Примечание корректора: Обложка создана корректором и передана в общественное достояние.

Предварительное рассуждение об изучении ЕСТЕСТВЕННОЙ ФИЛОСОФИИ

СЭРА ДЖОНА Ф. У. ГЕРШЕЛЯ, БАР., КАВАЛЕРА ГАННОВЕРСКОГО ОРДЕНА, МАГИСТРА ИСКУССТВ, ДОКТОРА ГРАЖДАНСКОГО ПРАВА, ЧЛЕНА ЛОНДОНСКОГО И ЭДИНБУРГСКОГО КОРОЛЕВСКИХ ОБЩЕСТВ, ЧЛЕНА ИРЛАНДСКОЙ КОРОЛЕВСКОЙ АКАДЕМИИ, ЧЛЕНА КОРОЛЕВСКОГО АСТРОНОМИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА, ЧЛЕНА ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА И ДР.

НОВОЕ ИЗДАНИЕ. 1851.

H. Corbould del.

E. Finden. sculp.

СЛУГА И ТОЛКОВАТЕЛЬ ПРИРОДЫ.

НОВОЕ ИЗДАНИЕ. Лондон: ОТПЕЧАТАНО ДЛЯ LONGMAN, BROWN, GREEN & LONGMANS, PATERNOSTER ROW

СОДЕРЖАНИЕ.

| Page
PART I.
OF THE GENERAL NATURE AND ADVANTAGES OF THE STUDY OF THE PHYSICAL SCIENCES.
CHAP. I.
Of Man regarded as a Creature of Instinct, of Reason, and Speculation.—General Influence of Scientific Pursuits on the Mind. | 1
CHAP. II.
Of abstract Science as a Preparation for the Study of Physics.—A profound Acquaintance with it not indispensable for a clear Understanding of Physical Laws.—How a Conviction of their Truth may be obtained without it.—Instances.—Further Division of the Subject. | 18
CHAP. III.
Of the Nature and Objects, immediate and collateral, of Physical Science, as regarded in itself, and in its Application to the practical Purposes of Life, and its Influence on the Well-being and Progress of Society. | 35
PART II.
OF THE PRINCIPLES ON WHICH PHYSICAL SCIENCE RELIES FOR ITS SUCCESSFUL PROSECUTION, AND THE RULES BY WHICH A SYSTEMATIC EXAMINATION OF NATURE SHOULD BE CONDUCTED, WITH ILLUSTRATIONS OF THEIR INFLUENCE AS EXEMPLIFIED IN THE HISTORY OF ITS PROGRESS.
CHAP. I.
Of Experience as the Source of our Knowledge.—Of the Dismissal of Prejudices.—Of the Evidence of our Senses. | 75
CHAP. II.
Of the Analysis of Phenomena. | 85
CHAP. III.
Of the State of Physical Science in General, previous to the Age of Galileo and Bacon. | 104
CHAP. IV.
Of the Observation of Facts and the Collection of Instances. | 118
CHAP. V.
Of the Classification of Natural Objects and Phenomena, and of Nomenclature. | 135
CHAP. VI.
Of the First Stage of Induction.—The Discovery of Proximate Causes, and Laws of the lowest Degree of Generality, and their Verification. | 144
CHAP. VII.
Of the higher Degrees of Inductive Generalization, and of the Formation and Verification of Theories. | 190
PART III.
OF THE SUBDIVISION OF PHYSICS INTO DISTINCT BRANCHES, AND THEIR MUTUAL RELATIONS.
CHAP. I.
Of the Phenomena of Force, and of the Constitution of Natural Bodies. | 221
CHAP. II.
Of the Communication of Motion through Bodies.—Of Sound and Light. | 246
CHAP. III.
Of Cosmical Phenomena. | 265
CHAP. IV.
Of the Examination of the material Constituents of the World. | 290
CHAP. V.
Of the Imponderable Forms of Matter. | 310
CHAP. VI.
Of the Causes of the actual rapid Advance of the Physical Sciences compared with their Progress at an earlier Period. | 347

«Прежде всего, человеку свойственно стремление к поиску и исследованию ИСТИНЫ. Поэтому, когда мы свободны от необходимых дел и забот, мы жаждем видеть, слышать и говорить, и считаем познание вещей, скрытых или удивительных, необходимым для благой и счастливой жизни; из чего следует, что то, что является ИСТИННЫМ, простым и искренним, наиболее соответствует природе человека. С этим горячим желанием видеть и познавать истину соединено некое чувство превосходства, так что разум, хорошо устроенный от природы, не желает подчиняться никому, кроме того, кто наставляет или учит, или же справедливо и законно повелевает ради пользы: отсюда возникает величие духа и презрение к человеческим делам».

Цицерон, «Об обязанностях», кн. 1, § 13.

Прежде всего, человек отличается своим стремлением к поиску и исследованию ИСТИНЫ. И поэтому, когда мы свободны от насущных дел и забот, мы находим радость в том, чтобы видеть, слышать и общаться, и считаем знание многих удивительных и сокровенных вещей необходимым для достойного поведения и счастья нашей жизни: откуда ясно, что все, что является ИСТИННЫМ, простым и прямым, наиболее созвучно нашей человеческой природе. Тесно связано с этим искренним стремлением видеть и знать истину некое чувство достоинства и благородства, которое запрещает разуму, правильно устроенному от природы, подчинять свои способности кому-либо, кроме тех, кто возвещает ее в наставлениях или учениях, или же повиноваться каким-либо приказам, кроме тех, что являются справедливыми, законными и основанными на пользе. Из этого источника проистекают величие духа и презрение к мирским благам и невзгодам.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ РАССУЖДЕНИЕ ОБ ИЗУЧЕНИИ ЕСТЕСТВЕННОЙ ФИЛОСОФИИ.

ЧАСТЬ I.

ОБ ОБЩЕЙ ПРИРОДЕ И ПРЕИМУЩЕСТВАХ ИЗУЧЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК

ГЛАВА I.

О ЧЕЛОВЕКЕ КАК СУЩЕСТВЕ, НАДЕЛЕННОМ ИНСТИНКТОМ, РАЗУМОМ И СПОСОБНОСТЬЮ К УМОЗРЕНИЮ. — ОБЩЕЕ ВЛИЯНИЕ НАУЧНЫХ ЗАНЯТИЙ НА РАЗУМ.

(1.) Положение человека на земном шаре, который он населяет и над которым установил контроль, во многих отношениях в высшей степени примечательно. По сравнению с другими обитателями Земли он кажется, если рассматривать только его физическое устройство, во всех отношениях их низшим, в равной мере не приспособленным ни для удовлетворения своих естественных потребностей, ни для защиты от бесчисленных врагов, окружающих его. Ни одно другое животное не проводит столь значительную часть своего существования в состоянии абсолютной беспомощности и не впадает в старости в столь длительное и прискорбное слабоумие. Ни одному другому теплокровному животному природа не отказала в том необходимом покрове, без которого перемены умеренного климата и суровость холодного одинаково невыносимы; и едва ли найдется другое, столь обделенное внешними средствами как для нападения, так и для защиты. Лишенный как быстроты, чтобы избежать агрессии своих прожорливых врагов, так и оружия, чтобы отразить ее; крайне чувствительный к атмосферным влияниям; неприспособленный к грубой пище, которую земля дает самопроизвольно по крайней мере две трети года даже в умеренном климате, — человек, если бы он был предоставлен лишь инстинкту, был бы самым обездоленным и жалким из всех существ. Терзаемый ужасом и подгоняемый голодом; вынужденный прибегать к самым низким уловкам, чтобы скрыться от врагов, и к самым трусливым средствам для захвата и уничтожения своей более благородной добычи, его существование было бы одной непрерывной чередой уловок или хитростей; его жилищем были бы земные норы, расщелины скал или дупла деревьев; его пищей — черви и мелкие пресмыкающиеся или те немногие и грубые плоды почвы, которые его органы могли бы усвоить, вперемешку с редкими остатками, растерзанными более могучими хищниками или отвергнутыми ими из-за их более изысканного вкуса. Примечательный лишь отсутствием тех сил и качеств, которые обеспечивают другим животным некоторую степень безопасности и уважения, он оставался бы без внимания одних и был бы истреблен другими, пока через несколько поколений его вид не вымер бы вовсе или, в лучшем случае, ограничился бы несколькими островами в тропических регионах, где тепло климата, малочисленность врагов и обилие растительной пищи могли бы позволить ему прозябать.

(2.) И все же человек — бесспорный властелин творения. Самые сильные и свирепые из его собратьев — кит, слон, орел и тигр — истребляются им для удовлетворения его самых прихотливых нужд, или приручаются для службы, или заключаются в неволю ради забавы. Дары всей природы ежедневно востребованы для его самых обыденных нужд, добываемые с большей или меньшей готовностью, или исторгаемые с неохотой из недр земли, лесов, океана и воздуха. Таковы первые плоды разума. Если бы они были единственными или главными, если бы простое приобретение власти над материальными объектами и менее одаренными животными, окружающими нас, и, как следствие, увеличение наших внешних удобств, средств к существованию и чувственных наслаждений составляли сумму привилегий, даруемых обладанием этой способностью, нам в конечном счете нечем было бы гордиться. Но это далеко не так, ибо каждый, кто проводит свою жизнь в сносном достатке и комфорте, или, вернее, чье время не поглощено целиком тревожной заботой об обеспечении абсолютных нужд существования, осознает наличие потребностей и стремлений, в которых чувства не принимают участия, осознает ряд страданий и удовольствий, совершенно отличных по своей природе от тех, что когда-либо доставляли ему причинение телесных мук или удовлетворение телесных аппетитов; и если он испытал эти удовольствия и страдания в какой-либо степени интенсивности, он легко признает, что они занимают гораздо более высокое положение и заслуживают гораздо большего внимания, чем первый класс. Независимо от удовольствий фантазии, воображения и социального общения, человек создан как существо умозрительное; он созерцает мир и окружающие его объекты не с пассивным, безразличным взглядом, как набор явлений, в которых он не заинтересован иначе, чем в том, как они влияют на его непосредственное положение и могут быть использованы для его удобства, но как систему, устроенную с порядком и замыслом. Он одобряет и испытывает высочайшее восхищение гармонией ее частей, мастерством и эффективностью ее механизмов. Некоторые из них, которые он может лучше всего проследить и понять, он пытается имитировать и обнаруживает, что до определенной степени, хотя и грубо и несовершенно, он может преуспеть; в других же, хотя он и может постичь природу устройства, он совершенно лишен всех средств к имитации; в то время как в третьих, и они, очевидно, самые важные, хотя он и видит производимый эффект, средства, с помощью которых это достигается, одинаково недоступны его познанию и контролю. Таким образом, он приходит к концепции Силы и Разума, превосходящих его собственные и способных к созданию и поддержанию всего, что он видит в природе, — Силы и Разума, к которым он вполне может применить термин «бесконечные», поскольку он не только не видит фактического предела в случаях, где они проявляются, но, напротив, обнаруживает, что чем дальше он исследует и чем шире становится сфера его наблюдений, они постоянно открываются ему во все возрастающем изобилии; и что по мере того, как изучение одного подготавливает его к пониманию и оценке другого, утонченность следует за утонченностью, чудо за чудом, пока его способности не приходят в замешательство от восхищения, а его интеллект не отступает перед самим собой в полной безнадежности достичь конца.

(3.) Когда от внешних объектов он обращает свой взор на самого себя, на свои собственные жизненные и интеллектуальные способности, он обнаруживает, что обладает силой исследовать и анализировать свою собственную природу до определенной степени, но не далее. В своем телесном строении он ощущает способность сообщать определенное умеренное количество движения себе и другим объектам; что эта сила зависит от его воли и что ее проявление может быть приостановлено или увеличено по желанию в определенных пределах; но как его воля действует на его конечности, он не осознает: и откуда он черпает силу, которую таким образом упражняет, ничто не может его уверить, как бы он ни жаждал это узнать. Его чувства также сообщают ему множество подробностей относительно внешнего мира, и он воспринимает аппарат, с помощью которого впечатления извне могут передаваться как своего рода сигналы внутрь его существа и, в конечном счете, в его мозг, в котором он смутно ощущает, что мыслящее, чувствующее, рассуждающее существо, которое он называет «собой», обитает более всего; но с помощью каких средств он осознает эти впечатления и какова природа непосредственной связи между этим внутренним чувствующим существом и этой машинерией, его внешним человеком, он не имеет ни малейшего представления.

(4.) Далее, когда он еще более внимательно созерцает мысли, действия и страсти этого своего чувствующего, разумного «я», он обнаруживает, действительно, что может помнить и с помощью памяти сравнивать и различать, судить и принимать решения, и, прежде всего, что он непреодолимо побуждаем, исходя из восприятия любого явления вне или внутри него, делать вывод о существовании чего-то предшествующего, что находится к нему в отношении «причины», без которой его бы не существовало, и что это знание причин и их следствий есть то, что почти в каждом случае определяет его выбор и волю, в тех случаях, когда он, тем не менее, осознает полную свободу действовать или не действовать. Он также обнаруживает, что в его власти приобрести большее или меньшее знание причин и следствий в зависимости от степени внимания, которое он им уделяет, каковое внимание, в свою очередь, в значительной мере является добровольным актом; и часто, когда его выбор был сделан на основе несовершенного знания или недостаточного внимания, он находит основания исправить свое суждение, хотя, возможно, слишком поздно, чтобы повлиять на свое решение последующим размышлением. Мир внутри него таким образом открывается его интеллектуальному взору, изобилующий явлениями и отношениями, и представляющий высочайший непосредственный интерес. Но хотя он не может не осознавать, что проницательность, которую он способен обрести в этой внутренней сфере мысли и чувства, в действительности является источником всей его силы, самим фонтаном его превосходства над внешней природой, он все же чувствует себя способным лишь очень несовершенно проникать в эти тайники своей собственной души и анализировать операции своего ума — в этом, как и во всем остальном, короче говоря, «существо, смутно мудрое»; видя, что все, что может дать ему самая долгая жизнь и самый энергичный интеллект, чтобы обнаружить путем собственных исследований или успеть узнать, пользуясь трудами других, служит лишь для того, чтобы поставить его на самый рубеж знания и дать отдаленный проблеск безграничных сфер за ним, куда не проникла ни одна человеческая мысль, но которые, тем не менее, он уверен, должны быть не менее знакомы тому Разуму, который он прослеживает во всем творении, чем самые очевидные истины, которые он сам ежедневно применяет для своих самых пустяковых целей. Удивительно ли, что существо, столь устроенное, должно сначала питать надежду, а постепенно признать уверенность в том, что его интеллектуальное существование не закончится с распадом его телесной оболочки, но скорее, что в будущем состоянии бытия, освобожденное от тысячи препятствий, которые его нынешнее положение ставит на его пути, наделенное более острыми чувствами и высшими способностями, он будет пить глубоко из того источника благодетельной мудрости, для которого легкий вкус, полученный на земле, вызвал у него столь сильное влечение?

(5.) Ничто, следовательно, не может быть более необоснованным, чем возражение, которое было выдвинуто «in limine» лицами, возможно, благонамеренными, но, безусловно, ограниченными, против изучения естественной философии и, в самом деле, против всей науки — что она воспитывает в своих последователях чрезмерное и высокомерное самомнение, заставляет их сомневаться в бессмертии души и насмехаться над откровением. Ее естественный эффект, мы можем с уверенностью утверждать, на каждый правильно устроенный ум есть и должен быть прямо противоположным. Без сомнения, свидетельство естественного разума, на чем бы оно ни упражнялось, должно по необходимости останавливаться перед теми истинами, которые являются объектом откровения; но, в то же время, помещая существование и главные атрибуты Божества на такие основания, которые делают сомнение невозможным, оно, несомненно, не противопоставляет никаких естественных или необходимых препятствий дальнейшему прогрессу: напротив, лелея как жизненный принцип безграничный дух исследования и пылкость ожидания, оно освобождает ум от предрассудков любого рода и оставляет его открытым и свободным для любого впечатления высшей природы, которое он способен воспринять, охраняя лишь от энтузиазма и самообмана привычкой строгого исследования, но поощряя, а не подавляя все, что может предложить перспективу или надежду за пределами нынешнего неясного и неудовлетворительного состояния. Характер истинного философа — надеяться на все, что не является невозможным, и верить во все, что не является неразумным. Тот, кто видел, как неясности, казавшиеся непроницаемыми в физической и математической науке, внезапно рассеивались, и самые бесплодные и неперспективные области исследования превращались, словно по вдохновению, в богатые и неисчерпаемые источники знания и силы при простой смене нашей точки зрения или просто применив к ним какой-то принцип, который раньше не приходило в голову попробовать, будет, безусловно, последним, кто согласится с какими-либо удручающими перспективами нынешней или будущей судьбы человечества; в то время как, с другой стороны, безграничные виды интеллектуальных и моральных, а также материальных отношений, которые открываются ему со всех сторон в ходе этих занятий, знание того ничтожного места, которое он занимает в масштабе творения, и чувство, постоянно внушаемое ему собственной слабости и неспособности приостановить или изменить малейшее движение механизмов, которые он видит в действии вокруг себя, должны эффективно убедить его в том, что смирение притязаний, не менее чем уверенность надежды, есть то, что лучше всего подобает его характеру.

(6.) Но в то время как мы таким образом защищаем изучение естественной философии от обвинения, в свое время грозного из-за упорства и желчности, с которыми оно выдвигалось, и все еще иногда выдвигаемого к огорчению и отвращению каждого правильно устроенного ума, мы должны позаботиться о том, чтобы свидетельство, предоставляемое наукой религии, каков бы ни был его объем или ценность, было по крайней мере независимым, беспристрастным и спонтанным. Мы здесь не имеем в виду таких рассуждателей, которые хотели бы заставить всю природу склониться перед их узкими толкованиями неясных и трудных мест в священных писаниях: такой курс мог бы подобать преследователям Галилея и другим фанатикам пятнадцатого и шестнадцатого веков, но может быть принят только мечтателями в нынешний век. Но, не доходя до таких крайностей, нередко можно встретить людей, искренне привязанных к науке и стремящихся к ее продвижению, которые, тем не менее, проявляют болезненную чувствительность по вопросам такого рода — которые ликуют и аплодируют, когда возникает какой-либо факт, объясняющий (как они полагают) какой-то библейский намек, и которые чувствуют боль и разочарование, когда общий ход открытий в какой-либо области науки расходится с представлениями, с которыми могли запечатлеться определенные места в Библии. Людям с таким складом ума должно быть достаточно заметить, с одной стороны, что истина никогда не может противоречить истине, а с другой, что заблуждение может быть эффективно опровергнуто только путем глубокого поиска и прослеживания его до источника. Тем не менее, весьма желательно, чтобы такие люди, какими бы уважаемыми и превосходными многие из них ни были, прежде чем бросать вес своих аплодисментов или недоверия на чашу весов научного мнения по таким основаниям, поразмыслили, во-первых, что доверие и уважение к «любому» свидетельству могут быть разрушены манипуляциями с его «честностью»; и, во-вторых, что сама эта склонность ума подразумевает скрытое недоверие к собственным принципам, поскольку великим и, действительно, единственным характером истины является ее способность выдерживать испытание всеобщим опытом и выходить неизменной из любой возможной формы «честной» дискуссии.

(7.) Но если науку можно опорочить, представляя ее как враждебную религии, или ограничить ошибочными представлениями об опасности свободного исследования, существует еще один способ, которым ее можно унизить от ее врожденного достоинства, и это — выставляя ее в свете простого придатка и поставщика для наших избалованных аппетитов. Вопрос «cui bono» — к какой практической цели и выгоде ведут ваши исследования? — это вопрос, который умозрительный философ, любящий знание ради него самого и наслаждающийся, как должно наслаждаться разумному существу, простым созерцанием гармоничных и взаимно зависимых истин, может редко слышать без чувства унижения. Он чувствует, что в его умозрениях есть высокое и бескорыстное удовольствие, которое должно освободить их от таких вопросов; передавая своему собственному уму чистейшее счастье (после упражнения благожелательных и моральных чувств), на которое способна человеческая природа, и не стремясь причинить никому вреда, он мог бы, безусловно, привести это «как» достаточный и прямой ответ тем, кто, сами имея мало способностей и еще меньше вкуса к интеллектуальным занятиям, постоянно повторяют ему этот вопрос. Но если он может заставить себя спуститься с этой высокой, но справедливой почвы и оправдать себя, свои занятия и свои удовольствия в глазах окружающих, ему остается только указать на историю всей науки, где умозрения, казалось бы, невыгодные, были в бесчисленных случаях теми, из которых проистекали великие практические применения. Что, например, могло быть более таковым, чем сухие умозрения древних геометров о свойствах конических сечений, или чем мечты Кеплера (как они естественно казались его современникам) о численных гармониях вселенной? И все же это те ступени, по которым мы поднялись к знанию эллиптических движений планет и закона тяготения, со всеми его блестящими теоретическими следствиями и неоценимыми практическими результатами. Насмешка, привязанная к «Swing-swangs» во времена Гука, не помешала ему возродить предложение о «маятнике» как эталоне меры, с тех пор так эффективно воплощенном в практику гением и настойчивостью капитана Кейтера; — и та, с которой столкнулся Бойль в своих исследованиях упругости и давления воздуха, не послужила препятствием для ряда открытий, которые завершились паровой машиной. Мечты алхимиков вели их по пути эксперимента и привлекали внимание к чудесам химии, в то время как они приводили своих сторонников (надо признать) к заслуженному презрению и краху. Но в этом случае именно моральное отступничество придало насмешке вес и силу, не обязательно или естественно ей присущие: но среди алхимиков были люди высшего ума, которые рассуждали, пока работали, и которые, не довольствуясь тем, чтобы всегда блуждать в темноте и натыкаться на свой объект, тщательно искали в наблюдаемой природе своих агентов руководства в своем поиске. Им мы обязаны созданием экспериментальной философии.

(8.) Не то чтобы имелось в виду, всем вышесказанным, утверждать, что нет такой вещи, как великое или малое в умозрительной философии, или ставить решение загадки на один уровень с развитием закона природы, еще меньше — принимать просторечное определение Смита, что философ — это человек, чья профессия — ничего не делать и рассуждать обо всем. Умозрения естественного философа, как бы далеко они ни могли на время увести его от проторенных путей и повседневных нужд, будучи основанными на реалиях природы, все, по необходимости, имеют практическое применение — более того, такие применения формируют сами критерии их истины, они предоставляют самые готовые и полные верификации его теорий; верификации, которыми он не будет пренебрегать, чтобы проверить их, не более чем арифметик опустил бы «доказать» свои суммы, или осторожный геометр — испытать свои общие теоремы на частных случаях.

(9.) В конце концов, однако, должно быть признано, что для умов, не знакомых с наукой и не привыкших рассматривать взаимные зависимости ее различных отраслей, есть нечто ни не естественное, ни совершенно предосудительное в готовности возникновения этого вопроса о прямой выгоде. Требуется некоторая привычка к абстракции, некоторое проникновение ума настойкой научного исследования, некоторое убеждение в ценности тех достойных и драгоценных принципов, которые лежат скрытыми в самых обычных и простых фактах — некоторое опыт, в конце концов, успеха в развитии и представлении их в качестве доказательств, объявлении их в точных терминах и применении их к объяснению других фактов менее знакомого характера, или к достижению какой-то очевидно полезной цели: — чтобы вылечить ум от этой склонности бросаться сразу на свой объект, недооценивать средства в переоценке цели, и, глядя слишком пристально на цель, которую одну он привык желать, упускать из виду богатство и разнообразие перспектив, которые предлагают себя с обеих сторон на дороге.

(10.) Мы никогда не должны забывать, что именно принципы, а не явления — интерпретация, а не просто знание фактов — являются объектами исследования для естественного философа. Поскольку истина едина и согласуется сама с собой, принцип может быть так же полно и так же ясно разъяснен самым знакомым и простым фактом, как и самым внушительным и необычным явлением. Цвета, которые сверкают на мыльном пузыре, являются непосредственным следствием принципа, наиболее важного из-за разнообразия явлений, которые он объясняет, и наиболее красивого из-за своей простоты и сжатой аккуратности, во всей науке оптики. Если природа периодических цветов может быть сделана понятной путем созерцания такого тривиального объекта, с этого момента он становится благородным инструментом в глазах правильного суждения; и надуть большой, правильный и прочный мыльный пузырь может стать серьезным и похвальным стремлением мудреца, в то время как дети стоят вокруг и насмехаются, или дети более старшего возраста воздевают руки в изумлении от такой траты времени и труда. Для естественного философа нет естественного объекта, неважного или пустякового. Из наименьшего из творений природы он может извлечь величайшие уроки. Падение яблока на землю может поднять его мысли к законам, которые управляют вращением планет на их орбитах; или положение гальки может дать ему доказательство состояния земного шара, который он населяет, мириады веков назад, прежде чем его вид стал его обитателями.

(11.) И это, по сути, один из великих источников восторга, который изучение естественной науки дарует своим приверженцам. Ум, который однажды впитал вкус к научному исследованию и усвоил привычку легко применять его принципы к случаям, которые возникают, имеет внутри себя неисчерпаемый источник чистых и волнующих созерцаний: — можно было бы подумать, что Шекспир имел в виду такой ум, когда описывает созерцательного человека как находящего всю природу красноречивой — сами деревья, ручьи и камни читают ему уроки глубокого и серьезного значения. Привыкший прослеживать действие общих причин и примеры общих законов в обстоятельствах, где неинформированный и неисследующий глаз не воспринимает ни новизны, ни красоты, он ходит среди чудес: каждый объект, который попадается ему на пути, разъясняет какой-то принцип, дает некоторое наставление и впечатляет его чувством гармонии и порядка. И это не просто пассивное удовольствие, которое таким образом передается. Тысяча вопросов постоянно возникает в его уме, тысяча предметов исследования представляют себя, которые держат его способности в постоянном упражнении, а его мысли — постоянно на крыльях, так что усталость исключается из его жизни, и та тяга к искусственному возбуждению и рассеянию ума, которая ведет многих к легкомысленным, недостойным и разрушительным занятиям, полностью искореняется из его души.

(12.) Это не одно из наименьших преимуществ этих занятий, которые, однако, они обладают общим с каждым классом интеллектуальных удовольствий, что они совершенно независимы от внешних обстоятельств и могут быть наслаждаемы в каждой ситуации, в которой человек может быть помещен в жизни. Высшие степени мирского процветания настолько далеки от того, чтобы быть несовместимыми с ними, что они поставляют неоценимые преимущества для их преследования, и тот сорт свежего и обновленного вкуса, который возникает отчасти из чувства контраста, отчасти из опыта особого превосходства, которым они обладают над удовольствиями чувств в их способности к неограниченному увеличению и постоянному повторению без пресыщения или отвращения. Они могут быть наслаждаемы, также, в интервалах самой активной деятельности; и спокойный и беспристрастный интерес, с которым они наполняют ум, делает их самым восхитительным убежищем от волнений и разногласий мира, и от конфликта страстей, предрассудков и интересов, в которые человек дела находит себя вовлеченным. Есть что-то в созерцании общих законов, что мощно побуждает и убеждает нас слить индивидуальное чувство и довериться без остатка их распоряжению; в то время как наблюдение спокойной, энергичной регулярности природы, огромного масштаба ее операций и уверенности, с которой ее цели достигаются, стремится, непреодолимо, успокоить и обнадежить ум, и сделать его менее доступным для ропотных, эгоистичных и бурных эмоций. И это он делает, не унижая нашу природу до слабых уступок и жалкого подчинения обстоятельствам, но наполняя нас, как из внутреннего источника, чувством благородства и силы, которое позволяет нам подняться выше них; показывая нам нашу силу и врожденное достоинство, и призывая нас к упражнению тех сил и способностей, с помощью которых мы восприимчивы к пониманию столь многого величия, и которые формируют, как бы, связь между нами и лучшими и благороднейшими благодетелями нашего вида, с которыми мы поддерживаем общение в мыслях и участвуем в открытиях, которые подняли их над их собратьями-смертными и привели их ближе к их Творцу.

ГЛ. II.

ОБ АБСТРАКТНОЙ НАУКЕ КАК ПОДГОТОВКЕ К ИЗУЧЕНИЮ ФИЗИКИ. — ГЛУБОКОЕ ЗНАКОМСТВО С НЕЙ НЕ ЯВЛЯЕТСЯ НЕЗАМЕНИМЫМ ДЛЯ ЯСНОГО ПОНИМАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ЗАКОНОВ. — КАК УБЕЖДЕНИЕ В ИХ ИСТИННОСТИ МОЖЕТ БЫТЬ ПОЛУЧЕНО БЕЗ НЕГО. — ПРИМЕРЫ. — ДАЛЬНЕЙШЕЕ ДЕЛЕНИЕ ПРЕДМЕТА.

(13.) Наука — это знание многих, упорядоченно и методично переваренное и организованное, так чтобы стать достижимым для одного. Знание причин и их выводов составляет абстрактную, знание причин и их следствий, и законов природы — естественную науку.

(14.) Абстрактная наука независима от системы природы — от творения — от всего, короче говоря, кроме памяти, мысли и разума. Ее объекты — это, во-первых, те первичные существования и отношения, которые мы не можем даже представить себе «не существующими», такие как пространство, время, число, порядок и т. д.; и, во-вторых, те искусственные формы, или символы, которые мысль имеет силу создавать для себя по желанию и подставлять в качестве представителей, с помощью памяти, для комбинаций тех первичных объектов и своих собственных концепций — либо чтобы облегчить акт рассуждения относительно них, либо как удобные депозиты своих собственных выводов, либо для их сообщения другим. Таковы, во-первых, «язык», устный или письменный; его условные формы, которые составляют грамматику, и правила для его использования в аргументации, в чем состоит логика школ; во-вторых, «нотация», которая, примененная к «числу», есть «арифметика», — и, к более общим отношениям абстрактного количества или порядка, есть «алгебра»; и, в-третьих, тот высший вид логики, который учит нас использовать наш разум наиболее выгодным образом для открытия истины; который указывает критерии, с помощью которых мы можем быть уверены, что достигли ее; и который, обнаруживая источники заблуждения и разоблачая места, где склонны скрываться ошибки, сразу предупреждает нас об их опасности и показывает нам, как их избежать. Эта большая логика может быть названа «рациональной»; в то время как к тому низшему отделу, который имеет дело только со словами, эпитет «вербальный» может, для различения, быть применен.

(15.) Определенная умеренная степень знакомства с абстрактной наукой весьма желательна для каждого, кто хотел бы сделать какой-либо значительный прогресс в физике. Поскольку вселенная существует во времени и месте; и поскольку движение, скорость, количество, число и порядок являются главными элементами нашего знания о внешних вещах и их изменениях, знакомство с ними, абстрактно рассмотренными (то есть, независимо от любого рассмотрения конкретных вещей, движимых, измеренных, посчитанных или организованных), должно, очевидно, быть полезной подготовкой для более сложного изучения природы. Но есть еще одна рекомендация таких наук как подготовки для изучения естественной философии. Их объекты настолько определенны, а наши представления о них настолько отчетливы, что мы можем рассуждать о них с уверенностью, что слова и знаки, используемые в наших рассуждениях, являются полными и истинными представителями означаемых вещей; и, следовательно, что когда мы используем язык или знаки в аргументации, мы ни, их использованием, не вводим посторонние понятия, ни исключаем какую-либо часть дела перед нами из рассмотрения. Например: слова пространство, квадрат, круг, сотня и т. д. передают уму понятия, настолько полные сами по себе и настолько отличные от всего остального, что мы уверены, что когда мы используем их, мы знаем и имеем в виду все наше собственное значение. Совершенно иначе обстоит дело со словами, выражающими естественные объекты и смешанные отношения. Возьмем, например, железо. Разные люди привязывают очень разные идеи к этому слову. Тот, кто никогда не слышал о магнетизме, имеет совершенно иное понятие о «железе», чем тот, кто находится в противоположном положении. Вульгарные, которые считают этот металл негорючим, и химик, который видит, как он горит с величайшей яростью, и который имеет другие причины рассматривать его как одно из самых горючих тел в природе; — поэт, который использует его как эмблему жесткости; и кузнец и инженер, в чьих руках оно пластично и сформовано как воск в любую форму; — тюремщик, который ценит его как препятствие, и электрик, который видит в нем только канал открытой связи, по которому это самое непроходимое из препятствий, воздух, может быть пересечено его заключенной жидкостью, все имеют разные и все несовершенные понятия об одном и том же слове. Значение такого термина подобно радуге — каждый видит разную, и все настаивают, что она та же самая. Так обстоит дело почти со всеми нашими терминами чувств. Некоторые неопределенны, как твердый или мягкий, легкий или тяжелый (термины, которые были в одно время источниками бесчисленных ошибок и споров); некоторые чрезмерно сложны, как человек, жизнь, инстинкт. Но, что хуже всего, некоторые, даже большинство, имеют два или три значения; достаточно отличные друг от друга, чтобы сделать суждение истинным в одном смысле и ложным в другом, или даже ложным вовсе; однако не достаточно отличные, чтобы удержать нас от смешивания их в процессе, с помощью которого мы пришли к нему, или чтобы позволить нам немедленно распознать ошибку, когда мы ведемся к ней рядом рассуждений, каждый шаг которого мы «думаем», что исследовали и одобрили. Конечно, те, кто таким образом привязывает два смысла к одному слову, или добавляет новое значение к старому, действуют так же абсурдно, как колонисты, которые распределяют себя по миру, называя каждое место, куда они приходят, именами тех, которые они оставили, пока все различия географической номенклатуры не смешиваются, и пока мы не способны решить, произошло ли событие, заявленное как случившееся в Виндзоре, в Европе, Америке или Австралии.

(16.) Именно в этом двойном или неполном смысле слов мы должны искать происхождение очень большой части ошибок, в которые мы впадаем. Теперь, изучение абстрактных наук, таких как арифметика, геометрия, алгебра и т. д., в то время как они предоставляют простор для упражнения рассуждения об объектах, которые являются, или, по крайней мере, могут быть представлены как внешние по отношению к нам; однако, будучи свободными от этих источников ошибки и заблуждения, приучают нас к строгому использованию языка как инструмента разума, и, знакомя нас, в нашем прогрессе к истине, ходить прямо и прямолинейно по твердой почве, дают нам ту правильную и достойную осанку ума, которая никогда не могла бы быть приобретена, имея всегда выбирать свои шаги среди препятствий и рыхлых фрагментов, или укреплять их в ревущей буре конфликтующих значений.

(17.) Но есть еще одна точка зрения, под которой некоторое знакомство с абстрактной наукой может рассматриваться как весьма желательное в общем образовании, если не незаменимо необходимое, чтобы впечатлить нас различием между строгим и расплывчатым рассуждением, показать нам, что такое демонстрация «действительно», и дать нам тем самым полное и интимное чувство природы и силы доказательства, на котором покоится наше знание фактической системы природы и законов естественных явлений. Для этой цели, однако, весьма умеренного знакомства с более элементарными отраслями математики может быть достаточно. Цепь представлена перед нами, и каждое звено представлено нашему нескрываемому исследованию, если у нас есть терпение и склонность войти в такую деталь. Сотни прошли через это и будут продолжать делать это; но, для большинства человечества, достаточно убедиться в твердости и алмазной текстуре ее материалов и нескрываемом обнажении ее слабейших, а также ее сильнейших частей. Если, однако, мы довольствуемся этим общим взглядом на дело, мы должны довольствоваться также тем, чтобы принимать на веру, то есть, на авторитет тех, кто исследовал глубже, каждое заключение, которое не может быть сделано очевидным для наших чувств. Теперь, среди них есть много настолько очень удивительных, действительно, по-видимому, настолько экстравагантных, что совершенно невозможно для любого исследующего ума оставаться довольным простым заявлением из вторых рук о них — мы чувствуем непреодолимое побуждение исследовать далее их истинность. Какое простое утверждение заставит любого человека поверить, что в одну секунду времени, в один удар маятника часов, луч света проходит 192 000 миль и, следовательно, совершил бы тур вокруг света примерно за то же время, которое требуется, чтобы моргнуть нашими веками, и гораздо меньше, чем быстрый бегун занимает в совершении одного шага? Какой смертный может быть заставлен поверить, без демонстрации, что солнце почти в миллион раз больше земли? и что, хотя настолько удалено от нас, что пушечное ядро, выстреленное прямо к нему и поддерживающее свою полную скорость, было бы двадцать лет в достижении его, оно все же влияет на землю своим притяжением в неощутимый момент времени? — близость союза, о которой мы можем сформировать лишь слабое и совершенно неадекватное представление, сравнивая его с любой материальной связью; поскольку передача импульса на такое расстояние, через любую твердую среду, с которой мы знакомы, потребовала бы не моментов, а целых лет. И когда, с болью и трудностью, мы напрягли наше воображение, чтобы представить расстояние настолько огромное, силу настолько интенсивную и проникающую, если нам говорят, что одно уменьшается до неощутимой точки, а другая не ощущается у ближайшей из неподвижных звезд, от простого эффекта их удаленности, в то время как среди тех самых звезд есть некоторые, чье фактическое великолепие превышает во много сотен раз великолепие самого солнца, хотя мы не можем отрицать истинность утверждения, мы не можем не чувствовать острейшего любопытства узнать, «как» такие вещи были когда-либо выяснены.

