, Чарльз Дарвин, Грегор Мендель, Томас Гексли, Джозеф Листер, Джон Сноу, Александр Флеминг, Фредерик Уинслоу Тейлор, Джеймс Янг Симпсон, Чарльз Бест, Артур Эддингтон, нобелевский лауреат Роберт Милликен и авторы знаменитого «Хоторнского исследования» (Фриц Ротлисбергер и Уильям Диксон) вольно или невольно оказывались заложниками романтических схем, сильно напоминающих миф о Горацио. Во многих случаях эти люди пытались стяжать лавры в очень жесткой конкуренции, когда борьба велась не всегда по правилам и порой напоминала уличную драку. В главе I, посвященной Пастеру, Листеру, Тейлору, Милликену, Эддингтону, Бесту, Ротлисбергеру и Диксону, это особенно видно. Получается, что и этим гигантам научной мысли были не чужды человеческие слабости.
Во-вторых, мне хотелось показать, что ничего в истории нельзя вырывать из контекста. Наука — это нечто большее, чем бестелесные идеи. В каждой главе события, о которых я пишу, показаны в широком контексте, необходимом для более полного понимания всех сложностей, сопутствующих процессу научного открытия. В книге подчеркивается роль доминирующей научной парадигмы, социально-политического контекста и превратностей его величества случая, причем все это самым серьезным образом влияет на темпы и направление научного прогресса.
Привлечение контекста подсказало мне еще одну тему книги. Неспособность полностью его учесть ведет к ошибке, которую современные историки называют «презентизмом». Это не что иное, как стремление дать оценку событиям прошлого с позиции сегодняшнего дня. Отдельные главы, посвященные Листеру, Менделю, Дарвину, Сноу, Гексли, Симпсону и Флемингу, призваны проиллюстрировать эту проблему. Всего лишь туманного сходства между той теорией, которая признана сегодня, и более ранним комплексом идей, часто достаточно, чтобы ввести одного из наших предков в пантеон научных героев.
Некоторые выдающиеся представители науки обрели героический статус именно таким образом. Если эти идеи вернуть в их изначальный контекст, то между ними и тем, что мы сегодня принимаем как истину, окажется не так уж много общего. Но нас приучили к тому, чтобы мы с пиететом относились к отцам-основателям, поэтому третьим моим желанием было привлечение внимания к контекстуализации как к единственному лекарству от «презентизма». Мы должны научиться понимать прошлое в современных ему условиях, без всяких ссылок на то, что «было потом».
И последнее — я очень надеюсь, что отобранные мной эпизоды из истории науки предстанут перед читателем как человеческая драма, где одинаково важную роль играли и интеллектуальная мощь, и неприкрытые амбиции. Поэтому я абсолютно уверен, что книга моя привлечет тех, кто больше всего хочет взглянуть на мир с позиций антипрезентизма, тех, в ком есть здоровый дух авантюризма, помноженный на глубокое уважение таланта и высоты человеческого духа. Для таких умов отделение истины от вымысла лишь обогатит их понимание жизни.
Часть первая
Прав, хоть и ошибается
Луи Пастер, Роберт Милликен, Артур Эддингтон, Фредерик Уинстон Тейлор, Фриц Ротлисбергер и Уильям Диксон
Первые пять глав объединяет одна общая тема: каждый из шести рассматриваемых ученых манипулировал результатами своих экспериментов так, чтобы они не противоречили его изначальным представлениям о мироустройстве. Чтобы стать победителями в научных сражениях, эти ученые (в разной мере) не стеснялись запутывать и даже обманывать своих влиятельных друзей и ставить под удар их репутацию как надежных свидетелей. Всем шестерым повезло: признавая в них авторов выдающихся идей, потомки закрыли глаза на то, что представленные ими доказательства были весьма сомнительны.
Было бы печально тем не менее, если бы эти пять глав воспринимались как нападки на ученых. Да, некоторые великие личности позволяли своим амбициям влиять на чистоту и честность эксперимента. Однако те шесть ученых, о которых пойдет речь в последующих главах, не представляют всю науку. Я выбрал их лишь потому, что между мифом, окружающим их имена, и реальностью существует огромная пропасть. Их действительный вклад в науку будет рассмотрен в заключительной главе первой части книги.
На данном этапе мне бы хотелось сделать одно общее замечание в отношении Пастера, Милликена и Эддингтона. Знаменитый философ XX века Карл Поппер провел полезное различие между
Именно в таком контексте следует рассматривать примеры, приведенные в первой части книги. Изначальные данные, представленные учеными, о которых пойдет речь, содержали серьезные ошибки и относились скорее к научным убеждениям, чем к научной эмпирике. Но если бы наши герои были совершенно не правы, ученые в других лабораториях показали бы это незамедлительно. Неверные, но внушающие доверие идеи постоянно предлагаются определенными представителями научного сообщества, однако такие идеи долго не задерживаются, поскольку, для того чтобы выжить, научная теория должна обладать неоспоримыми достоинствами.