(18.) Вышеупомянутые являются среди тех результатов научного исследования, которые, по своей величине, кажутся превосходящими наши способности концепции. Есть другие, опять же, которые, из-за своей миниатюрности, казалось бы, ускользают от захвата мысли, гораздо больше, чем от четкого и точного измерения. Кто не попросил бы демонстрации, когда сказали, что крыло комара, в своем обычном полете, бьет много сотен раз в секунду? или что существуют одушевленные и регулярно организованные существа, многие тысячи тел которых, положенные близко друг к другу, не составили бы дюйма? Но что это по сравнению с удивительными истинами, которые раскрыли современные оптические исследования, которые учат нас, что каждая точка среды, через которую проходит луч света, затронута последовательностью периодических движений, регулярно повторяющихся через равные интервалы, не менее пятисот миллионов миллионов раз в одну секунду! что именно такими движениями, переданными нервам наших глаз, мы видим: — более того, что именно «разница» в частоте их повторения влияет на нас чувством разнообразия цвета; что, например, при приобретении ощущения красноты наши глаза затронуты четыреста восемьдесят два миллиона миллионов раз; желтизны — пятьсот сорок два миллиона миллионов раз; и фиолетового — семьсот семь миллионов миллионов раз в секунду. Разве не звучат такие вещи больше как бред сумасшедших, чем как трезвые заключения людей в их бодрствующем уме?

(19.) Они являются, тем не менее, заключениями, к которым любой может наиболее определенно прийти, кто только возьмет на себя труд исследовать цепь рассуждений, с помощью которой они были выведены; но, чтобы сделать это, требуется нечто большее, чем просто элементы абстрактной науки. Отбрасывая, однако, такие примеры, как эти, которые, в конце концов, скорее рассчитаны на то, чтобы удивить и поразить, чем для любой другой цели, должно быть замечено, что невозможно удовлетворить себя полностью, что мы «достигли» истинного утверждения любого закона природы, пока, исходя из такого утверждения и делая его фундаментом рассуждения, мы не можем показать, строгим аргументом, что наблюдаемые факты должны следовать из него как необходимые логические следствия, и «это», не расплывчато и вообще, но со всей возможной точностью во времени, месте, весе и мере.

(20.) Чтобы сделать это, однако, как мы сейчас увидим, требуется во многих случаях степень знания математики и геометрии, совершенно недостижимая для большинства человечества, у которых нет досуга, даже если бы все они имели способность, войти в такие исследования, некоторые из которых, действительно, той степени трудности, что они могут быть успешно преследованы только лицами, которые посвящают им все свое внимание и делают их серьезным делом своей жизни. Но едва ли найдется какой-либо человек хорошего обычного понимания, как бы мало ни упражнявшийся в абстрактных исследованиях, который не может быть легко заставлен понять, по крайней мере, общий ход рассуждений, с помощью которого выводятся любые великие истины физики, и существенные опоры и связи нескольких частей естественной философии. Есть целые отрасли тоже, и очень обширные и важные, к которым математическое рассуждение никогда не было применено вовсе; такие как химия, геология и естественная история в целом, и многие другие, в которых оно играет очень подчиненную роль, и из которых существенные принципы и основания применения к полезным целям могут быть совершенно хорошо поняты студентом, который обладает не большим математическим знанием, чем правила арифметики; так что никто не должен быть удержан от приобретения знания, или даже от активного оригинального исследования в таких предметах, из-за нехватки математической информации. Даже в тех отраслях, которые, как астрономия, оптика и динамика, почти исключительно под властью математики, и в которых никакой эффективный прогресс не может быть сделан без некоторого знакомства с геометрией, основные результаты могут быть совершенно поняты без него. Для того, кто неспособен проследить хитросплетения математической демонстрации, убеждение, предоставляемое проверенными предсказаниями, должно стоять на месте того более чистого и более удовлетворительного доверия, которое верификация каждого шага в процессе рассуждения может только предоставить, поскольку каждый признает обоснованность притязаний, которые он находится в ежедневной привычке видеть подвергнутыми испытанию практикой.

(21.) Среди верификаций этого практического рода, которые изобилуют в каждом отделе физики, нет более внушительных, чем точное предсказание больших явлений астрономии; нет, конечно, которые несли бы более широкое убеждение домой каждому уму из-за их известности и недвусмысленного характера. Предсказание затмений, соответственно, с самых ранних веков вызывало восхищение человечества и было одним великим инструментом, с помощью которого их верность (так сказать) естественной науке и их уважение к ее профессорам поддерживались; и хотя странно злоупотреблялось в непросвещенные века сверхъестественными притязаниями астрологов, доверие, оказываемое даже их абсурдам, показывает силу этого рода доказательства на умах людей. Предсказания астрономов, однако, теперь гораздо слишком знакомы, чтобы подвергать опасности справедливое равновесие нашего суждения, поскольку даже возвращение комет, верных своим путям и точных до часа своего назначения, перестало изумлять, хотя оно должно всегда радовать всех, у кого есть души, способные быть пронзенными такими прекрасными примерами соответствия между теорией и фактами. Но век простого чуда в таких вещах прошел, и люди предпочитают быть ведомыми и просвещенными, чем быть удивленными и ослепленными. Затмения, кометы и тому подобное предоставляют лишь редкие и преходящие демонстрации сил вычисления и уверенности принципов, на которых оно основано. Страница «лунных расстояний» из Морского Альманаха стоит всех затмений, которые когда-либо случались, для вдохновения этого необходимого доверия к заключениям науки. То, что человек, просто измеряя кажущееся расстояние луны от звезды с помощью маленького портативного инструмента, удерживаемого в его руке, и примененного к его глазу, даже с такой нестабильной опорой, как палуба корабля, скажет положительно, в пределах пяти миль, где он находится, на безграничном океане, не может не казаться лицам, невежественным в физической астрономии, приближением к чудесному. И все же, альтернативы жизни и смерти, богатства и краха ежедневно и ежечасно ставятся с полной уверенностью на эти удивительные вычисления, которые могли бы почти показаться придуманными специально, чтобы показать, насколько близко крайности умозрительной утонченности и практической полезности могут быть приведены к сближению. Мы имеем перед собой анекдот, сообщенный нам морским офицером, выдающимся по объему и разнообразию своих достижений, который показывает, насколько впечатляющими такие результаты могут стать на практике. Он отплыл из Сан-Бласа на западном побережье Мексики и после путешествия в 8000 миль, занимающего 89 дней, прибыл к Рио-де-Жанейро, пройдя, в этом интервале, через Тихий океан, обогнув мыс Горн и пересек Южную Атлантику, не сделав никакой земли или даже не увидев ни одного паруса, за исключением американского китобоя у мыса Горн. Прибыв в пределах недели плавания до Рио, он серьезно занялся определением, с помощью лунных наблюдений, точной линии курса корабля и его ситуации в нем в определенный момент, и, установив это в пределах от пяти до десяти миль, прошел остаток пути теми более готовыми и сжатыми методами, известными навигаторам, которые могут быть безопасно использованы для коротких поездок между одной известной точкой и другой, но которым нельзя доверять в длинных путешествиях, где луна является единственным верным проводником. Остаток рассказа мы имеем возможность по его доброте изложить его собственными словами: — «Мы держали курс к Рио-де-Жанейро в течение нескольких дней после взятия лунных наблюдений, описанных выше, и, прибыв в пределах пятнадцати или двадцати миль от побережья, я лег в дрейф в четыре утра, пока день не должен был разрезвиться, а затем направился; ибо хотя было очень туманно, мы могли видеть перед собой пару миль или около того. Около восьми часов стало настолько туманно, что я не хотел стоять дальше, и только приводил корабль к ветру снова перед отправкой людей на завтрак, когда внезапно прояснилось, и я имел удовлетворение видеть великую скалу Сахарная Голова, которая стоит на одной стороне входа в гавань, настолько почти прямо впереди, что нам не пришлось изменять наш курс более чем на пункт, чтобы попасть во вход Рио. Это была первая земля, которую мы видели за три месяца, после пересечения стольких морей и будучи отброшенными взад и вперед бесчисленными течениями и встречными ветрами». Эффект на всех на борту мог бы вполне быть задуман как электрический; и нет нужды замечать, насколько существенно авторитет командующего офицера над его экипажем может быть усилен возникновением таких инцидентов, указывающих на степень знания и, как следствие, силы за пределами их досягаемости.

(22.) Но даже такие результаты, сколь бы поразительными они ни были, все же не достигают той силы убеждения, которая внушается нам, когда посредством рассуждений, слишком абстрактных для обычного понимания, мы приходим к выводам, опережающим опыт, и заранее описываем то, что произойдет при новых сочетаниях, или даже исправляем несовершенные эксперименты, и приходим к познанию фактов, противоречащих общепринятым аналогиям, почерпнутым из неверно истолкованного или поспешно обобщенного опыта. Приведем пример: каждому известно, что предметы, рассматриваемые через прозрачную среду, такую как вода или стекло, кажутся искаженными или смещенными. Так, палка в воде кажется согнутой, а предмет, видимый через призму или стеклянный клин, кажется смещенным со своего истинного места. Этот эффект обусловлен тем, что называется преломлением света; и простое правило, открытое Виллебродом Снеллом, позволяет каждому точно сказать, насколько палка будет казаться согнутой и как далеко, и в каком направлении, кажущееся положение предмета, видимого через стекло, будет отклоняться от реального. Если положить шиллинг на дно сосуда с водой и смотреть на него под углом, он будет казаться приподнятым водой; если вместо воды использовать винный спирт, он будет казаться приподнятым сильнее; если масло — еще сильнее, но ни в одном из этих случаев он не будет казаться смещенным вправо или влево от своего истинного места, как бы ни располагался глаз. Плоскость, в которой находятся глаз, предмет и точка на поверхности жидкости, в которой виден предмет, является вертикальной плоскостью; и это одна из главных характеристик обычного преломления света, а именно: луч, с помощью которого мы видим предмет через преломляющую поверхность, хотя и подвергается изгибу и как бы преломляется на поверхности, тем не менее, продолжая свой путь к глазу, не покидает плоскости, перпендикулярной преломляющей поверхности. Но существуют и другие вещества, такие как горный хрусталь и особенно исландский шпат, которые обладают своеобразным свойством раздваивать изображение или вид предмета, видимого через них в определенных направлениях; так что вместо одного предмета мы видим два, расположенных рядом, когда такой кристалл или шпат помещен между предметом и глазом; и если луч или небольшой солнечный зайчик падает на поверхность любого из этих веществ, он расщепляется на два, образуя угол друг с другом, и каждый продолжает свой отдельный путь — это называется двойным лучепреломлением. Теперь, из этих изображений или дважды преломленных лучей один всегда следует тому же правилу, как если бы вещество было стеклом или водой: его отклонение может быть точно рассчитано по упомянутому выше закону Снелла, и он не покидает плоскости, перпендикулярной преломляющей поверхности. Другой же луч, напротив (о котором поэтому говорят, что он подвергся необыкновенному преломлению), действительно покидает эту плоскость, и величина его отклонения от прежнего пути требует для своего определения гораздо более сложного правила, которое невозможно понять или даже сформулировать без довольно глубокого знания геометрии. Теперь, горный хрусталь и исландский шпат отличаются от стекла весьма примечательным обстоятельством. Они естественным образом принимают определенные правильные фигуры, встречаясь не в виде бесформенных кусков, а в виде определенных геометрических форм; и они способны раскалываться или расщепляться гораздо легче в одних направлениях, чем в других — у них есть зернистость, которой нет у стекла. Когда другие вещества, обладающие этой особенностью (которые называются кристаллизованными веществами), были исследованы, оказалось, что все они, или подавляющее большинство из них, обладают этим своеобразным свойством двойного лучепреломления; и поэтому было весьма естественно заключить, что то же самое происходит во всех них, а именно, что из двух лучей, на которые расщеплялся любой пучок света, падающий на поверхность такого вещества, или из двух изображений предмета, видимого через него, только один отклонялся от своей плоскости и необыкновенно преломлялся, в то время как другой следовал обычному правилу. Соответственно, предполагалось, что дело обстоит именно так; и не только это, но, основываясь на некоторых испытаниях и измерениях, преднамеренно проведенных философом весьма выдающимся, это считалось фактом, достаточно установленным экспериментом.

(23.) Возможно, мы долго оставались бы под этим впечатлением, ибо измерения эти деликатны, а предмет весьма труден. Но недавно выдающимся французским философом и математиком М. Френелем было доказано, что при допущении определенных принципов или постулатов все явления двойного лучепреломления, включая, возможно, величайшее разнообразие фактов, когда-либо сведенных под одну общую рубрику, могут быть удовлетворительно объяснены и выведены из них путем строгого математического расчета; и что при применении к первым упомянутым случаям эти принципы дают удовлетворительное объяснение отсутствия необыкновенного изображения; что при применении к таким случаям, как горный хрусталь или исландский шпат, они также дают правильное объяснение обоих изображений и согласуются в своих выводах с правилами, установленными для них ранее: но, будучи далеки от совпадения с той частью предыдущего утверждения, которая распространяла бы эти выводы на все кристаллизованные вещества, принципы М. Френеля приводят к выводу совершенно противоположному и указывают на факт, который никогда не наблюдался, а именно: что в подавляющем большинстве кристаллизованных веществ, обладающих свойством двойного лучепреломления, ни одно из изображений не следует обычному закону, но оба претерпевают отклонение от своей первоначальной плоскости. Теперь, этого никогда не наблюдалось ни в одном из предыдущих испытаний, и все мнения были против этого. Но когда это было подвергнуто проверке экспериментом с помощью множества новых и остроумных методов, это было полностью подтверждено; и в довершение доказательств, вещества, на несовершенном исследовании которых основывался первый ошибочный вывод, были недавно подвергнуты свежему и более скрупулезному изучению, результат которого показал недостаточность прежних измерений и оказался в полном соответствии с вновь открытыми законами. Теперь следует заметить в этом случае, во-первых, что принципы, принятые М. Френелем, отнюдь не очевидны, а крайне далеки от обычного наблюдения; и, во-вторых, что цепь рассуждений, с помощью которой они подвергаются проверке, настолько длинна и сложна, а чисто математическая трудность их применения настолько велика, что никакой простой здравый смысл, никакой общий такт или обычное практическое рассуждение не дали бы ни малейшего шанса распутать их лабиринты. Подобные случаи — триумф теорий. Они сразу показывают, какую огромную роль должен играть чистый разум в нашем исследовании природы и сколь безоговорочным должно быть наше доверие к той мощной и методичной системе правил и процессов, которые составляют современный математический анализ во всех более трудных приложениях точного расчета к ее явлениям.

(24.) Приведем пример, более доступный обычному пониманию. Выдающийся современный геометр доказал с помощью расчетов, основанных на строгих оптических принципах, что в центре тени от небольшой круглой металлической пластинки, помещенной в темной комнате под луч света, исходящий из очень маленькой яркой точки, не должно быть темноты — фактически, в этом месте не должно быть тени; но, напротив, должна быть степень освещенности, точно такая же яркая, как если бы металлической пластинки не было вовсе. Как бы странно и даже невозможно ни казался этот вывод, он был подвергнут проверке и найден совершенно верным.

(25.) Теперь мы перейдем к более подробному рассмотрению:

I. Природа и цели, непосредственные и побочные, естественной философии, рассматриваемой как сама по себе, так и в ее применении к практическим целям жизни, а также ее влияние на благосостояние и прогресс общества.

II. Принципы, на которые она опирается для своего успешного осуществления, и правила, которыми должно руководствоваться систематическое исследование природы, с примерами, иллюстрирующими их влияние.

III. Подразделение естественной философии на отдельные отрасли и их взаимные отношения.

ГЛ. III.

О ПРИРОДЕ И ЦЕЛЯХ, НЕПОСРЕДСТВЕННЫХ И ПОБОЧНЫХ, ЕСТЕСТВЕННОЙ ФИЛОСОФИИ, РАССМАТРИВАЕМОЙ КАК САМА ПО СЕБЕ, ТАК И В ЕЕ ПРИМЕНЕНИИ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЦЕЛЯМ ЖИЗНИ, И ЕЕ ВЛИЯНИИ НА БЛАГОСОСТОЯНИЕ И ПРОГРЕСС ОБЩЕСТВА.

(26.) Первое, что внушается нам с самого раннего младенчества, — это то, что события следуют одно за другим не случайно, а с определенной степенью порядка, регулярности и связи; некоторые постоянно, и, как мы склонны думать, неизменно — как чередование дня и ночи, лета и зимы; другие условно — как движение тела со своего места, если его толкнуть, или горение палки, если ее сунуть в огонь. Знание того, что первый класс событий продолжался непрерывно в течение веков, выходящих за пределы всякой памяти, внушает нам твердое ожидание, что так будет продолжаться и впредь; и таким образом зарождается и подтверждается наше понятие о порядке природы. Если бы все было одинаково регулярным и периодическим, а последовательность событий не зависела бы от нашей воли, можно усомниться, стали бы мы когда-нибудь искать причины. Никто не считает ночь причиной дня, а день — причиной ночи. Они являются попеременными следствиями общей причины, для определения которой их регулярная последовательность сама по себе не дает достаточных ключей. Именно из другого, или условного, класса событий мы получаем наши понятия о причине и следствии, если не целиком, то, по крайней мере, главным образом. Только из них мы заключаем, что существуют такие вещи, как законы природы. Сама идея закона включает в себя идею условности. “Si quis mala carmina condidisset, fuste ferito”; если возникнет такой случай, следует поступить так-то — если поднести спичку к пороху, он взорвется. Каждый закон — это положение для случаев, которые могут произойти, и имеет отношение к бесконечному числу случаев, которые никогда не происходили и никогда не произойдут. Теперь, именно это положение à priori для непредвиденных обстоятельств, это созерцание возможных событий и предопределение того, что должно произойти, внушает нам понятие о законе и причине. Среди всех возможных комбинаций пятидесяти или шестидесяти элементов, которые, как показывает химия, существуют на земле, вероятно, даже почти наверняка, некоторые никогда не были образованы; что некоторые элементы в некоторых пропорциях и при некоторых обстоятельствах еще никогда не были поставлены в отношение друг к другу. И все же ни один химик не может сомневаться, что уже определено, как они будут действовать, когда такой случай произойдет. Они будут подчиняться определенным законам, о которых мы в настоящее время ничего не знаем, но которые должны быть уже установлены, иначе они не могли бы быть законами. Не привычкой или методом проб и ошибок они узнают, что делать. Когда произойдет непредвиденное обстоятельство, не будет никаких колебаний, никаких совещаний — их путь будет сразу решен и всегда будет одним и тем же, если это произойдет много раз подряд или во многих местах в один и тот же момент. В этом и заключается совершенство закона, что он включает в себя все возможные непредвиденные обстоятельства и обеспечивает безоговорочное повиновение — и именно таковы законы природы.

(27.) Это использование слова закон, однако, наши читатели, конечно, поймут, имеет отношение к нам как к понимающим, а не к материалам, из которых состоит вселенная, как к подчиняющимся определенным правилам. Подчиняться закону, действовать в соответствии с правилом предполагает понимание и волю, способность подчиняться или нет, у существа, которое подчиняется и соблюдает, чего мы не признаем за простой материей. Нельзя предполагать, что Божественный Автор вселенной установил частные законы, перечисляющие все индивидуальные непредвиденные обстоятельства, которые его материалы поняли и которым подчиняются — это означало бы приписать ему несовершенства человеческого законодательства; — но скорее, создав их, наделенными определенными фиксированными качествами и силами, он запечатлел в них в их истоке дух, а не букву своего закона, и сделал все их последующие комбинации и отношения неизбежными следствиями этого первого впечатления, под чем, однако, мы ни в коем случае не подразумеваем отрицание постоянного осуществления его прямой власти в поддержании системы природы или конечного исхождения всякой энергии, которую проявляют материальные агенты, из его непосредственной воли, действующей в соответствии с его собственными законами.

(28.) Открытия современной химии во многом подтвердили мнение, разделяемое некоторыми древними, что вселенная состоит из отдельных, раздельных, неделимых атомов, или индивидуальных существ, столь малых, что они ускользают от наших чувств, за исключением случаев, когда они объединены миллионами, и этим агрегированием образуют тела даже самого малого видимого объема; и у нас есть самые сильные доказательства того, что, хотя между этими атомами существуют большие и существенные различия, они все же могут быть объединены в очень ограниченное число групп или классов, все индивиды каждого из которых, во всех отношениях и целях, в точности одинаковы по всем своим свойствам. Теперь, когда мы видим большое количество вещей, в точности одинаковых, мы не верим, что это сходство возникло иначе, как из общего принципа, независимого от них; и то, что мы распознаем это сходство главным образом по идентичности их поведения при схожих обстоятельствах, скорее усиливает, чем ослабляет этот вывод. Ряд прядильных машин или полк солдат, одетых в точности одинаково и выполняющих в точности одни и те же эволюции, не дает нам представления о независимом существовании: мы должны увидеть, как они действуют несогласованно, прежде чем сможем поверить, что они обладают независимой волей и свойствами, не навязанными им извне. И этот вывод, который был бы сильным, даже если бы существовало только два индивида, в точности одинаковых во всех отношениях и навсегда, приобретает неотразимую силу, когда их число умножается за пределы способности воображения к представлению. Если мы не ошибаемся, то упомянутые открытия эффективно разрушают идею вечной самосущей материи, придавая каждому из ее атомов существенные характеристики одновременно и фабричного изделия, и подчиненного агента.

(29.) Но восходить к истокам вещей и размышлять о творении — не дело естествоиспытателя. Более скромного поля достаточно для него в стремлении открыть, насколько позволяют наши способности, каковы эти первичные качества, изначально и неизменно запечатленные в материи, и открыть дух законов природы, который включает группы и классы отношений и фактов, в отличие от буквы, которая, как отмечалось ранее, представлена нам отдельными явлениями: или если, в конце концов, это окажется невозможным; если такой шаг лежит за пределами наших способностей; и существенные качества материальных агентов действительно являются оккультными или неспособными быть выраженными в какой-либо форме, понятной нашему разумению, — по крайней мере, приблизиться к их пониманию настолько, насколько позволяет природа случая; и разработать такие словесные формы, которые включали бы и представляли величайшее возможное множество и разнообразие явлений.

(30.) Теперь, в этом исследовании, по-видимому, есть один важный вопрос, который должен быть решен, прежде чем наши изыскания могут быть начаты с какой-либо перспективой успеха, а именно: обладают ли сами законы природы той степенью постоянства и неизменности, которая может сделать их предметами систематического обсуждения; или же, с другой стороны, качества естественных агентов подвержены изменениям с течением времени. Для древних, живших в младенчестве мира, или, скорее, в младенчестве человеческого опыта, это был весьма рациональный предмет для вопроса, отсюда и их различия между тленной и нетленной материей. Так, согласно некоторым из них, только материя небесных пространств чиста, неизменна и нетленна, в то время как все подлунные вещи находятся в постоянном состоянии упадка и изменения; мир становится парализованным и дряхлым от старости, а сам человек ухудшается в характере, уменьшаясь одновременно в интеллектуальном и телесном росте. Но для нас, имеющих опыт дополнительных нескольких тысяч лет, вопрос о постоянстве уже в значительной степени решен утвердительно. Утонченные размышления современной астрономии, основывающие свои выводы на наблюдениях, сделанных в весьма отдаленные периоды, доказали с очевидностью, что по крайней мере одна из великих сил природы, сила тяготения, главная связь и опора материальной вселенной, не претерпела никаких изменений в интенсивности с глубокой древности. Рост человечества такой же, каким он был три тысячи лет назад, как достаточно показывают образцы мумий, которые исследовались в разное время. Интеллект Ньютона, Лапласа или Лагранжа может стоять в честном соревновании с интеллектом Архимеда, Аристотеля или Платона; а добродетели и патриотизм Вашингтона — с ярчайшими примерами древней истории.

(31.) Далее, исследования химиков показали, что то, что вульгарно называют порчей, разрушением и т. д., есть не что иное, как изменение расположения тех же составных элементов, распределение тех же материалов в другие формы, без потери или фактического уничтожения хотя бы одного атома; и таким образом любые сомнения в постоянстве законов природы отвергаются, а весь вес явлений переносится на противоположную чашу весов. Один из самых очевидных случаев кажущегося разрушения — это когда что-либо перетирается в пыль и рассеивается по ветру. Но одно дело — стереть ткань в порошок, и другое — уничтожить ее материалы: как бы они ни были рассеяны, они должны где-то осесть и продолжать, пусть даже как ингредиенты почвы, выполнять свою скромную, но полезную роль в экономике природы. Разрушение, производимое огнем, более поразительно: во многих случаях, как при горении куска древесного угля или свечи, нет дыма, ничего видимым образом не рассеивается и не уносится; горящее тело истощается и исчезает, в то время как, кажется, ничего не производится, кроме тепла и света, которые мы не привыкли считать субстанциями; и когда все исчезло, за исключением, может быть, какой-то ничтожной золы, мы вполне естественно предполагаем, что оно исчезло, потерялось, уничтожилось. Но когда вопрос исследуется более точно, мы обнаруживаем в невидимом потоке нагретого воздуха, который поднимается от раскаленного угля или горящего воска, всю весомую материю, только соединенную в новой комбинации с воздухом и растворенную в нем. И все же, будучи тем самым уничтоженной, она лишь снова стала тем, чем была до того, как существовала в форме древесного угля или воска, активным агентом в делах мира и главной опорой растительной и животной жизни, и все еще способна снова и снова проходить тот же круг, как могут определить обстоятельства; так что, насколько мы можем видеть обратное, тот же самый идентичный атом может лежать скрытым в течение тысяч столетий в известняковой скале; может в конце концов быть добыт, освобожден в печи для обжига извести, смешаться с воздухом, быть поглощенным из него растениями и, последовательно, стать частью тел мириад живых существ, пока какое-то стечение обстоятельств не обречет его еще раз на долгий покой, который, однако, нисколько не мешает ему снова возобновить свою прежнюю активность.

(32.) Теперь, эта абсолютная неразрушимость конечных материалов мира в периоды, соизмеримые с нашим опытом, и их упорное сохранение одних и тех же свойств при любом разнообразии обстоятельств, в которые мы решаем их поместить, какими бы насильственными и кажущимися противоречащими их природе они ни были, сама по себе достаточна, чтобы сделать крайне маловероятным, что время само по себе может оказывать на них какое-либо влияние. Все, что могут сделать старость или распад, по-видимому, включено в истощение частей, которые только рассеиваются, а не уничтожаются, или в изменение чувственных свойств, которые, как доказывает химия, возникают только из новых комбинаций тех же ингредиентов. Но, в конце концов, вопрос целиком относится к опыту: мы не можем быть уверены à priori, что законы природы неизменны; но мы можем установить путем исследования, меняются они или нет; и на этот вопрос весь опыт отвечает отрицательно. Конечно, здесь не имеется в виду отрицать, что великие операции, производящие обширные изменения в видимом состоянии природы — такие, например, как те, что рассматриваются геологами, и охватывающие для своего завершения огромные периоды времени, — постоянно происходят; но это следствия и выполнения законов природы, а не противоречия или исключения из них. Ни один теоретик не рассматривает такие изменения как изменения в фундаментальных принципах природы; он лишь пытается примирить их и показать, как они вытекают из уже известных законов, и судит о правильности своей теории по их конечному согласию.

(33.) Но законы природы не только постоянны, но и последовательны, понятны и обнаруживаемы с такой умеренной степенью исследования, которая рассчитана скорее на то, чтобы стимулировать, а не утомлять любопытство. Если бы нас высадили, как существ из другого мира, в любое существующее общество людей и мы начали бы размышлять об их действиях, нам было бы трудно поначалу установить, подчиняются ли они вообще каким-либо законам: но когда, постепенно, мы обнаружили бы, что они действительно считают себя таковыми; и затем приступили бы к установлению, исходя из их поведения и его последствий, что это за законы и в каком духе они задуманы; хотя нам, возможно, было бы нетрудно обнаружить отдельные правила, применимые к частным случаям, однако, как только мы перешли бы к обобщению и попытались бы от них подняться, шаг за шагом, и обнаружить какой-либо устойчивый всепроникающий принцип, масса несообразностей, абсурдов и противоречий, с которыми мы бы столкнулись, либо обескуражила бы нас от дальнейшего исследования, либо убедила бы нас в том, что то, что мы искали, не существует. В природе все совершенно иначе; там мы не находим никаких противоречий, никаких несообразностей, но все есть гармония. То, что однажды изучено, нам никогда не приходится разучивать заново. По мере того как правила становятся более общими, кажущиеся исключения становятся регулярными; и двусмысленность в ее возвышенном законодательстве так же неслыханна, как и недобросовестное управление.

(34.) Живя, таким образом, в мире, где действуют такие законы, и под их непосредственным владычеством, очевидно, крайне важно знать их, хотя бы для того, чтобы быть уверенными во всем, что мы предпринимаем, что закон, по крайней мере, на нашей стороне, чтобы не бороться напрасно против какой-то непреодолимой трудности, создаваемой естественными причинами. Каких трудов и расходов не избежали бы алхимики, например, благодаря знанию тех простых законов состава и разложения, которые сейчас исключают всякую мысль о достижении их заявленной цели! Какое количество изобретательности, потраченной впустую на погоню за вечным двигателем, могло бы быть использовано с большей пользой, если бы простейшие законы механики были известны и приняты во внимание изобретателями бесчисленных приспособлений, предназначенных для этой цели! Какие мучения, причиняемые пациентам воображаемыми излечениями неизлечимых болезней, могли бы быть устранены, если бы несколько простых принципов физиологии были признаны раньше!

(35.) Но если законы природы, с одной стороны, являются непобедимыми противниками, то, с другой стороны, они являются неотразимыми помощниками; и будет нелишним, если мы рассмотрим их в каждом из этих качеств и рассмотрим огромное значение знания о них для человечества —

I. В том, чтобы показать нам, как избегать попыток совершить невозможное.

II. В том, чтобы обезопасить нас от серьезных ошибок при попытке совершить то, что само по себе возможно, с помощью средств либо неадекватных, либо фактически противоположных поставленной цели.

III. В том, чтобы позволить нам достигать наших целей самым легким, коротким, экономичным и эффективным способом.

IV. В том, чтобы побудить нас попытаться и позволить нам осуществить цели, о которых, если бы не такое знание, мы бы никогда не подумали.

Поэтому мы перейдем к иллюстрации примерами эффекта физического знания по каждой из этих рубрик:—

(36.) Пр. 1. (35.) I. Прошло не так много лет с тех пор, как была предпринята попытка основать угольную шахту в Бексхилле, в Сассексе. Появление тонких пластов и слоев ископаемого дерева и древесного угля, наряду с некоторыми другими признаками, схожими с теми, что встречаются в окрестностях великих угольных пластов на севере Англии, привело к проходке шахты и возведению механизмов в масштабах огромных расходов; говорят, что на этот проект было затрачено не менее восьмидесяти тысяч фунтов стерлингов, который, почти излишне добавлять, оказался совершенно безрезультатным, как сразу заявил бы любой геолог, поскольку вся совокупность геологических фактов противоречит существованию регулярного угольного пласта в песках Гастингса; в то время как этот слой, на котором расположен Бексхилл, отделен от угольных пластов серией промежуточных слоев такой огромной толщины, что всякая мысль о проникновении сквозь них абсурдна. История горнодобывающих операций полна подобных случаев, когда самое умеренное знакомство с обычным порядком природы, не говоря уже о теоретических взглядах, спасло бы многих предприимчивых искателей от полного разорения.

(37.) Пр. 2. (35.) II. Выплавка железа требует применения самого сильного жара, который только можно создать, и обычно выполняется в высоких печах, раздуваемых большими железными мехами, приводимыми в действие паровыми двигателями. Вместо того чтобы использовать эту силу для нагнетания воздуха в печь посредством мехов, однажды была предпринята попытка использовать сам пар, по-видимому, гораздо менее окольным путем, а именно: направляя струю пара в сильном порыве из котла прямо в огонь. Поскольку одним из известных ингредиентов пара является легковоспламеняющееся тело, а другим — та существенная часть воздуха, которая поддерживает горение, предполагалось, что это приведет к усилению огня до десятикратной ярости, тогда как он просто задул его; результат, который легкое размышление о законах химического соединения и состоянии, в котором существуют составные элементы в паре, позволило бы любому предсказать без испытания.

(38.) Пр. 3. (35.) II. После изобретения водолазного колокола и его успеха в подводных процессах считалось весьма желательным разработать какие-либо средства для пребывания под водой в течение любого времени и подъема по желанию без посторонней помощи, чтобы либо не спеша осмотреть дно, либо легко выполнить любую работу, которая могла потребоваться. Несколько лет назад один изобретательный человек предложил проект, с помощью которого эта цель должна была быть достигнута. Он состоял в погружении корпуса корабля, сделанного совершенно водонепроницаемым, с палубами и бортами, сильно укрепленными подпорками, и единственным входом, защищенным прочным люком, таким образом, чтобы, отсоединив изнутри грузы, используемые для его погружения, он мог сам подняться на поверхность. Чтобы сделать испытание более удовлетворительным, а результат более поразительным, сам проектировщик сделал первую попытку. Было условлено, что он погрузится на двадцать саженей в воду и поднимется снова без посторонней помощи по истечении двадцати четырех часов. Соответственно, обеспечив все надежно, задраив люк и снабженный всем необходимым, а также средствами для подачи сигналов, чтобы указать свое положение, эта несчастная жертва собственной изобретательности вошел внутрь и был погружен. Никакого сигнала не было подано, и назначенное время истекло. Огромное стечение людей собралось, чтобы стать свидетелями его подъема, но тщетно; ибо судно больше никто не видел. Давление воды на такой большой глубине, несомненно, было полностью недооценено, и борта судна были мгновенно раздавлены, и несчастный проектировщик погиб, прежде чем успел даже подать условленный сигнал, чтобы указать на свое бедствие.

(39.) Пр. 4. (35.) III. В гранитных карьерах близ Серингапатама самые огромные блоки отделяются от твердой скалы следующим изящным и простым процессом. Рабочий, найдя часть скалы, достаточно обширную и расположенную у края уже разработанной части, обнажает верхнюю поверхность и отмечает на ней линию в направлении предполагаемого разделения, вдоль которой зубилом прорезается канавка глубиной около пары дюймов. Над этой канавкой затем разводится узкая линия огня, которая поддерживается до тех пор, пока скала внизу не будет тщательно нагрета, сразу после чего ряд мужчин и женщин, каждый из которых снабжен горшком с холодной водой, внезапно сметают золу и выливают воду в нагретую канавку, после чего скала мгновенно раскалывается с чистым изломом. Квадратные блоки с гранью в шесть футов и длиной более восьмидесяти футов иногда отделяются этим методом или другим, столь же простым и эффективным, но нелегко объяснимым без вдавания в подробности минералогических деталей.

(40.) Пр. 5. (35.) III. Едва ли менее прост и эффективен процесс, используемый в некоторых частях Франции, где изготавливаются мельничные жернова. Когда находится достаточно большая масса камня, ее разрезают на цилиндр высотой в несколько футов, и тогда возникает вопрос, как разделить его на горизонтальные части, чтобы сделать как можно больше жерновов. Для этой цели по всему цилиндру зубилом высекаются горизонтальные углубления или канавки на расстояниях, соответствующих толщине, которую предполагается придать жерновам, в которые забиваются клинья из сухой древесины. Затем их смачивают или подвергают воздействию ночной росы, и на следующее утро различные части оказываются отделенными друг от друга из-за расширения древесины, вызванного поглощением влаги; неотразимая природная сила таким образом совершает, почти без всяких хлопот и без всяких затрат, операцию, которая из-за особой твердости и текстуры камня была бы в противном случае невыполнима, кроме как с помощью мощнейших механизмов или самого упорного труда.

(41.) Пр. 6. (35.) III. Достигать наших целей быстро часто не менее важно, чем достигать их с небольшими затратами труда и средств. Существуют бесчисленные процессы, которые, если их предоставить самим себе, т. е. обычному действию естественных причин, выполняются, и выполняются хорошо, но с чрезвычайной медленностью, и в таких случаях часто имеет высочайшее практическое значение ускорить их. Отбеливание льна, например, выполняемое естественным путем посредством воздействия солнца, дождя и ветра, требует для своего завершения многих недель или даже месяцев; тогда как при простом погружении ткани в химически приготовленную жидкость тот же эффект достигается за несколько часов. Весь круг искусств, по сути, есть не что иное, как один непрерывный комментарий к этой рубрике нашего предмета. Приведенные выше примеры выбраны не из-за их превосходной важности, а из-за простоты и прямоты применения принципов, от которых они зависят, к целям, которые предполагается достичь.

(42.) Но так устроен разум человека, что его взгляды расширяются, а его желания и потребности возрастают в полной пропорции к средствам, предоставленным для их удовлетворения, и, действительно, с возрастающей быстротой, так что как только успешное упражнение его сил совершает какое-либо значительное упрощение или улучшение процессов, служащих его пользе или комфорту, его способности снова напрягаются, чтобы расширить пределы его вновь обретенной силы; и, однажды испытав преимущества, которые можно получить, пользуясь некоторыми силами природы для достижения своих целей, он с тех пор склонен рассматривать их все как сокровище, отданное в его распоряжение, если он только обладает искусством, трудолюбием или удачей, чтобы проникнуть в те тайники, которые скрывают их от непосредственного взора. Однажды научившись смотреть на знание как на силу и пользоваться им как таковой, он больше не довольствуется ограничением своих предприятий проторенным путем прежнего обычая, но постоянно побуждается вперед к созерцанию объектов, которые на предыдущей стадии своего прогресса он счел бы недостижимыми и провидческими, если бы вообще о них думал. Именно здесь исследование скрытых сил природы становится шахтой, каждая жила которой чревата неисчерпаемым богатством и чьи разветвления, кажется, простираются во всех направлениях, куда бы человеческие потребности или любопытство ни вели нас исследовать.

(43.) Между физическими науками и искусствами жизни существует постоянный взаимный обмен услугами, и никакой значительный прогресс не может быть сделан в одной без необходимости порождения соответствующих шагов в другой. С одной стороны, каждое искусство в некоторой мере, а многие целиком, зависит от тех самых сил и качеств материального мира, которые являются объектом физического исследования для изучения и объяснения; и, соответственно, можно было бы привести обильные примеры случаев, когда замечания опытных художников или даже обычных рабочих приводили к открытию естественных качеств, элементов или комбинаций, которые оказались высочайшей важности в физике. Так (чтобы привести пример), производитель мыла замечает, что остаток его щелока, когда из него извлечена щелочь, для которой он его использует, вызывает коррозию его медного котла, которую он не может объяснить. Он передает его в руки научного химика для анализа, и результатом является открытие одного из самых своеобразных и важных химических элементов — йода. Свойства этого элемента, будучи изученными, оказываются наиболее подходящими для иллюстрации и поддержки множества новых, любопытных и поучительных взглядов, завоевывающих тогда почву в химии, и таким образом оказывают заметное влияние на весь корпус этой науки. Пробуждается любопытство: происхождение нового вещества прослеживается до морских растений, из золы которых получается основной ингредиент мыла, и, в конечном счете, до самой морской воды. Оттуда он выслеживается по всей природе, обнаруживается в соляных шахтах и источниках и преследуется во всех телах, имеющих морское происхождение; среди прочих — в губке. Медицинский практик затем вспоминает о репутационном средстве для излечения одного из самых тяжких и неприглядных расстройств, которым подвержен человеческий род — зоба, — который поражает жителей горных районов до такой степени, что в этой благословенной стране мы, к счастью, не имеем опыта, и который, как говорили, был первоначально излечен золой сожженной губки. Ведомый этим указанием, он пробует эффект йода на этой жалобе, и результат устанавливает необычайный факт, что это своеобразное вещество, принимаемое как лекарство, действует с величайшей быстротой и энергией на зоб, рассеивая самые большие и застарелые за короткое время, и действуя (конечно, как все лекарства, даже самые одобренные, с периодическими неудачами) как специфическое, или естественное противоядие против этого отвратительного уродства. Именно так любое приращение к нашему знанию о природе обязательно, рано или поздно, даст о себе знать в каком-либо практическом применении, и что польза, принесенная науке случайным наблюдением или проницательным замечанием даже ненаучного или неграмотного человека, безошибочно окупается с процентами, хотя часто таким образом, который никогда не мог быть сначала предусмотрен.

(44.) Именно такому наблюдению, осмысленному, однако, и созревшему в рациональную и научную форму умом, глубоко проникнутым лучшими принципами здравой философии, мы обязаны практикой вакцинации; практикой, которая эффективно подавила в каждой стране, где она была введена, один из самых страшных бичей человеческого рода, а в некоторых искоренила его вовсе. К счастью для нас, мы знаем только по преданию о разорениях оспы, какой она существовала среди нас едва ли более века назад, и какой она через несколько лет безошибочно существовала бы снова, если бы барьеры, которые эта практика и практика инокуляции противопоставляют ее прогрессу, были оставлены. Едва ли уступала этому ужасному бичу на суше, в течение последних семидесяти или восьмидесяти лет, цинга на море. Страдания и разрушения, производимые этим ужасным расстройством на борту наших кораблей, когда, как само собой разумеющееся, она вспыхивала после нескольких месяцев плавания, кажутся теперь почти невероятными. Смерти в количестве восьми или десяти в день в умеренном экипаже корабля; тела, зашитые в гамаки и плавающие по палубам из-за недостатка сил и духа со стороны несчастных выживших, чтобы выбросить их за борт; и каждая форма отвратительного и мучительного страдания, которому подвержен человеческий организм: — таковы картины, которые повествования о морских приключениях в те дни постоянно предлагают. В настоящее время цинга почти полностью искоренена на флоте, отчасти, несомненно, из-за возросшего и возрастающего внимания к общей чистоте, комфорту и диете; но главным образом из-за постоянного использования простого и приятного профилактического средства, кислоты лимона, выдаваемой в ежедневных рационах. Если благодарность человечества повсеместно признается справедливой наградой философскому врачу, чьей проницательности в улавливании и настойчивости в навязывании ее общественному вниманию мы обязаны великой защите детской жизни, она не должна быть отказана тем, чье мастерство и проницательность таким образом укрепили сухожилия нашей самой мощной руки и стерли одну из самых темных черт в самой славной из всех профессий.

(45.) Эти последние, однако, являются примерами простого наблюдения, ограниченного непосредственно рассматриваемым пунктом и принимающего характер науки лишь в той мере, в какой систематическое принятие добра и отвержение зла, когда они основаны на тщательно взвешенном опыте, справедливо дают на это право. Они не являются от этого менее подходящими для цитирования в качестве примеров важности знания природы и ее законов для нашего благополучия; хотя, подобно великим изобретениям компаса мореплавателя и пороха, они могли стоять в своем происхождении без связи с более общими взглядами. Их скорее следует рассматривать как спонтанный продукт территории, по существу плодородной, чем как часть череды урожаев, которые та же щедрая почва, прилежно возделываемая, способна приносить. История йода, рассказанная выше, представляет, однако, идеальный образец того, как знание естественных свойств и законов, собранное из фактов, не имеющих отношения к объекту, к которому они были впоследствии применены, позволяет нам выстроить ресурсы природы против нее самой; и преднамеренно, по заранее обдуманному замыслу, разрабатывать средства против опасностей и неудобств, которые нас осаждают. В этом свете мы могли бы привести пример и громоотвода, который в странах, где грозы случаются чаще и сильнее, чем в наших, и на море (где они сопровождаются особой опасностью, как из-за большей вероятности несчастного случая, так и из-за его более ужасных последствий, когда он действительно происходит), образует самое реальное и эффективное предохранительное средство против воздействия молнии: — безопасную лампу, которая позволяет нам ходить с светом и безопасностью, будучи окруженными атмосферой, более взрывоопасной, чем порох: — спасательную шлюпку, которая не может быть потоплена и которая предлагает помощь в обстоятельствах, более всего других огорчительных для человечества, и от которой недавнее изобретение обещает распространить принцип на корабли самого большого класса: — маяк, с капитальными улучшениями, которые линзы Брюстера и Френеля и элегантная лампа лейтенанта Драммонда даровали и обещают еще даровать своими чудесными силами, одна — производя самый интенсивный свет, известный до сих пор, другие — передавая его нерассеянным на большие расстояния: — открытие дезинфицирующих свойств хлора и его применение к уничтожению миазмов и заразы: — открытие хинина, основного принципа, в котором заключены жаропонижающие качества перуанской коры, открытие, от которого потомство еще должно получить пользу в полной мере, но которое уже начало распространять сравнительный комфорт и здоровье через регионы, почти опустошенные пестиферными испарениями; — и, если мы остановимся, то не потому, что список исчерпан, а потому, что предполагается образец, а не каталог.

(46.) Еще один пример, однако, мы добавим, чтобы проиллюстрировать, каким образом самый знакомый эффект, который, казалось, был предназначен только для развлечения детей или, в лучшем случае, для предоставления философской игрушки, может стать защитой человеческой жизни и средством от самого серьезного и огорчительного зла. На игольных фабриках рабочие, которые заостряют иглы, постоянно подвергаются воздействию чрезмерно мелких частиц стали, которые летят от точильных камней и смешиваются, хотя и незаметно для глаза, как тончайшая пыль в воздухе, и вдыхаются с их дыханием. Эффект, хотя и незаметный при коротком воздействии, однако, постоянно повторяясь изо дня в день, производит конституциональное раздражение, зависящее от тонизирующих свойств стали, которое обязательно заканчивается легочной чахоткой; до такой степени, что лица, занятые в этом виде работы, почти никогда не доживали до возраста сорока лет. Тщетно пытались очистить воздух перед его входом в легкие с помощью марлевых или льняных защит; пыль была слишком тонкой и проникающей, чтобы быть задержанной такими грубыми уловками, пока какой-то изобретательный человек не вспомнил о той чудесной силе, которую видит в действии каждый ребенок, ищущий иголку своей матери с помощью магнита или восхищающийся движениями и расположением нескольких стальных опилок на листе бумаги, удерживаемом над ним. Маски из намагниченной стальной проволоки теперь конструируются и приспосабливаются к лицам рабочих. С их помощью воздух не просто процеживается, но обыскивается при прохождении через них, и каждый вредный атом арестовывается и удаляется.

(47.) Пожалуй, нет результата, который ставил бы в более ярком свете преимущества, которые можно извлечь из простого знания обычного порядка природы, без всякой попытки с нашей стороны модифицировать его, и в отрыве от всякого рассмотрения его причин, чем учреждение страхования жизни. Нет ничего более неопределенного, чем жизнь отдельного индивида; и именно чувство этой незащищенности породило такие учреждения. Они по своей природе и целям являются точной противоположностью азартным спекуляциям, их цель — уравнять превратности и поставить денежные отношения многочисленных масс человечества, насколько они простираются, на основу, независимую от индивидуальной случайности. Чтобы сделать это с наибольшей возможной выгодой, или, действительно, с какой-либо выгодой вообще, необходимо знать законы смертности, или среднее число индивидов из огромного множества, которые умирают в каждый период жизни от младенчества до глубокой старости. На первый взгляд это показалось бы безнадежным исследованием; для некоторых, возможно, самонадеянным. Но оно было сделано; и результат таков, что, за вычетом чрезвычайных причин, таких как войны, эпидемии и тому подобное, действительно достигается замечательная регулярность, вполне достаточная, чтобы дать основания не только для общих оценок, но и для точных расчетов риска и приключения, таких, чтобы безошибочно обеспечить успех любого такого учреждения, основанного на хороших вычислениях; и таким образом придать такую стабильность состояниям семей, зависящих от усилий одного индивида, что это составляет важную черту современной цивилизации. Единственное, чего следует опасаться в таких учреждениях, — это их слишком большое умножение и последующая конкуренция, из-за чего среди их руководителей может возникнуть дух азартной игры и демпинга, и может быть произведено само зло, в масштабах пугающего размера, которое они особенно призваны предотвратить.

(48.) Мы до сих пор рассматривали только случаи, в которых знание естественных законов позволяет нам улучшить наше состояние, противодействуя злу, жертвами которого, если бы не обладание им, мы должны были бы оставаться вечно беспомощными. Давайте теперь взглянем аналогичным образом на те, в которых мы можем призвать природу в качестве помощника, чтобы увеличить нашу реальную силу и сделать нас способными к предприятиям, которые без такой помощи могли бы показаться безнадежными. Теперь, для этой цели необходимо, чтобы мы сформировали справедливое представление о том, каковы те скрытые силы природы, которые мы можем по желанию призвать к действию; — насколько они превосходят меру человеческой силы и сводят на нет усилия не только индивидов, но и целых народов людей.

(49.) Современным инженерам хорошо известно, что в бушеле угля, правильно потребленном, есть добродетель поднять семьдесят миллионов фунтов веса на фут высоты. Это фактически средний эффект двигателя, работающего в данный момент в Корнуолле. Давайте сделаем паузу на мгновение и рассмотрим, чему это эквивалентно в практических делах.

(50.) Восхождение на Монблан из долины Шамони считается, и по справедливости, самым утомительным подвигом, который сильный человек может совершить за два дня. Сжигание двух фунтов угля поставило бы его на вершину.

(51.) Мост Менай, одно из самых изумительных произведений искусства, воздвигнутых человеком в современные века, состоит из массы железа весом не менее четырех миллионов фунтов, подвешенной на средней высоте около 120 футов над морем. Потребления семи бушелей угля хватило бы, чтобы поднять его на место, где он висит.

(52.) Великая пирамида Египта сложена из гранита. Она имеет 700 футов в стороне своего основания и 500 в перпендикулярной высоте и стоит на одиннадцати акрах земли. Ее вес, следовательно, составляет 12 760 миллионов фунтов на средней высоте 125 футов; следовательно, она была бы поднята усилием около 630 чалдронов угля, количество, потребляемое в некоторых литейных заводах за неделю.

(53.) Ежегодное потребление угля в Лондоне оценивается в 1 500 000 челдронов. Усилия, затраченные на добычу этого количества, были бы достаточны, чтобы поднять кубический блок мрамора со стороной в 2200 футов на высоту, равную его собственной, или нагромоздить одну такую гору на другую. Монте-Нуово близ Поццуоли (который возник за одну ночь в результате вулканического извержения) мог бы быть поднят таким усилием с глубины 40 000 футов, или около восьми миль.

(54.) Следует заметить, что в приведенном выше утверждении присущая топливу энергия, по необходимости, сильно недооценена. Инженеры не претендуют на то, что экономия топлива уже доведена до своего предельного уровня или что при любом из разработанных способов применения огня извлекается вся эффективная мощность; так что, если бы мы сказали 100 миллионов вместо 70, мы, вероятно, были бы ближе к истине.

(55.) Силы ветра и воды, которые мы постоянно ставим себе на службу, едва ли можно назвать скрытыми или тайными, однако в целом не вполне осознается, что именно они для нас совершают. Те, кто хотел бы судить о том, какую пользу можно извлечь из ветра, например, даже на суше (не говоря уже о мореплавании), могут обратить свой взор на Голландию. Большая часть наиболее ценной и густонаселенной территории этой страны лежит значительно ниже уровня моря и предохраняется от затопления лишь поддержанием дамб. Хотя они достаточны для того, чтобы преградить путь внезапному притоку океана, они не могут противостоять тому закону природы, согласно которому жидкости, стремясь к своему уровню, просачиваются сквозь поры и подземные каналы рыхлой песчаной почвы и поддерживают страну в постоянном состоянии инфильтрации снизу вверх. Чтобы противодействовать этой тенденции, а также чтобы избавиться от дождевой воды, не имеющей естественного стока, на дамбах и насыпях установлено огромное количество насосов, приводимых в действие ветряными мельницами, которые выкачивают воду, как из протекающего корабля, и, по сути, спасают страну от погружения под воду, используя каждый дующий ветер. Осушение Харлемского озера показалось бы безнадежным проектом любым спекулянтам, кроме тех, кто имел в своем распоряжении паровую машину или узнал в Голландии, чего можно достичь постоянным воздействием разрозненных, но неутомимых сил ветра. Но голландский инженер измеряет свою поверхность, рассчитывает количество насосов и, полагаясь на время и свой опыт использования ветров для успеха своего предприятия, смело строит планы осушить дно внутреннего моря, противоположного берега которого не видят те, кто стоит на одном из них.

(56.) Кажется излишним привлекать внимание к пороху как к источнику механической энергии; однако только когда мы пытаемся ограничить его, мы получаем полное представление об огромной силе этого поразительного агента. В экспериментах графа Румфорда двадцать восемь гран пороха, заключенные в цилиндрическое пространство, которое они как раз заполняли, разорвали кусок железа, способный выдержать нагрузку в 400 000 фунтов, приложенную при не более невыгодных механических условиях.

(57.) Но химия предоставляет нам средства для внезапного приведения в действие сил, характер которых бесконечно более грозен, чем у пороха. Ужасающая сила различных гремучих составов такова, что их можно сравнить только с теми неукротимыми животными, чья свирепая мощь до сих пор не поддавалась никакому полезному управлению, или, скорее, с духами, вызванными заклинаниями мага, проявляющими разрушительную и недосягаемую силу, которая заставляет его быть лишь слишком счастливым, чтобы закрыть свою книгу и сломать жезл в качестве платы за то, чтобы невредимым избежать бури, которую он поднял. Такие силы еще не подчинены нашим целям, какими бы они ни стали в будущем; но в расширительной силе газов, медленно и управляемо высвобождаемых из химических смесей, мы имеем множество низших, но все же весьма мощных энергий, способных быть использованными в различных полезных целях в зависимости от обстоятельств.

(58.) Таковы силы, которые природа предоставляет нам для достижения наших целей и которые практическая механика призвана научить нас сочетать и применять наиболее выгодным образом; без чего простое обладание силой не значило бы ничего. Практическая механика — это в самом высоком смысле научное искусство; и можно с полным основанием утверждать, что почти все великие комбинации современной механики, а также многие ее утонченности и более точные усовершенствования являются созданиями чистого интеллекта, основывающего свою деятельность на умеренном количестве весьма элементарных положений теоретической механики и геометрии. Об этом мы могли бы долго рассуждать и найти богатый материал как для размышлений, так и для удивления; но потребовались бы не тома, а целые библиотеки, чтобы перечислить и описать чудеса изобретательности, которые были расточены на все, что связано с машиностроением и техникой. Именно благодаря им мы способны распространять по всему земному шару продукцию любой его части; наполнять каждый его уголок чудесами искусства и труда в обмен на его специфические товары; и концентрировать вокруг себя, в наших жилищах, одежде и утвари, мастерство и работу не нескольких искусных индивидов, а всех тех, кто в нынешнем и прошлых поколениях внес свои усовершенствования в процессы нашего производства.

(59.) Химические преобразования, благодаря которым мы способны превращать самые, казалось бы, бесполезные материалы в важные объекты искусства, каждый день открывают нам источники богатства и удобства, о которых прежние века не имели представления и которые были чистыми дарами науки человеку. Каждая область искусства ощутила их влияние, и постоянно появляются новые примеры безграничных ресурсов, которые эта удивительная наука развивает в самых бесплодных частях природы. Не говоря уже об импульсе, который ее прогресс придал множеству других наук, которые будут более подробно рассмотрены в другой части этого дискурса, какие странные и неожиданные результаты она выявила в своем применении к некоторым из самых обычных предметов! Кто, например, мог бы предположить, что льняные тряпки способны производить более чем свой собственный вес сахара при простом воздействии одной из самых дешевых и распространенных кислот? — что сухие кости могут быть хранилищем питательных веществ, способных сохраняться годами и готовых отдать свое содержание в форме, наиболее приспособленной для поддержания жизни, при применении того мощного агента, пара, который так широко входит во все наши процессы, или кислоты, одновременно дешевой и долговечной? — что сами опилки способны превратиться в вещество, имеющее не отдаленную аналогию с хлебом; и хотя, конечно, менее приятное на вкус, чем мучной, но отнюдь не неприятное, и одновременно полезное и усвояемое, а также весьма питательное? Какая экономия во всех процессах, где используются химические агенты, достигается благодаря точному знанию пропорций, в которых соединяются природные элементы, и их взаимной способности вытеснять друг друга! Какое совершенство во всех искусствах, где используется огонь, будь то в его более бурных применениях (как, например, при выплавке металлов путем введения хорошо подобранных флюсов, благодаря чему мы получаем весь продукт руды в ее чистейшем состоянии) или в его более мягких формах, как при рафинировании сахара (вся современная практика которого зависит от любопытного и тонкого замечания одного покойного выдающегося ученого-химика о точном регулировании температуры, при которой происходит кристаллизация сиропа); и тысячи других искусств, перечислять которые было бы утомительно!

(60.) Вооруженный такими силами и ресурсами, неудивительно, если предприимчивость человека побуждает его формировать и осуществлять проекты, которые для несведущего в их основаниях казались бы совершенно несоразмерными. Если бы они были предложены сразу, мы бы, несомненно, отвергли их как таковые: но развиваясь, как они развивались, в медленной смене веков, они лишь научили нас, что вещи, считавшиеся невозможными в одном поколении, могут стать легкими в следующем; и что власть человека над природой ограничена лишь одним условием: она должна осуществляться в соответствии с законами природы. Он должен изучать эти законы так же, как он изучал бы нрав лошади, на которой хочет ездить, или характер нации, которой хочет управлять; и в тот момент, когда он осмеливается либо нарушить ее фундаментальные правила, либо пытается измерить свою силу с ее силой, он сразу же становится сурово чувствительным к своей немощи и встречает заслуженное наказание за свою опрометчивость и глупость. Но если, с другой стороны, он согласится использовать, не злоупотребляя, ресурсы, столь обильно предоставленные в его распоряжение, и повиноваться, чтобы повелевать, то, по-видимому, едва ли существует какой-либо мыслимый предел той степени, в которой среднее физическое состояние больших масс человечества может быть улучшено, их потребности удовлетворены, а их удобства и комфорт увеличены. Не принимая столь преувеличенного взгляда, чтобы утверждать, что самый ничтожный обитатель цивилизованного общества превосходит по физическому состоянию властного дикаря, чья энергия и некультивированная способность дают ему естественное превосходство над его собратьями по лесу, — по крайней мере, если мы сравниваем подобное с подобным и рассматриваем множество человеческих существ, которые способны в развитом состоянии общества существовать в степени комфорта и изобилия, которыми в лучшем случае могли обладать лишь немногие из самых удачливых в менее цивилизованном состоянии, мы не затруднимся понять принцип, на котором мы должны основывать нашу оценку преимуществ цивилизации; и который применяется с не меньшей силой к каждой ее степени, когда она противопоставляется следующей за ней низшей, чем к широкому различию между цивилизованной и варварской жизнью в целом.

(61.) Различие в степенях, в которых индивиды большого сообщества наслаждаются благами жизни, было темой декламаций и недовольства во все века; и, несомненно, наш первостепенный долг в любом состоянии общества — максимально облегчить давление чисто злой части этого распределения и всеми возможными способами обезопасить низшие звенья в цепи общества от прозябания в бесчестии и нищете: но есть точка зрения, с которой картина, по крайней мере, существенно меняется в своем выражении. Сравнивая общество в его нынешнем огромном масштабе с его младенческим или менее развитым состоянием, мы должны, по крайней мере, позаботиться о том, чтобы увеличить каждую черту в той же пропорции. Если, сравнивая самые низшие состояния в цивилизованной и дикой жизни, мы признаем трудность в решении, какому из них следует отдать предпочтение, то, по крайней мере, в каждом высшем классе мы не можем колебаться ни мгновения; и если мы проведем аналогичное сравнение на каждой различной стадии его прогресса, мы не сможем не поразиться той быстрой скорости расширения, которую демонстрирует каждая степень вверх по шкале, так сказать, и которая при оценке средних значений дает огромное превосходство нынешнего состояния человечества над любым прежним, и, насколько мы можем видеть, поставит последующие поколения в ту же степень превосходного отношения к настоящему, в какой оно находится по отношению к ушедшим. Или мы можем выразить то же самое положение другими словами, и, допуская существование каждой низшей степени преимущества в высшем состоянии цивилизации, которая существовала в предыдущем, мы обнаружим, во-первых, что, беря состояние за состоянием, пропорциональное число тех, кто пользуется высшими степенями преимущества, увеличивается с постоянно ускоряющейся быстротой по мере прогресса общества; и, во-вторых, что высшая оконечность шкалы постоянно расширяется за счет добавления новых степеней. Состояние европейского принца сейчас настолько же превосходит в обладании реальными удобствами и комфортом состояние принца в средние века, насколько последнее превосходит состояние одного из его собственных подчиненных.

(62.) Преимущества, даруемые увеличением наших физических ресурсов посредством расширения знаний и усовершенствованного искусства, обладают этим специфическим и замечательным свойством — они по своей природе диффузны и не могут быть использованы исключительным образом немногими. Восточный деспот может вымогать богатства и монополизировать искусство своих подданных для своего личного пользования; он может распространять вокруг себя неестественный блеск и роскошь и находиться в странном и нелепом контрасте с общей нищетой и дискомфортом своего народа; он может сверкать в драгоценностях из золота и одеяниях из игольчатой работы; но чудеса хорошо придуманного и исполненного производства, которыми мы пользуемся ежедневно, и удобства, которые были изобретены, опробованы и усовершенствованы тысячами в каждой форме домашнего обихода и для каждой обычной цели жизни, никогда не могут быть им использованы. Чтобы создать состояние вещей, в котором физические преимущества цивилизованной жизни могут существовать в высокой степени, стимул растущих удобств и постоянно возвышающихся желаний должен был ощущаться миллионами; поскольку не в силах нескольких индивидов создать тот широкий спрос на полезные и изобретательные применения, который один только может привести к великим и быстрым улучшениям, если он не подкреплен спросом, возникающим из быстрого распространения тех же преимуществ среди массы человечества.

(63.) Если это верно в отношении физических преимуществ, то это применяется с еще большей силой к интеллектуальным. Знание не может быть ни адекватно культивировано, ни адекватно использовано немногими; и хотя условия нашего существования на земле могут быть таковы, что исключают обильное снабжение физическими потребностями всех, кто может родиться, не существует такого закона природы, действующего против наших интеллектуальных и моральных потребностей. Знание не разрушается, подобно пище, от использования, но скорее приумножается и совершенствуется. Оно приобретает, быть может, не большую достоверность, но, по крайней мере, подтвержденный авторитет и вероятную продолжительность благодаря всеобщему согласию; и нет такого корпуса знаний, который был бы настолько полным, чтобы не мог получить приращения, или настолько свободным от ошибок, чтобы не мог получить исправления, проходя через умы миллионов. Те, кто восхищается и любит знание ради него самого, должны желать видеть его элементы доступными для всех, хотя бы для того, чтобы они могли быть более тщательно исследованы и более эффективно развиты в своих последствиях, и получить ту пластичность и податливость, которую может придать только давление умов всех описаний, постоянно формирующих их для своих целей. Но для этой цели необходимо, чтобы оно было лишено, насколько это возможно, искусственных трудностей и очищено от всех таких технических терминов, которые склонны представлять его в свете ремесла и тайны, недоступной без своего рода ученичества. Наука, конечно, как и все остальное, имеет свои специфические термины и, так сказать, свои идиомы языка; и было бы неразумно, если бы это было даже возможно, отказаться от них: но все, что стремится облечь ее в странное и отталкивающее одеяние, и особенно все, что для поддержания видимости превосходства ее профессоров над остальной частью человечества принимает ненужный вид глубины и неясности, должно быть принесено в жертву без жалости. Не делать этого — значит сознательно отвергать свет, который естественный, ничем не обремененный здравый смысл человечества способен пролить на любой предмет, даже в разъяснении принципов: но там, где принципы должны быть применены к практическим целям, это становится абсолютно необходимым; так как все человечество тогда заинтересовано в том, чтобы они были поняты настолько привычно, чтобы не возникало ошибок в их применении.

(64.) То же самое замечание относится и к искусствам. Они не могут быть усовершенствованы, пока все их процессы не будут раскрыты, а их язык упрощен и сделан общепонятным. Искусство — это применение знания к практической цели. Если знание — это просто накопленный опыт, то искусство является эмпирическим; но если это опыт, осмысленный и приведенный к общим принципам, оно принимает более высокий характер и становится научным искусством. В прогрессе человечества от варварства к цивилизованной жизни искусства неизбежно предшествуют науке. Потребности и влечения нашей животной конституции должны быть удовлетворены; удобства и некоторые из роскошеств жизни должны существовать. Что-то должно быть отдано тщеславию показа, а больше — гордости власти: круг низших удовольствий должен быть испробован и найден недостаточным, прежде чем интеллектуальные смогут закрепиться; и когда они получили его, наслаждения поэзии и ее сестринских искусств все еще берут верх над созерцательными наслаждениями и более суровыми занятиями мысли; и когда они со временем начинают очаровывать своей новизной и начинают возникать науки, они поначалу будут науками чистого умозрения. Ум любит вырываться из оков, которые связывали его с землей, и наслаждается своими вновь обретенными силами. Отсюда абстракции геометрии — свойства чисел — движения небесных сфер — все, что является отвлеченным, отдаленным и внеземным — становятся первыми объектами младенческой науки. Приложения приходят поздно: искусства продолжают медленно прогрессировать, но их область остается отделенной от области науки широкой пропастью, которую можно преодолеть только мощным прыжком. Они формируют свой собственный язык и свои собственные условности, которые никто, кроме художников, не может понять. Вся тенденция эмпирического искусства — зарываться в технические детали и полагать свою гордость в особых коротких путях и тайнах, известных только адептам; удивлять и поражать результатами, но скрывать процессы. Характер науки прямо противоположен. Она любит открываться для исследования и не удовлетворяется своими выводами, пока не сможет сделать путь к ним широким и проторенным: и в своих применениях она сохраняет тот же характер; вся ее цель — сорвать все технические тайны, осветить каждый темный уголок и получить свободный доступ ко всем процессам с целью их улучшения на рациональных принципах. По-видимому, для того чтобы положить начало первой идее применения науки, требуется соединение двух качеств, почти противоположных друг другу — выход мыслей в двух направлениях и внезапный перенос идей из отдаленной станции в одной в столь же далекую в другой. Среди греков эта точка была достигнута Архимедом, но достигнута слишком поздно, накануне того великого затмения науки, которое было суждено продолжаться почти восемнадцать столетий, пока Галилей в Италии и Бэкон в Англии не развеяли тьму: один — своими изобретениями и открытиями; другой — неотразимой силой своих аргументов и красноречия.

(65.) Наконец, улучшение, достигнутое в состоянии человечества благодаря успехам физической науки, примененной к полезным целям жизни, весьма далеко от того, чтобы ограничиваться их прямыми последствиями в более обильном удовлетворении наших физических потребностей и увеличении наших удобств. Как бы велики ни были эти блага, они все же являются лишь ступенями к другим, еще более высокого рода. Успешные результаты наших экспериментов и рассуждений в естественной философии, а также неоценимые преимущества, которые опыт, систематически консультируемый и беспристрастно осмысленный, даровал в чисто физических вопросах, по необходимости стремятся придать нечто от взвешенного и прогрессивного характера науки более сложному ведению наших социальных и моральных отношений. Именно так законодательство и политика постепенно начинают рассматриваться как экспериментальные науки; а история — не как прежде, просто запись тираний и убийств, которая, увековечивая гнусные действия одного века, увековечивает амбиции совершать их в каждом последующем, а как архив экспериментов, успешных и неуспешных, постепенно накапливающихся для решения великой проблемы — как обеспечить преимущества управления с наименьшими возможными неудобствами для управляемых. Знаменитый афоризм о том, что нации никогда не извлекают выгоды из опыта, с каждым годом становится все более неверным. Политическая экономия, по крайней мере, оказывается имеющей здравые принципы, основанные на моральной и физической природе человека, которые, как бы они ни упускались из виду в отдельных мерах — как бы они ни были временно опровергнуты и подавлены шумом — все же имеют все более и более сильное свидетельство в свою пользу в каждом последующем поколении, благодаря которому они должны, рано или поздно, возобладать. Идея, однажды задуманная и проверенная, что великие и благородные цели должны быть достигнуты, благодаря чему состояние всего человеческого вида будет постоянно улучшаться путем приведения в действие достаточного количества трезвой мысли и надлежащей адаптации средств, сама по себе достаточна, чтобы заставить нас серьезно задуматься, какие цели являются поистине великими и благородными, либо сами по себе, либо как способствующие другим, еще более возвышенного характера; потому что мы теперь не безнадежны в их достижении, как прежде. Теперь уже не одинаково безвредно и незначительно, правы мы или нет; поскольку мы больше не покорно и беспомощно несемся вниз по течению событий, но чувствуем себя способными, по крайней мере, бороться с его волнами, а возможно, и триумфально преодолевать их: ибо почему мы должны отчаиваться, что разум, который позволил нам подчинить всю природу нашим целям, должен (если это будет позволено и поддержано провидением Божьим) совершить гораздо более трудное завоевание; и в конечном итоге найти какие-то средства, позволяющие коллективной мудрости человечества преодолеть те препятствия, которые индивидуальная близорукость, эгоизм и страсть противопоставляют всем улучшениям, и которыми высшие надежды постоянно разрушаются, а самые прекрасные перспективы портятся.

ЧАСТЬ II.

О ПРИНЦИПАХ, НА КОТОРЫХ ФИЗИЧЕСКАЯ НАУКА БАЗИРУЕТСЯ ДЛЯ СВОЕГО УСПЕШНОГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, И ПРАВИЛАХ, ПО КОТОРЫМ ДОЛЖНО ПРОВОДИТЬСЯ СИСТЕМАТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИРОДЫ, С ИЛЛЮСТРАЦИЯМИ ИХ ВЛИЯНИЯ, КАК ЭТО ПРОДЕМОНСТРИРОВАНО В ИСТОРИИ ЕЕ ПРОГРЕССА.

ГЛАВА I.

ОБ ОПЫТЕ КАК ИСТОЧНИКЕ НАШЕГО ЗНАНИЯ. — ОБ ОТКАЗЕ ОТ ПРЕДУБЕЖДЕНИЙ. — О СВИДЕТЕЛЬСТВЕ НАШИХ ЧУВСТВ.

(66.) В абстрактную науку, как мы уже отмечали ранее, понятие причины не входит. Истины, с которыми она имеет дело, являются необходимыми и существуют независимо от причины. Может не существовать такой реальной вещи, как прямоугольный треугольник, начерченный в пространстве; но как только мы представляем его в своем уме, мы не можем не признать, что сумма его трех углов равна двум прямым углам; и если в дополнение мы представляем один из его углов прямым, мы не можем с этого момента не признать, что сумма квадратов на двух сторонах, включающих прямой угол, равна квадрату на стороне, его подпирающей. Утверждать обратное означало бы, по сути, отрицать его прямоугольность. Никто не заставляет и не делает все диаметры эллипса пересекающимися в его центре. Утверждать обратное означало бы не восстать против силы, а отрицать свои собственные слова. Но в естественной науке причина и следствие — это конечные отношения, которые мы созерцаем; и законы, навязанные или поддерживаемые, которые, насколько мы можем видеть, могли бы быть иными, чем они есть. Это различие очень важно. Умный человек, запертый в одиночестве и имеющий неограниченное время, мог бы сам вывести для себя все истины математики, исходя из тех простых понятий пространства и числа, от которых он не может отрешиться, не перестав мыслить. Но он никогда не смог бы сказать, путем любого усилия рассуждения, что произойдет с куском сахара, если его погрузить в воду, или какое впечатление будет произведено на его глаз смешением желтого и синего цветов.

(67.) Таким образом, нам указан как великий, и, по сути, единственный конечный источник нашего знания о природе и ее законах — ОПЫТ; под которым мы понимаем не опыт одного человека или одного поколения, а накопленный опыт всего человечества во все века, зарегистрированный в книгах или записанный традицией. Но опыт может быть приобретен двумя способами: либо, во-первых, путем замечания фактов по мере их возникновения, без какой-либо попытки повлиять на частоту их возникновения или варьировать обстоятельства, при которых они возникают; это НАБЛЮДЕНИЕ: либо, во-вторых, путем приведения в действие причин и агентов, над которыми мы имеем контроль, и целенаправленного варьирования их комбинаций, и замечания того, какие эффекты происходят; это ЭКСПЕРИМЕНТ. На эти два источника мы должны смотреть как на фонтаны всей естественной науки. Однако не предполагается, различая таким образом наблюдение от эксперимента, противопоставлять их друг другу. По сути, они очень похожи и различаются скорее по степени, чем по роду; так что, возможно, термины пассивное и активное наблюдение лучше выразили бы их различие; но тем не менее весьма важно отметить различные состояния ума в исследованиях, проводимых с их помощью, а также их различные эффекты в содействии прогрессу науки. В первом случае мы сидим неподвижно и слушаем рассказ, поведанный нам, возможно, неясно, по частям и с большими интервалами времени, с нашим вниманием, более или менее бодрствующим. Только путем последующего размышления мы собираем его полный смысл; и часто, когда возможность упущена, мы должны сожалеть, что наше внимание не было более специально направлено на какой-то момент, который в то время казался маловажным, но важность которого мы в конце концов оценили. Во втором случае, с другой стороны, мы подвергаем нашего свидетеля перекрестному допросу и, сравнивая одну часть его показаний с другой, пока он еще перед нами, и рассуждая об этом в его присутствии, получаем возможность задавать острые и ищущие вопросы, ответ на которые может сразу позволить нам принять решение. Соответственно, было неизменно обнаружено, что в тех областях физики, где явления находятся вне нашего контроля или в которые экспериментальное исследование по другим причинам не было перенесено, прогресс знания был медленным, неопределенным и нерегулярным; в то время как в тех, которые допускают эксперимент и в которых человечество согласилось на его принятие, он был быстрым, верным и устойчивым. Например, в нашем знании о природе и причинах вулканов, землетрясений, падения камней с неба, появления новых звезд и исчезновения старых, и других из тех великих явлений природы, которые полностью вне нашего контроля и в то же время слишком редки, чтобы позволить кому-либо повторить и исправить свои впечатления относительно них, мы знаем сейчас немногим больше, чем в самые ранние времена. Здесь наш рассказ повествуется нам медленно и разбитыми предложениями. В астрономии, опять же, мы имеем по крайней мере непрерывное повествование; возможность наблюдения постоянно присутствует и в некоторой мере компенсирует невозможность варьировать нашу точку зрения и запрашивать информацию в точный момент, когда она нужна. Соответственно, астрономия, рассматриваемая как наука чистого наблюдения, достигла, хотя и очень медленными шагами, состояния значительной зрелости. Но как только она стала отраслью механики, науки по существу экспериментальной (то есть такой, в которой любой установленный принцип может быть подвергнут немедленному и решительному испытанию, и где опыта не требуется ждать), ее прогресс внезапно приобрел десятикратное ускорение; более того, до такой степени, что было заявлено, и мы верим, что с правдой, что если бы записи всех наблюдений с самых ранних веков были уничтожены, оставив только те, что были сделаны в одной обсерватории в течение одной жизни, вся эта самая совершенная из наук могла бы быть сразу реконструирована из этих данных и в отношении объектов, включенных в них, и предстала бы в точности такой, какой она была по их завершении. Чтобы привести другой пример: минералогию до современных времен едва ли можно было назвать существующей. Описания даже драгоценных камней у Теофраста и Плиния в большинстве случаев едва ли достаточны для их идентификации, а во многих не дотягивают даже до этой скромной цели; более поздние наблюдатели, уделяя более тщательное внимание очевидным характеристикам минералов, сформировали довольно обширный каталог их и сделали различные попытки классифицировать и систематизировать полученное таким образом знание, и даже вывести некоторые общие заключения относительно форм, которые они обычно принимают: но с того момента, как химический анализ был применен для разложения их на составляющие элементы, и что, ведомый счастливой случайностью, гений Бергмана открыл общий факт, что они могут быть расщеплены или разделены в таких направлениях, чтобы обнажить их специфические примитивные или фундаментальные формы (которые лежали скрытыми внутри них, как статуя могла бы быть представлена инкрустированной в своей мраморной оболочке), — с того момента минералогия перестала быть бессмысленным списком имен, простым трудоемким каталогизированием камней и мусора, и стала тем, чем она является сейчас, регулярной, методичной и весьма важной наукой, в которой каждый год выявляет новые отношения, новые законы и новые практические применения.