После такого вступления вы можете переходить к следующим главам, в которых многое явится для вас настоящим откровением, — дело в том, что реальные сложности этапа, который Карл Поппер назвал «этапом открытия», никогда серьезно не исследовались. Он зависит от огромного количества социальных и психологических факторов, которые с легкостью могут сбить любого ученого с пути истинного, определяемого научным методом в обычном его определении. На этапе верификации вероятность того, что ложные научные идеи сохранятся, очень мала, даже при хорошем пиаре. Но когда открываются совершенно новые горизонты, у ученого появляется больше возможностей проявить все свойства своей натуры, включая и хитрость, и грубую силу. А теперь позвольте перейти к этим пяти конкретным случаям.
Глава 1
Пастеризация спонтанного размножения
Вот она, жизнь, простая по человеческим меркам, но при этом выдающаяся. Он непрестанно работал, испытывая нужду и тяжелые утраты, болезни и противостояние; теперь его доктрины завоевали весь мир, факты, представленные им, неоспоримы, его методы нашли тысячи применений в промышленном производстве и сельском хозяйстве, его науку на практике применяют все терапевты и хирурги, его имя превозносит человечество… Одно слово — гений… Другими словами, любая похвала, высказанная в его адрес, не будет преувеличением.
Признание Пастером того факта, что молочнокислое и спиртовое брожение происходят при взаимодействии с воздухом, заставило его задуматься над тем, постоянно ли присутствуют эти его невидимые организмы в атмосфере или же они возникают спонтанно. С помощью простых, но изящных экспериментов, включая фильтрацию воздуха и поднятие неферментированных жидкостей высоко в горы, он доказал, что пища разлагается, если она вступает в контакт с микробами, находящимися в воздухе. Это приводит к ее гниению, но те трансформации, которые она претерпевает, не дают толчка к спонтанному появлению в ней новых организмов.
В 1878 году слава Луи Пастера в научных кругах достигала апогея, и в том же 1878 году в своей лаборатории в Коллеж де Франс умер его закадычный друг Клод Бернар. Даже он, признанный корифей физиологии XIX века, не смог остановить почечную инфекцию, которая и убила его в течение нескольких дней. Пастер очень переживал, ведь он потерял не только друга, но и самого последовательного теоретика и виртуоза-экспериментатора, всегда готового поддержать его на полях научных сражений.
Однако через полгода после смерти Бернара один из его учеников опубликовал выдержки из лабораторных дневников ученого. Пастер был потрясен: эти разрозненные заметки полностью опровергали всю его научную работу! Бернар считал: утверждение Пастера о том, что причиной болезней являются микробы, больше основывается на домыслах, чем на научных фактах. Возмущенный Пастер принялся печатать одну статью за другой, опровергая критику Бернара, причем прибегал к такой «тяжелой артиллерии», что впоследствии ученые назвали его усилия «непростительным святотатством». В своем стремлении поквитаться Пастер даже не постеснялся назвать Бернара жертвой умственного помешательства и «тирании домыслов».
Для тех, кто хорошо знал Пастера, такая мстительность не была неожиданной. Отличаясь острым умом, невероятной трудоспособностью и прекрасными организаторскими способностями, Пастер одновременно был очень амбициозен и чувствителен к критике. Доказывая свою правоту, он мог быть бесчувственным и грубым. Однажды некий почтенный — восьмидесятилетний! — его оппонент так оскорбился, что даже вызвал его на дуэль (к счастью, она не состоялась). Пастер требовал, чтобы все его помощники и подчиненные безоговорочно ему верили и подчинялись. В основном, конечно, он этого заслуживал, но иногда выдавал их идеи за свои и брал с них клятву свято хранить это в тайне. Многие из них так и ушли в могилу с осознанием того, что их работы присвоены учителем. По сути, ко всему, что творилось в его лаборатории, Пастер относился так же, как король Людовик XIV относился к Франции, считая ее всего лишь олицетворением себя самого. Это привело к тому, что лишь отдельные серьезные ученые соглашались с ним работать. Учеников своих он не жаловал, однако те, кто готов был забыть о тщеславии, могли извлечь вполне ощутимую пользу от работы под началом этого выдающегося ученого, как-то поклявшегося своей жене «прославиться в потомках».
В споре Пастера с духом Бернара соединились воедино философия и психология. Оба обвиняли друг друга в непонимании научного метода. На этапе эксперимента теория должна тщательно проверяться. Причем эту фазу не стоит выстраивать так, чтобы обязательно доказать правильность проверяемой теории. Экспериментатору не следует отфильтровывать результаты, отметая те, что противоречат его взглядам.
Карьера Пастера существенно пострадала бы, если бы удалось доказать, что он виновен именно в таком грехе. К счастью, когда разгорелся этот скандал, Бернара уже не было в живых, и потому яростная атака Пастера увенчалась успехом.
Пастер умер в 1896 году. К тому времени у него уже была репутация ведущего французского ученого и мировая известность — ведь именно он сказал, что бактерии вызывают заболевания, а кроме того, настойчиво отстаивал необходимость вакцинации и тепловой стерилизации (пастеризации). Его слава была подобна той, что сегодня достается лишь спортсменам и кинозвездам. Из приведенного выше некролога, написанного Стивеном Паже, совершенно ясно, что Пастер был, как нынче принято говорить, культовой фигурой.
В 60-е годы XIX века Пастер, уже несомненный авторитет в тогдашней науке, отказался от идеи «спонтанного размножения». С помощью нескольких экспериментальных установок он выиграл очень драматичный публичный спор, где продемонстрировал свое мастерство экспериментатора. С тех пор одна за другой появляются его биографии, в которых он изображается как очень последовательный человек, чья работа стала символом чистой, свободной от предрассудков экспериментальной науки. На фоне Пастера его оппоненты выглядят жалкими и ничтожными людьми. Превосходство великого ученого заставляет его противников покинуть поле боя, либо сетуя на судьбу, либо чествуя победителя.
Тем не менее, как показали историки Джеральд Гейсон и Джон Фарлей, теория Пастера во многих своих частях не совпадала с научными фактами. Мы увидим, что экспериментальные результаты Пастера по роли бактерий в разложении и брожении далеко не однозначны. И только спустя годы тщательные исследования, проведенные немецкими учеными, доказали, что Пастер все-таки был прав.
Верить в спонтанное размножение — значит верить в то, что простейшие формы жизни могут возникать без родительских организмов или благодаря сверхъестественным силам. Сторонники этой идеи утверждали, что микроорганизмы, обнаруживаемые в гнилостной среде, возникают
Продолжительная война между Пастером и Пуше началась в 1858 году, когда в стенах Французской академии наук стала гулять статья, написанная Пуше, в которой тот утверждал, что может экспериментально доказать существование спонтанного размножения. Он говорил, что брал стерилизованное жаром сено, пропускал через него искусственно получаемый воздух или кислород. От атмосферного воздуха вся система была изолирована ртутью. После этого в предположительно стерильном сене он обнаружил примечательные —
Через два года после появления статьи Пуше Пастер, который к этому времени уже сделал себе имя исследованиями в кристаллографии, публично сообщил о желании принять вызов. Дискуссия оказалась для него как нельзя кстати, поскольку он тогда искал тему для серьезных научных исследований, имеющих большой общественный резонанс. Он уже был готов стать публичным ученым и обессмертить свое имя, т. е. сдержать обещание, данное жене несколькими годами ранее. Мадам Пастер пришлось подождать четыре года. 7 апреля 1864 года Пастер взошел на трибуну в актовом зале Сорбонны, чтобы кратко изложить разработанные им и проведенные эксперименты, доказывавшие всю ошибочность позиции Пуше. По драматизму и символичности это событие можно сравнить лишь со знаменитым диспутом Томаса Гексли и епископа Уилберфорса, который произошел в Оксфорде в 1860 году (глава 10).
Стоя перед сливками французского политического и интеллектуального общества, Пастер начал объяснять, как в 1860 году ему удалось осадить на нитроцеллюлозе твердое содержимое воздуха. «Атмосферная пыль» затем подвергалась обработке и исследовалась под микроскопом. Хотя такой метод неизбежно вел к гибели всех микроорганизмов, находящихся в «корпускулах», которые Пастер наблюдал через окуляр, было ясно, что перед ним — останки живых микроорганизмов. Затем он попытался продемонстрировать, что микроорганизмы не появляются в стерилизованном растворе до тех пор, пока этот раствор не контактирует с воздухом.
Первый метод Пастера предусматривал повторение опыта Пуше со стерилизованным органическим раствором, находящимся в заполненной ртутью кювете. Не будучи удовлетворенным этим методом, Пастер разработал вторую установку. В колбу он поместил определенное количество подслащенной воды с дрожжевыми грибками, а затем кипятил ее в течение нескольких минут. Воздух, который предварительно стерилизовался путем прохождения через накаленную докрасна платиновую трубку, заполнял пространство над раствором. После этого колба запаивалась горелкой и помещалась в термостат, где поддерживалась температура, способствующая росту микробов. Через шесть недель Пастер вынул колбу, зарегистрировал отсутствие в ней всяческой жизни, а затем ввел некоторое количество нитроцеллюлозы, содержащей «атмосферную пыль», не допуская при этом проникновения воздуха в колбу. После 24–36 часов в стерильной до того жидкости наблюдалось большое количество микроорганизмов.
Предвидя, что ему будут говорить — мол, микроорганизмы размножились спонтанно из органического материала, имеющегося в нитроцеллюлозе, — Пастер повторил эксперимент, используя вместо нитроцеллюлозы асбест. И в этот раз атмосферная пыль, попавшая на асбест, привела к появлению микроорганизмов в стерильном до того растворе. Таким образом, заявил Пастер, ему удалось убедительно доказать, что микроорганизмы появляются только тогда, когда жидкость загрязняется находящимися в воздухе твердыми частицами.
Впоследствии Пастер усовершенствовал свои методы: он стал использовать знаменитый сосуд с длинным горлом. Вместо запаивания сосуда он вытягивал и изгибал его горловину так, что при нахождении в спокойной комнатной атмосфере воздух и содержимое сосуда не взаимодействовали. Подсахаренная дрожжевая вода в большинстве сосудов нагревалась, а несколько сосудов оставались для контроля без обработки. После выдерживания в течение 24–36 часов непрокипяченные жидкости покрывались слоем плесени, тогда как прокипяченная жидкость оставалась без изменений. Лишенные контакта с атмосферными частицами, растворы оставались стерильными. Для еще большей убедительности Пастер отбивал горлышки у сосудов, где плесени не было, и, как только атмосферный воздух начинал поступать в сосуд, плесень появлялась. Итак, говорил ученый, только нахождение микробов в воздухе может объяснить наблюдаемую картину.