(68.) Опыт однажды признан фонтаном всего нашего знания о природе, из чего следует, что при изучении природы и ее законов мы должны сразу принять решение отбросить как праздные предрассудки, или, по крайней мере, приостановить как преждевременное, любое предвзятое мнение о том, каким мог бы или каким должен был бы быть порядок природы в любом предложенном случае, и довольствоваться наблюдением, как простым фактом, того, что есть. К опыту мы обращаемся как к единственному основанию всего физического исследования. Но прежде чем сам опыт может быть использован с выгодой, необходимо сделать один предварительный шаг, который полностью зависит от нас самих: это абсолютное отбрасывание и очищение ума от всех предрассудков, из какого бы источника они ни возникали, и решимость стоять или пасть по результату прямого обращения к фактам в первую очередь и строгого логического вывода из них впоследствии. Теперь необходимо различать два вида предрассудков, которые осуществляют весьма различное господство над умом и, более того, чрезвычайно различаются по трудности их избавления и процессу, который должен быть пройден для этой цели. Это —

1. Предрассудки мнения. 2. Предрассудки чувства.

(69.) Под предрассудками мнения мы понимаем мнения, поспешно принятые либо из утверждений других, либо из наших собственных поверхностных взглядов, либо из вульгарного наблюдения, и которые, будучи постоянно принимаемыми без спора, получили сильную хватку привычки над нашими умами. Таковы были мнения, некогда поддерживаемые, что земля является величайшим телом во вселенной и помещена неподвижно в ее центре, а все остальное во вселенной создано для ее единственного использования; что природа огня и звуков — подниматься вверх; что лунный свет холодный; что роса падает из воздуха и т. д.

(70.) Чтобы бороться с такими предрассудками и уничтожить их, мы можем действовать двумя способами: либо демонстрируя ложность фактов, приводимых в их поддержку, либо показывая, как явления, которые, казалось бы, подтверждают их, более удовлетворительно объясняются без их допущения. Но, к сожалению, природа предрассудков мнения такова, что они прилипают в некоторой степени к каждому уму, а к некоторым — с упорным упрямством, pigris radicibus, после того как все основания для их разумного развлечения уничтожены. Против такой склонности изучающий естественную науку должен бороться изо всех сил. Не то чтобы мы были настолько неразумны, чтобы требовать от него мгновенного и категорического отказа от всех его прежних мнений и суждений; все, что мы требуем, — это чтобы он держал их без фанатизма, сохранял, пока не увидит причины подвергнуть их сомнению, и был готов отказаться от них, когда они будут справедливо доказаны несостоятельными, и сомневаться в них, когда вес вероятности показан лежащим против них. Если он отказывается от этого, он неспособен к науке.

(71.) Наше сопротивление против уничтожения другого класса предрассудков, предрассудков чувства, обычно более яростно поначалу, но менее настойчиво, чем в случае с предрассудками мнения. Не доверять свидетельству наших чувств кажется, действительно, трудным условием, и таким, которое, если бы было предложено, никто бы не выполнил. Но не прямое свидетельство наших чувств мы в любом случае призваны отвергнуть, а только ошибочные суждения, которые мы бессознательно формируем из них, и это только тогда, когда они могут быть показаны таковыми встречным свидетельством того же рода; когда одно чувство приводится, чтобы свидетельствовать против другого, например; или то же самое чувство против самого себя, и очевидные выводы в двух случаях не согласуются, так что вынуждают нас признать, что одно или другое должно быть неверным. Например, ничто поначалу не может казаться более рациональным, очевидным и неопровержимым выводом, чем то, что цвет объекта является присущим качеством, подобно его весу, твердости и т. д., и что видеть объект и видеть его в его собственном цвете, когда ничто не вмешивается между нашими глазами и им, — это одно и то же. Однако это лишь предрассудок; и то, что это так, показывается приведением того же самого чувства зрения, которое привело к его принятию, в качестве свидетельства на другой стороне; ибо, когда по-разному окрашенные призматические лучи бросаются в темной комнате последовательно на любой объект, какой бы цвет мы ни привыкли называть его собственным, он будет казаться специфического оттенка света, который падает на него: желтая бумага, например, будет казаться алой, когда освещена красными лучами, желтой — когда желтыми, зеленой — зеленой, и синей — синими лучами; ее собственный (так называемый) правильный цвет ни в малейшей степени не смешивается с тем, который она так демонстрирует.

(72.) Чтобы привести еще один или два примера того рода иллюзии, которую чувства практикуют над нами, или, скорее, которую мы практикуем над самими собой путем неверного толкования их свидетельства: луна при своем восходе и заходе кажется гораздо больше, чем когда она высоко в небе. Это, однако, просто ошибочное суждение; ибо когда мы приходим к измерению ее диаметра, далеко не находя наш вывод подтвержденным фактом, мы фактически находим, что он измеряется существенно меньше. Здесь зрение противопоставлено зрению с преимуществом преднамеренного измерения. В чревовещании мы имеем слух в противоречии со всеми другими чувствами, и особенно со зрением, которое иногда противоречит ему очень необычным и удивительным образом, как когда голос заставляют казаться исходящим из неодушевленного и неподвижного объекта. Если мы погрузим наши руки, одну в ледяную воду, а другую в воду, настолько горячую, насколько можно терпеть, и, дав им полежать некоторое время, внезапно перенесем их обе в сосуд, полный воды при температуре крови, одна будет чувствовать ощущение тепла, другая — холода. И если мы скрестим два первых пальца одной руки и поместим горошину в развилку между ними, двигая и катая ее по столу, мы будем (особенно если закроем глаза) полностью убеждены, что у нас две горошины. Если нос зажат, пока мы едим корицу, мы не заметим никакой разницы между ее вкусом и вкусом еловой стружки.

(73.) Эти и бесчисленные примеры, которые мы могли бы привести, убедят нас в том, что хотя мы никогда не обманываемся в чувственном впечатлении, производимом внешними объектами на нас, однако при формировании наших суждений о них мы сильно находимся во власти обстоятельств, которые либо модифицируют фактически полученные впечатления, либо комбинируют их с дополнениями, которые стали привычно ассоциироваться с различными суждениями; и, следовательно, что при оценке степени доверия, которое мы должны оказывать нашим выводам, мы должны, по необходимости, принимать во внимание эти модифицирующие или сопутствующие обстоятельства, какими бы они ни были. Мы, конечно, здесь не говорим о расстроенной организации; такой как, например, искажение глаза, производящее двойное зрение, и еще менее о ментальном заблуждении, которое абсолютно извращает смысл чувственных впечатлений.

(74.) Поскольку ум не существует в месте чувственных объектов и не приведен в непосредственное отношение с ними, мы можем рассматривать чувственные впечатления только как сигналы, передаваемые ими удивительным и, для нас, необъяснимым механизмом, нашему уму, который получает и рассматривает их и, по привычке и ассоциации, соединяет их с соответствующими качествами или аффектами в объектах; точно так же, как человек, записывающий и сравнивающий сигналы телеграфа, мог бы интерпретировать их значение. Как, например, если бы он постоянно наблюдал, что выставление определенного сигнала обязательно сопровождается на следующий день объявлением о прибытии корабля в Портсмут, он соединил бы два факта звеном того же самого рода, с тем, которое соединяет понятие большого деревянного здания, наполненного моряками, с впечатлением ее очертаний на сетчатке зрителя на берегу.

(75.) В забавном и ярком описании капитаном Хэдом его путешествия через Пампу Южной Америки встречается анекдот, вполне подходящий к случаю. Его проводник однажды внезапно остановил его и, указывая высоко в воздух, закричал: «Лев!» Удивленный таким восклицанием, сопровождаемым таким действием, он поднял глаза и с трудом различил на неизмеримой высоте полет кондоров, парящих кругами в определенном месте. Под этим местом, далеко вне поля зрения его или проводника, лежал труп лошади, и над этим трупом стоял (как хорошо знал проводник) лев, которого кондоры разглядывали с завистью со своей воздушной высоты. Сигнал птиц был для него тем, чем вид льва сам по себе мог быть для путешественника, — полной уверенностью в его существовании.

ГЛ. II.

ОБ АНАЛИЗЕ ЯВЛЕНИЙ

(76.) Явления, или появления, как буквально переводится это слово, являются чувственными результатами процессов и операций, осуществляемых среди внешних объектов или их составляющих принципов, сигналами которых они являются, передаваемыми нашему уму, как сказано выше. Теперь, эти процессы сами по себе могут во многих случаях быть сделаны чувственными; то есть проанализированы и показаны состоящими в движениях или других аффектах самих чувственных объектов. Например, явление звука, производимого музыкальной струной или колоколом при ударе, может быть показано как результат процесса, состоящего в быстром вибрационном движении его частей, передаваемом воздуху, а оттуда — нашим ушам; хотя непосредственный эффект на наши органы слуха не возбуждает ни малейшего представления о таком движении. С другой стороны, существуют бесчисленные примеры чувственных впечатлений, которые (по крайней мере в настоящее время) мы неспособны проследить дальше простого ощущения; например, в ощущениях горечи, сладости и т. д. Эти, соответственно, если бы мы были склонны формировать поспешные решения, могли бы рассматриваться как конечные качества; но пример звуков, только что приведенный, один научил бы нас осторожности в таких решениях и склонил бы нас верить, что они — лишь результаты какого-то тайного процесса, происходящего в наших органах вкуса, который слишком тонок для нас, чтобы проследить. Простой эксперимент послужит для того, чтобы представить это в более ясном свете. Раствор соли, называемой химиками нитратом серебра, и другой — гипосульфитом соды, каждый из них по отдельности, при попадании в рот, имеет отвратительно горький вкус; но если они смешаны, или если один попробован до того, как рот тщательно очищен от другого, чувственное впечатление — это интенсивная сладость. Опять же, соль, называемая вольфраматом соды, при первом вкушении сладкая, но быстро меняется на интенсивную и чистую горечь, подобно квассии.

(77.) Насколько мы когда-либо сможем достичь знания конечных и внутренних процессов природы в производстве явлений, у нас нет средств узнать; но, судя по степени неясности, которая висит над единственным случаем, в котором мы чувствуем внутри себя прямую силу произвести какое-либо одно, нет большой надежды проникнуть так далеко. Случай, о котором идет речь, — это производство движения путем приложения силы. Мы осознаем силу двигать нашими конечностями, а с их вмешательством — другими телами; и что этот эффект является результатом некоторого необъяснимого процесса, о котором мы знаем, но никак не можем описать словами, посредством которого мы прикладываем силу. И даже когда такое усилие не производит видимого эффекта (как когда мы сильно прижимаем наши две руки друг к другу, так что просто противостоим усилию друг друга), мы все еще воспринимаем, по усталости и истощению, и по невозможности поддерживать усилие долго, что что-то происходит внутри нас, агентом чего является ум, а определяющей причиной — воля. Это впечатление, которое мы получаем о природе силы от нашего собственного усилия и нашего чувства усталости, совершенно отличается от того, которое мы получаем о ней от наблюдения эффекта силы, приложенной другими в производстве движения. Если бы не существовало такой вещи, как движение, если бы мы были с младенчества заперты в темной темнице и каждая конечность была покрыта гипсом, это внутреннее сознание дало бы нам полное представление о силе; но когда мы освобождены, привычка одна позволила бы нам распознать ее приложение по ее сигналу, движению, и то только путем обнаружения, что то же самое действие ума, которое в нашем ограниченном состоянии позволяет нам утомлять и истощать себя напряжением наших мышц, дает нам возможность, когда мы свободны, двигать себя и другие тела. Но насколько неясно наше знание процесса, происходящего внутри нас при осуществлении этой важной привилегии, в силу которой одной мы действуем как прямые причины, мы можем судить по тому, что когда мы приводим любую конечность в движение, место усилия кажется нам находящимся в конечности, тогда как это доказуемо не так, а либо в мозгу, либо в спинном мозге; доказательство чего в том, что если маленькое волокно, называемое нервом, которое образует связь между конечностью и мозгом или позвоночником, разделено в любой части своего пути, как бы мы ни делали усилие, конечность не будет двигаться.

(78.) Этот один пример неясности, которая висит над единственным актом прямой причинности, о котором мы имеем непосредственное сознание, будет достаточен, чтобы показать, как мало перспектив, что в нашем исследовании природы мы когда-либо сможем прийти к знанию конечных причин, и научит нас ограничить наши взгляды знанием законов и анализом сложных явлений, посредством которых они разрешаются в более простые, которые, представляясь нам неспособными к дальнейшему анализу, мы должны согласиться рассматривать как причины. И пусть никто не жалуется на это как на ограничение своих способностей. У нас здесь «достаточно места и простора» для полного упражнения всех сил, которыми мы обладаем; и, кроме того, так случается, что мы фактически способны проследить очень большую часть явлений вселенной к этой одной причине, а именно: приложению механической силы; действительно, настолько большую часть, что это стало предметом спекуляций, не является ли это единственной, которая способна действовать на материальные существа.

(79.) Что мы подразумеваем под анализом сложных явлений в более простые, лучше всего будет понято на примере. Давайте, следовательно, возьмем явление звука и, рассматривая различные случаи, в которых производятся звуки всех видов, мы обнаружим, что все они согласуются в этих пунктах: 1-е, Возбуждение движения в звучащем теле. 2-е, Передача этого движения воздуху или другой промежуточной среде, которая помещена между звучащим телом и нашими ушами. 3-е, Распространение такого движения от частицы к частице такой среды в должной последовательности. 4-е, Его передача от частиц среды, прилегающих к уху, к самому уху. 5-е, Его передача в ухе, посредством определенного механизма, к слуховым нервам. 6-е, Возбуждение ощущения. Теперь, в этом анализе мы воспринимаем, что две главные вещи должны быть поняты, прежде чем мы сможем иметь истинное и полное знание звука: 1-е, Возбуждение и распространение движения. 2-е, Производство ощущения. Это, следовательно, два других явления, более простого, или, было бы правильнее сказать, более общего или элементарного порядка, в которые разрешается сложное явление звука. Но опять же, если мы рассмотрим передачу движения от тела к телу или от одной части к другой того же самого, мы увидим, что оно опять же разрешимо в несколько других явлений. 1-е, Первоначальное приведение в движение материального тела или любой его части. 2-е, Поведение частицы, приведенной в движение, когда она встречает другую, лежащую на ее пути, или иным образом затруднена или находится под влиянием своей связи с окружающими частицами. 3-е, Поведение частиц, так затрудняющих или влияющих на нее при таких обстоятельствах; помимо чего, последние два указывают на другое явление, которое необходимо также рассмотреть, а именно: явление связи частей материальных тел в массах, посредством которой они образуют агрегаты и способны влиять на движения друг друга.

(80.) Таким образом, мы видим, что анализ явления звука ведет к исследованию: 1-е, двух причин, а именно: причины движения и причины ощущения, так как это явления, которые (по крайней мере, в том состоянии, в котором находится человеческое знание в настоящее время) мы неспособны анализировать далее; и, следовательно, мы записываем их как простые, элементарные и относимые, насколько мы можем видеть обратное, к непосредственному действию их причин. 2-е, Нескольких вопросов, относящихся к связи между движением материальных тел и его причиной, таких как: Что произойдет, когда движущееся тело окружено со всех сторон другими, не находящимися в движении? Что произойдет, когда тело, не находящееся в движении, наступает на движущееся? Очевидно, что ответы на такие вопросы, как эти, не могут быть ничем иным, как законами движения, в том смысле, который мы выше приписали законам природы, а именно: изложением словами того, что произойдет в таких-то и таких-то предложенных общих непредвиденных обстоятельствах. Наконец, мы ведомы, преследуя анализ и рассматривая явление агрегации частей материальных тел и способ, которым они влияют друг на друга, к двум другим общим явлениям, а именно: сцеплению и упругости материи; и у нас нет средств анализировать их далее, и мы должны, следовательно, рассматривать их (пока не увидим причин для обратного) как конечные явления и относимые к непосредственному действию причин, а именно: притягательной и отталкивающей силе.

(81.) О силе, как о величине, уравновешенной противодействующей силой, мы имеем, как уже было сказано, внутреннее сознание; и хотя нам может показаться странным, что материя способна оказывать на материю такое же усилие, которое, судя лишь по этому сознанию, мы могли бы счесть умственным, тем не менее мы не можем отвергнуть прямое свидетельство наших чувств, которое показывает нам, что, удерживая пружину растянутой одной рукой, мы ощущаем, как наше усилие встречает противодействие точно таким же образом, как если бы мы сами противопоставили ему другую руку или как если бы это сделала рука другого человека. Таким образом, исследование агрегации материи сводится к общему вопросу: каково будет поведение материальных частиц под взаимным действием противоборствующих сил, способных уравновешивать друг друга? И ответ на этот вопрос не может быть иным, кроме как формулировкой закона равновесия, каким бы этот закон ни был.

(82.) Что касается причины ощущения, то ее следует считать гораздо более темной, чем причину движения, поскольку у нас нет о ней сознательного знания, т. е. мы не обладаем способностью посредством какого-либо акта нашего ума и воли вызвать ощущение. Правда, мы не лишены возможности приблизиться к нему, поскольку усилием памяти и воображения мы можем произвести в своем уме впечатление или идею ощущения, которые в особых случаях могут даже приближаться по своей яркости к действительной реальности. В сновидениях, а также в некоторых случаях нервных расстройств, мы также имеем ощущения без объектов. Но если сила как причина движения остается для нас неясной, даже когда мы ее проявляем, то насколько же более неясна эта другая причина, проявление которой мы можем лишь несовершенно имитировать любым волевым актом и о чисто внутреннем действии которой мы полностью осознаем себя лишь в состоянии, лишающем нас способности рассуждать и почти способности наблюдать!

(83.) Отбросив, таким образом, как недоступное нам исследование причин, мы должны в настоящее время довольствоваться сосредоточением нашего внимания на законах, которые господствуют среди явлений и которые, по-видимому, являются их непосредственными результатами. Из только что приведенного примера мы можем заметить, что каждое исследование сокровенной природы сложного явления разветвляется на столько же различных и отдельных исследований, на сколько простых или элементарных явлений оно может быть разложено; и что, следовательно, нам значительно помогло бы в изучении природы, если бы мы могли каким-либо образом установить, каковы те конечные явления, к которым могут быть сведены все представляемые ею сложные явления. Однако, очевидно, нет способа, которым это можно было бы установить априори. Мы должны обратиться к самой природе и руководствоваться тем же правилом, что и химик в своем анализе, который считает каждый ингредиент элементом до тех пор, пока он не может быть разложен и сведен к другим. Так и в естественной философии мы должны считать каждое явление элементарным или простым до тех пор, пока не сможем проанализировать его и показать, что оно является результатом других, которые, в свою очередь, становятся элементарными. Таким образом, в модифицированном и относительном смысле мы все еще можем продолжать говорить о причинах, не подразумевая при этом те конечные принципы действия, от проявления которых зависит все устройство природы, но те ближайшие звенья, которые связывают явления с другими, более простыми, высшими и более общими или элементарными по своему роду. Например: мы можем рассматривать вибрацию музыкальной струны как ближайшую причину издаваемого ею звука, принимая ее, постольку, как конечный факт, и откладывая или оставляя в стороне исследование причины вибраций, которая имеет более высокий и общий характер.

(84.) Более того, подобно тому как в химии мы иногда вынуждены признавать существование элементов, отличных от уже идентифицированных и известных, хотя и не можем их изолировать, и осознавать, что вещества обладают характеристиками соединений и, следовательно, должны быть подвержены анализу, хотя мы и не видим, как к этому приступить; так и в физике мы можем осознавать сложность явления, не будучи в состоянии выполнить его анализ. Например: в магнетизме действие электричества ясно установлено, и показано, что они находятся друг к другу в отношении следствия и причины. Но анализ магнетизма в его отношении к конкретным металлам еще не выполнен вполне удовлетворительно; и мы вынуждены признать существование некоторой причины, будь то ближайшей или конечной, чье присутствие в различных металлах или в различных состояниях одного и того же металла определяет то особое электрическое состояние, которое составляет постоянный магнетизм. Подобные случаи, из всех тех, что представляет наука, вызывают наибольший интерес. Они возбуждают исследование, подобно приближению к разгадке тайны; они показывают нам, что свет существует, если бы только можно было отодвинуть определенную завесу.

(85.) При продолжении анализа любого явления, как только мы обнаруживаем, что нас останавливает такое, анализа которого мы не видим и которое, следовательно, мы вынуждены отнести (по крайней мере временно) к классу конечных фактов и рассматривать как элементарное, изучение этого явления и его законов становится отдельной отраслью науки. Если мы сталкиваемся с тем же элементарным явлением при анализе нескольких сложных, оно становится еще более интересным и приобретает дополнительную важность; в то же время мы получаем сведения о самом явлении, наблюдая те, с которыми оно обычно связано, что может помочь нам в конечном итоге провести его анализ. Именно так науки растут и приобретают взаимную связь и зависимость. Именно так, также, мы в конечном итоге получаем возможность проследить параллели и аналогии между самими великими отраслями науки, которые в конце концов завершаются осознанием их зависимости от некоторого общего явления более общего и элементарного характера, чем то, которое составляет предмет каждой из них в отдельности. Именно так, например, до великого открытия Эрстедом электромагнетизма было признано общее сходство между двумя науками — электричеством и магнетизмом, и было установлено, что многие из главных явлений в каждой из них имеют свои параллели, mutatis mutandis, в другой. Именно так, также, аналогия, существующая между звуком и светом, постепенно прослеживалась до такой степени близости согласия, которая вряд ли может оставить какие-либо разумные сомнения в их конечном совпадении в одном общем явлении — вибрационном движении упругой среды. Если позволено продолжить нашу иллюстрацию из химии и обосновать ее применение не тем, что было, а тем, что, возможно, когда-нибудь будет сделано, то именно так общее семейное сходство между определенными группами тел, ныне рассматриваемыми как элементарные (как, например, никель и кобальт, хлор, иод и бром), возможно, приведет нас в будущем к осознанию отношений между ними более интимного рода, чем те, которые мы можем проследить в настоящее время.

(86.) Очевидно, что тем явлениям, которые наиболее часто встречаются при анализе природы и которые наиболее решительно сопротивляются дальнейшему разложению, следует уделять наибольшее внимание и старание не только потому, что они служат ключом к наибольшему числу исследований и позволяют группировать и классифицировать самый широкий круг явлений, но и в силу их высшей природы, и потому, что именно в них мы должны искать прямое действие причин и наиболее обширную и общую формулировку законов природы. Будучи однажды открытыми, они дают нам возможность объяснять все частные факты и становятся основаниями рассуждения, независимыми от частных испытаний: таким образом, они играют в естественной философии ту же роль, что аксиомы в геометрии; содержа в очищенном и сжатом состоянии, как бы в квинтэссенции, все то, что наш разум имеет повод извлечь из опыта, чтобы иметь возможность прослеживать истины физики посредством простого применения логического аргумента. Действительно, сами аксиомы геометрии могут рассматриваться в некотором роде как апелляция к опыту, не телесному, а умственному. Когда мы говорим, что целое больше своей части, мы провозглашаем общий факт, который покоится, правда, на наших идеях целого и части; но, абстрагируя эти понятия, мы начинаем с рассмотрения их как существующих в пространстве, времени и теле, а также в линейном, поверхностном и телесном пространстве. Далее, когда мы говорим, что равные равных равны, мы мысленно проводим сравнения в равных пространствах, равные времена и т. д.; так что эти аксиомы, какими бы самоочевидными они ни были, все же являются общими положениями индуктивного рода в той мере, в какой без опыта они не представились бы уму.

Единственное различие между ними и аксиомами, полученными путем обширной индукции, заключается в том, что при выведении аксиом геометрии примеры представляются спонтанно и без труда поиска, и они немногочисленны и просты; при выведении аксиом природы они бесконечно многочисленны, сложны и отдаленны; так что требуются самое усердное исследование и величайшая острота ума, чтобы распутать их сеть и сделать их смысл очевидным.

(87.) Безусловно, самым общим явлением, с которым мы знакомы и которое встречается наиболее постоянно в каждом исследовании, в которое мы вступаем, является движение и его передача. Динамика, следовательно, или наука о силе и движении, таким образом, ставится во главе всех наук; и, к счастью для человеческого знания, это та наука, в которой достижима высшая достоверность, достоверность, ничем не уступающая математическому доказательству. Поскольку ее аксиомы немногочисленны, просты и в высшей степени отчетливы и определенны, они в то же время имеют непосредственное отношение к геометрической величине, пространству, времени и направлению и, таким образом, с замечательной легкостью приспосабливаются к геометрическому рассуждению. Соответственно, их следствия могут быть прослежены с помощью чисто математических аргументов до любой степени, настолько, что предел нашего знания динамики определяется только пределом чистой математики, чего нет ни в одной другой отрасли физической науки.

(88.) Но теперь возникнет вопрос: как нам приступить к анализу сложного явления на более простые и можно ли дать какие-либо общие правила для этого важного процесса? Мы отвечаем: никаких; так же, как (если продолжить иллюстрацию, к которой мы уже прибегали) химик не может установить общие правила для анализа веществ, все ингредиенты которых неизвестны. Такие правила, если бы их можно было открыть, включали бы в себя всю естественную науку; но мы очень далеки от того, чтобы быть в состоянии предложить их. Однако мы должны помнить, что анализ явлений, философски говоря, полезен главным образом тем, что позволяет нам распознавать и отмечать для специального исследования те из них, которые кажутся нам простыми; методично приступать к определению их законов и, таким образом, облегчать работу по выведению общих аксиом или формулировок, которые охватывали бы их все; которые, так сказать, пересаживали бы их из внешнего мира в интеллектуальный, делали бы их созданиями чистой мысли и позволяли бы нам выводить их априори. И что делает способность делать это столь исключительно желательной, так это то, что при таком рассуждении от общего к частному положения, к которым мы приходим, применяются к огромному множеству комбинаций и случаев, которые никогда не рассматривались индивидуально в умственном процессе, посредством которого были впервые открыты наши аксиомы; и что, следовательно, когда наши рассуждения доводятся до крайнего предела частностей, их результаты появляются в форме индивидуальных фактов, о которых мы могли не иметь никаких знаний из непосредственного опыта; и таким образом мы снабжены не только объяснением всех известных фактов, но и фактическим открытием таких, которые были ранее неизвестны. Замечательный пример этого уже был упомянут в априорном открытии Френелем необыкновенного преломления обоих лучей в двоякопреломляющей среде. Чтобы привести другой пример: закон тяготения является физической аксиомой очень высокого и универсального рода и был выведен путем последовательности индукций и абстракций, извлеченных из наблюдения многочисленных фактов и подчиненных законов в планетной системе. Когда этот закон принимается как должное, полагается в основу рассуждения и применяется к действительному состоянию нашей собственной планеты, одним из следствий, к которым он приводит, является то, что Земля, вместо того чтобы быть точной сферой, должна быть сжата или сплюснута в направлении своего полярного диаметра, причем один диаметр примерно на тридцать миль короче другого; и этот вывод, сделанный сначала путем простого рассуждения, был впоследствии признан верным на деле. Все астрономические предсказания являются примерами того же самого.

(89.) В важном деле выведения этих аксиом природы мы не оставлены, как при анализе явлений, полностью без руководства. Природа абстрактного или общего рассуждения в значительной мере указывает путь, которым мы должны следовать. Закон природы, будучи утверждением того, что произойдет при определенных общих обстоятельствах, может рассматриваться как объявление, теми же словами, целой группы или класса явлений. Всякий раз, следовательно, когда мы замечаем, что два или более явления согласуются в столь многих или столь примечательных пунктах, что это побуждает нас рассматривать их как образующие класс или группу, если мы отложим в сторону или абстрагируем все обстоятельства, в которых они не согласуются, и сохраним в своих умах только те, в которых они согласуются, а затем, в рамках такого рода умственного соглашения, составим определение или утверждение одного из них такими словами, чтобы оно применялось в равной степени ко всем им, такое утверждение предстанет в форме общего положения, имеющего, по крайней мере до некоторой степени, характер закона природы.

(90.) Например: большое число прозрачных веществ, при воздействии на них определенным образом пучком света, который был подготовлен путем прохождения через определенные отражения или преломления (и тем самым приобрел особые свойства и, как говорят, «поляризован»), обнаруживают очень яркие и красивые цвета, расположенные в виде полос, лент и т. д. большой регулярности, которые, по-видимому, возникают внутри вещества и которые из-за определенной регулярной последовательности, наблюдаемой в их появлении, называются «периодическими цветами». Среди веществ, которые обнаруживают эти периодические цвета, встречается большое разнообразие прозрачных твердых тел, но нет жидкостей и нет непрозрачных твердых тел. Здесь, следовательно, по-видимому, существует достаточная общность природы, чтобы позволить нам использовать общий термин и сформулировать положение как закон, а именно: прозрачные твердые тела обнаруживают периодические цвета при воздействии поляризованного света. Однако это, хотя и верно для многих, не относится ко всем прозрачным твердым телам, и поэтому мы не можем сформулировать это как общую истину или закон природы в такой форме; хотя обратное положение, что все твердые тела, которые обнаруживают такие цвета при таких обстоятельствах, являются прозрачными, было бы правильным и общим. Становится необходимым, следовательно, составить список тех, к которым это действительно относится; и таким образом большое число веществ всех видов оказывается сгруппированным вместе в класс, связанный этим общим свойством. Если мы исследуем индивидуумы этой группы, мы находим среди них величайшее разнообразие цвета, текстуры, веса, твердости, формы и состава; так что в этих отношениях мы, кажется, натолкнулись на собрание противоположностей. Но когда мы начинаем исследовать их внимательно, во всех их свойствах, мы обнаруживаем, что все они имеют одну точку согласия — в свойстве двойного преломления (см. стр. 30), и поэтому мы можем описать их всех истинно как двоякопреломляющие вещества. Мы можем, следовательно, сформулировать факт в виде: «Двоякопреломляющие вещества обнаруживают периодические цвета при воздействии поляризованного света»; и в этой форме, при дальнейшем исследовании, это оказывается верным не только для тех конкретных случаев, которые мы имели в виду, когда впервые предложили это, но и во всех случаях, которые произошли с тех пор при дальнейшем исследовании, без единого исключения; так что положение является общим и имеет право рассматриваться как закон природы.

(91.) Мы можем, следовательно, рассматривать закон природы либо, во-первых, как общее положение, объявляющее в абстрактных терминах целую группу частных фактов, относящихся к поведению естественных агентов в предложенных обстоятельствах; либо, во-вторых, как положение, объявляющее, что целый класс индивидуумов, согласующихся в одном характере, согласуется также и в другом. Например: в рассматриваемом нами случае закон, к которому мы пришли, включает в своем общем объявлении, среди прочих, частные факты, что горный хрусталь и селитра обнаруживают периодические цвета; ибо оба они являются двоякопреломляющими веществами. Или же его можно рассматривать как объявление отношения между двумя явлениями двойного преломления и проявления периодических цветов; что в данном случае является одним из наиболее важных, а именно: отношение постоянной ассоциации, поскольку оно утверждает, что в каком бы индивидууме ни был обнаружен один характер, другой будет неизменно обнаружен также.

(92.) Эти два аспекта, в которых может рассматриваться объявление общего закона, хотя в основе своей они сводятся к одному и тому же, тем не менее широко различаются по своему влиянию на наш ум. Первый представляет закон как не более чем своего рода искусственную память; но во втором он становится шагом в философском исследовании, ведущим непосредственно к рассмотрению ближайшей, если не конечной, причины; поскольку всякий раз, когда наблюдается, что два явления неизменно связаны друг с другом, мы заключаем, что они связаны друг с другом либо как причина и следствие, либо как общие следствия одной причины.

(93.) Существует еще один аспект, в котором мы можем рассматривать закон такого рода, а именно: как положение, утверждающее взаимную связь, или в некоторых случаях полную идентичность, двух классов индивидуумов (будь то отдельные объекты или отдельные факты); и это, возможно, самый простой и наиболее поучительный способ, которым его можно представить, и тот, который предоставляет наиболее готовую рукоятку для дальнейшего обобщения при выведении еще более высоких аксиом. Например: в вышеупомянутом случае, если бы наблюдение позволило нам установить существование класса тел, обладающих свойством двойного преломления, а наблюдения другого рода, независимо от первых, привели нас к распознаванию класса, обладающего свойством проявления периодических цветов в поляризованном свете, простое сравнение списков сразу же продемонстрировало бы идентичность двух классов или позволило бы нам установить, был ли один из них включен в другой или нет.

(94.) Именно так мы осознаем высокую важность в физической науке правильных и точных классификаций частных фактов или отдельных объектов под общими хорошо продуманными заголовками или точками согласия (для чего нет ничего лучше приспособленного, чем сами простые явления, к которым они могут быть разложены в первую очередь); ибо при этом каждое из таких явлений или заголовков классификации становится не частным, а общим фактом; и когда мы накопили большой запас таких общих фактов, они становятся объектами другого и более высокого вида классификации и сами включаются в законы, которые, поскольку они распоряжаются группами, а не индивидуумами, имеют гораздо более высокую степень общности, пока, наконец, продолжая процесс, мы не приходим к аксиомам высшей степени общности, на которую способна наука.

(95.) Этот процесс — то, что мы подразумеваем под индукцией; и из сказанного следует, что индукция может осуществляться двумя различными способами — либо путем простого сопоставления и сравнения установленных классов и отмечания их согласий и разногласий; либо путем рассмотрения индивидуумов класса и поиска, так сказать, того, в чем они все согласны, помимо того, что служит их принципом классификации. Любой из этих методов может быть применен на практике, поскольку один или другой может предоставить удобства в любом случае; но естественно произойдет так, что там, где факты многочисленны, хорошо наблюдаемы и методично упорядочены, первый будет более применим, чем в противном случае: один лучше приспособлен к зрелости, другой — к младенчеству науки: один использует в качестве двигателя разделение труда, другой главным образом полагается на индивидуальную проницательность и требует объединения многих отраслей знания в одном человеке.

ГЛ. III.

О СОСТОЯНИИ ФИЗИЧЕСКОЙ НАУКИ В ЦЕЛОМ ДО ЭПОХИ ГАЛИЛЕЯ И БЭКОНА.

(96.) Именно нашему бессмертному соотечественнику Бэкону мы обязаны широким провозглашением этого великого и плодотворного принципа; и развитием идеи о том, что вся естественная философия состоит целиком из ряда индуктивных обобщений, начинающихся с наиболее обстоятельно изложенных частностей и доходящих до универсальных законов или аксиом, которые включают в своих формулировках каждую подчиненную степень общности, и соответствующего ряда обратных рассуждений от общего к частному, посредством которых эти аксиомы прослеживаются до их самых отдаленных следствий и из них выводятся все частные положения; как те, при непосредственном рассмотрении которых мы поднялись к их открытию, так и те, о которых у нас не было предварительных знаний. В ходе этого спуска к частностям мы неизбежно должны столкнуться со всеми теми фактами, от которых зависят искусства и работы, способствующие устройству человеческой жизни, и тем самым приобрести власть над неограниченной практикой и распоряжение силами природы, соразмерное самим этим силам. Благородное обещание, действительно, и такое, которое, несомненно, должно воодушевить нас на высшее проявление наших способностей; особенно поскольку у нас уже есть столь убедительное доказательство того, что оно не является ни тщетным, ни опрометчивым, а, напротив, было и продолжает выполняться с такой готовностью и щедростью, которую даже его прославленный автор в своем самом оптимистичном настроении вряд ли осмелился бы предвидеть.

(97.) До публикации «Нового Органона» Бэкона естественная философия в каком-либо законном и обширном смысле этого слова вряд ли могла существовать. Среди греческих философов, о достижениях которых в науке в ранние века мира у нас есть хоть какое-то положительное знание, и то весьма ограниченное, нас поражает замечательный контраст между их способностью к острым и тонким диспутам, их необычайным успехом в абстрактном рассуждении и их близким знакомством с предметами чисто интеллектуальными, с одной стороны; и, с другой стороны, их свободным и небрежным рассмотрением внешней природы, их грубо нелогичными выводами принципов широкой общности из немногих и плохо наблюдаемых фактов в одних случаях; и их безрассудным допущением абстрактных принципов, не имеющих основания, кроме как в их собственном воображении, в других; простыми формами слов, за которыми в природе ничего не стоит, из которых, как из математических определений, постулатов и аксиом, они воображали, что можно вывести все явления, дедуцировать все законы природы. Так, например, решив в своих умах, что круг является самой совершенной из фигур, они, конечно, заключили, что движения небесных тел должны совершаться в точных кругах и с равномерными движениями; и когда самое простое наблюдение доказывало обратное, вместо того чтобы усомниться в принципе, они не видели лучшего способа выйти из затруднения, чем прибегнуть к бесконечным комбинациям круговых движений, чтобы сохранить свое идеальное совершенство.

(98.) Несомненно, среди греческих философов было много людей выдающихся талантов и добродетелей, украшений своего вида, справедливо заслуживающих почитания всего потомства; но, рассматриваемые как совокупность, они вряд ли могут считаться иначе, как кучкой спорных кандидатов на популярность, слишком занятых поддержанием своего влияния над своими последователями и поклонниками посредством показной демонстрации превосходного знания, чтобы иметь досуг (если бы у них всегда было желание) основывать свои претензии на глубоком и верном фундаменте, и в то же время слишком чувствительных к позору и неудобству неудачи, чтобы не защищать свои догмы, какими бы поверхностными они ни были, однажды провозглашенные, против своих проницательных и мудрых противников, с помощью любого искусства софистики или апелляции к страстям. Отсюда та сырость и химерические взгляды, которыми были перегружены их системы философии, как естественной, так и моральной; их бесконечные споры о словесных тонкостях и, последнее и худшее, та гордая самоуверенность, с которой они укрывали невежество и праздность под прикрытием непонятного жаргона или догматического утверждения. Возможно, однако, эта характеристика относится скорее к поздним, чем к ранним греческим философам. Дух рационального исследования природы, если судить по неопределенным и часто противоречивым сведениям, дошедшим до нас об их учениях, кажется, был гораздо более живым и менее искаженным этим тщеславным и высокомерным поворотом, чем в более поздний период. Мы не знаем теперь, какой точный смысл придавал Фалес своему мнению, что вода была началом всех вещей; но современные геологи не затруднятся представить, как наблюдательный путешественник мог проникнуться этим понятием, не прибегая к мистическим записям Египта или Халдеи. Его идеи о затмениях и о природе Луны были здравыми; и его предсказание солнечного затмения, в частности, сопровождалось обстоятельствами столь примечательными, что сделало его предметом важного исследования для современных астрономов. Анаксагор, среди множества сырых и неполно объясненных понятий, рассуждал достаточно рационально о причине ветров и радуги, и менее абсурдно о землетрясениях, чем многие современные геологи, и, по-видимому, в целом держал свое внимание живым к природе, а свой ум открытым для справедливого рассуждения о ее явлениях; в то время как Пифагор, независимо от того, вывел ли он это сам или заимствовал понятие из Египта или Индии, достиг верного представления об общем расположении частей солнечной системы и месте, занимаемом в ней Землей; более того, согласно некоторым сведениям, он даже поднял свои взгляды настолько, чтобы рассуждать о притяжении Солнца как о связующем звене его единства.

(99.) Но преемники этих добросовестных исследователей природы снизили стандарт истины; и, воспользовавшись кредитом, справедливо приписываемым их открытиям, отреклись от скромного характера учеников и возвели себя в учителя, и, чтобы поддержать свои претензии на этот характер, приняли тон людей, которым больше нечему учиться. К несчастью для истинной науки, национальный характер давал всяческое поощрение претензиям такого рода. Та беспокойная жажда новизны, которая отличала греков в их гражданских и политических отношениях, преследовала их и в их философии. Какие бы спекуляции ни были только остроумными и новыми, они имели неотразимое очарование; и учитель, который мог воплотить умную мысль в элегантный язык или сразу избавить своих последователей и себя от труда думать или рассуждать, с помощью смелого утверждения, был слишком часто склонен дешево приобрести репутацию превосходного знания, схватить несколько поверхностных понятий из самых обычных и очевидных фактов, облечь их в парад абстрактных слов, объявить их первичными и конечными принципами всех вещей и объявить абсурдными и нечестивыми все мнения, противоположные его собственным.

(100.) В этой войне слов изучение природы было заброшено, а смиренное и терпеливое исследование фактов — полностью презираемо как недостойное той высокой априорной почвы, которую должен занимать истинный философ. Радикальной ошибкой греческой философии было воображение, что тот же метод, который оказался столь исключительно успешным в математических исследованиях, будет столь же успешным в физических, и что, исходя из нескольких простых и почти самоочевидных понятий или аксиом, можно все вывести путем рассуждения. Соответственно, мы находим их постоянно напрягающими свое изобретение, чтобы открыть эти принципы, которые должны были оказаться столь плодотворными. Один делает огонь существенной материей и началом вселенной; другой — воздух; третий находит ключ к любой трудности и объяснение всех явлений в «το απειρον» или бесконечности вещей; четвертый — в το ὁν и το μη ὁν, то есть в бытии и небытии; — пока, наконец, авторитет, которому суждено было управлять мнениями почти две тысячи лет, не решил этот важный пункт, постановив, что материя, форма и лишенность должны считаться принципами всех вещей.

(101.) Однако было бы несправедливо по отношению к Аристотелю судить о нем по такому образцу его философии. Он, по крайней мере, видел необходимость прибегать к природе за чем-то вроде принципов физической науки; и как наблюдатель, собиратель и регистратор фактов и явлений не имел равных в свою эпоху. Ошибкой той эпохи и извращенного и хлипкого стиля словесных диспутов, который заразил все учение, а не его собственной, было то, что он позволил себе довольствоваться расплывчатыми и свободными понятиями, почерпнутыми из общего и вульгарного наблюдения, вместо того чтобы тщательно искать в хорошо организованных и всесторонне обдуманных примерах истинные законы природы. Его объемные труды по каждой кафедре человеческого знания, существовавшей в его время, почти все погибли. Из его труда о животных, который дошел до нас, мы, однако, можем оценить его способности к наблюдению; и параллель, проведенная выдающимся оксфордским профессором между его классификациями и классификациями самых прославленных из ныне живущих натуралистов, показывает, что он достиг взгляда на одушевленную природу в замечательной степени всеобъемлющего, который поразительно контрастирует с путаницей, расплывчатостью и самоуверенностью его физических мнений и догм. В них легко распознать ум, который не чувствует себя как дома, и впечатление необходимости сказать что-то ученое и систематическое, не зная, что сказать. Так он делит движения на естественные и неестественные; естественное движение огня и легких тел — вверх, тяжелых — вниз, каждое ищет свою родственную природу на небесах и на земле. Так, также, непосредственные впечатления, производимые на нас внешними объектами, такие как твердость, цвет, теплота и т. д., относятся сразу же, в аристотелевской философии, к оккультным качествам, в силу которых они таковы, каковы они есть, и за пределами которых бесполезно исследовать. Конечно, возникнет предел, за пределами которого бесполезно исследовать чисто человеческим способностям; но где этот предел находится, может научить только опыт; и, по крайней мере, утверждать, что мы его достигли, теперь повсеместно признается верным критерием догматизма.

(102.) В ранние века церкви сочинения Аристотеля осуждались как позволяющие слишком много разуму и чувствам; и даже в XII веке их разыскивали и сжигали, а их читателей отлучали от церкви. Постепенно, однако, крайняя несправедливость этого обвинения в их характере была признана: они стали любимым предметом изучения схоластов и поставляли острейшее оружие их споров, к ним апеллировали во всех спорах как к суверенному авторитету; так что малейшее несогласие с любым мнением «великого учителя», каким бы абсурдным или непонятным оно ни было, сразу же заглушалось шумом или подавлялось еще более эффективным аргументом горького преследования. Если логику того мрачного периода можно было справедливо описать как «искусство говорить непонятно о вещах, о которых мы невежественны», то его физику можно было бы с равной правдой суммировать в преднамеренном предпочтении невежества знанию в вопросах повседневного опыта и использования.

(103.) В «этом мраке природы и души» извращенная активность алхимиков время от времени высекала сомнительную искру; и наш прославленный соотечественник Роджер Бэкон сиял в самый темный момент, как ранняя звезда, предсказывающая рассвет. Однако только в XVI веке свет природы начал пробиваться с регулярным и прогрессивным увеличением. Хвастовство Парацельса силой его химических средств и эликсиров, и его открытое осуждение древней фармации, подкрепленные многими удивительными исцелениями, убедили всех рациональных врачей в том, что химия может предоставить много превосходных средств, неизвестных до того времени, и ряд ценных экспериментов начали проводить врачи и химики, желающие открыть и описать новые химические средства. Химические и металлургические искусства, практикуемые лицами, эмпирически знакомыми с их секретами, начали серьезно изучаться с целью приобретения рационального и полезного знания, и наконец стали появляться регулярные трактаты по отраслям естественной науки. Георг Агрикола, в частности, посвятил себя с пылом изучению минералогии и металлургии в горнодобывающих районах Богемии и Шемница и опубликовал обильные и методичные отчеты обо всех фактах, известных ему; а наш соотечественник, доктор Гилберт из Колчестера, в 1590 году опубликовал трактат о магнетизме, полный ценных фактов и экспериментов, остроумно обоснованных; и он также расширил свои исследования на множество других предметов, в частности на электричество.

(104.) Но, как решающий признак великого начинающегося изменения в направлении человеческих способностей, астрономия, единственная наука, в которой древние достигли какого-либо реального прогресса и поднялись до чего-то вроде широких и общих концепций, начала снова изучаться в лучшем духе беспристрастной философии; и коперниканская или пифагорейская система возникла или возродилась и быстро приобрела сторонников. Наконец появился Галилей и открыто атаковал и опроверг аристотелевские догмы относительно движения путем прямого обращения к свидетельству чувств и с помощью экспериментов самого убедительного рода. Преследования, которые такой шаг навлек на него, запись его упорства и страданий, а также окончательный триумф его мнений и рассуждений были слишком недавно и слишком хорошо описаны, чтобы требовать повторения здесь.

(105.) Открытиями Коперника, Кеплера и Галилея ошибки аристотелевской философии были эффективно опровергнуты на простом обращении к фактам природы; но оставалось показать на широких и общих принципах, как и почему Аристотель был неправ; сделать очевидной особую слабость его метода философствования и заменить его более сильным и лучшим. Эту важную задачу выполнил Фрэнсис Бэкон, лорд Верулам, который поэтому будет справедливо рассматриваться во все будущие века как великий реформатор философии, хотя его собственные фактические вклады в запас физических истин были малы, а его идеи по частным пунктам были сильно окрашены ошибками и заблуждениями, которые были виной скорее общего недостатка физической информации той эпохи, чем какой-либо узости взглядов с его стороны; и об этом он был полностью осведомлен. Некоторые пытались умалить заслугу этого великого достижения, показывая, что индуктивный метод практиковался во многих случаях, как древних, так и современных, простым инстинктом человечества; но не введение индуктивного рассуждения как нового и доселе неиспытанного процесса характеризует бэконовскую философию, а его острое восприятие и его широкое и волнующее, почти восторженное провозглашение его первостепенной важности как альфы и омеги науки, как великой и единственной цепи для связывания физических истин и конечного ключа к каждому открытию и каждому применению. Те, кто хотел бы отказать ему в его заслуженной славе на таких основаниях, отказали бы Дженнеру или Говарду в их гражданских коронах, потому что несколько фермеров в отдаленной провинции с незапамятных времен были знакомы с вакцинацией или филантропы во все времена время от времени посещали заключенного в его темнице.

(106.) Огромный импульс был теперь дан науке, и казалось, что гений человечества, долго сдерживаемый, наконец с жадностью бросился на Природу и начал, по общему согласию, великую работу по вспашке ее доселе нетронутой почвы и обнажению сокровищ, так долго скрытых. Общее чувство теперь преобладало относительно бедности и недостаточности существующего знания в вопросах факта; и, по мере того как информация быстро текла, началась эра волнения и удивления, которой летописи человечества не предоставляли ничего подобного. Казалось также, что сама Природа поддерживала этот импульс; и, пока она поставляла новые и необычайные вспомогательные средства тем чувствам, которые отныне должны были упражняться в ее исследовании, — пока телескоп и микроскоп открывали бесконечность в обоих направлениях, — как бы для привлечения внимания к своим чудесам и ознаменования эпохи, она продемонстрировала самую редкую, самую великолепную и таинственную из всех астрономических явлений: появление и последующее полное исчезновение новой и яркой неподвижной звезды дважды в течение жизни самого Галилея.

(107.) Непосредственные последователи Бэкона и Галилея обыскивали всю природу в поисках новых и удивительных фактов с чем-то вроде той жажды чудесного, которую можно было бы рассматривать как остаток эпохи алхимии и естественной магии, но которая при надлежащем регулировании является мощнейшим и полезнейшим стимулом к экспериментальному исследованию. Бойль, в частности, казалось, был воодушевлен энтузиазмом пыла, который бросал его от предмета к предмету и от эксперимента к эксперименту без единого мгновения передышки и с своего рода неразборчивым аппетитом; в то время как Гук (великий современник и почти достойный соперник Ньютона) нес более острый взгляд исследующего разума в круг исследований, еще более обширный. По мере того как факты множились, ведущие явления становились заметными, законы начали появляться, а обобщения — начинаться; и столь стремительной была карьера открытий, столь значительным был триумф индуктивной философии, что одного поколения и усилий одного ума хватило для установления системы вселенной на основе, которая никогда больше не будет поколеблена.

(108.) Мы теперь попытаемся перечислить и объяснить в деталях основные шаги, с помощью которых достигаются законные и обширные индукции, и процессы, посредством которых ум при исследовании законов природы очищает себя последовательными степенями от излишеств и обременений, которые висят на частностях и скрывают восприятие их точек сходства и связи. Мы изложим помощь, которая может быть оказана нам в работе столь большого размышления и труда методичным курсом действий и тщательным вниманием к тем средствам, которые когда-либо оказывались успешными, с целью их лучшего понимания и адаптации к другим случаям: вид умственной индукции, не лишенный полезности и масштаба сам по себе; поскольку, преследуя только его, мы можем достичь более близкого знания, чем то, которым мы фактически обладаем, о законах, которые регулируют наше открытие истины, и о правилах, насколько они простираются, к которым сводится изобретение. Делая это, мы начнем с самого начала, с самого опыта, рассматриваемого как накопление знания об отдельных объектах и фактах.

ГЛ. IV.

О НАБЛЮДЕНИИ ФАКТОВ И СБОРЕ ПРИМЕРОВ.

(109.) Природа предлагает нам два рода предметов для созерцания во внешнем мире — объекты и их взаимные действия. Но после того, что было сказано на предмет ощущения, читатель не затруднится заметить, что мы ничего не знаем об объектах самих по себе, которые составляют вселенную, кроме как через посредство впечатлений, которые они возбуждают в нас, каковые впечатления являются результатами определенных действий и процессов, в которых непосредственно участвуют чувственные объекты и материальные части нас самих. Таким образом, наше наблюдение внешней природы ограничено взаимным действием материальных объектов друг на друга; и фактами, то есть ассоциациями явлений или появлений. Мы не получаем никакой информации, просто воспринимая, что объект черный; но если мы также воспринимаем, что он жидкий, мы по крайней мере приобретаем знание, что чернота не несовместима с жидкостью, и таким образом сделали шаг, пусть и незначительный, к знанию более сокровенной природы этих двух качеств. Всякий раз, следовательно, когда мы хотим либо проанализировать явление на более простые, либо установить, каков ход или закон природы при любой предложенной общей случайности, первым шагом является накопление достаточного количества хорошо установленных фактов или записанных примеров, относящихся к рассматриваемому пункту. Здравый смысл диктует это как предоставление нам средств для рассмотрения одного и того же предмета с нескольких точек зрения; и он также продиктовал бы, что чем более различны эти собранные факты во всех других обстоятельствах, кроме той, которая составляет предмет исследования, тем лучше; потому что они тогда в некотором роде приводятся в контраст друг с другом в своих точках разногласия и, таким образом, стремятся сделать те, в которых они согласуются, более заметными и поразительными.

(110.) Единственные факты, которые когда-либо могут стать полезными в качестве оснований физического исследования, — это те, которые происходят единообразно и неизменно при одних и тех же обстоятельствах. Это очевидно: ибо если они не имеют этого характера, они не могут быть включены в законы; им не хватает той универсальности, которая делает их пригодными для вхождения в качестве элементарных частиц в состав тех универсальных аксиом, которые мы стремимся открыть. Если один и тот же результат не происходит постоянно при данной комбинации обстоятельств, по-видимому, той же самой, нужно предположить одно из двух — каприз (т. е. произвольное вмешательство умственного агента) или различия в самих обстоятельствах, действительно существующие, но не замеченные нами. В любом случае, хотя мы можем записывать такие факты как курьезы или как ожидающие объяснения, когда различие обстоятельств будет понято, мы не можем использовать их в научном исследовании. Следовательно, всякий раз, когда мы замечаем примечательный эффект любого рода, нашим первым вопросом должно быть: можно ли его воспроизвести? Каковы обстоятельства, при которых он произошел? И будет ли он всегда происходить снова, если эти обстоятельства, насколько мы смогли их собрать, сосуществуют?

(111.) Обстоятельства, следовательно, которые сопровождают любой наблюдаемый факт, являются главными чертами в его наблюдении, по крайней мере до тех пор, пока не будет установлено достаточным опытом, какие обстоятельства не имеют к нему никакого отношения и, следовательно, могли бы быть оставлены без наблюдения, не жертвуя фактом. При наблюдении и записи факта, следовательно, совершенно нового, мы не должны упускать ни одного обстоятельства, способного быть отмеченным, чтобы какое-либо из опущенных обстоятельств не оказалось существенно связанным с фактом, и его опущение, следовательно, не свело бы подразумеваемое утверждение закона природы к простой записи исторического события. Например, при падении метеоритных камней видны вспышки огня, исходящие из облака, и слышен громкий дребезжащий шум, похожий на гром. Эти обстоятельства, а также внезапный удар и последующее разрушение долгое время заставляли их путать с эффектом молнии и называть громовыми стрелами. Но одного обстоятельства достаточно, чтобы отметить разницу: вспышка и звук иногда воспринимались исходящими из очень маленького облака, изолированного в чистом небе; комбинация обстоятельств, которая никогда не случается во время грозы, но которая, несомненно, тесно связана с их реальным происхождением.

(112.) Записанное наблюдение состоит из двух различных частей: во-первых, точного уведомления о наблюдаемой вещи и обо всех подробностях, которые могут считаться имеющими какую-либо естественную связь с ней; и, во-вторых, правдивой и верной записи их. Поскольку наши чувства являются единственными входами, через которые мы получаем впечатления о фактах, мы должны позаботиться при наблюдении, чтобы все они были в активности, и не позволить ускользнуть от внимания ничему, что влияет на любое из них. Таким образом, если бы молния ударила в дом, в котором мы живем, мы должны были бы заметить, какой свет мы видели — лист пламени, мечущуюся искру или ломаный зигзаг; в каком направлении движущийся, к каким объектам прилипающий, его цвет, его продолжительность и т. д.; какие звуки были слышны — взрывные, грохочущие, дребезжащие, мгновенные или постепенно усиливающиеся и затихающие и т. д.; был ли ощутим какой-либо запах гари, и если сернистый, металлический или такой, который возник бы просто от веществ, опаленных вспышкой, и т. д.; чувствовали ли мы какой-либо шок, удар или особое ощущение, или испытали ли какой-либо странный вкус во рту. Затем, помимо детализации эффектов удара, следует отметить все обстоятельства, которые могли бы в какой-либо степени казаться способными привлечь, произвести или модифицировать его, такие как наличие проводников, соседние объекты, состояние атмосферы, барометр, термометр и т. д., и расположение облаков; и после всей этой обстоятельности вопрос о том, как дом оказался пораженным, может в конечном итоге зависеть от факта, что вспышка молнии в двадцати милях отсюда прошла в тот конкретный момент от земли к облакам, в результате эффекта того, что было названо возвращающимся ударом.

(113.) Автор в «Эдинбургском философском журнале» заявляет, что был приведен к серии исследований химической природы особой кислоты, заметив случайно горький вкус в жидкости, которую собирались вылить. Химия полна таких инцидентов.

(114.) В преходящих явлениях, если число подробностей велико, а время для их наблюдения коротко, мы должны проконсультироваться со своей памятью, прежде чем они успеют угаснуть, или освежить ее, поместив себя как можно ближе в те же обстоятельства снова; вернуться на место, например, и проверить слова нашего утверждения апелляцией ко всем оставшимся признакам и т. д. Это особенно необходимо там, где мы не наблюдали сами, а только собираем и записываем наблюдения других, особенно неграмотных или предвзятых лиц, о любом редком явлении, таком как прохождение большого метеора, падение камня с неба, шок землетрясения, необычайный град и т. д.

(115.) Во всех случаях, допускающих исчисление или измерение, крайне важно получать точные численные данные, будь то при измерении времени, пространства или любого рода величин. Пренебрежение этим, во-первых, подвергает нас иллюзиям чувств, которые могут привести к грубейшим ошибкам. Так, в альпийских странах мы постоянно обманываемся в оценке высот и расстояний; и когда мы преодолеваем первое впечатление, заставляющее нас недооценивать их, мы едва ли не склонны впадать в противоположную крайность. Но численная точность желательна не только для того, чтобы уберечь нас от преувеличенных впечатлений. Она — сама душа науки; и ее достижение дает единственный, или, по крайней мере, лучший критерий истинности теорий и правильности экспериментов. Так, именно отсутствием точных численных определений величин объяснялись ошибки и путаница в стальской химии — путаница, которая рассеялась, подобно утреннему туману, как только точность в этом отношении стала считаться необходимой. Химия в высшей степени является наукой о количестве; и перечисление открытий, возникших в ней из простого определения весов и мер, было бы почти равносильно составлению синопсиса этой области знания. Нам достаточно упомянуть закон определенных пропорций, который фиксирует состав каждого тела в природе в определенных пропорциональных весах его ингредиентов.

(116.) Действительно, характерной чертой всех высших законов природы является принятие ими формы точного количественного выражения. Так, закон тяготения, самая универсальная истина, к которой до сих пор пришел человеческий разум, выражает не просто общий факт взаимного притяжения всей материи; не просто расплывчатое утверждение о том, что его влияние уменьшается по мере увеличения расстояния, но точную численную скорость, с которой происходит это уменьшение; так что, когда его величина известна на любом одном расстоянии, она может быть точно вычислена для любого другого. Так же и законы кристаллографии, которые ограничивают формы, принимаемые природными веществами, когда они предоставлены своим собственным внутренним силам агрегации, точными геометрическими фигурами с фиксированными углами и пропорциями, имеют тот же существенный характер строгого математического выражения, без которого из них невозможно было бы вывести никаких точных частных заключений.

(117.) Но чтобы прийти к законам такого рода, очевидно, что каждый шаг нашего исследования должен быть совершенно свободен от малейшей степени небрежности и нерешительности и нести в себе всю силу строгого численного объявления; и что, следовательно, сами наблюдения, на которых в конечном счете покоятся все законы, должны обладать тем же свойством. Ни одно из наших чувств, однако, не дает нам прямой информации для точного сравнения величин. Число, действительно, то есть целое число, является объектом чувств, потому что мы можем считать; но мы не можем ни взвесить, ни измерить, ни составить какое-либо точное представление о дробных частях с помощью одних лишь чувств. Едва ли кто-нибудь мог бы отличить двадцать фунтов от того же веса, увеличенного или уменьшенного на несколько унций; еще меньше он мог бы судить о пропорции между унцией золота и сотней гран хлопка, взвешивая их на руках. Приведем другой пример: глаз не является судьей пропорции различных степеней освещенности, даже когда они видны рядом; и если проходит время и обстоятельства меняются, нет ничего более расплывчатого, чем его суждения. Когда мы с восхищением смотрим на великолепное зрелище золотых облаков на закате, которые кажутся пропитанными светом и светящимися, как языки настоящего пламени, нам с трудом удается убедить себя рассматривать их как те же самые объекты, которые в полдень проходят незамеченными как простые белые облака, купающиеся в солнце, лишь участвуя, из-за своего большого горизонтального расстояния, в красноватом оттенке, который светила приобретают, просвечивая сквозь большое количество атмосферных паров, и тем самым даже теряя часть своего света. Так обстоит дело и с нашими оценками времени, скорости и всех других вопросов количества; они абсолютно расплывчаты и неадекватны для того, чтобы служить фундаментом для какого-либо точного заключения.

(118.) В этой чрезвычайной ситуации мы вынуждены прибегать к инструментальным вспомогательным средствам, то есть к приспособлениям, которые заменят расплывчатые впечатления чувств точными впечатлениями числа и сведут все измерения к счету. В качестве первого предварительного шага к осуществлению этого мы фиксируем удобные эталоны веса, размера, времени и т. д. и изобретаем приспособления для легкого и правильного их повторения столько раз, сколько нам угодно, и подсчета того, сколько раз такая стандартная единица содержится в предмете — будь то вес, пространство, время или угол, — который мы хотим измерить; и если остается дробная часть, мы измеряем ее как новую величину с помощью аликвотных частей прежнего эталона.

(119.) Если бы каждый научный исследователь наблюдал только для собственного удовлетворения и рассуждал только на основе собственных наблюдений, не имело бы большого значения, какие эталоны он использовал или какие приспособления (если только они верны) он применял для этой цели; но если предполагается (а это крайне важно), чтобы наблюдения, однажды сделанные, оставались как записи для всего человечества и для всего потомства, очевидно, что имеет высочайшее значение, чтобы все исследователи согласились на использовании общего эталона и чтобы он не был подвержен изменениям с течением времени. Выбор и проверка таких эталонов, однако, легко могут быть поняты как дело чрезвычайной трудности, хотя бы уже из того простого обстоятельства, что для проверки постоянства одного эталона мы должны сравнивать его с другими, которые, возможно, сами по себе неточны или, по крайней мере, нуждаются в проверке.

(120.) Здесь мы можем призвать на помощь лишь предполагаемое постоянство великих законов природы, подкрепленное всем опытом, и сильное впечатление, которое мы имеем о всеобщем спокойствии и устойчивости всего, что относится к гигантской массе, которую мы населяем — «самому великому земному шару». В его равномерном вращении вокруг своей оси мы, соответственно, находим эталон времени, который ничто никогда не давало нам повода считать подверженным изменениям и который, по сравнению с другими периодами, которые дают обращения планет вокруг солнца, доказательно не претерпел никаких изменений с самой ранней истории. В размерах Земли мы находим естественную единицу измерения пространства, которая обладает в совершенстве каждым качеством, которое только можно пожелать; а в ее притяжении в сочетании с вращением исследования динамической науки позволили нам, посредством маятника, получить другой неизменный эталон, более утонченный и, правда, менее очевидный в своем происхождении, но обладающий большим преимуществом в своей способности к быстрой проверке и поэтому легко используемый в качестве контроля другого. Первый, а именно прямое измерение размеров Земли, является источником метра, французской единицы линейной меры; второй — британского ярда. Теоретически говоря, они одинаково приемлемы; но когда мы учитываем, что величина, непосредственно измеряемая в случае метра, представляет собой длину, во много тысяч раз превышающую конечную единицу, а в случае маятника или ярда — очень близкую к самой единице, не может быть никаких колебаний в отдаче предпочтения в качестве исходной меры первому, потому что любая ошибка, допущенная в процессе, с помощью которого она определяется, становится подразделенной в конечном результате; в то время как, с другой стороны, любая малейшая ошибка, допущенная при определении длины маятника, становится умноженной при повторении единицы во всех измерениях значительных длин, выполняемых в ярдах.

(121.) То же самое замечательное изобретение маятника дает средство подразделения времени с почти неограниченной точностью. Часы — это не что иное, как механизм для подсчета колебаний маятника; и благодаря тому особому свойству маятника, что одна вибрация начинается в точности там, где заканчивается предыдущая, никакая часть времени не теряется и не приобретается при сопоставлении подсчитанных таким образом единиц, так что можно установить точную дробную часть суток, которую измеряет каждая такая единица.

(122.) Именно благодаря этому особому свойству, посредством которого сопоставление единиц времени и веса может быть выполнено без ошибки, достигается вся та точность, с которой время и вес могут быть умножены и подразделены. То же самое не может быть достигнуто в пространстве никаким методом, который нам пока известен, поэтому наши средства подразделения пространства гораздо менее точны. Прекрасный принцип повторения, изобретенный Борда, предлагает наиболее близкий подход к этому, но его нельзя назвать абсолютно свободным от рассматриваемого источника ошибки. Метод «двойного взвешивания», которым мы обязаны тому же выдающемуся наблюдателю, дает пример прямого сравнения двух равных весов, независимого почти от каждого источника ошибки, который может повлиять на сравнение одного объекта с другим. Био заметил, что до изобретения этого элегантного метода инструменты не давали совершенных средств для установления веса тела.

(123.) Но недостаточно обладать эталоном такого абстрактного рода: необходимо сконструировать реальную материальную меру и сделать с нее точные копии. Это, однако, не очень трудно; большая трудность заключается в том, чтобы сохранить его неизменным из века в век; ибо если мы не передадим потомству единицы наших измерений такими, какими мы сами их использовали, мы, по сути, лишь наполовину завещаем им наши наблюдения. Это момент, который слишком часто упускается из виду, и было бы весьма желательно, чтобы были приняты некоторые прямые меры для столь важной цели.

(124.) Но, можно спросить, если наше измерение величины неизбежно подвержено ошибкам, как возможно, чтобы наши наблюдения обладали тем качеством численной истинности, которое необходимо, чтобы сделать их фундаментом законов, чье отличительное совершенство состоит в их строгом математическом выражении? На это ответ двоякий. Во-первых, хотя мы признаем неизбежное существование численной ошибки в каждом наблюдении, мы всегда можем установить предел, который такая ошибка не может превысить; и степень этой широты ошибки наблюдения меньше пропорционально совершенству инструментальных средств, которыми мы обладаем, и заботе, уделяемой их применению. В большей части современных измерений она, по сути, чрезвычайно мала и может быть еще более уменьшена, почти до любой требуемой степени, путем повторения измерений большое количество раз и при большом разнообразии обстоятельств, и взятия среднего значения результатов, когда ошибки противоположных видов в конечном итоге компенсируют друг друга. Но, во-вторых, существует гораздо более фундаментальный ответ на это возражение. При рассуждении о наших наблюдениях существование и возможная величина количественной ошибки всегда должны приниматься во внимание; и степень, в которой теории могут быть затронуты ею, никогда не должна упускаться из виду. Рассуждая снизу вверх, от заведомо несовершенных наблюдений к общим законам, мы должны всегда заботиться о том, чтобы рассматривать наши выводы как условные, поскольку они могут быть затронуты такими неизбежными несовершенствами; и когда, наконец, мы достигнем нашей высшей точки и придем к аксиомам, которые допускают общие и дедуктивные рассуждения, вопрос о том, искажены ли они ошибками наблюдения или нет, все еще останется нерешенным и должен стать объектом последующей проверки. Этот момент будет предметом более четкого рассмотрения в дальнейшем, когда мы будем говорить о проверке теорий и законах вероятности.

(125.) Что касается нашей записи наблюдений, она должна быть не только обстоятельной, но и верной; под чем мы подразумеваем, что она должна содержать все, что мы наблюдали, и ничего более. Без всякого намерения фальсифицировать нашу запись, мы можем сделать это незаметно для самих себя из-за смешения взглядов и языка ошибочной теории с языком простого факта. Так, например, если, описывая действие молнии, мы скажем: «Удар грома с силой обрушился на стену дома и пробил ее», будет заявлен факт, которого мы не видели, и это заставит наших слушателей поверить, что был задействован твердый или весомый снаряд. «Сильный запах серы», который, как иногда говорят, сопровождает молнию, является пережитком теории, которая делала гром и молнию взрывом своего рода воздушного пороха, состоящего из серных и азотных испарений. Есть некоторые предметы, особенно зараженные этой смесью теории в изложении наблюдаемого факта. Старая химия была настолько подавлена этим вредом, что совершенно запутала и свела на нет описания бесчисленных любопытных и трудоемких экспериментов. А в геологии до недавнего времени из-за этого обстоятельства часто было крайне трудно узнать, каковы были наблюдаемые факты. Так, Фожа де Сен-Фон в своей работе о вулканах центральной Франции описывает со всей видимостью минутной точности кратеры, существующие только в его собственном воображении. Нет большего недостатка (за исключением прямой фальсификации факта), который может быть допущен наблюдателем.

(126.) Когда отдельные отрасли науки приобретают ту степень последовательности и общности, которая допускает абстрактное изложение законов и законные дедуктивные рассуждения, принцип разделения труда стремится отделить область наблюдателя от области теоретика. Невозможно объяснить разницу умов или склонностей, которая побуждает одного человека с интересом наблюдать развитие явлений, а другого — размышлять об их причинах; но если бы не это счастливое разногласие, можно сомневаться, достигли ли бы высшие науки даже своей нынешней степени совершенства. По мере того как законы приобретают общность, влияние индивидуальных наблюдений становится меньше, и все более высокая степень утонченности в их выполнении, а также значительное умножение их числа становятся необходимыми, чтобы придать им важность. В астрономии, например, высшие отделы теории полностью отделены от рутины практического наблюдения.

(127.) Чтобы стать совершенным наблюдателем, однако, будь то в астрономии или в любой другой области науки, требуется обширное знакомство не только с той конкретной наукой, к которой относятся его наблюдения, но и с каждой отраслью знания, которая может позволить ему оценить и нейтрализовать эффект посторонних возмущающих причин. Снабженный таким образом, он будет готов ухватиться за любые из тех мельчайших указаний, которые (такова тонкость природы) часто связывают явления, кажущиеся совершенно далекими друг от друга. Его глаза будут, так сказать, открыты, чтобы они могли сразу же поразиться любому событию, которое, согласно принятым теориям, не должно происходить; ибо именно эти факты служат ключами к новым открытиям. Отклонение магнитной стрелки под влиянием наэлектризованного провода должно было происходить тысячу раз в заметной степени на глазах у людей, занятых гальваническими экспериментами, с философскими приборами всех видов, стоящими вокруг них; но потребовался глаз философа, такого как Эрстед, чтобы уловить это указание, отнести его к источнику и тем самым соединить две великие отрасли науки. Великое открытие Малюса поляризации света при отражении произошло из его случайного замечания об исчезновении одного из изображений окна в Люксембургском дворце однажды вечером, когда оно было сильно освещено заходящим солнцем, при просмотре через двоякопреломляющую призму.

(128.) Использовать по мере возможности преимущества, которые разделение труда может дать для сбора фактов благодаря трудолюбию и активности, которые всеобщее распространение информации в нынешнюю эпоху приводит в действие, является объектом большой важности. Едва ли найдется хорошо информированный человек, который, если у него есть только желание, не имел бы также возможности добавить что-то существенное к общему запасу знаний, если он будет только регулярно и методически наблюдать какой-то конкретный класс фактов, который может больше всего возбудить его внимание или который его положение может лучше всего позволить ему изучать с эффектом. Чтобы привести один или два предмета, которые могут быть эффективно улучшены только объединенными наблюдениями большого числа широко рассредоточенных людей: метеорология, одна из самых сложных, но важных отраслей науки, в то же время является той, в которой любой человек, который будет следовать простым правилам и уделять необходимую степень внимания, может оказать эффективную услугу. Какие выгоды не получила геология от активности трудолюбивых людей, которые, отбросив все теоретические взгляды, довольствовались тем, что занимались полезным и весьма занимательным делом сбора образцов из стран, которые они посещают? Короче говоря, нет такой отрасли науки, в которой, по крайней мере, если бы были четко предложены полезные и разумные вопросы, нельзя было бы собрать огромную массу ценной информации от тех, кто в своих различных сферах жизни, дома или за границей, стационарно или в путешествии, с радостью воспользовался бы возможностями быть полезными. Ничто не способствовало бы лучшему достижению этой цели, чем распространение печатных скелетных форм по различным предметам, которые должны быть составлены так, чтобы: 1-е, задавать четкие и уместные вопросы, допускающие краткие и определенные ответы; 2-е, требовать точного численного изложения по всем основным пунктам; 3-е, указывать сопутствующие обстоятельства, наиболее вероятно влияющие и которые должны быть наблюдаемы; 4-е, призывать к их передаче в общий центр.