Хотя благодаря этим блестящим экспериментам первый раунд остался за Пастером, соревнование на этом не закончилось. Пионеры производства консервированных продуктов стали утверждать, что разложение продуктов происходит даже при малейшем попадании на пищу кислорода. Перед Пастером возникла довольно сложная задача. Ранее он полагал, что различные типы микроорганизмов приводят к различным видам разложения и брожения. Но как быть с Пуше и изготовителями консервов, утверждавших, что достаточно небольшого количества кислорода или воздуха, чтобы возникла новая жизнь, он пока не знал. Он лишь сомневался в том, что в таком небольшом объеме газа может поместиться столько различных типов микроорганизмов.
В ноябре 1860 года Пастер попытался разрешить это противоречие, для чего ему пришлось подняться на 2000 метров над уровнем моря и оказаться на леднике Мер де Гляс в Альпах. Предположив, что количество микроорганизмов в воздухе меняется в зависимости от плотности органического вещества в окружающей среде, он провел несколько недель, размещая на разных высотах предварительно стерилизованные сосуды, наполненные кипяченой подслащенной водой с небольшим количеством дрожжей. Последний комплект сосудов он разместил на самом леднике. Все выставленные сосуды были потом запаяны и помещены в термостат, где поддерживалась температура, оптимальная для роста микроорганизмов. Как и предполагал Пастер, чем меньшему воздействию микробов подвергалось содержимое сосуда, тем меньше в нем было брожения. На вершине ледника Мер де Гляс одного кислорода было недостаточно для того, чтобы началось брожение. Пуше подвергся публичному унижению еще раз.
Но даже тогда Пуше и его сторонники не признали поражения. Они просто заявили, что из-за перегрева подсахаренных, содержащих дрожжи растворов, которые использовались на леднике Мер де Гляс, произошло разрушение «вегетативных сил», необходимых для создания новой жизни. В 1863 году, проявив невиданное техническое мастерство, Пастер собрал кровь и мочу непосредственно из вен и мочевого пузыря здорового крупного рогатого скота. Эти среды не требовали стерилизации путем нагрева, но, как и в прежних его экспериментах, микроорганизмы появились только в тех сосудах, где имелся доступ атмосферного воздуха. Год спустя в актовом зале Сорбонны Пастер нанес удар, который многие посчитали
Блеск мысли и экспериментальное мастерство Пастера так вдохновили его аудиторию, что по окончании доклада слушатели — а это были представители высшего общества — аплодировали ему стоя. Частично это произошло потому, что в те времена высшая наука и высшее общество понимали друг друга гораздо лучше, чем сейчас. Аристократия, особенно во Франции считала необходимым быть на переднем крае науки. Однако на триумф Пастера работал еще один фактор. За 60 лет, предшествовавших этому, Франции пришлось пережить кровавые конвульсии революционного террора, крах империалистических амбиций Наполеона, реставрацию монархии, узурпацию власти Бурбонами и переход трона к племяннику Наполеона — Луи Наполеону Бонапарту. Многим в тот вечер могло показаться, что манипулировавший сосудами и кюветами Пастер представлял собой тихую гавань рациональности. В мире, от которого отделяли их эти стены, любое решение вопроса не могло обойтись без воинственных санкюлотов, шпаг, баррикад и государственных переворотов. Здесь же истина доставалась тому, кто был убедительней. Эксперименты Пастера утоляли жажду справедливости и беспристрастности. Это было как раз то, что так недоставало политике и религии.
Завершив свою эпохальную лекцию, Пастер заставил всех прийти к единому мнению. Обращаясь к восторженной аудитории, он перешел на метафизику. Не позволяя бактериям из воздуха проникнуть в сахарно-дрожжевые растворы, объяснял он, «я лишил их главного — того, что не дано создать человеку… Я удалил жизнь, ибо жизнь — это бактерии, а бактерии — это жизнь».
При таких обстоятельствах нет ничего удивительного в том, что Пастера стали воспринимать в обществе как святого. Однако в софитах современной науки наша история начинает рассыпаться. Пастер победил, но сегодня стало очевидно, что в 60-е и 70-е годы XIX века он так и не смог привести неоспоримые аргументы против спонтанного размножения. И ярким свидетельством того, что Пастером двигали больше убеждения, чем факты, — как об этом и сказал Клод Бернар — являются его лабораторные дневники.
Записи, оставленные Пастером, выглядят довольно странно: трудно поверить, будто их писал человек, утверждавший, что он исследовал феномен спонтанного размножения «без предрассудков». В 1861 году эксперименты Пастера с ртутью и подслащенной дрожжевой водой показали, что рост микроорганизмов начинается еще до того, как в эту среду попадает атмосферный воздух, причем так было более чем в 90 % случаев. Другими словами, за два года до того, как он понял, что ртуть тоже может загрязнять органические растворы, его ключевой эксперимент свидетельствовал в пользу Феликса Пуше. Гений Научного Метода позднее объяснял, что не опубликовал эти результаты, поскольку они были совершенно не в его пользу. При таком подходе спонтанному размножению было нелегко рассчитывать на беспристрастный подход. По сути, борясь с Пуше, Пастер принимал во внимание лишь те эксперименты, которые опровергали идею спонтанного размножения. Все остальные опыты, не соответствовавшие его убеждениям и ожиданиям, считались «неудачными».
Утверждения Пастера о том, что эксперименты Пуше ничего не доказывают, потому что тот использовал загрязненную ртуть, сами являются примером логической непоследовательности. Явление, при котором ученый отрицает доводы, противоречащие его убеждениям, утверждая, что эксперимент его идейного противника был проведен некорректно, получило название «регресс экспериментатора». Особенно часто это явление встречается в тех областях, где для проверки новых идей используются сложные установки. Ученый часто просто не способен понять, почему оппонент не может повторить его эксперимент, — может, он сам ошибся, а может, ошибается его противник. В действительности вероятны обе причины. Похоже, Пастер не обращал внимания на такие проблемы. Нарушая каноническое правило научного метода и проявляя непримиримость, которую потомки не преминули бы заклеймить позором, окажись он не прав, Пастер при всяком удобном случае использовал формулировку «загрязненная ртуть», чтобы только опорочить результаты, предъявляемые Пуше. Очевидно, его, Пастера, собственный критерий отбора экспериментальных данных был предельно прост: признавать только то, что поддерживало принятую им позицию. Конечно же Пастер посчитал бы за оскорбление, если бы его обвинили в подтасовке данных, но при этом его контратака на Бернара показала, насколько грубым он может быть, обвиняя других именно в таком поведении.
Кроме того, Пастер был слишком надменным, чтобы точно воспроизводить эксперименты конкурентов. В 1864 году Пуше повторил один из наиболее показательных экспериментов Пастера, подвергая стерильные растворы действию атмосферного воздуха на большой высоте в Пиренеях. Он допустил лишь одну, но важную неточность: вместо подслащенной дрожжевой воды использовал кипяченый отвар сена. В результате во всех его сосудах образовалась плесень — это означало, что для повторного зарождения жизни необходим только кислород. Обрадованный такими результатами, Пуше в очередной раз бросил перчатку Пастеру. Но тот наотрез отказался не только повторять пиренейские эксперименты Пуше, но и рассматривать допустимость использования травяного отвара вместо подслащенной дрожжевой воды. Теперь он не мог валить всю вину на ртуть и отделался странным замечанием, сказав, что Пуше использовал напильник вместо клещей, после чего вообще отказался от каких-либо комментариев. Дальнейшие дебаты происходили так, словно никогда и не было этого великого и многообещающего момента в жизни Пуше. Пожалуй, наука и самоуверенность вместе не уживаются.
Пуше был абсолютно прав, утверждая, что отсутствие спонтанного размножения в сосудах Пастера не дает ответа на вопрос, могут ли организмы вновь появляться при других обстоятельствах. И это делало поведение Пастера еще более бессмысленным. Сторонникам спонтанного размножения необходим был лишь один убедительный пример, чтобы завершить дебаты в свою пользу. Вместо того чтобы признать их правоту, Пастер вопреки логике предпочел утверждать: раз спонтанного размножения не произошло в его сосудах, то его не может быть вообще. При тогдашних зачаточных знаниях о природе и жизни позиция Пуше выглядела почти безупречно. Действительно, при невозможности доказать обратное, то есть показать, что спонтанного размножения не бывает в принципе, аргументы Пуше неопровержимы.
Но сегодня-то все иначе. Те, кто не способен принять сверхъестественное объяснение возникновения жизни, обязаны предполагать, что где-то во Вселенной некогда и как минимум однажды спонтанное размножение все-таки произошло. Пастер был католиком, и такое предположение для него не составляло проблемы. Тем не менее с научной точки зрения он должен был либо доказать ошибочность каждого эксперимента, который Пуше объявлял успешным, либо согласиться с его доводами. Пастер, похоже, понимал это, и пиренейские эксперименты Пуше вызвали у него серьезное беспокойство. Он не мог отрицать, что, изменив условия эксперимента, Пуше, вероятно, доказал свою правоту. Проблема же заключалась в том, что к 1864 году Пастер отдал так много сил и эмоций опровержению идеи спонтанного размножения, что оставаться честным в науке ему уже было трудно.
Неудивительно, что он без всякого энтузиазма встретил известие о том, что физиолог Лондонского университетского колледжа X. Чарльтон Бастиан готов публично продемонстрировать возникновение спонтанного размножения в нейтральной или щелочной моче. Было это в 1877 году. Бастиан заявил, что хочет свести спор с мэтром только к «одному вопросу», а именно: может ли незагрязненный поташ, содержащийся в моче, создать необходимые условия для спонтанного размножения? Как и Пуше, Бастиан понимал, что достаточно лишь одной демонстрации. Лагерь Пастера ответил тактикой проволочек, и раздосадованному Бастиану пришлось вернуться домой, так и не поставив во Франции ни одного эксперимента. Можно не сомневаться в том, что, хотя публично Пастер объяснил результаты, полученные Бастианом, некорректностью методологии, в узком кругу он и его сторонники отнеслись к этим экспериментам весьма серьезно. Как недавно показал исследователь записных книжек Пастера Джеральд Гейсон, команда Пастера потратила несколько недель на тайную проверку результатов, полученных Бастианом и на отработку своих собственных идей, касающихся распространения микроорганизмов в окружающей среде.