ГЛ. V.

О КЛАССИФИКАЦИИ ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ И ЯВЛЕНИЙ, И О НОМЕНКЛАТУРЕ.

(129.) Число и разнообразие объектов и отношений, которые наблюдение природы ставит перед нами, настолько велики, что отвлекают внимание, если не помочь ему и не систематизировать его с помощью такого разумного распределения их по классам, которое ограничит наш взгляд несколькими объектами за раз или группами, настолько связанными общими сходствами, что для непосредственной цели, ради которой мы их рассматриваем, их можно считать индивидами. Прежде чем мы сможем войти в то, что заслуживает называться общим и систематическим взглядом на природу, необходимо, чтобы мы обладали перечислением, если не полным, то по крайней мере значительного объема, ее материалов и комбинаций; и чтобы те, которые кажутся в какой-либо степени важными, были выделены именами, которые могут не только способствовать закреплению их в нашей памяти, но и составлять, так сказать, ядра или центры, вокруг которых информация может собираться в массы. Наложение имени на любой предмет созерцания, будь то материальный объект, явление природы или группа фактов и отношений, рассматриваемых с особой точки зрения, является эпохой в его истории большой важности. Это не только позволяет нам легко ссылаться на него в разговоре или письме без околичностей, но, что более важно, придает ему признанное существование в наших собственных умах как предмету для отдельного и особого рассмотрения; помещает его в список для изучения; и делает его заголовком или названием, под которым может быть организована информация различного рода; и, как следствие, делает его пригодным для выполнения функции связующего звена между всеми предметами, к которым такая информация может относиться.

(130.) Для этих целей, однако, временное или предварительное имя, или имя, адаптированное для обыденной речи, может быть достаточным. Но когда очень большое множество объектов начинает относиться к одному классу, особенно таких, которые не предлагают очень очевидных и примечательных различий, становится необходимым более систематическая и регулярная номенклатура, в которой имена будут напоминать различия, а также сходства между индивидами класса, и в которой прямое отношение между именем и объектом будет существенно помогать решению задачи: «дано одно, определить другое». Насколько это может стать необходимым, будет сразу видно, когда мы рассмотрим огромное число индивидуальных объектов, или, скорее, видов, представленных почти каждой отраслью науки любого масштаба; которые абсолютно требуют различения по именам. Так, ботаник знаком с 80 000–100 000 видов растений; энтомолог — возможно, с таким же количеством насекомых: химик должен регистрировать свойства комбинаций, по двое, трое, четверо и более, в различных дозах из более чем пятидесяти различных элементов, все из которых отличаются друг от друга существенными различиями; и из которых, хотя многие тысячи известны, подавляющее большинство никогда еще не было сформировано, хотя сотни новых появляются на свет в постоянной последовательности по мере развития науки; все из которых должны быть названы по мере их появления. Объекты астрономии буквально так же многочисленны, как звезды небесные; и хотя не более одной или двух тысяч требуют выражения отдельными именами, число тех, относительно которых требуется конкретная информация, не менее чем в сто раз превышает эту величину; и все они должны быть зарегистрированы в списках (чтобы к ним можно было сразу обратиться и чтобы ни один не ускользнул), если не фактическими именами, то по крайней мере какими-то эквивалентными средствами.

(131.) Номенклатура, таким образом, сама по себе, несомненно, является важной частью науки, поскольку она предотвращает наше заблуждение в пустыне частностей и вовлечение в неразрешимую путаницу. К счастью, в тех великих отраслях науки, где объекты классификации наиболее многочисленны, а необходимость в ясной и удобной номенклатуре наиболее остра, не ощущается очень большой трудности в ее установлении. Само множество объектов дает возможность группировать их в подчиненные классы, достаточно хорошо определенные, чтобы допускать имена, а их, в свою очередь, в другие, чьи имена могут стать присоединенными к первым или составленными с ними, пока, наконец, не будет идентифицирован конкретный вид. Легкость, с которой ботаник, энтомолог или химик ссылается по имени на любой индивидуальный объект в своей науке, показывает, что может быть достигнуто таким образом, когда сами характеры отчетливы. В других отраслях, однако, испытывается значительная трудность. Это возникает главным образом там, где виды, подлежащие различению, отделены друг от друга главным образом различием в степени определенных качеств, общих для всех, и где степени незаметно переходят друг в друга. Возможно, такие предметы едва ли можно считать созревшими для систематической номенклатуры; и что попытка применить ее должна быть лишь частичной, охватывающей такие группы и совокупности индивидов, которые согласуются в характерах, явно естественных и родовых, и оставляющей остальные под тривиальными или предварительными наименованиями, пока они не будут лучше изучены и способны быть научно сгруппированы.

(132.) Действительно, номенклатура, с систематической точки зрения, является в такой же, может быть, даже в большей степени следствием, чем причиной расширенного знания. Любой может дать произвольное имя вещи, просто чтобы иметь возможность говорить о ней; но чтобы дать имя, которое сразу отнесет ее к месту в системе, мы должны знать ее свойства; и мы должны иметь систему, достаточно большую и достаточно регулярную, чтобы принять ее на место, которое принадлежит ей и никому другому. Представляется, поэтому, сомнительным, желательно ли для существенных целей науки настаивать на крайней утонченности в систематической номенклатуре. Если бы наука была совершенной, действительно, можно было бы договориться о системах классификации, которые назначали бы каждому объекту в природе место в каком-то классе, к которому он более примечательно и преимущественно принадлежал, чем к любому другому, и под которым он мог бы приобрести имя, никогда впоследствии не подлежащее изменению. Но до тех пор, пока это не так и ежедневно открываются новые отношения, мы должны быть очень осторожны в том, как мы настойчиво настаиваем на установлении и расширении классов, которые имеют в себе что-либо искусственное, в качестве основы жесткой номенклатуры; и особенно как мы принимаем средства за цель и жертвуем удобством и отчетливостью ради страсти к упорядочению. Каждая номенклатура, зависящая от искусственных классификаций, неизбежно подвержена колебаниям; и едва ли что-либо может уравновесить зло нарушения хорошо установленных имен, которые однажды приобрели всеобщее распространение. В природе один и тот же объект составляет часть бесконечного числа различных систем — индивид в бесконечном числе групп, некоторые из которых имеют большее, некоторые меньшее значение, в зависимости от различных точек зрения, с которых они могут рассматриваться. Следовательно, можно вообразить столько же различных систем номенклатуры, сколько можно обнаружить различных заголовков классификации, в то время как все же весьма желательно, чтобы о каждом объекте повсеместно говорили под одним именем, если это возможно. Следовательно, во всех предметах, где всеобъемлющие заголовки классификации не выдвигаются на первый план, всякая номенклатура должна быть балансом трудностей, и хорошее, короткое, бессмысленное имя, которое однажды получило распространение в употреблении, предпочтительнее почти любого другого.

(133.) Нет науки, в которой зло, проистекающее из страсти к номенклатуре, ощущалось бы в такой степени, как в минералогии. Число простых минералов, фактически признанных минералогами, не превышает нескольких сотен, однако едва ли найдется хоть один, который не имел бы четырех или пяти имен в разных книгах. Последствие этого весьма печально. Ни одному имени не дают продержаться достаточно долго, чтобы оно пустило корни; и каждый новый писатель по этой интересной науке начинает, как само собой разумеющееся, с того, что делает tabula rasa всей прежней номенклатуры и предлагает новую на ее месте. Кульминация этого крайне неудобного и сбивающего с толку положения дел была, наконец, достигнута появлением системы, поддерживаемой необычайными достоинствами в других отношениях и поэтому обладающей высочайшим авторитетом, в которой имена, получившие всеобщее распространение и до сих пор удерживавшие свои позиции посреди общей путаницы и даже проложившие себе путь в обычный язык как обозначающие виды, слишком определенные, чтобы допустить ошибку, фактически делаются родовыми и распространяются на целые группы, включающие объекты, согласующиеся только в произвольных заголовках классификации, из которой самые важные естественные отношения заведомо и намеренно отвергаются.

(134.) Классификации, с помощью которых продвигается наука, однако, сильно отличаются от тех, которые служат базами для искусственных систем номенклатуры. Они пересекаются и перекрещиваются друг с другом, так сказать, всеми возможными способами и имеют своей самой целью переплести все объекты природы в тесную и компактную сеть взаимных отношений и зависимости. Как только, таким образом, воспринимается какое-либо сходство или аналогия, любой пункт согласия вообще между какими-либо двумя или более вещами — будь то объекты, или явления, или законы — они немедленно и ipso facto образуют группу или класс, который может быть расширен до любого предела путем присоединения таких новых объектов, явлений или законов, согласующихся в том же пункте, которые могут быть впоследствии установлены. Именно так материалы мира группируются в естественные семейства, примеры которых дает химия в своих различных группах кислот, щелочей, сульфидов и т. д.; или ботаника в своих Euphorbiaceae, Umbelliferae и т. д. Именно так, тоже, явления занимают свои места под общими точками сходства; как, в оптике, те, которые относятся к классу периодических цветов, двойного лучепреломления и т. д.; и что сами сходства становятся прослеженными, которые является делом индукции обобщать и включать в абстрактные суждения.

(135.) Но каждый класс, сформированный на положительном сходстве характеров или на отчетливой аналогии, влечет за собой рассмотрение отрицательного класса, в котором это сходство либо не существует вовсе, либо имеет место противоположное; и опять же, есть классы, в которых данное качество присуще различным индивидам в нисходящей шкале интенсивности. Теперь важно различать случаи, в которых существует реальная противоположность качества или просто уменьшение интенсивности в каком-либо качестве, восприимчивом к степеням, пока оно не становится незаметным. Например, между прозрачностью и непрозрачностью на первый взгляд казалась бы прямая противоположность; но при более близком рассмотрении, когда мы учитываем градации, по которым прозрачность уменьшается в природных веществах, мы увидим основание признать, что последнее качество, вместо того чтобы быть противоположностью первого, является лишь его крайней низшей степенью. Опять же, в расположении природных объектов под заголовком веса или удельного веса шкала простирается через всю природу, и мы не знаем ни одного природного тела, в котором существовала бы противоположность гравитации, или положительная легкость. С другой стороны, противоположные электричества; северная и южная магнитные полярности; щелочные и кислотные качества химических агентов; положительные и отрицательные вращения, придаваемые пластинками горного хрусталя плоскостям поляризации лучей света, и многие другие случаи иллюстрируют не просто отрицание, а активную противоположность качества. Оба эти способа классификации имеют свою особую важность в индуктивном процессе: один — как предоставляющий возможность проследить отношение между явлениями путем наблюдения соответствия в их шкалах интенсивности; другой — путем контраста, как мы покажем более подробно в следующем разделе.

(136.) Существует также очень широкое различие, которое следует проводить между такими классами, которые вращаются вокруг одного заголовка сходства среди индивидов, в остальном очень разных, и такими, которые связывают вместе в естественные группы, посредством большого разнообразия аналогий, объекты, которые все же различаются во многих примечательных деталях. Например: если мы сделаем бесцветную прозрачность заголовком классификации, список класса будет включать объекты, наиболее широко различающиеся по своей природе, такие как вода, воздух, алмаз, винный спирт, стекло и т. д. С другой стороны, химические семейства щелочей, металлов и т. д. являются примерами групп другого рода; которые, обладая свойствами во многих отношениях разными, все же согласуются в общем сходстве нескольких других, что сразу решает нас рассматривать их как имеющие естественное отношение. В первых случаях наша изобретательность упражняется в определении того, что может быть причиной их сходства, во вторых — их различия; первые принадлежат к области индуктивного обобщения и дают наиболее поучительные случаи для исследования причин; вторые относятся к более тайным уголкам природы; само существование таких семейств является само по себе одним из великих и сложных явлений вселенной, которые мы не можем надеяться разгадать без близкого и обширного знакомства с высшими законами.

ГЛ. VI.

О ПЕРВОЙ СТАДИИ ИНДУКЦИИ. — ОТКРЫТИЕ ПРОКСИМАЛЬНЫХ ПРИЧИН И ЗАКОНОВ НИЗШЕЙ СТЕПЕНИ ОБЩНОСТИ, И ИХ ПРОВЕРКА.

(137.) Первое, что рассматривает философский ум, когда представляется какое-либо новое явление, — это его объяснение или отнесение к непосредственной производящей причине. Если это не может быть установлено, следующее — обобщить явление и включить его, вместе с другими, аналогичными ему, в выражение какого-либо закона, в надежде, что его рассмотрение в более продвинутом состоянии знания может привести к открытию адекватной проксимальной причины.

(138.) Опыт, показавший нам способ, которым одно явление зависит от другого в большом разнообразии случаев, обеспечивает нас, по мере расширения науки, постоянно увеличивающимся запасом таких предшествующих явлений, или причин (подразумевая в настоящее время лишь проксимальные причины), способных, при различных модификациях, к производству большого множества эффектов, помимо тех, которые первоначально привели к знанию о них. К таким причинам Ньютон применил термин verae causae; то есть причины, признанные как имеющие реальное существование в природе, а не являющиеся просто гипотезами или вымыслами ума. Чтобы проиллюстрировать это различие: явление раковин, найденных в скалах на большой высоте над уровнем моря, приписывалось нескольким причинам. Некоторые приписывали это пластической добродетели в почве; некоторые — ферментации; некоторые — влиянию небесных тел; некоторые — случайному проходу паломников с их гребешками; некоторые — птицам, питающимся моллюсками; и все современные геологи, с общего согласия, — жизни и смерти реальных моллюсков на дне моря и последующему изменению относительного уровня суши и моря. Из них пластическая добродетель и небесное влияние принадлежат к классу вымыслов фантазии. Случайная перевозка паломниками является реальной причиной и могла бы объяснить несколько раковин, разбросанных здесь и там на часто посещаемых перевалах, но она недостаточно обширна для цели объяснения. Ферментация, вообще, является реальной причиной, постольку, поскольку такая вещь существует; но она не является реальной причиной производства раковины в скале, так как никогда не наблюдалось, чтобы это было одним из ее эффектов, а скалы и камни не ферментируют. С другой стороны, то, что моллюск, умирающий на дне моря, оставляет свою раковину в иле, где она заносится илом и вмуровывается, происходит ежедневно; а поднятие дна моря, чтобы стать сушей, действительно наблюдалось так часто и в таком масштабе, что это квалифицирует ее как vera causa, доступную в здравой философии.

(139.) Чтобы привести другой пример, также взятый из той же заслуженно популярной науки: факт большого изменения общего климата обширных участков земного шара, если не всей Земли, и уменьшения общей температуры, будучи признанным геологами из их исследования останков животных и растений прежних эпох, заключенных в пластах, были назначены различные причины для такого уменьшения температуры. Некоторые считают, что весь земной шар постепенно остыл от абсолютного расплавленного состояния; некоторые рассматривают как причину неизмеримо превосходящую активность прежних вулканов и, как следствие, более обильную передачу внутреннего тепла к поверхности в прежние эпохи. Ни одно из этих явлений не может рассматриваться как реальная причина в смысле, здесь имеющемся в виду; ибо мы не знаем, что земной шар так остыл от расплавленного состояния, и мы не уверены, что такая предполагаемая большая активность прежних вулканов по сравнению с нынешними действительно существовала. Причина, обладающая существенными требованиями vera causa, была, однако, выдвинута в меняющемся влиянии распределения суши и моря по поверхности земного шара: изменение такого распределения в течение веков, путем деградации старых континентов и поднятия новых, является доказанным фактом; а влияние такого изменения на климаты конкретных регионов, если не всего земного шара, является совершенно справедливым выводом из того, что мы знаем о континентальных, островных и океанических климатах путем фактического наблюдения. Здесь, следовательно, у нас есть, по крайней мере, причина, о которой философ может согласиться рассуждать; хотя, являются ли изменения, фактически происходящие, такими, чтобы оправдать всю степень вывода, или даже происходят ли они в правильном направлении, может считаться нерешенным, пока дело не будет более тщательно изучено.

(140.) К этому мы можем добавить еще одну, которая также имеет существенные характеристики vera causa, в астрономическом факте фактического медленного уменьшения эксцентриситета орбиты Земли вокруг Солнца; и которая, как общая, влияющая на среднюю температуру всего земного шара, и как та, эффект которой является как неизбежным, так и восприимчивым, до определенной степени, к точному оцениванию, заслуживает рассмотрения. Очевидно, что средняя температура всей поверхности земного шара, постольку, поскольку она поддерживается действием солнца на более высоком уровне, чем она была бы, если бы солнце погасло, должна зависеть от среднего количества солнечных лучей, которое она получает, или, что сводится к тому же, от общего количества, полученного за данное неизменное время: и длина года, будучи неизменной во всех колебаниях планетной системы, следует, что общее годовое количество солнечной радиации будет определять, caeteris paribus, общий климат Земли. Теперь, не трудно показать, что эта величина обратно пропорциональна малой оси эллипса, описываемого Землей вокруг Солнца, рассматриваемой как медленно переменная; и что, следовательно, большая ось остается, как мы знаем, постоянной, а орбита фактически находится в состоянии приближения к кругу, и, следовательно, малая ось находится в состоянии увеличения, среднее годовое количество солнечной радиации, получаемое всей Землей, должно фактически находиться в состоянии уменьшения. У нас здесь, следовательно, есть очевидная реальная причина, достаточной универсальности и действующая в правильном направлении, чтобы объяснить явление. Ее адекватность — это другое соображение.

(141.) Всякий раз, следовательно, когда какое-либо явление представляется для объяснения, мы естественно стремимся, в первую очередь, отнести его к той или иной из тех реальных причин, которые, как показал опыт, существуют и эффективны в производстве подобных явлений. В этой попытке наша вероятность успеха будет, конечно, главным образом зависеть: 1-е, от числа и разнообразия причин, которые опыт предоставил в наше распоряжение; 2-е, от нашей привычки применять их к объяснению природных явлений; и 3-е, от числа аналогичных явлений, которые мы можем собрать, которые были либо объяснены, либо допускают объяснение той или иной из этих причин, и близости их аналогии с рассматриваемым.

(142.) Здесь, следовательно, мы видим великую важность обладания запасом аналогичных примеров или явлений, которые классифицируют себя с рассматриваемым, объяснение одного из которых может естественно ожидаться, что приведет к объяснению всех остальных. Если аналогия двух явлений очень близка и поразительна, в то время как, в то же время, причина одного очень очевидна, становится едва ли возможным отказаться признать действие аналогичной причины в другом, хотя и не столь очевидной самой по себе. Например, когда мы видим камень, вращающийся в праще, описывающий круговую орбиту вокруг руки, удерживающий веревку натянутой и улетающий в тот момент, когда она рвется, мы никогда не колеблемся рассматривать его как удерживаемый на своей орбите натяжением веревки, то есть силой, направленной к центру; ибо мы чувствуем, что действительно прилагаем такую силу. У нас здесь есть прямое восприятие причины. Когда, следовательно, мы видим большое тело, подобное Луне, циркулирующее вокруг Земли и не улетающее, мы не можем не верить, что оно удерживается от этого не материальной связью, а тем, что действует в другом случае через посредство веревки — силой, направленной постоянно к центру. Именно так мы постоянно приобретаем знание о существовании причин, действующих в обстоятельствах такой скрытости, которые эффективно предотвращают их прямое открытие.

(143.) В общем, мы должны заметить, что движение, где бы оно ни производилось или изменялось, неизменно указывает на существование силы как своей причины; и таким образом силы природы становятся известными и измеряемыми по движениям, которые они производят. Так, сила магнетизма становится известной по отклонению, производимому железом в стрелке компаса, или по стрелке, прыгающей к магниту, удерживаемому над ней, так же верно, как и по тому прилипанию к нему, когда он находится в контакте и в покое, что требует силы, чтобы разорвать соединение; и таким образом токи, производимые на поверхности количества ртути, наэлектризованной под проводящей жидкостью, указали на существование и направление сил огромной интенсивности, развиваемых электрической цепью, о которых мы иначе не имели бы ни малейшего подозрения.

(144.) Но когда причина явления ни представляется очевидно при рассмотрении самого явления, ни навязывается нашему вниманию случаем сильной аналогии, как описано выше, у нас тогда нет иного ресурса, кроме как в преднамеренном собрании всех параллельных примеров, которые мы можем собрать; то есть к формированию класса фактов, имеющих рассматриваемое явление в качестве заголовка классификации; и к поиску среди индивидов этого класса каких-либо других общих точек согласия, среди которых причина будет по необходимости найдена. Но если появится более одной причины, мы должны тогда попытаться найти, или, если мы не можем найти, произвести новые факты, в которых каждая из них по очереди будет отсутствовать, в то время как они все же согласуются в общем рассматриваемом пункте. Здесь мы находим использование того, что Бэкон называет «решающими примерами», которые являются явлениями, выдвинутыми для решения между двумя причинами, каждая из которых имеет одни и те же аналогии в свою пользу. И здесь, тоже, мы воспринимаем полезность эксперимента как отличного от простого пассивного наблюдения. Мы делаем эксперимент решающего рода, когда формируем комбинации и приводим в действие причины, из которых какая-то конкретная будет намеренно исключена, а какая-то другая намеренно допущена; и по согласию или несогласию результирующих явлений с явлениями класса, находящегося под рассмотрением, мы решаем наше суждение.

(145.) Когда мы хотим установить общие правила для руководства и облегчения нашего поиска среди большой массы собранных фактов их общей причины, мы должны иметь в виду характеры того отношения, которое мы подразумеваем под причиной и следствием. Теперь, это —

1-е, Неизменная связь, и, в частности, неизменная предшественность причины и следствия эффекта, если только она не предотвращена какой-либо противодействующей причиной. Но необходимо заметить, что в большом числе природных явлений эффект производится постепенно, в то время как причина часто продолжает увеличиваться в интенсивности; так что предшественность одного и следствие другого становится трудно проследить, хотя оно действительно существует. С другой стороны, эффект часто следует за причиной так мгновенно, что интервал не может быть воспринят. Вследствие этого иногда трудно решить, из двух явлений, постоянно сопровождающих друг друга, что является причиной, а что следствием.

2-е, Неизменное отрицание эффекта при отсутствии причины, если только какая-либо другая причина не способна произвести тот же эффект.

3-е, Увеличение или уменьшение эффекта с увеличенной или уменьшенной интенсивностью причины, в случаях, которые допускают увеличение и уменьшение.

4-е, Пропорциональность эффекта его причине во всех случаях прямого беспрепятственного действия.

5-е, Обращение эффекта вместе с обращением причины.

(146.) Из этих характеров мы приходим к следующим наблюдениям, которые могут рассматриваться как столько же положений, легко применимых к частным случаям, или правил философствования: мы заключаем, 1-е, что если в нашей группе фактов есть один, в котором любая назначенная особенность или сопутствующее обстоятельство отсутствует или противоположно, такая особенность не может быть причиной, которую мы ищем.

(147.) 2-е, Что любое обстоятельство, в котором все факты без исключения согласуются, может быть рассматриваемой причиной, или, если нет, по крайней мере, побочным эффектом той же причины: если есть только один такой пункт согласия, эта возможность становится уверенностью; и, с другой стороны, если есть более одного, они могут быть сопутствующими причинами.

(148.) 3-е, Что мы не должны отрицать существование причины, в пользу которой у нас есть единодушное согласие сильных аналогий, хотя может быть не очевидно, как такая причина может произвести эффект, или даже хотя может быть трудно представить ее существование при обстоятельствах данного случая; в таких случаях мы должны скорее апеллировать к опыту, когда это возможно, чем решать a priori против причины, и пробовать, нельзя ли сделать ее очевидной.

(149.) Например: видя солнце ярко светящимся, всякая аналогия ведет нас к заключению, что оно интенсивно горячее. Как тепло может производить свет, мы не знаем; и как такое тепло может поддерживаться, мы не можем составить никакого представления. Однако мы не имеем права отрицать этот вывод.

(150.) 4-е, Что противоположные или противостоящие факты одинаково поучительны для открытия причин, как и благоприятные.

(151.) Например: когда воздух заключен с увлажненными железными опилками в закрытом сосуде над водой, его объем уменьшается из-за того, что некоторая его часть извлекается и соединяется с железом, производя ржавчину. И если остаток исследуется, обнаруживается, что он не будет поддерживать пламя или животную жизнь. Этот противоположный факт показывает, что причину поддержания пламени и животной жизни следует искать в той части воздуха, которую железо извлекает и которая ржавеет.

(152.) 5-е, Что причины очень часто становятся очевидными простым расположением наших фактов в порядке интенсивности, в которой существует какое-то особое качество; хотя не обязательно, потому что противодействующие или модифицирующие причины могут в то же время находиться в действии.

(153.) Например: звук состоит в импульсах, передаваемых нашим ушам воздухом. Если серия импульсов равной силы передается ему через равные интервалы времени, сначала в медленной последовательности, а постепенно все быстрее и быстрее, мы слышим сначала дребезжащий шум, затем низкий ропот, а затем гул, который постепенно приобретает характер музыкальной ноты, поднимаясь все выше и выше в остроте, пока ее высота не становится слишком высокой для уха, чтобы следовать. И из этого соответствия между высотой ноты и быстротой последовательности импульса мы заключаем, что наше ощущение различных высот музыкальных нот происходит из различных быстрот, с которыми их импульсы передаются нашим ушам.

(154.) В-шестых, такие противодействующие или модифицирующие причины могут существовать незамеченными и аннулировать эффекты искомой нами причины в тех случаях, которые, если бы не их действие, попали бы в наш класс благоприятных фактов; и поэтому исключения часто могут быть устранены путем устранения таких противодействующих причин или внесения поправок на них. Это замечание приобретает величайшую важность, когда (как это часто бывает) одно поразительное исключение выделяется, так сказать, на фоне в остальном единодушного ряда фактов в пользу определенной причины.

(155.) Так, в химии установлено, что щелочное качество щелочных и земельных оснований обусловлено присутствием кислорода в соединении с тем или иным из особого ряда металлов. Аммиак, однако, является резким, выпадающим из общего ряда исключением, подобным тому, о котором здесь говорится, будучи соединением азота и водорода: но существуют почти достоверные указания на то, что это исключение не является подлинным, а приобретает такой вид вследствие какой-то модифицирующей причины, которая еще не понята.

(156.) В-седьмых, если мы можем либо найти созданные природой, либо намеренно создать сами два примера, которые согласуются точно во всем, кроме одной детали, и различаются в этой одной, то ее влияние на производство явления, если оно вообще имеется, должно тем самым стать ощутимым. Если эта деталь присутствует в одном примере и полностью отсутствует в другом, то возникновение или невозникновение явления решит, является ли она единственной причиной или нет: еще более очевидно, если она присутствует противоположным образом в двух случаях, и эффект тем самым меняется на обратный. Но если ее полное присутствие или отсутствие вызывает лишь изменение в степени или интенсивности явления, мы можем тогда лишь заключить, что она действует как сопутствующая причина или условие наряду с какой-то другой, которую следует искать в ином месте. В природе сравнительно редко встречаются примеры, резко различающиеся в одном обстоятельстве и согласующиеся во всех остальных; но когда мы призываем на помощь эксперимент, их легко создать; и это, по сути, является великим применением экспериментов исследования в физических изысканиях. Они становятся более ценными, а их результаты — более ясными по мере того, как они обладают этим качеством (согласования точно во всех обстоятельствах, кроме одного), поскольку вопрос, задаваемый природе, становится тем самым более заостренным, а ответ на него — более решительным.

(157.) В-восьмых, если мы не можем получить полное отрицание или противопоставление обстоятельства, влияние которого мы хотим установить, мы должны попытаться найти случаи, где оно значительно варьируется по степени. Если это невозможно сделать, мы, возможно, сможем ослабить или усилить его влияние путем введения какого-то нового обстоятельства, которое, если рассматривать его абстрактно, кажется способным произвести этот эффект, и таким образом получить косвенное доказательство его влияния. Но тогда мы всегда должны помнить, что полученное таким образом доказательство является косвенным, и что введенное новое обстоятельство может иметь прямое влияние само по себе или оказывать модифицирующее воздействие на какое-то другое обстоятельство.

(158.) В-девятых, сложные явления, в которых одновременно действуют несколько причин — сопутствующих, противодействующих или совершенно независимых друг от друга, — так что создается совокупный эффект, могут быть упрощены путем вычитания эффекта всех известных причин, насколько это позволяет природа случая, либо с помощью дедуктивного рассуждения, либо путем обращения к опыту, и таким образом оставляя, так сказать, остаточное явление, подлежащее объяснению. Именно благодаря этому процессу, по сути, наука в ее нынешнем продвинутом состоянии главным образом и развивается. Большинство явлений, которые представляет природа, очень сложны; и когда эффекты всех известных причин оцениваются с точностью и вычитаются, остаточные факты постоянно проявляются в виде явлений совершенно новых и ведущих к самым важным выводам.

(159.) Например: возвращение кометы, предсказанное профессором Энке, много раз подряд, и общее хорошее согласие ее вычисленного положения с наблюдаемым в любой из периодов ее видимости заставили бы нас сказать, что ее тяготение к Солнцу и планетам является единственной и достаточной причиной всех явлений ее орбитального движения; но когда эффект этой причины строго вычисляется и вычитается из наблюдаемого движения, обнаруживается, что остается остаточное явление, существование которого никогда не было бы установлено иным образом, а именно небольшое опережение времени ее повторных появлений или уменьшение ее периодического времени, что не может быть объяснено гравитацией, и причину чего, следовательно, необходимо исследовать. Такое опережение было бы вызвано сопротивлением среды, рассеянной в небесных пространствах; и поскольку существуют другие веские причины полагать, что это истинная причина, оно было приписано такому сопротивлению.

(160.) Это девятое наблюдение имеет такую важность в науке, что мы проиллюстрируем его еще одним или двумя примерами. М. Араго, подвесив магнитную стрелку на шелковой нити и приведя ее в колебание, заметил, что она гораздо быстрее приходит в состояние покоя, когда подвешена над медной пластиной, чем когда под ней нет такой пластины. Теперь, в обоих случаях существовали две истинные причины, почему она должна была в конце концов прийти в состояние покоя, а именно: сопротивление воздуха, которое противодействует и в конечном итоге уничтожает все движения, совершаемые в нем; и недостаток идеальной подвижности шелковой нити. Но поскольку эффект этих причин был точно известен из наблюдения, сделанного в отсутствие меди, и был таким образом учтен и вычтен, появилось остаточное явление в том факте, что замедляющее влияние оказывала сама медь; и этот факт, будучи однажды установленным, быстро привел к знанию совершенно нового и неожиданного класса отношений. Добавим еще один пример. Если верно (как считает М. Фурье, это доказано), что небесные пространства имеют температуру, независимую от Солнца, не намного ниже той, при которой замерзает ртуть, и значительно выше некоторых степеней холода, которые были получены искусственно, то напрашиваются две причины: одна — та, что указана вышеупомянутым автором, излучение звезд; другая может быть предложена в виде эфира или упругой среды, упомянутой в последнем разделе, которая, как дают нам основания полагать явления света и сопротивление комет, заполняет все пространство, и которая, по аналогии со всеми известными упругими средами, может считаться обладающей собственной температурой и удельной теплоемкостью, которую она способна передавать телам, окруженным ею. Теперь, если мы примем во внимание, что тепло, излучаемое Солнцем, следует той же пропорции, что и его свет, и сочтем разумным допустить в отношении звездного тепла то, что справедливо для солнечного; то эффект звездного излучения в поддержании температуры в пространстве должен быть настолько же ниже эффекта излучения Солнца, насколько свет безлунной полночи ниже света экваториального полудня; то есть, почти невообразимо меньше. Допуская, таким образом, полный эффект для этой причины, все равно оставался бы большой остаток, обусловленный присутствием эфира.

(161.) Многие новые элементы химии были обнаружены при исследовании остаточных явлений. Так, Арфведсон открыл литий, заметив избыток веса в сульфате, полученном из небольшой части того, что он считал магнезией, присутствующей в проанализированном им минерале. Именно на этом принципе также основано то, что малые концентрированные остатки великих операций в искусствах почти наверняка являются местами, где скрываются новые химические ингредиенты: свидетельство тому — йод, бром, селен и новые металлы, сопровождающие платину в экспериментах Волластона и Теннанта. Это была счастливая мысль Глаубера — исследовать то, что все остальные выбрасывали.

(162.) Наконец, мы должны заметить, что обнаружение возможной причины путем сравнения собранных случаев должно привести к одному из двух: либо, во-первых, к обнаружению реальной причины и способа ее действия, чтобы дать полное объяснение фактов; либо, во-вторых, к установлению абстрактного закона природы, указывающего на два явления общего рода как неизменно связанные; и утверждающего, что там, где есть одно, всегда будет найдено и другое. Такая неизменная связь сама по себе является явлением более высокого порядка, чем любой частный факт; и когда многие из них открыты, мы можем снова приступить к их классификации, объединению и изучению с целью обнаружения их причин или открытия еще более общих законов, и так далее без конца.

(163.) Давайте теперь проиллюстрируем этот индуктивный поиск причины на одном общем примере: предположим, что роса — это предложенное явление, причину которого мы хотим узнать. Во-первых, мы должны отделить росу от дождя и влаги туманов и ограничить применение термина тем, что действительно имеется в виду, а именно: спонтанным появлением влаги на веществах, выставленных на открытом воздухе, когда не идет дождь или нет видимой сырости. Теперь здесь у нас есть аналогичные явления во влаге, которая покрывает росой холодный металл или камень, когда мы дышим на него; та, что появляется на стакане воды, только что принесенной из колодца в жаркую погоду; та, что появляется на внутренней стороне окон, когда внезапный дождь или град охлаждает внешний воздух; та, что стекает по нашим стенам, когда после долгого мороза наступает теплая влажная оттепель: все эти примеры согласуются в одном пункте (Правило 2. § 147.), холодности объекта, покрытого росой, по сравнению с воздухом, находящимся в контакте с ним.

(164.) Но является ли это в случае ночной росы реальной причиной — является ли фактом то, что объект, покрытый росой, холоднее воздуха? Конечно, нет, можно было бы сначала сказать; ибо что может сделать его таким? Но аналогии убедительны и единодушны; и поэтому (в соответствии с Правилом 3. § 148.) мы не должны отбрасывать их указания; и, кроме того, эксперимент прост: нам нужно только положить термометр в контакт с веществом, покрытым росой, и повесить другой на небольшом расстоянии над ним, вне пределов его влияния. Эксперимент был поэтому проведен; вопрос был задан, и ответ был неизменно утвердительным. Всякий раз, когда объект покрывается росой, он холоднее воздуха. Здесь, следовательно, у нас есть неизменное сопутствующее обстоятельство: но является ли этот холод эффектом росы или ее причиной? То, что роса сопровождается холодом, — обычное замечание; но вульгарное предубеждение сделало бы холод скорее эффектом, чем причиной. Мы должны, следовательно, собрать больше фактов, или, что сводится к тому же, варьировать обстоятельства; поскольку каждый случай, в котором обстоятельства различаются, является новым фактом; и, особенно, мы должны отметить противоположные или отрицательные случаи (Правило 4. § 150.), т. е. где роса не образуется.

(165.) Теперь, во-первых, роса не образуется на поверхности полированных металлов, но очень обильно — на стекле, оба выставлены лицевой стороной вверх, и в некоторых случаях нижняя сторона горизонтальной стеклянной пластины также покрывается росой; последнее обстоятельство (по Правилу 1. § 146.) исключает падение влаги с неба в невидимой форме, что естественно напрашивалось бы в качестве причины. В случаях с полированным металлом и полированным стеклом контраст явно показывает, что вещество имеет большое отношение к явлению; поэтому пусть само вещество будет максимально разнообразным путем выставления полированных поверхностей различных видов. Как только это сделано, становится очевидной шкала интенсивности (Правило 5. § 152.). Обнаружено, что те полированные вещества покрываются росой наиболее сильно, которые хуже всего проводят тепло; в то время как те, которые проводят хорошо, наиболее эффективно сопротивляются росе. Здесь мы сталкиваемся с законом первой степени общности. Но если мы выставим шероховатые поверхности вместо полированных, мы иногда обнаруживаем, что этот закон нарушается (Правило 5. § 152.). Так, шероховатое железо, особенно если оно окрашено или почернено, покрывается росой быстрее, чем лакированная бумага: вид поверхности, следовательно, имеет большое влияние. Выставьте, таким образом, один и тот же материал в очень разнообразных состояниях поверхности (Правило 7. § 156.), и сразу станет очевидной другая шкала интенсивности: те поверхности, которые легче всего отдают свое тепло путем излучения, как обнаружено, покрываются росой наиболее обильно: и таким образом мы обнаружили другой закон той же общности, что и предыдущий, путем сравнения двух классов фактов, один из которых относится к росе, другой — к излучению тепла поверхностями. Опять же, влияние вещества и поверхности, установленное как существующее, заставляет нас рассмотреть влияние текстуры: и здесь, опять же, при испытании нам представлены замечательные различия и третья шкала интенсивности, указывающая на вещества плотной твердой текстуры, такие как камни, металлы и т. д., как неблагоприятные, но вещества рыхлой текстуры, такие как ткань, шерсть, бархат, гагачий пух, хлопок и т. д., как исключительно благоприятные для образования росы: и именно они лучше всего приспособлены для одежды или для препятствования свободному прохождению тепла от кожи в воздух, так что их внешние поверхности могут быть очень холодными, в то время как внутри они остаются теплыми.

(166.) Наконец, среди отрицательных примеров (§ 150.) замечено, что роса никогда не выпадает обильно в местах, сильно защищенных от открытого неба, и совсем не выпадает в облачную ночь; но если облака расходятся, даже на несколько минут, и оставляют чистое отверстие, отложение росы немедленно начинается и продолжает увеличиваться. Здесь, следовательно, причина отчетливо указана ее предшествованием рассматриваемому эффекту (§ 145.). Чистый вид безоблачного неба, таким образом, является существенным условием, или, что сводится к тому же, облака или окружающие объекты действуют как противодействующие причины. Это настолько верно, что роса, образовавшаяся в ясные промежутки, часто даже испаряется снова, когда небо становится густо затянутым облаками (Правило 4. § 150.).

(167.) Когда мы теперь переходим к объединению этих частичных индукций, чтобы вывести из них общий вывод, мы рассматриваем, во-первых, что все выводы, к которым мы пришли, имеют отношение к тому первому общему факту — охлаждению открытой поверхности тела, покрываемого росой, ниже температуры воздуха. Те поверхности, которые легче всего отдают свое тепло наружу и медленнее всего получают его изнутри, конечно, станут самыми холодными, если есть возможность для их тепла уйти и не быть восстановленным извне. Теперь ясное небо предоставляет такую возможность. Это закон, хорошо известный тем, кто знаком с природой тепла, что тепло постоянно уходит от всех тел в виде лучей или путем излучения, но так же постоянно восстанавливается им путем аналогичного излучения других тел, окружающих их. Облака и окружающие объекты поэтому действуют как противодействующие причины, заменяя все или большую часть тепла, излученного таким образом, которое может эффективно уйти, не будучи замененным, только через отверстия в бесконечное пространство. Таким образом, в конце концов, мы приходим к общей непосредственной причине росы — охлаждению поверхности, покрываемой росой, путем излучения быстрее, чем тепло может быть восстановлено ей путем сообщения с землей или путем противоизлучения; так что она становится холоднее воздуха и тем самым вызывает конденсацию его влаги.

(168.) Мы намеренно выбрали эту теорию росы, впервые разработанную покойным доктором Уэллсом, как один из самых прекрасных образцов, которые мы можем припомнить, индуктивного экспериментального исследования, лежащего в умеренных пределах. Невозможно в столь кратком изложении воздать ей должное; но мы настоятельно рекомендуем его работу (короткую и очень занимательную) для прочтения студенту естественной философии как модель, с которой ему было бы полезно ознакомиться.

(169.) В приведенном выше анализе образование росы относится к двум более общим явлениям: излучению тепла и конденсации невидимого пара холодом. Причина первого — гораздо более высокое исследование, и можно сказать, действительно, что она совершенно неизвестна; причина второго фактически образует важнейшую ветвь физического исследования. В таком случае, когда мы рассуждаем вверх, пока не достигнем конечного факта, мы рассматриваем явление как полностью объясненное; как мы считаем ветвь дерева заканчивающейся, когда прослеживаем ее до вставки в ствол, или веточку до ее соединения с ветвью; или, скорее, как ручей сохраняет свою важность и свое название, пока не теряется в каком-то более крупном притоке или в главной реке, которая доставляет его в океан. Это, однако, всегда предполагает, что при пересмотре случая мы ясно видим, как допущение такого факта со всеми его сопутствующими законами будет идеально объяснять каждую деталь — как те, которые на разных стадиях индукции привели нас к знанию о нем, так и те, которыми мы пренебрегли или рассматривали менее подробно, чем остальные. Но если бы у нас не было предварительного знания об излучении тепла, эта же индукция сделала бы его известным нам и, должным образом рассмотренная, могла бы привести к знанию многих его законов.

(170.) В изучении природы мы не должны, следовательно, быть щепетильными относительно того, как мы достигаем знания таких общих фактов: при условии, что мы тщательно проверяем их, как только они обнаружены, мы должны довольствоваться тем, что схватываем их везде, где бы они ни находились. И это подводит нас к рассмотрению верификации индукций.

(171.) Если в нашей индукции каждый отдельный случай действительно присутствовал в нашем уме, мы уверены, что он окажется должным образом представленным в нашем окончательном выводе: но это невозможно для таких случаев, которые были нам неизвестны, и почти никогда не случается даже со всеми известными случаями; ибо такова склонность человеческого ума к спекуляции, что при малейшей идее аналогии между несколькими явлениями он прыгает вперед, так сказать, к причине или закону, временно пренебрегая всеми остальными; так что, по сути, почти все наши основные индукции должны рассматриваться как ряд подъемов и спусков, и выводов из нескольких случаев, проверенных испытанием на многих.

(172.) Всякий раз, следовательно, когда мы думаем, что были приведены индукцией к знанию непосредственной причины явления или закона природы, наше следующее дело — обдуманно и последовательно изучить все случаи, которые мы собрали относительно его возникновения, чтобы убедиться, что они объяснимы нашей причиной или справедливо включены в выражение нашего закона: и в случае, если встречается какое-либо исключение, оно должно быть тщательно отмечено и отложено для повторного рассмотрения в более продвинутый период, когда, возможно, причина исключения может появиться, и само исключение, путем внесения поправок на эффект этой причины, будет переведено на сторону нашей индукции; но если исключения окажутся многочисленными и разнообразными по своим чертам, наша вера в вывод будет пропорционально поколеблена, и во всяком случае его важность уменьшена разрушением его универсальности.

(173.) При проведении этой верификации мы должны рассмотреть, является ли причина или закон, к которому мы приведены, уже известным и признанным как более общий, чья природа хорошо понятна и из которого рассматриваемое явление является лишь еще одним случаем в дополнение к уже известным, или же это менее общий, менее известный или совершенно новый. В последнем случае наша верификация будет достаточной, если она просто покажет, что все рассмотренные случаи являются явно подходящими случаями. Но в первом случае процесс верификации носит гораздо более строгий и определенный характер. Мы должны проследить действие нашей причины с отчетливостью и точностью, как оно модифицируется всеми обстоятельствами каждого случая; мы должны оценить ее эффекты и показать, что ничего необъяснимого не остается позади; по крайней мере, в той мере, в какой это не касается присутствия неизвестных модифицирующих причин.

(174.) Теперь, это именно тот род процесса, в котором можно ожидать появления остаточных явлений (таких, о которых говорится в ст. 158.). Если наша индукция действительно является обоснованной и всеобъемлющей, то все, что остается необъясненным при сравнении ее вывода с частными случаями, при всех их обстоятельствах, является таким явлением и в свою очередь становится предметом индуктивного рассуждения для обнаружения его причины или законов. Именно так можно сказать, что мы наблюдаем факты глазами разума; и именно так мы постоянно достигаем знания новых явлений и новых законов, которые лежат под поверхностью вещей и дают начало созданию новых ветвей науки, все более и более удаленных от обычного наблюдения.

(175.) Физическая астрономия предоставляет многочисленные и блестящие примеры этого. Закон, например, который утверждает, что планеты удерживаются на своих орбитах вокруг Солнца, а спутники — вокруг своих первичных тел силой притяжения, убывающей по мере увеличения квадрата расстояний, верифицируется в каждом частном случае путем выведения из него точных движений, которые при данных обстоятельствах должны иметь место, и сравнения их с фактом. Это сравнение, хотя и подтверждает в целом существование закона тяготения, как предполагалось, и его адекватность для объяснения всех основных движений каждого тела в системе, все же оставляет некоторые небольшие отклонения в движениях планет и некоторые весьма значительные в движении Луны и других спутников, все еще необъясненными; остаточные явления, которые еще предстоит проследить до причин. Путем дальнейшего изучения их причины были в конце концов установлены и найдены в виде взаимных действий планет друг на друга и возмущающего влияния Солнца на движения спутников.

(176.) Но закон природы не обладает той степенью общности, которая делает его пригодным в качестве ступеньки к большим индукциям, если он не является универсальным в своем применении. Мы не можем полагаться на то, что он позволит нам расширить наши взгляды за пределы круга примеров, из которых он был получен, если мы уже не имели опыта его способности делать это; если он действительно не позволил нам до испытания сказать, что произойдет в случаях, аналогичных тем, которые первоначально рассматривались; если, короче говоря, мы старательно не поставили себя в положение его антагонистов и даже извращенно не попытались найти исключения из него без успеха. Именно в той точной пропорции, в какой закон, однажды полученный, выдерживает эту крайнюю строгость испытания, следует оценивать его ценность и важность; и наш следующий шаг в верификации индукции должен поэтому состоять в расширении его применения к случаям, первоначально не рассматривавшимся; в старательном варьировании обстоятельств, при которых действуют наши причины, с целью установления того, является ли их эффект общим; и в доведении применения наших законов до крайних случаев.

(177.) Например, справедливая индукция из большого числа фактов привела Галилея к заключению, что ускоряющая сила гравитации одинакова для всех видов тел и для больших и малых масс безразлично; и это он проиллюстрировал, позволив телам самой разной природы и веса падать в один и тот же момент с высокой башни, когда было замечено, что они ударялись о землю в один и тот же момент, за вычетом некоторой пустяковой разницы, обусловленной, как он справедливо полагал, большим пропорциональным сопротивлением воздуха легким, чем тяжелым телам. Эксперимент не мог в то время быть справедливо проведен с чрезвычайно легкими веществами, такими как пробка, перья, хлопок и т. д., из-за большого сопротивления, испытываемого ими при падении; никаких средств не было тогда известно для устранения этой причины возмущения. Поэтому только после изобретения воздушного насоса этот закон мог быть подвергнут суровому испытанию крайним случаем. Гинея и пушистое перо были одновременно сброшены с верхней части высокого откачанного стеклянного сосуда и ударились о дно в один и тот же момент. Пусть кто-нибудь проделает это испытание в воздухе, и он поймет силу крайнего случая.

(178.) При верификации закона, чье выражение является количественным, не только должна быть установлена его общность путем испытания его в как можно более различных обстоятельствах, но каждое такое испытание должно быть испытанием точного измерения. И в таких случаях средства, принятые для подвергания его испытанию, должны быть разработаны так, чтобы повторять и умножать большое количество раз любое отклонение (если таковое существует); так что, пусть оно будет сколь угодно малым, оно в конце концов станет ощутимым.

(179.) Например, пусть закон, подлежащий верификации, будет таким: гравитация каждого материального тела находится в прямой пропорции к его массе, что является лишь другим способом выражения закона Галилея, упомянутого выше. Время падения с любой умеренной высоты не может быть измерено с точностью, достаточной для нашей цели: но если его можно повторить очень большое множество раз без какой-либо потери или выигрыша в интервалах, и общая сумма времен падения, повторенных таким образом, измерена часами; и если в то же время сопротивление воздуха может быть сделано точно одинаковым для всех испытанных тел, мы имеем здесь испытание Галилея в гораздо более утонченном состоянии; и очевидно, что может быть получена почти неограниченная точность. Теперь, все это Ньютон осуществил с помощью простого и элегантного устройства, заключив в полый маятник одинаковые веса большого числа веществ, самых разных, какие только можно было найти во всех отношениях, таких как золото, стекло, дерево, вода, пшеница и т. д., и установив время, необходимое для того, чтобы маятник, так нагруженный, совершил большое количество колебаний; в каждом из которых, ясно, веса должны были падать и подниматься снова последовательно, без потери времени, через одни и те же идентичные пространства. Таким образом, любая разница, сколь угодно незначительная, которая могла бы существовать во времени одного такого падения и подъема, умножалась бы и накапливалась, пока не стала бы ощутимой. И поскольку никакой не было обнаружено столь деликатным процессом ни в одном случае, закон был сочтен верифицированным как в отношении общности, так и точности. Это, однако, ничто по сравнению с верификациями, предоставляемыми астрономическими явлениями, где отклонения, если они есть, накапливаются в течение тысяч лет, а не нескольких часов.

(180.) Самой верной и лучшей характеристикой хорошо обоснованной и обширной индукции, однако, является то, когда верификации ее возникают, так сказать, спонтанно, в поле зрения, из тех областей, где их меньше всего можно было ожидать, или даже среди примеров того самого рода, которые сначала считались враждебными им. Доказательство такого рода является неотразимым и принуждает к согласию с весом, которым едва ли обладает какое-либо другое. Приведем пример: М. Митчерлих объявил закон следующего содержания — что химические элементы, из которых состоят все тела, восприимчивы к классификации в отдельные группы, которые он назвал изоморфными группами; и что эти группы связаны таким образом, что когда образуются подобные комбинации из индивидов, принадлежащих к двум, трем или более из них, такие комбинации будут кристаллизоваться в одних и тех же геометрических формах. К этому любопытному и важному закону появилось замечательное исключение. Согласно профессору Митчерлиху, мышьяковая и фосфорная кислоты являются подобными комбинациями, подпадающими под смысл его закона, и их комбинации с содой и водой, образующие соли, известные химикам под названиями арсениата и фосфата соды, должны, если закон был общим, кристаллизоваться в идентичных формах. Факт, однако, понимался иначе. Но недавно г-н Кларк, британский химик, внимательно изучив две соли, установил факт, что их составы существенно отклоняются от того сходства, которого требует закон М. Митчерлиха; и что, следовательно, рассматриваемое исключение исчезает. Это было кое-что: но, преследуя предмет дальше, тот же изобретательный исследователь счастливо преуспел в получении нового фосфата соды, отличающегося от общеизвестного содержанием другой пропорции воды и согласующегося по составу точно с арсениатом. Кристаллы этой новой соли, при исследовании, были найдены им в точности идентичными по форме с кристаллами арсениата: таким образом, верифицируя самым поразительным и совершенно неожиданным образом рассматриваемый закон, или, как его называют, закон изоморфизма.

(181.) Неожиданные и особенно поразительные подтверждения индуктивных законов часто возникают в форме остаточных явлений в ходе исследований совершенно иного характера, чем те, которые дали начало самим индукциям. Очень элегантный пример можно привести в неожиданном подтверждении закона развития тепла в упругих жидкостях при сжатии, который предоставляется явлениями звука. Исследование причины звука привело к выводам относительно способа его распространения, из которых его скорость в воздухе могла быть точно вычислена. Вычисления были выполнены; но при сравнении с фактом, хотя согласие было вполне достаточным, чтобы показать общую правильность назначенной причины и способа распространения, все же всю скорость нельзя было показать как возникающую из этой теории. Оставалась еще остаточная скорость, подлежащая объяснению, которая ставила динамических философов на долгое время в большую дилемму. Наконец, Лаплас пришел к счастливой мысли, что это может возникать из тепла, развивающегося в акте той конденсации, которая обязательно происходит при каждой вибрации, посредством которой передается звук. Вопрос был подвергнут точному вычислению, и результатом было сразу полное объяснение остаточного явления и поразительное подтверждение общего закона развития тепла при сжатии в обстоятельствах, выходящих за пределы искусственной имитации.

(182.) При расширении наших индукций на случаи, первоначально не рассматривавшиеся, есть один шаг, который всегда поражает ум с особой силой и с таким ощущением новизны и удивления, что часто придает ему вес, превышающий его должную философскую ценность. Это переход от малого к великому и наоборот, но особенно первое. Так прекрасно видеть, например, эксперимент, выполненный в часовом стекле или перед паяльной трубкой, удающимся на большой фабрике на многих тоннах вещества или в недрах вулкана на миллионах кубических саженей лавы, что мы почти забываем, что эти огромные массы состоят из часовых стекол и бусин паяльной трубки. Мы видим огромные интервалы между звездами и планетами небес, которые дают место для бесчисленных процессов, совершаемых в них, для света и тепла, чтобы циркулировать, и для любопытных и сложных движений, чтобы идти вперед среди них: мы смотрим более внимательно и видим звездные системы, вероятно, не менее обширные и сложные, чем наша собственная, сжатые, по-видимому, в небольшое пространство (из-за эффекта их расстояния от нас) и образующие группы, напоминающие тела с существенным видом, имеющие форму и очертания: тем не менее мы отшатываемся с недоверчивым удивлением, когда нас спрашивают, почему мы не можем представить атомы песчинки столь же удаленными друг от друга (пропорционально их размерам), как звезды небосвода; и почему в этом маленьком микрокосме не могут происходить процессы столь же сложные и удивительные, как процессы великого мира вокруг нас. Тем не менее студент, который делает какой-либо прогресс в естественной философии, встретит бесчисленные случаи, в которых этот перенос идей из одной крайности величины в другую будет востребован: он найдет, например, явления распространения ветров, отнесенные к тем же законам, которые регулируют распространение движений через мельчайшие массы воздуха; явления молнии, ассимилированные с простым сообщением электрической искры, и явления землетрясений — с дрожанием натянутой проволоки: короче говоря, он должен быть готов к тому, что различие великого и малого в природе будет полностью уничтожено: и хорошо для человека, что это так, и что те же законы, которые он может открыть и верифицировать в своей собственной ограниченной сфере власти, окажутся доступными ему, когда он придет к применению их в величайшем масштабе; поскольку только так он способен стать возбуждающей причиной в операциях какой-либо значительной величины и оправдать свою важность в творении.

(183.) Но дело индукции не заканчивается здесь: ее окончательный результат должен быть прослежен во всех его последствиях и применен ко всем тем случаям, которые кажутся даже отдаленно относящимися к предмету исследования. Каждое новое дополнение к нашему запасу причин становится средством свежей атаки с новой выгодной позиции на все те необъясненные части прежних явлений, которые сопротивлялись предыдущим усилиям. Нельзя достаточно сильно настаивать на внимании студента природы, что едва ли существует какое-либо природное явление, которое может быть полностью и совершенно объяснено во всех своих обстоятельствах без союза нескольких, возможно, всех наук. Великие явления астрономии, действительно, могут считаться исключениями; но это лишь потому, что их масштаб настолько огромен, что только одна из наиболее широко распространяющихся сил природы берет на себя руководство, а все те агенты, чья сфера действия ограничена более узкими границами и которые определяют производство явлений ближе к нам, отбрасываются на задний план и становятся поглощенными и потерянными в сравнительной незначительности. Но в более интимных явлениях, которые окружают нас, все обстоит иначе. В какую сложность различных ветвей науки мы не приводимся рассмотрением такого явления, как дождь, например, или пламя, или тысячи других, которые постоянно происходят перед нашими глазами? Следовательно, едва ли возможно прийти к знанию закона какой-либо степени общности в какой-либо ветви науки, чтобы он немедленно не предоставил нам средства расширения нашего знания бесчисленных других, самых удаленных от точки, с которой мы начали; так что, однажды вступив на путь какого-либо физического исследования, никто не может предсказать, куда оно в конечном итоге приведет его.

(184.) Это замечание скорее относится к обратному или дедуктивному процессу, посредством которого мы преследуем законы в их отдаленных последствиях. Но очень важно заметить, что успешный процесс научного исследования требует постоянного попеременного использования как индуктивного, так и дедуктивного метода. Путь, по которому мы поднимаемся к знанию, должен быть сделан гладким и протоптанным на своих нижних ступенях, и часто пройден вверх и вниз, прежде чем мы сможем проложить свой путь к какой-либо высоте, тем более взобраться на вершину. Достижение слишком велико для одного усилия; станции должны быть установлены, и коммуникации должны поддерживаться со всем, что внизу. Оставив метафору; нет ничего более поучительного или более способного привести к приобретению общих взглядов, чем это преследование последствий закона, однажды достигнутого, во всякий предмет, где он может показаться способным иметь влияние. Открытие нового закона природы, нового конечного факта или того, который даже временно принимает такой вид, подобно открытию нового элемента в химии. Так, селен был едва открыт Берцелиусом на купоросных заводах Фалуна, как он немедленно появился в сублиматах Стромболи и редких и любопытных продуктах венгерских рудников. И так обстоит дело с каждым новым законом или общим фактом. Он едва объявлен, как его следы обнаруживаются повсюду, и каждый поражается тому, что он так долго оставался скрытым. И отсюда случается, что неожиданные огни проливаются в конце концов на части науки, которые были оставлены в отчаянии и отданы безнадежной неясности.

(185.) О верификации количественных законов уже говорилось (178.); но их важность в физической науке настолько велика, поскольку они одни предоставляют рукоятку для строгого математического дедуктивного применения, что следует сказать что-то о природе индукций, посредством которых к ним нужно прийти. В их простейших или наименее общих стадиях (о которых мы говорим в настоящее время) они обычно выражают некоторое числовое отношение между двумя величинами, зависящими друг от друга, либо как побочные эффекты общей причины, либо как величина ее эффекта при данных числовых обстоятельствах или данных. Например, закон преломления, замеченный ранее (§ 22.), выражает, посредством очень простого отношения, величину углового отклонения луча света от его курса, когда известен угол, под которым он наклонен к преломляющей поверхности, а именно: что синус угла, который падающий луч образует с перпендикуляром к поверхности, всегда относится к синусу угла, образованного преломленным лучом с тем же перпендикуляром, в постоянной пропорции, до тех пор, пока преломляющее вещество остается тем же самым. Чтобы прийти индуктивно к законам такого рода, где одна величина зависит от другой или варьируется вместе с другой, все, что требуется, — это ряд тщательных и точных измерений в каждом различном состоянии данного и искомого. Здесь, однако, математическая форма закона, будучи величайшей важности, требует величайшего внимания к крайним случаям, а также ко всем тем точкам, где одна величина быстро меняется при малом изменении другой. Результаты должны быть записаны в таблицу, в которой данное постепенно увеличивается по величине от самого низкого до самого высокого предела, которого оно способно достичь. Будет зависеть тогда полностью от нашей привычки к рассмотрению математических предметов, насколько мы сможем включить такую таблицу в четкое изложение математического закона. Открытие таких законов часто замечательно облегчается созерцанием класса явлений, которые будут замечены далее, под заголовком Коллективных Примеров (см. § 194.), в которых природа математического выражения, в котором заключен искомый закон, указывается фигурой некоторой кривой, приведенной под наблюдение надлежащим способом экспериментирования.

(186.) В конце концов, если наша индукция не охватывает ряд случаев, которые абсолютно включают всю шкалу вариации, которую допускают рассматриваемые величины, полученное таким образом математическое выражение не может считаться истинным, и если фактически охваченная шкала мала, расширение законов, полученных таким образом, на крайние случаи будет, по всей вероятности, чрезвычайно ошибочным. Например, воздух — это упругая жидкость, и как таковая, если он заключен в ограниченном пространстве и сжат, его объем уменьшается: теперь, из большого числа испытаний, проведенных в случаях, когда воздух был сжат до половины, трети и т. д., даже до пятидесятой части своего объема или меньше, было заключено, что «плотность воздуха пропорциональна сжимающей силе», или объем, который он занимает, обратно пропорционален этой силе; и когда воздух разрежается путем снятия части его естественного давления, то же самое обнаруживается в очень обширных пределах. Тем не менее невозможно, чтобы это было, строго или математически говоря, истинным законом; ибо, если бы это было так, не было бы предела конденсации воздуха, в то время как у нас есть сильнейшие аналогии, показывающие, что задолго до того, как он достиг бы какой-либо очень огромной степени, воздух был бы превращен в жидкость и даже, возможно, если бы его сжимали еще более яростно, в твердую форму.

(187.) Законы, полученные таким образом, путем прямого процесса включения в математические формулы результатов большего или меньшего числа измерений, называются «эмпирическими законами». Хорошим примером такого закона является тот, который дан доктором Юнгом (Phil. Trans. 1826) для уменьшения жизни, или закон смертности. Эмпирические законы в этом состоянии являются, очевидно, не верифицированными индукциями и должны приниматься и обсуждаться с величайшей осторожностью. Никакое доверие никогда не может быть оказано им за пределами пределов данных, из которых они получены; и даже в этих пределах они требуют специального и сурового изучения, чтобы исследовать, насколько близко они представляют наблюдаемые факты; то есть, являются ли при сравнении их результатов с наблюдаемыми величинами различия такими, которые могут быть справедливо отнесены к ошибке наблюдения. Когда они так тщательно изучены, они становятся, однако, наиболее ценными; и часто, когда впоследствии верифицируются теоретически дедуктивным процессом (как будет объяснено в нашей следующей главе), оказываются строгими законами природы и предоставляют самые благородные и убедительные опоры, на которые способны сами теории. Прекраснейшими примерами этого рода являются великие законы движений планет, выведенные Кеплером исключительно из сравнения наблюдений друг с другом, без помощи теории. Эти законы, а именно: что планеты движутся по эллипсам вокруг Солнца; что каждая описывает вокруг центра Солнца равные площади за равные времена; и что в орбитах разных планет квадраты периодических времен пропорциональны кубам расстояний; были результатами невообразимого труда вычисления и сравнения: но они с лихвой окупили труд, затраченный на них, предоставив впоследствии самые убедительные и неопровержимые доказательства ньютоновской системы. С другой стороны, когда на эмпирические законы неоправданно полагаются за пределами пределов наблюдений, из которых они были выведены, нет более плодотворного источника фатальных ошибок. Формулы, которые были эмпирически выведены для упругости пара (до самого недавнего времени), и те, что для сопротивления жидкостей, и другие подобные предметы, почти неизменно не смогли поддержать теоретические структуры, которые были воздвигнуты на них.

(188.) Это замечательный и счастливый факт, что самая короткая и самая прямая из всех индукций должна быть той, которая привела сразу или очень немногими шагами к высшим из всех естественных законов — мы имеем в виду законы движения и силы. Ничто не может быть более простым, точным и общим, чем формулировка этих законов; и, как мы уже однажды заметили, их применение к частным фактам в нисходящем или дедуктивном методе ограничено ничем, кроме ограниченного объема нашей математики. Казалось бы, тогда, что динамическая наука была с тех пор выведена из рамок индукции и преобразована в предмет абсолютного априорного рассуждения, так же как геометрия; и так бы оно и было, если бы наша математика была совершенной, а все данные известны. К несчастью, первое настолько далеко от истины, что во многих из самых интересных ветвей динамического исследования они оставляют нас в полном недоумении. В том, что касается движений жидкостей, например, это остро ощущается. Мы можем включить наши задачи, это правда, в алгебраические уравнения, и мы можем доказать, что они содержат решения; но сами уравнения настолько неуправляемы и представляют такие непреодолимые трудности, что они часто оставляют нас в такой же темноте, как и прежде. Но даже если бы эти трудности были преодолены, к опыту все равно пришлось бы прибегнуть, чтобы установить данные, от которых должны зависеть частные применения; и хотя математический анализ предоставляет очень мощные средства представления в общих терминах данных любой предложенной задачи, а затем, путем сравнения ее результатов с фактом, определения того, какими должны быть эти данные, чтобы объяснить наблюдаемые явления, все же, при любом способе рассмотрения дела, обращение к опыту в каждом частном случае применения неизбежно, даже когда общие принципы рассматриваются как достаточно установленные без него. Теперь, во всех таких случаях трудности мы должны вернуться к нашим индуктивным процессам и рассматривать ветви динамической науки, где это происходит, как чисто экспериментальные. Этим мы получаем огромное преимущество, а именно: во всех тех пунктах их, где абстрактные динамические принципы действительно предоставляют отчетливые выводы, мы получаем верификации для наших индукций самого высокого и прекрасного возможного рода. Когда мы прокладываем наш путь индуктивно к одному из этих результатов, мы не можем не чувствовать сильнейшей уверенности в обоснованности индукции.

(189.) Необходимость этого обращения к эксперименту во всем, что касается движений жидкостей в большом масштабе, давно ощущалась. Ньютон сам, который заложил первые основы гидродинамической науки (так называется эта ветвь динамики), отчетливо осознавал это и подал пример трудоемких и точных экспериментов по их сопротивлению движению и другим деталям. Вентури, Бернулли и многие другие применили метод эксперимента к движениям жидкостей в трубах и каналах; и недавно братья Вебер опубликовали детальное и отличное экспериментальное исследование явлений волн. Одной из величайших и наиболее успешных попыток, однако, вернуть важную и до тех пор очень неясную ветвь динамического исследования под власть эксперимента, была сделана Хладни и Саваром в случае звука и вибрационного движения в целом; и весьма желательно, чтобы пример мог быть последовал во многих других, едва ли менее абстрактных и непрактичных при теоретическом рассмотрении. В таких случаях индуктивный и дедуктивный методы исследования можно сказать идут рука об руку, один верифицируя выводы, сделанные другим; и комбинация эксперимента и теории, которая может быть таким образом приведена в действие в таких случаях, образует двигатель открытия бесконечно более мощный, чем каждый из них, взятый отдельно. Это состояние любого отдела науки, возможно, из всех других наиболее интересное и то, которое обещает больше всего для исследования.

(190.) Едва ли можно ожидать, что мы завершим этот раздел нашего предмета без упоминания «прерогатив примеров» Бэкона, под которыми он понимает характерные явления, отобранные из огромной разнородной массы фактов, встречающихся в природе, которые по своему количеству, неясности и сложности скорее склонны смущать, нежели направлять ум в его поиске причин и общих начал индукции. Явления, отобранные таким образом в силу некоторого особо убедительного способа, которым они поражают разум и внушают нам своего рода чувство причинности или особую склонность к обобщению, он справедливо считает обладающими своего рода прерогативным достоинством и требующими нашего первоочередного и особого внимания при физических исследованиях.

(191.) Мы уже отмечали, что при формировании индукций чаще всего случается так, что мы приходим к нашим выводам под воздействием особой силы двух или трех сильно впечатляющих фактов, а не путем регулярного рассмотрения всей массы случаев; отсюда и необходимость осторожной верификации. Действительно, эта склонность человеческого ума настолько сильна, что едва ли найдется что-либо более обычное, чем встретить людей, готовых приписать причину всему, что они видят, и при этом соединять самые несообразные вещи самыми причудливыми аналогиями. Поскольку это так, очевидно, что крайне важно, чтобы эти первые готовые импульсы ума возникали при созерцании случаев, наиболее вероятно ведущих к хорошим индукциям. Однако несчастье в естественной философии заключается в том, что выбор не зависит от нас. Мы должны принимать примеры такими, какими их представляет природа. Даже если нам предоставлен их список в табличном порядке, мы должны понять и сравнить их друг с другом, прежде чем сможем сказать, какие из них являются примерами, заслуженно претендующими на высочайшее внимание. И в конце концов, после многих тщетных усилий и блужданий в потемках, случай или непроизвольное наблюдение представят случай, который сразу же поразит нас полным пониманием предмета, прежде чем мы даже успеем определить, к какому классу принадлежит его прерогатива. Например, законы кристаллографии были неясны, а их причины — еще более, пока Гаюи случайно не уронил красивый кристалл известкового шпата на каменный тротуар и не разбил его. Соединяя фрагменты, он заметил, что их грани не соответствуют граням кристалла в его целом состоянии, а принадлежат другой форме; и, следуя подсказке, предложенной «вопиющим примером», таким образом случайно попавшимся ему на глаза, он открыл прекрасные законы спайности и первоначальные формы минералов.

(192.) Должны признаться, нам всегда казалось, что помощь, которую классификация примеров под их различными титулами прерогатив оказывает индукциям, сколь бы справедливой ни была сама по себе такая классификация, является скорее мнимой, чем реальной. Сила примера должна быть прочувствована умом, прежде чем он может быть отнесен к своему месту в системе; и прежде чем он может быть отнесен или оценен, он должен быть познан; а когда он оценен, мы вполне готовы вплести его в нашу сеть индукции, не слишком утруждая себя вопросом, откуда он черпает вес, который мы признаем за ним в наших решениях. Однако, поскольку этой части работы Бэкона обычно придается большое значение, мы приведем здесь несколько примеров, чтобы проиллюстрировать природу некоторых из его основных случаев. Один из тех, что он называет «вопиющими примерами», только что был упомянут. В них природа или причина, подлежащая исследованию (которая в данном случае есть причина принятия особой внешней формы или внутреннего строения кристалла), «предстает обнаженной и одинокой, и это в выдающемся виде, или в высшей степени своей силы». Нет сомнения, что такие примеры весьма поучительны; но трудность в физике состоит в том, чтобы найти таковые, а не в том, чтобы осознать их силу, когда они найдены.

(193.) Противоположностью вопиющим являются «тайные примеры», где «искомая природа проявляется в своем слабейшем и наиболее несовершенном состоянии». Бэкон сам привел замечательный пример этого в сцеплении жидкостей как тайного примера «природы или качества консистенции, или твердости». Однако и здесь та же острая проницательность, которая позволила Бэкону уловить аналогию, связывающую жидкости с твердыми телами через общее свойство когезионного притяжения, в то же время позволила бы ему извлечь из нее, при надлежащей поддержке, все следствия, необходимые для формирования верных понятий о силе сцепления; и отнесение его к классу тайных примеров вовсе не помогает в выдвижении и созревании окончательных результатов. Однако, когда окончательный результат получен — когда наша индукция завершена и мы хотим ее верифицировать, — этот класс примеров весьма полезен, являясь, по сути, часто не чем иным, как классом крайних случаев, о которых мы уже говорили (в § 177); которые, помещая наши выводы, так сказать, в жесткие условия, испытывают их прочность и подвергают проверке их силу.

(194.) «Коллективные примеры» Бэкона (instantiæ unionis) — это не что иное, как общие факты или законы некоторой степени общности, и они сами являются результатами индукции. Но существует вид коллективного примера, который Бэкон, по-видимому, не рассматривал, особо поучительного характера; а именно, когда частные случаи предлагаются нашему наблюдению в таком количестве сразу, что индукция их закона становится делом наглядного осмотра. Например, параболическая форма, принимаемая струей воды, бьющей из круглого отверстия, является коллективным примером скоростей и направлений движений всех частиц, которые ее составляют, видимых сразу, и это таким образом ведет нас без труда к распознаванию закона движения снаряда. Далее, прекрасные фигуры, демонстрируемые песком, рассыпанным на правильных пластинах стекла или металла, приведенных в вибрацию, являются коллективными примерами бесконечного числа точек, которые остаются в покое, пока остальная часть пластины вибрирует; и, следовательно, дают нам, так сказать, возможность увидеть закон, который регулирует их расположение и последовательность по всей поверхности. Прекрасно окрашенные лемнискаты, видимые вокруг оптических осей кристаллов, подвергнутых воздействию поляризованного света, представляют собой превосходный пример того же рода, указывая сразу на общее математическое выражение закона, который регулирует их возникновение. О таких коллективных примерах легко увидеть важность и ее причину. Они ведут нас к общему закону посредством индукции, которая предлагает себя спонтанно, и, таким образом, предоставляют продвинутые точки в наших исследованиях; и когда мы начинаем с них, уже «тысяча шагов потеряна».

(195.) Прекрасным примером коллективного примера является система Юпитера или Сатурна с ее спутниками. Мы имеем здесь в миниатюре и видимую в одном обзоре систему, подобную системе планет вокруг Солнца; о которой, в силу того обстоятельства, что мы вовлечены в нее и неблагоприятно расположены для того, чтобы видеть ее иначе, как в деталях, мы не способны составить общее представление иначе, как медленными прогрессивными усилиями разума. Соответственно, созерцание «околоюпитеровых планет» (как их называли) самым существенным образом помогло обеспечению признания системы Коперника.

(196.) О «решающих примерах» мы также уже говорили как о предоставляющих самые быстрые и надежные средства устранения посторонних причин и принятия решения между конкурирующими гипотезами. Вследствие склонности ума формировать гипотезы и предвзято судить о случаях, постоянно случается так, что среди всех возможных предположений, которые могут возникнуть, два или три основных занимают нас, исключая остальные; или же может быть, что, если мы были менее поспешны, из множества, отвергнутых из-за очевидной неприменимости к тому или иному случаю, остаются два или три с лучшими претензиями для решения; и это такие примеры позволяют нам сделать. Один из примеров, приведенных Бэконом для иллюстрации его решающего класса, весьма примечателен, будучи ничем иным, как предложением прямого эксперимента для определения того, является ли стремление тяжелых тел вниз результатом некоторого особого механизма в них самих или притяжения Земли «ее телесной массой, как совокупностью тел той же природы». Если это так, говорит он, «то последует, что чем ближе все тела приближаются к Земле, тем сильнее и с большей силой и скоростью они будут стремиться к ней; но чем дальше они, тем слабее и медленнее»: и его эксперимент состоит в сравнении действия пружины и веса в поддержании движений двух «часов», отрегулированных вместе и перемещаемых попеременно на вершины высоких зданий и в глубочайшие шахты. Под «часами» он не мог иметь в виду маятниковые часы, которые тогда еще не были известны (первые были изготовлены в Англии в 1662 году), а «часы с крыльчаткой», так что сравнение, хотя и слишком грубое, не противоречило здравым механическим принципам. Короче говоря, его принцип заключался в сравнении действия пружины с действием веса при производстве определенных движений за определенное время на высотах и в шахтах. Теперь, это в точности то же самое, что было действительно сделано в недавних экспериментах профессоров Эри и Уэвелла в шахте Долкоат: маятник (вес, приводимый в движение силой тяжести) был сравнен с балансиром хронометра, приводимым в движение и регулируемым пружиной. В своем 37-м афоризме Бэкон также говорит о гравитации как о бестелесной силе, действующей на расстоянии и требующей времени для своей передачи; соображение, которое пришло на ум в более поздний период Лапласу в одном из его тончайших исследований.