Как мы теперь знаем, при всем несоответствии поведения Пастера и наших представлений об идеальном ученом, такая тактика спасла его от больших неприятностей. Если бы он публично повторил эксперименты Пуше или Бастиана, то получил бы трудноопровержимые результаты в пользу спонтанного размножения. Совершенно очевидно, что раствор поташа у Бастиана и настой сена у Пуше были загрязнены микроорганизмами, однако система научных взглядов, в рамках которой работали и они и Пастер, была такова, что загрязнитель был бы вряд ли обнаружен. Все трое верили в то, что в среде, доведенной до точки кипения воды, никакие формы органической жизни не существуют. Однако это предположение оказалось ложно. Позднее выяснилось, что некоторые микробы погибают только при нагреве под давлением до 160 °C, причем только после нескольких циклов нагревания и охлаждения.
В дрожжевом растворе, использованном Пастером, вряд ли были термостойкие бактерии, но в поташе и сене они вполне могли оказаться. На самом деле сено Пуше почти наверняка было заражено бактериями
Чтобы проникнуть еще глубже в суть вопроса о том, почему огромное количество французских ученых, формировавших общественное мнение, было заранее готово принять небезошибочную позицию Пастера, необходимо рассмотреть более широко социальную значимость спора между Пастером и Пуше. Ключ к пониманию находится в связях, возникших между теорией спонтанного размножения и другими идеями, которые, по мнению французского истеблишмента, должны были вызывать беспокойство. Это сегодня трудно представить, что ложная научная позиция может угрожать стабильности государства. Тем не менее такова была ситуация во Франции, когда Пастер и Пуше сошлись в поединке.
Далеко не все из тех, кто присутствовал на знаменитой лекции Пастера, состоявшейся в 1894 году в Сорбонне, явились на нее с невинным желанием узнать научную истину. В годы Просвещения идея спонтанного размножения всегда связывалась с идеей эволюции. Одним из первых эволюционистов был Жан-Батист Ламарк. В последние годы XVIII столетия Ламарк осмелился оспорить строчки Книги Бытия (2: 7):
В 60-е годы XIX века французская Римско-католическая церковь вновь обрела духовную и политическую власть в стране (кстати, император Луи-Наполеон взошел на трон во многом благодаря Церкви) и вновь была готова восстать против ереси, а потому все нападки на Священное Писание могли неизбежно привести к политическим и религиозным бурям. Как отмечал современный Пастеру блестящий английский физиолог Ричард Оуэн, эксперименты Пастера «имели преимущество в том, что служили интересам „партии порядка“ и потребностям теологии». Хорошо это понимая, Пуше при всяком удобном случае старался отрицать атеистический смысл спонтанного размножения. Естественно, его усилия ни к чему не приводили. К 1858 году ассоциации между спонтанным размножением, эволюционизмом и атеизмом оказались настолько сильны, что разрушить их было совершенно невозможно. Для правящих кругов спонтанное размножение и атеизм были синонимами и звучали как призыв к мятежу. В таком контексте ни у Пуше, ни у Бастиана не было никаких шансов на беспристрастное отношение к себе и своим теориям.
В середине XIX века для разрешения продолжительных научных споров Академия наук часто создавала официальную комиссию. Можно было не сомневаться, что собравшаяся в 1863 году такая комиссия сознательно выступит против несчастного руанского натуралиста. В 60–70-е годы клика консерваторов изо всех сил поддерживала Пастера. Как мы видим, это делалось тогда, когда позиция его противника выглядела убедительней всего, причем чем крепче она становилась, тем более предвзято вела себя комиссия. Получив, как ему казалось, дополнительные доказательства в пользу существования спонтанного размножения во время своих пиренейских экспериментов, в 1864 году Пуше добивается созыва второй академической комиссии. К сожалению к этому времени выводы комиссии почти полностью зависели от друзей Пастера. Более того, Луи Наполеон недавно назначил одного из главных сторонников Пастера в его споре с Пуше сенатором и министром сельского хозяйства. Оценив все происходящее и поняв, что объективного слушания не получится, Пуше отозвал свой вызов и покинул поле боя.
По случайному совпадению в это самое время комиссия делала все возможное, чтобы опровергнуть потенциально атеистические эволюционные идеи, появившиеся по ту сторону Ла-Манша, в книге Чарльза Дарвина «О происхождении видов». Связь между теориями спонтанного размножения и эволюции оказалась настолько сильной, что Пуше очутился в полном идейном одиночестве. К 1869 году обсуждение спонтанного размножения было запрещено даже в знаменитом Музее естественной истории в Париже. Когда сын Феликса Пуше, Жорж, работавший в этом музее, решил протестовать против такого решения, он тут же лишился своего места. Из-за верности отцовским идеям его карьера закончилась, не успев по-настоящему начаться.
Как правило, творцы исторических мифов не могут избежать соблазна — они заявляют, что их герои головы положили, бесстрашно сражаясь с невежеством и предрассудками, прежде чем их идеи обрели популярность. Биографы Пастера не являются исключением. Вот довольно типичная цитата, взятая из книги Фрэнка Ашалла «Замечательные открытия» (1995):
В свете вышесказанного любому читателю совершенно очевидно, насколько Пастер не дотягивает до образцового «героя науки», изображенного Ашаллом. Однако одно дело утверждать, что Французская академия наук была ангажированным судьей, а другое дело — говорить, что сам Пастер был участником всех этих интриг. Мог ли он невинно, несознательно воспользоваться предрассудками других? Чтобы оценить такую возможность, необходимо более глубоко исследовать мировоззрение Пастера.
Отец Луи Пастера, Жан-Жозеф, отважно сражался на войне с Испанией. Во время службы в знаменитом наполеоновском Третьем полку он заслужил орден Почетного легиона и звание старшего сержанта. Хотя после войны Жан-Жозеф пошел по стопам своего отца и стал кожевником в Арбуа, он ностальгически вспоминал о днях наполеоновской славы и пытался привить своему сыну любовь к французскому милитаризму и сильной власти. Возможно, Жан-Жозеф хотел, с тоской вспоминая те дни, когда перед могуществом Франции склонялись все остальные страны Европы, чтобы в сыне реализовались его собственные амбиции. Поначалу, как это часто бывает, сын восставал против ценностей отца. В дни Реставрации Второй республики в 1848 году молодой Луи передал все свои сбережения на дело республики и вступил в Национальную гвардию. Пока его родители волновались в далеком Арбуа, их сын рисковал жизнью, сражаясь за идеалы, совершенно им чуждые.
Однако если рассматривать все в ретроспективе, то увлечение Пастера республиканскими идеями было больше похоже на юношескую влюбленность, после которой последовал вполне обдуманный брак. К 60-м годам XIX века он уже полностью разделял морально-политические воззрения мелкой буржуазии. Будучи знаменитым парижским ученым, он был безоговорочным консерватором и гордился своей верностью Луи Наполеону. Нельзя сказать, что его симпатии сформировались под воздействием военного поражения и отречения Наполеона III. Стремясь победить на выборах в сенат в своем родном городе в 1875 году, Пастер проводил кампанию, обещая «никогда не вступать ни в какие сделки с теми, кто стремится изменить порядок вещей». Этот манифест вряд ли возник как результат политического прагматизма, поскольку на выборах он потерпел сокрушительное поражение.
Более того, если политика Пастера бесспорно отражала интересы буржуазии, то его религиозные представления были не менее ортодоксальными. Несколько лабораторных дневников, которые лишь недавно стали достоянием широкой публики, свидетельствуют о том, что Пастер свято верил в Бога-Творца. В 60-е годы он предпринял ряд исследований, пытаясь определить разницу между органической и неорганической природой. В своих дневниках он неоднократно подчеркивал, что только Бог-Творец обладает силой превращения неживого в живое. Вероятность того, что жизнь может возникать заново до того, как человек узнает секреты Творца, отрицалась им без попыток дать этому хоть какое-нибудь научное обоснование. Политический и религиозный консерватизм Пастера, а также тесные связи с императором делали для него практически невозможным даже частичное принятие идей Феликса Пуше. Обстановка, господствовавшая в 60-е годы, страстная поддержка Луи Наполеона и борьба за сохранение статус-кво были совершенно несовместимы с идеей спонтанного размножения.
На фоне таких представлений становится понятней, почему Пастер начал свою сорбоннскую лекцию с обсуждения религиозно-политических последствий идеи спонтанного размножения:
Можно представить, как в этом месте он сделал небольшую паузу и, приняв вид бескорыстного ученого, с особой силой произносит: «Но… ни религии, ни философии, ни атеизму, ни материализму, ни спиритуализму здесь просто нет места». Сегодня пустота этих слов видна особенно явно. Теперь, после прочтения его дневников, нам трудно верить в то, что каждое утро, переступая порог своего института, он забывал о своих конформистских религиозно-политических представлениях. Если учесть, что он замалчивал отрицательные результаты своих экспериментов и отказывался повторять главные опыты оппонентов, то появляются все основания полагать: политико-религиозные убеждения Пастера серьезнейшим образом влияли на образ его мышления. Человек, считавший неудачными те эксперименты, которые можно было использовать для доказательства идеи спонтанного размножения, не мог подходить к вопросу о происхождении жизни объективно.
Другими словами, у нас нет оснований сомневаться в том, что переходящее в крещендо метафизическое вступление Пастера к его сорбоннской лекции было не только элегантным украшением. Касаясь религиозного значения своих экспериментов, Пастер сразу перешел к тому, почему его лекция привлекла такое внимание и почему он потратил так много сил, дабы омрачить уход на пенсию столь компетентного и уважаемого провинциального биолога, как Пуше.
Глава 2
Битва за электрон
Оригинальный эксперимент Милликена убедил научную общественность в том, что любой электрический заряд кратен элементарному электрическому заряду, то есть заряду электрона, и определил его величину. В дальнейшем все иные методы измерения этой фундаментальной постоянной давали ту же цифру.