(197.) Хорошо выбранный и ярко выраженный решающий пример иногда имеет высочайшее значение; когда две теории, которые идут параллельно друг другу (как это иногда бывает) в своем объяснении больших классов явлений, в конце концов оказываются поставленными на карту из-за одного факта. Прекрасный пример этого будет приведен в следующем разделе. Мы можем добавить к приведенным выше примерам таких случаев пример применения химических реактивов, которые почти повсеместно являются решающими экспериментами.

(198.) «Путешествующие примеры» Бэкона — это те, в которых природа или качество, находящиеся под исследованием, «путешествуют» или варьируются по степени; и, таким образом (согласно § 152), дают указание на причину посредством градации интенсивности в эффекте. Один из его примеров весьма удачен, а именно пример «бумаги, которая бела, когда суха, но оказывается менее таковой, когда влажна, и приближается к состоянию прозрачности при исключении воздуха и допущении воды». Читая это и многие другие примеры в «Новом Органоне», можно было бы почти предположить (если бы он был написан), что его автор взял их из «Оптики» Ньютона.

(199.) Путешествующие примеры, так же как и то, что Бэкон называет «пограничными примерами», — это случаи, в которых мы способны проследить тот общий закон, который, по-видимому, пронизывает всю природу, — закон, как его называют, непрерывности, который выражен в хорошо известном предложении: «Natura non agit per saltum» (Природа не делает скачков). Преследование этого закона в случаях, где его применение не является очевидным с первого взгляда, оказалось плодотворным источником физических открытий и привело нас к знанию аналогии и тесной связи явлений, между которыми мы сначала никогда не ожидали бы найти никакой связи.

(200.) Например, прозрачность золотого листа, который позволяет сине-зеленому свету проходить сквозь него, является пограничным примером между прозрачностью прозрачных тел и непрозрачностью металлов, и он предотвращает нарушение закона непрерывности между прозрачными и непрозрачными телами, показывая тело класса, обычно считающегося наиболее непрозрачным в природе, все еще обладающим некоторой слабой степенью прозрачности. Это доказывает, что качество непрозрачности не является противоположным или антагонистическим качеством по отношению к прозрачности, а лишь ее крайней низшей степенью.

ГЛАВА VII.

О ВЫСШИХ СТЕПЕНЯХ ИНДУКТИВНОГО ОБОБЩЕНИЯ, А ТАКЖЕ О ФОРМИРОВАНИИ И ВЕРИФИКАЦИИ ТЕОРИЙ.

(201.) Как частные индукции и законы первой степени общности получаются из рассмотрения отдельных фактов, так и теории являются результатом рассмотрения этих законов и ближайших причин, выявленных в предыдущем процессе, рассматриваемых все вместе как составляющие новый набор явлений, порождения разума, а не чувств, и каждое из которых представляет на общем языке бесчисленные частные факты. При возведении этих высших индукций, следовательно, дается больше простора для упражнения чистого разума, чем при медленном нащупывании наших первых результатов. Ум более освобожден от материи и движется, как если бы в своей собственной стихии. То, что теперь перед ним, он воспринимает более глубоко и менее через посредство чувств, или, по крайней мере, не таким образом, как когда он фактически работает над непосредственными объектами чувств. Но не следует поэтому полагать, что при формировании теорий мы предоставлены неограниченному упражнению воображения или свободны устанавливать произвольные принципы или предполагать существование чисто причудливых причин. Свобода спекуляции, которой мы обладаем в областях теории, не похожа на дикую распущенность раба, сорвавшегося с цепей, но скорее на свободу свободного человека, который усвоил уроки самоограничения в школе справедливого подчинения. Конечные объекты, которые мы преследуем в высших теориях, те же, что и в низших индукциях; и средства, которыми мы можем наиболее надежно достичь их, имеют близкую аналогию с теми, которые мы нашли успешными в таких низших случаях.

(202.) Непосредственная цель, которую мы ставим перед собой в физических теориях, — это анализ явлений и знание скрытых процессов природы в их производстве, насколько они могут быть прослежены нами. Важная часть этого знания состоит в открытии фактического строения или механизма вселенной и ее частей, посредством которых и благодаря которым эти процессы осуществляются; и агентов, которые вовлечены в их исполнение. Теперь, механизм природы по большей части находится либо в слишком большом, либо в слишком малом масштабе, чтобы быть непосредственно познаваемым нашими чувствами; и ее агенты подобным же образом ускользают от прямого наблюдения и становятся известными нам только по их эффектам. Тщетно поэтому мы желаем стать свидетелями процессов, осуществляемых такими средствами, и быть допущенными в тайные убежища и лаборатории, где они совершаются. Были сконструированы микроскопы, которые увеличивают более чем в тысячу раз в линейном измерении, так что мельчайшее видимое зерно песка может быть увеличено до вида чего-то в тысячу миллионов раз более громоздкого; однако единственное впечатление, которое мы получаем, рассматривая его через такой увеличитель, состоит в том, что оно напоминает нам какой-то огромный фрагмент скалы, в то время как интимное строение, от которого зависят его цвет, его твердость и его химические свойства, остается все еще скрытым: нам не кажется, что мы даже приблизились к более близкому анализу его посредством такого исследования.

(203.) С другой стороны, механизм великой системы, частью которой является наша планета, ускользает от непосредственного наблюдения из-за необъятности своего масштаба, более того, даже из-за медленности своих эволюций. Движение минутной стрелки часов едва ли можно заметить без самого пристального внимания, а часовой — и вовсе нет. Но что это по сравнению с впечатлением медленности, которое они производят в наших умах, по сравнению с вращательным движением, которое занимает целый год, или двенадцать, тридцать или восемьдесят лет для завершения, как это имеет место с планетами в их обращениях вокруг Солнца. И все же, как только мы начинаем размышлять о линейных размерах этих светил (которые, однако, мы не видим, и не можем измерить их иначе, как долгим, окольным и трудным процессом), мы теряемся в изумлении от быстроты самих движений, которые прежде казались такими медленными. Движение крыльев ветряной мельницы предлагает (в малом масштабе) иллюстративный случай. На расстоянии вращение кажется медленным и устойчивым, но когда мы стоим близко к одному из крыльев в его размахе, мы удивляемся быстроте, с которой оно проносится мимо нас.

(204.) Далее, агенты, используемые природой для воздействия на материальные структуры, невидимы и могут быть прослежены только по эффектам, которые они производят. Теплота расширяет материю с непреодолимой силой; но что такое теплота, остается еще проблемой. Ток электричества, проходящий по проводу, перемещает намагниченную стрелку на расстоянии; но, за исключением этого эффекта, мы не замечаем никакой разницы между состоянием провода, когда он передает, и когда он не передает поток: и мы применяем термины «ток» или «поток» к электричеству только потому, что в некоторых своих отношениях оно напоминает нам нечто, что мы наблюдали в потоке воздуха или воды. Подобным же образом мы видим, что Луна обращается вокруг Земли; и поскольку мы верим, что она является твердой массой, и никогда не видели, чтобы одно твердое вещество вращалось вокруг другого в пределах нашей досягаемости, чтобы потрогать и исследовать, если только оно не удерживается силой или не соединено связью, мы заключаем, что существует сила и способ связи между Луной и Землей; хотя, каким может быть этот способ, мы не имеем представления и не можем вообразить, как такая сила может быть приложена на расстоянии, при пустом пространстве или, в крайнем случае, невидимой жидкости между ними. (См. § 148.)

(205.) И все же мы не должны отчаиваться, поскольку видим регулярные и прекрасные результаты, достигаемые в человеческих трудах средствами, о которых никто с первого взгляда не подумал бы, что они могут иметь к ним какое-либо отношение. Лист чистой бумаги помещается на раму и сдвигается вперед, и, проделав свой путь последовательно над и под полудюжиной роликов и совершив много других странных эволюций, выходит напечатанным с обеих сторон. И, в конце концов, действующая причина в этом процессе — не что иное, как несколько галлонов воды, вскипяченных в железном сосуде на расстоянии от места операций. Но почему вода, так вскипяченная, должна быть способна производить активную энергию, которая приводит в движение весь аппарат, есть и, вероятно, долго останется для нас секретом.

(206.) Это, однако, вовсе не мешает нам иметь весьма совершенное понимание всего последующего процесса. Мы могли бы посещать типографии и сформировать теорию печатания, и, проработав свой путь до точки, где начиналось механическое действие (котел паровой машины), и верифицировав ее путем разборки и сборки поезда колес и прессов, и путем здравого теоретического исследования всех передач движения от одной части к другой; мы бы, в конце концов, объявили нашу теорию хорошей и заявили, что понимаем печатание досконально. Более того, мы могли бы даже уйти и применить принципы механизма, которые мы изучили в этом исследовании, к другим широко отличающимся целям; сконструировать другие машины и привести их в движение той же движущей силой, и все это без прихода к какой-либо правильной идее относительно конечного источника используемой силы. Но если бы мы были склонны теоретизировать дальше, мы могли бы это сделать; и легко представить, как два теоретика могли бы сформировать очень разные гипотезы относительно происхождения силы, которая попеременно поднимала и опускала поршневой шток двигателя. Один, например, мог бы утверждать, что котел (содержимое которого, предположим, ни одному из теоретиков не было позволено исследовать) был логовом какого-то мощного неизвестного животного, и он не был бы лишен правдоподобных аналогий в тепле, подаче топлива и воды, дыхательных шумах, дыме и, прежде всего, прилагаемой механической силе. Он сказал бы (не без видимости разума), что там, где есть положительный и удивительный эффект и много сильных аналогий, таких как потребляемые материалы и все обычные признаки поддерживаемой жизни, мы не должны отрицать существование животной жизни, потому что не знаем животного, которое потребляет такую пищу. Более того, он мог бы заметить с истиной, что топливо фактически состоит из химических ингредиентов, которые составляют главную пищу всех животных и т. д.; в то время как, с другой стороны, его брат-теоретик, который мельком увидел огонь и обнаружил специфические звуки кипения, мог бы приобрести лучшее понятие о случае и сформировать теорию, более согласующуюся с фактом.

(207.) Теперь, нет ничего более обычного в физике, чем находить две или даже многие теории, поддерживаемые относительно происхождения естественного явления. Например, в случае самой теплоты, один рассматривает ее как реально существующую материальную жидкость, столь чрезвычайной тонкости, что она проникает во все тела и даже способна соединяться с ними химически; в то время как другой рассматривает ее как не что иное, как быстрое вибрационное или вращательное движение в конечных частицах нагретых тел; и производит удивительно остроумный ряд механических рассуждений, чтобы показать, что в таком учении нет ничего противоречащего здравым динамическим принципам. Так, опять же, со светом: один рассматривает его как состоящий из действительных частиц, выбрасываемых из светящихся тел и подвергающихся в своем движении воздействию сил чрезвычайной интенсивности, пребывающих в веществах, на которые они ударяются; другой — как вибрационное движение частиц светящихся тел, сообщаемое особой тонкой и высокоэластичной эфирной среде, заполняющей все пространство, и передаваемое через нее в наши глаза, как звуки в наши уши, посредством волнообразных движений воздуха.

(208.) Теперь, должны ли мы удерживаться от создания гипотез и построения теорий, потому что встречаем такие дилеммы и часто обнаруживаем себя вне нашей глубины? Несомненно, нет. Est quodam prodire tenus si non datur ultra (Есть предел, до которого можно дойти, если не дано идти дальше). Гипотезы по отношению к теориям — это то же, что предполагаемые ближайшие причины по отношению к частным индукциям: они дают нам мотивы для поиска аналогий; основания для цитирования, чтобы представить перед нами все случаи, которые, кажется, имеют к ним отношение, для исследования. Хорошо воображенная гипотеза, если она была предложена справедливым индуктивным рассмотрением общих законов, едва ли не сможет, по крайней мере, позволить нам обобщить на шаг дальше и сгруппировать вместе несколько таких законов под более универсальным выражением. Но это очень ограниченный взгляд на ценность и важность гипотез: может случиться (и это случилось в случае волновой доктрины света), что такой вес аналогии и вероятности может накопиться на стороне гипотезы, что мы вынуждены признать одно из двух: либо что это фактическое утверждение того, что действительно происходит в природе, либо что реальность, какова бы она ни была, должна идти столь близко параллельно ей, чтобы допускать некоторый способ выражения, общий для обоих, по крайней мере в той мере, в какой затронуты фактически известные явления. Теперь, это очень большой шаг, не только ради него самого, как ведущего нас к высокой точке в философской спекуляции, но и для его приложений; потому что любые выводы, которые мы дедуцируем из гипотезы, так поддержанной, должны иметь, по крайней мере, сильную презумпцию в свою пользу: и мы можем быть таким образом приведены к испытанию многих любопытных экспериментов и к воображению многих полезных и важных приспособлений, о которых мы никогда иначе не подумали бы, и которые, во всяком случае, если верифицированы на практике, являются реальными дополнениями к нашему запасу знаний и к искусствам жизни.

(209.) При создании теории, которая должна дать рациональный отчет о любом естественном явлении, мы должны сначала рассмотреть агентов, от которых оно зависит, или причины, к которым мы рассматриваем его как в конечном счете относимое. Эти агенты не должны быть произвольно приняты; они должны быть такими, о которых у нас есть веские индуктивные основания полагать, что они существуют в природе и действительно играют роль в явлениях, аналогичных тем, о которых мы хотели бы дать отчет; или такими, чье присутствие в фактическом случае может быть продемонстрировано недвусмысленными знаками. Они должны быть verae causae (истинными причинами), короче говоря, которые мы можем не только показать существующими и действующими, но законы действия которых мы можем вывести независимо, путем прямой индукции, из экспериментов, специально организованных; или, по крайней мере, сделать такие предположения относительно них, которые не будут противоречить нашему опыту и которые останутся верифицированными совпадением выводов, которые мы дедуцируем из них, с фактами. Например, в теории гравитации мы предполагаем агента — а именно силу или механическую мощь — действовать на любое материальное тело, которое помещено в присутствии любого другого, и побуждать их обоих взаимно друг к другу. Это vera causa; ибо тяжелые тела (то есть все тела, но некоторые в большей, некоторые в меньшей степени) стремятся или пытаются достичь Земли и требуют приложения силы, чтобы противодействовать этому стремлению или удерживать их. Теперь, то, что противостоит и нейтрализует силу, есть сила. И далее, отвес, который, когда ему позволяют висеть свободно, всегда висит перпендикулярно, обнаруживается висящим заметно в стороне от перпендикуляра, когда находится в соседстве со значительной горой; тем самым доказывая, что на него оказывается сила, которая тянет его к горе. Более того, поскольку фактом является то, что Луна обращается вокруг Земли, она должна быть притягиваема к Земле силой; ибо если бы на нее не действовала никакая сила, она продолжала бы двигаться по прямой линии, не сворачивая, чтобы обращаться по орбите, и, следовательно, вскоре ушла бы и потерялась в пространстве. Эта сила, которую мы называем силой гравитации, есть реальная причина.

(210.) Мы должны далее рассмотреть законы, которые регулируют действие этих наших первичных агентов; и к ним мы можем прийти только тремя путями: 1-й, путем индуктивного рассуждения; то есть путем исследования всех случаев, в которых мы знаем, что они осуществляются, выводя, насколько обстоятельства позволят, их величину или интенсивность в каждом частном случае, а затем соединяя вместе, так сказать, эти disjecta membra (разбросанные члены), обобщая из них и таким образом приходя к желаемым законам; 2-й, путем формирования сразу смелой гипотезы, детализируя закон и испытывая его истинность путем следования его следствиям и сравнения их с фактами; или 3-й, путем процесса, участвующего в обоих этих и сочетающего преимущества обоих без их дефектов, а именно путем принятия действительно законов, которые мы хотели бы открыть, но выраженных столь общо, что они будут включать неограниченное разнообразие частных законов; — следуя следствиям этого допущения, путем применения таких общих принципов, как случай допускает; — сравнивая их последовательно со всеми частными случаями в пределах нашего знания; и, наконец, на этом сравнении, модифицируя и ограничивая общее изложение наших законов так, чтобы сделать результаты согласующимися.

(211.) Все эти три процесса для открытия тех общих элементарных законов, на которых основаны высшие теории, применимы с разным преимуществом в разных обстоятельствах. Мы могли бы проиллюстрировать их последовательное применение к случаю гравитации: но поскольку это скорее привело бы к рассуждению, слишком частному для целей этого дискурса, и увело бы нас слишком далеко в область технической математики, мы удовлетворимся замечанием, что метод, упомянутый последним, есть тот, который математики (особенно такие, которые имеют значительное владение теми общими способами представления и рассуждения о количестве, которые составляют высший анализ) находят наиболее универсально применимым и наиболее эффективным; и что он применим с особым преимуществом в случаях, где подчиненные индукции того рода, который описан в последнем разделе, уже привели к законам определенной общности, допускающим математическое выражение. Таким случаем, например, является эллиптическое движение планеты, которое есть общее положение, включающее утверждение бесконечного числа частных мест, в которых законы ее движения позволяют ей быть когда-нибудь найденной, и для которых, конечно, закон силы должен быть так принят, чтобы объяснить это.

(212.) Что касается первого процесса из трех вышеперечисленных, то это, по сути, индукция того рода, который описан в § 185; и все замечания, которые мы там сделали об этом виде индукции, применимы к нему на этой стадии. Прямое принятие частной гипотезы практиковалось время от времени весьма успешно. В качестве примеров мы можем упомянуть теории электричества и магнетизма Кулона и Пуассона, в обеих из которых явления весьма сложного и интересного характера относятся к действиям притягательных и отталкивательных сил, следуя закону, подобному по своему выражению закону гравитации. Но трудность и работа, которые в больших теориях всегда сопровождают преследование фундаментального закона в его отдаленные следствия, эффективно препятствуют тому, чтобы этот метод был обычно используем как средство открытия, если только у нас нет какой-либо веской причины, из аналогии или иным образом, верить, что попытка окажется успешной, или мы не были сначала приведены частичными индукциями к частным законам, которые естественно указывают его для испытания.

(213.) В этом случае закон принимает все характеристики общего явления, являющегося результатом индукции частностей, но еще не верифицированного сравнением со всеми частностями, ни распространенного на все, что он способен включать. (См. § 171.) Именно верификация таких индукций составляет теорию в ее широчайшем смысле и которая охватывает оценку влияния всех таких обстоятельств, которые могут модифицировать эффект причины, законы действия которой мы достигли и хотели бы верифицировать. Возвращаясь к нашему примеру: частные индукции, извлеченные из движений нескольких планет вокруг Солнца и спутников вокруг их первичных тел и т. д., приведя нас к общему понятию притягательной силы, оказываемой каждой частицей материи во вселенной на каждую другую согласно закону, которому мы придаем имя гравитации; когда мы хотим верифицировать эту индукцию, мы должны начать с принятия этого закона, рассматривая всю систему как подчиненную его влиянию и имплицитно повинующуюся ему, и ничто не мешает его действию; мы тогда, в первый раз, воспринимаем ряд модифицирующих обстоятельств, которые не приходили нам в голову, когда мы рассуждали вверх от частностей, чтобы получить фундаментальный закон; мы воспринимаем, что все планеты должны притягивать друг друга, должны поэтому вытягивать друг друга из орбит, которые они имели бы, если бы на них действовало только Солнце; и поскольку это никогда не рассматривалось в индуктивном процессе, его обоснованность становится вопросом, который может быть решен только путем точного установления того, насколько велико отклонение, которое этот новый класс взаимных действий произведет. Сделать это — нелегкая задача, или, скорее, это самая трудная задача, которую гений человека когда-либо до сих пор выполнял: все же она была выполнена простым применением общих законов динамики; и результат (несомненно, самый прекрасный и удовлетворительный) состоит в том, что все те наблюдаемые отклонения в движениях нашей системы, которые выделялись как исключения (§ 154) или были замечены как остаточные явления и зарезервированы для дальнейшего исследования (§ 158) в том несовершенном взгляде на предмет, который мы получили в подчиненном процессе, посредством которого мы поднялись к нашему общему заключению, оказываются непосредственными следствиями вышеупомянутых взаимных действий. Как таковые, они не являются ни исключениями, ни остаточными фактами, но выполнениями общих правил и существенными чертами в изложении случая, без которых наша индукция была бы недействительной, а закон гравитации — положительно неверным.

(214.) В теории гравитации закон есть все во всем, применяя себя сразу к материалам и непосредственно производя результат. Но во многих других случаях мы должны рассматривать не только законы, которые регулируют действия наших конечных причин, но систему механизма или структуру частей, посредством вмешательства которых их эффекты становятся ощутимыми для нас. Так, в тонкой и любопытной электродинамической теории Ампера взаимное притяжение или отталкивание двух магнитов относится к более универсальному явлению, взаимному действию электрических токов, согласно некоторому фундаментальному закону. Но чтобы привести случай магнита в пределы этого закона, он вынужден сделать предположение об особой структуре или механизме, который составляет тело магнитом, а именно, что вокруг каждой частицы тела должен постоянно циркулировать в определенном установленном направлении малый ток электрической жидкости.

(215.) Это, мы можем сказать, слишком сложно; это искусственно и не может быть допущено: однако, если допущение этой или любой другой структуры в десять раз более искусственной и сложной позволит кому-либо представить в общем виде большое количество частных фактов — сделать их частью одной системы и позволить нам рассуждать от известного к неизвестному и фактически предсказывать факты до испытания, — мы бы спросили, почему это не должно быть допущено? Когда мы исследуем те примеры мастерства природы, которые мы можем разобрать и понять, мы находим их в высшей степени искусственными в нашем собственном смысле слова. Возьмем, например, строение глаза или скелета животного — какая сложность и какая искусность! В одном — прозрачная мышца; линза, сформированная эллиптическими поверхностями; круглое отверстие, способное к увеличению или сокращению без потери формы. В другом — каркас из самой любопытной столярной работы; в котором не встречается ни одной прямой линии или какой-либо известной геометрической кривой, но все очевидно систематично и сконструировано по правилам, которые бросают вызов нашему исследованию. Или исследуйте кристаллизованный минерал, который мы можем в некоторой мере рассечь и таким образом получить прямое доказательство внутреннего строения. Ни искусности, ни сложности здесь не недостает; и хотя легко утверждать, что эти явления, в конце концов, произведены чем-то, что было бы очень простым, если бы мы только знали это, ясно, что то же самое можно было бы сказать о паровой машине, исполняющей самые сложные движения, до любого исследования ее природы или любого знания источника ее силы.

(216.) При оценке, однако, ценности теории мы не должны смотреть в первую очередь на вопрос, устанавливает ли она удовлетворительно или нет частный процесс или механизм; ибо об этом, в конце концов, мы никогда не можем получить больше, чем то косвенное доказательство, которое состоит в том, что она ведет к тем же результатам. Что в текущем состоянии науки для нас гораздо важнее знать, так это то, действительно ли наша теория представляет все факты и включает все законы, к которым ведут наблюдение и индукция. Теория, которая делала бы это, несомненно, прошла бы долгий путь к установлению любой гипотезы механизма или структуры, которая могла бы составлять ее существенную часть: но это очень далеко от того, чтобы быть так, за исключением нескольких ограниченных случаев; и пока это так, придавать большое значение гипотезам такого рода, кроме как в той мере, в какой они служат лесами для возведения общих законов, — значит «совершенно перепутать леса со зданием». Рассматриваемые в этом свете, гипотезы часто имеют выдающееся применение: и легкость в их создании, если сопровождается равной легкостью в откладывании их в сторону, когда они сослужили свою службу, является одним из самых ценных качеств, которыми может обладать философ; в то время как, с другой стороны, фанатичная приверженность им или, действительно, к особым взглядам любого рода, в оппозиции к духу фактов, по мере того как они возникают, есть бич всей философии.

(217.) Нет сомнения, однако, что самый безопасный курс, когда ему можно следовать, — это подниматься посредством индукций, проводимых среди законов, как среди фактов, от закона к закону, воспринимая, по мере того как мы идем, как законы, которые мы рассматривали как несвязанные, становятся частными случаями, либо один другого, либо все одного еще более общего, и, в конце концов, сливаются вместе в точке зрения, с которой мы учимся рассматривать их. Пример проиллюстрирует то, что мы имеем в виду. Это общий закон, что все горячие тела выбрасывают или излучают тепло во всех направлениях (под чем мы понимаем не то, что тепло есть действительное вещество, выбрасываемое из горячих тел, а только то, что законы передачи тепла к отдаленным объектам подобны тем, которые регулировали бы распределение частиц, выброшенных во всех направлениях), и что другие более холодные тела, помещенные в их соседстве, становятся горячими, как если бы они получали тепло, так излученное. Далее, все твердые тела, которые нагреваются в одной части, проводят или диффундируют тепло от этой части через все свое вещество. Здесь мы имеем два способа передачи тепла — посредством излучения и посредством проведения; и оба они имеют свои специфические и, по всем признакам, очень разные законы. Теперь, давайте приближать горячее и холодное тело (одного вещества) постепенно все ближе и ближе друг к другу — по мере их приближения тепло будет передаваться от горячего к холодному по законам излучения; и от ближней к дальней части более холодного, по мере того как оно постепенно становится теплым, по законам проведения. Пусть их расстояние будет уменьшено до тех пор, пока они не коснутся друг друга слегка. Как тепло теперь проходит от одного к другому? Несомненно, посредством излучения; ибо может быть доказано, что в таком контакте все еще есть интервал. Пусть они затем будут прижаты друг к другу, и покажется ясным, что это теперь должно быть посредством проведения. И все же их интервал должен уменьшаться постепенно, по мере того как сила, с которой они прижимаются друг к другу, возрастает, пока они фактически не сцепятся и не образуют одно целое. Закон непрерывности, таким образом, о котором мы говорили ранее (§ 199), запрещает нам предполагать, что интимная природа процесса передачи изменяется в этом переходе от легкого к сильному контакту и от него к фактическому соединению. Если так, мы могли бы спросить, в какой точке происходит изменение? Особенно поскольку также доказуемо, что частицы самого твердого тела не находятся, в действительности, в контакте. Поэтому законы проведения и излучения имеют взаимную зависимость, и первые являются лишь крайними случаями последних. Если, следовательно, мы хотим правильно понять, что происходит или каков процесс природы в медленной передаче тепла через вещество твердого тела, мы должны основывать наши исследования на том, что происходит на расстоянии, а затем продвигать законы, к которым мы пришли, до их крайнего случая.

(218.) Когда две теории идут параллельно друг другу и каждая объясняет множество фактов в общем с другой, любой эксперимент, который предоставляет решающий пример для решения между ними или посредством которого одна или другая должна пасть, имеет большое значение. При такой верификации теорий, поскольку они основаны на общих законах, мы можем апеллировать не просто к частным случаям, но к целым классам фактов; и мы поэтому имеем большой диапазон среди индивидов этих для выбора некоторого частного эффекта, который должен произойти противоположно в случае, если одно из двух предположений, находящихся на рассмотрении, является правильным, а другое — неверным. Любопытный пример приведен М. Френелем как решающий, в его уме, вопроса между двумя великими мнениями о природе света, которые со времен Ньютона и Гюйгенса разделяли философов. (См. § 207.) Когда два очень чистых стекла положены одно на другое, если они не идеально плоские, а одно или оба в почти незаметной степени выпуклые или выступающие, красивые и яркие цвета будут видны между ними; и если они будут рассматриваться через красное стекло, их вид будет видом чередующихся темных и ярких полос. Эти полосы сформированы между двумя поверхностями в кажущемся контакте, как любой может убедиться сам, используя вместо плоской пластины стекла для верхней треугольную деталь, называемую призмой, подобную трехгранной палке, и глядя через наклонную сторону ее, ближайшую к глазу, посредством чего предотвращается смешивание отражения света от верхней поверхности с отражением от поверхностей в контакте. Теперь, цветные полосы, таким образом произведенные, объяснимы на обеих теориях и апеллируются обеими как сильные подтверждающие факты; но есть разница в одном обстоятельстве в зависимости от того, используется ли одна или другая теория для их объяснения. В случае доктрины Гюйгенса интервалы между яркими полосами должны казаться абсолютно черными; в другой — наполовину яркими, когда так рассматриваются через призму. Этот любопытный случай различия был испытан, как только противоположные следствия двух теорий были отмечены М. Френелем, и результат заявлен им как решающий в пользу той теории, которая делает свет состоящим из вибраций эластичной среды.

(219.) К теориям лучше всего приходить путем рассмотрения общих законов; но наиболее надежно верифицировать их путем сравнения с частными фактами, потому что это служит верификацией всего ряда индукции, от низшего члена до высшего. Но тогда сравнение должно быть сделано с фактами, специально отобранными так, чтобы включать каждое разнообразие случая, не опуская крайние, и в достаточном количестве, чтобы предоставить всякую разумную вероятность обнаружения ошибки. Одиночного численного совпадения в окончательном заключении, как бы поразительно ни было совпадение или важен предмет, недостаточно. Теория звука Ньютона, например, ведет к численному выражению для фактической скорости звука, отличающемуся лишь немного от того, которое предоставлено правильной теорией, впоследствии объясненной Лагранжем, и (когда некоторые соображения, не предусмотренные им, приняты во внимание) согласующемуся с фактом; однако это совпадение не является верификацией взгляда Ньютона на общий предмет звука, который является дефектным в существенном пункте, как великий геометр, названный последним, весьма удовлетворительно показал. Этот пример достаточен, чтобы внушить осторожность в том, чтобы основывать верификацию теорий на чем-либо, кроме очень обширного сравнения с большой массой наблюдаемых фактов.

(220.) Но, с другой стороны, когда теория выдержит испытание такого обширного сравнения, мало важно, как она была первоначально сформирована. Как бы странно и, с первого взгляда, недопустимо ни казались ее постулаты, или как бы необычно ни казалось, что такие постулаты должны были быть выбраны, — если они только ведут нас, посредством законных рассуждений, к выводам в точном соответствии с многочисленными наблюдениями, специально сделанными при таком разнообразии обстоятельств, чтобы справедливо охватить весь диапазон явлений, которые теория призвана объяснить, мы не можем отказаться признать их; или если мы все еще колеблемся рассматривать их как доказанные истины, мы не можем, по крайней мере, возражать против принятия их в качестве временных заменителей таких истин, пока последние не станут известны. Если они достаточны, чтобы объяснить все известные явления, становится крайне маловероятным, что они не объяснят больше; и если все их выводы, которые мы испытали, оказались правильными, вероятно, что другие, еще не испытанные, будут найдены такими же; так что, отвергая их полностью, мы отвергли бы все открытия, к которым они могут привести.

(221.) Во всех теориях, которые претендуют дать верный отчет о процессе природы в производстве любого класса явлений путем отнесения их к общим законам или к действию общих причин через ряд модифицирующих обстоятельств, прежде чем мы сможем применить эти законы или проследить действие этих причин в любом назначенном случае, мы требуем знать обстоятельства: мы должны иметь данные, на которых основывать их применение. Теперь, они могут быть изучены только из наблюдения; и может показаться аргументированием в порочном круге прибегать к наблюдению для любой части тех теоретических выводов, сравнением которых с фактом сама теория должна быть испытана. Рассмотрение примера позволит нам устранить эту трудность. Самый общий закон, который до сих пор был открыт в химии, таков: все элементарные вещества в природе восприимчивы к вступлению в комбинацию друг с другом только в фиксированных или определенных пропорциях по весу, а не произвольно; так что когда любые два вещества сложены вместе с целью соединить их, если их веса не находятся в некоторой определенной пропорции, полная комбинация не произойдет, но некоторая часть одного или другого ингредиента останется сверх и выше и некомбинированной. Предположим теперь, мы нашли вещество, имеющее все внешние характеристики гомогенного или несмешанного тела, но которое при анализе мы обнаруживаем состоящим из серы и свинца в пропорции 20 частей первого к 130 последнего ингредиента; и мы хотели бы знать, следует ли рассматривать это как верификацию закона определенных пропорций или исключение из него. Вопрос сведен к этому: является ли пропорция 20 к 130 той фиксированной и определенной пропорцией (или одной из них, если существует более одной возможной пропорции), в которой, согласно закону, о котором идет речь, сера и свинец могут соединяться; теперь, это никогда не может быть решено просто взглядом на закон во всей его общности. Ясно, что когда детализирован путем ограничения его выражения серой и свинцом, закон должен утверждать, каковы те частные фиксированные пропорции, в которых эти тела могут соединяться. То есть должны быть определенные данные или числа, которыми они отличаются от всех других тел в природе и которые требуют быть известными, прежде чем мы сможем применить общий закон к частному случаю. Чтобы определить такие данные, наблюдение должно быть проконсультировано; и если бы мы должны были прибегнуть к наблюдению комбинации двух веществ, о которых идет речь, друг с другом, нет сомнения, были бы основания для логического возражения порочного круга: но это не делается; определение этих численных данных извлечено из экспериментов, специально сделанных на большом разнообразии различных комбинаций, среди которых та, что находится под рассмотрением, не обязательно встречается, и все они, будучи найденными независимо друг от друга согласующимися в даче тех же результатов, они поэтому безопасно приняты как часть системы. Таким образом, закон определенных пропорций, когда применен к фактическому состоянию природы, требует двух отдельных утверждений, одно объявляющее общий закон комбинации, другое детализирующее числа, соответствующие нескольким элементам, из которых состоят естественные тела, или данные природы. Среди этих данных, если они расположены в списке, будет найдено напротив элемента серы число 16, и напротив свинца — 104; и поскольку 20 относится к 130 в точной пропорции 16 к 104, оказывается, что комбинация, о которой идет речь, предоставляет удовлетворительную верификацию закона.

(222.) Огромная важность физических данных такого рода и преимущество их точного определения станут очевидными, если мы примем во внимание, что их перечень в сочетании с общим законом дает возможность сразу же определить точную пропорцию составных частей всех природных соединений, если нам известно место, которое они занимают в системе. В химии число признанных элементов составляет от пятидесяти до шестидесяти, и по мере развития науки постоянно добавляются новые. Как только определено число, соответствующее любому новому веществу, добавленному в этот список, мы, по сути, устанавливаем все пропорции, в которых оно может вступать в соединение со всеми остальными; таким образом, тщательный эксперимент, проведенный с целью определения этого числа, фактически равносилен стольким различным экспериментам, сколько существует возможных бинарных, тернарных или еще более сложных соединений, в которые данное новое вещество может входить в качестве компонента.

(223.) На важности получения точных физических данных едва ли можно настаивать слишком сильно, ибо без них самые детально разработанные теории немногим лучше, чем просто неприменимые наборы слов. Было бы мало толку знать абстрактно, что Солнце и планеты притягивают друг друга с силами, пропорциональными их массам и обратно пропорциональными квадратам их расстояний; но как только мы узнаем данные нашей системы, как только у нас появится точное описание (неважно, каким образом полученное) расстояний, масс и фактических движений различных тел, составляющих ее, нам больше ничего не потребуется, чтобы предсказать все движения ее отдельных частей и изменения, которые произойдут в ней в течение тысяч лет; и даже распространить наши взгляды в прошлое и восстановить явления, которые не были отмечены ни одним наблюдением и не записаны ни в одной истории, но которые, тем не менее (возможно), оставили неизгладимые следы своего существования в своем влиянии на состояние природы нашего собственного земного шара и других планет.

(224.) Доказательство того, что наши данные приняты верно, также включено в общую проверку всей теории, частью которой они являются, будучи однажды принятыми; и то же сравнение с наблюдением, которое позволяет нам судить об истинности абстрактного принципа, позволяет нам одновременно установить, зафиксировали ли мы значения наших данных в соответствии с фактическим состоянием природы. Если нет, возникает важный вопрос: можно ли скорректировать принятые значения, чтобы привести результаты теории в соответствие с фактами? Таким образом, по мере приближения теорий к совершенству требуется все более точное определение данных. Отклонения от наблюдаемых фактов, которыми при первой или приблизительной проверке можно пренебречь как незначительными, становятся важными при достижении высокой степени точности. Разница между вычисленными и наблюдаемыми положениями планеты, которой Кеплер пренебрег бы при проверке закона эллиптического движения, сегодня считалась бы фатальной для теории тяготения, если только не удалось бы показать, что она возникла из ошибочного допущения некоторых численных данных нашей системы.

(225.) Наблюдения, наиболее подходящие для быстрого и точного определения физических данных, являются, следовательно, теми, которые наиболее необходимо выполнять с точностью и настойчивостью. Именно поэтому их выполнение во многих случаях становится государственным делом, а обсерватории строятся и содержатся, и экспедиции отправляются в отдаленные регионы с затратами, которые при поверхностном взгляде показались бы совершенно несоразмерными их целям. Но вполне резонно спросить, почему прямая помощь, оказываемая правительствами выполнению непрерывных серий наблюдений, адаптированных к этой особой цели, должна по-прежнему, как это было до сих пор почти исключительно, ограничиваться астрономией.

(226.) Физические данные, предназначенные для использования в качестве элементов вычислений в обширных теориях, требуют знания с гораздо большей степенью точности, чем обладает любое отдельное наблюдение, не только из-за их значимости и важности как средства представления бесконечного множества фактов, но и потому, что в разнообразии комбинаций, которые могут возникнуть, или в изменениях, которым могут подвергнуться обстоятельства, будут возникать случаи, когда любая незначительная ошибка в одних из данных