Эта глава возвращает нас в начало прошлого века к работам самого знаменитого американского ученого 1910–1920-х годов, уроженца Иллинойса, физика Роберта Милликена. В 1907 году не добившийся карьерных высот Милликен решил сделать ставку на то, что впоследствии помогло ему получить Нобелевскую премию по физике (вторую в истории Америки). Все последующие десять лет он посвятил решению одного из наиболее обсуждаемых вопросов в науке начала XX века. Поначалу он захотел узнать, образуется ли электричество из дискретных частиц (электронов) или, как считали многие физики того времени, это лишь нематериальный импульс некой силы. Поскольку электроны, частицы, из которых, как полагал Милликен, состоят атомы, были настолько малы, что он и не надеялся их увидеть, нужно было искать косвенные свидетельства их существования.
Избранный Милликеном путь был изящен и прост: он решил продемонстрировать, что совокупный электрический эффект обусловлен огромным количеством крохотных заряженных точек. Его гениальное предположение сводилось к тому, что, если это происходит на самом деле, разница в электрическом заряде разных молекул всегда будет кратна
В течение многих тысячелетий вряд ли существовало поколение, в котором кто-либо из серьезных мыслителей не предлагал бы идею о том, что все, живущее на Земле, состоит из бесконечно малых дискретных частиц вещества. Но только в последние примерно 100 лет удалось получить эмпирические данные, подтверждавшие это интуитивное знание. В 1890-е годы стало казаться, что ответ на этот фундаментальный вопрос вот-вот появится. Некоторые современные ученые говорят, что заниматься физикой в те времена было настоящим счастьем. Огромное количество новых открытий порождало атмосферу приподнятости, и Милликен быстро поддался этому всеобщему энтузиазму. Он и многие другие ученые жаждали понять, что такое электричество, радиация, катодные и рентгеновские лучи, носят ли они материальную основу или являются результатом действия некой нематериальной силы. Поиск ответа на этот вопрос приобрел невероятное значение. По словам самого Милликена, «это было фундаментальной проблемой современной физики».
Основная часть данных в поддержку корпускулярной теории электричества была получена в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета и в Манчестерском университете. Там выдающиеся ученые Эрнест Резерфорд, Дж. Дж. Томсон и Ч. Т. Р. Вильсон разрабатывали уникальные приборы, которые открывали путь к изучению атомных частиц. Физики без устали экспериментировали с влажным воздухом и каплями воды, возникавшими вокруг свободных ионов, с пучками катодных лучей. В 1897 году, например, Дж. Дж. Томсон пропускал катодные лучи через стеклянную трубку, вызывая ее свечение (как в современном телевизоре). Он обнаружил, что может отклонять катодные лучи в магнитном и электрическом поле. Возможность воздействия на поведение лучей показало, что они имеют электрическую природу и сродни световым волнам.
Однако ни одно из сделанных открытий не смогло убедительно подтвердить правильность атомной теории строения вещества. Более того, известный австрийский ученый Эрнст Мах имел все основания саркастически спросить у группы ученых: «А вы-то сами эти атомы видели?» Во времена Маха в качестве основного конкурента атомизма выступали идеи, основанные на существовании «эфира», который якобы является средой для передачи электромагнитных волн и заполняет собой всё пространство вокруг нас. Этот подход находил живой отклик у немецких физиков, они говорили, что в эфире возникают вихревые или пузырьковые возмущения, как на воде, они и есть электричество; как пузырек, так и электричество не имеют материальной формы, независимой от субстанции, через которую они проходят. Они считали, что и пузырьки, и электрические силы возникают как результат энергетического возмущения среды, а не испускания материальных частиц.
Таким образом, для того чтобы понять эксперименты Милликена, историку придется возвратиться к давно забытой проблеме, в свое время волновавшей всех физиков в мире: разработка эксперимента, с помощью которого можно определить относительную напряженность эфира и подтвердить корпускулярные теории электричества. Для начала расстанемся с нашим нынешним знанием и отнесемся к теории эфира так же серьезно, как это делал сам Милликен. Если мы этого не сделаем, нам придется думать, что Милликен получил подтверждение корпускулярной теории строения материи в силу ее явного превосходства. Но в те времена оно было далеко не очевидно.
Важность, которую Милликен придавал демонстрации того, что электрический эффект можно свести к крохотным заряженным точкам, объяснялась как раз силой противоположной позиции, — позиции сторонников эфира. Милликен должен был понимать, что в случае удачи он станет абсолютным победителем. Если же молекулярные заряды хаотично располагаются в широком континууме, то это будет серьезным аргументом в пользу того, что электричество — всего лишь возмущение эфира, а не действие отдельных частиц. Другими словами, все будущее современной физики зависело от успеха или неуспеха обнаружения и измерения невероятно маленьких электрических зарядов.
Невероятные трудности, связанные с определением величины
Никто, однако, не рассматривал этот эксперимент как имеющий чрезвычайную важность, поскольку Вильсону и другим ученым, повторявшим его эксперимент, не удалось избавиться от множества мешавших факторов. Наиболее значимым из них была скорость испарения воды в каплях. Вильсону и его коллегам-атомистам пришлось расширить диапазон погрешности при расчете среднего значения
Поделиться книгой: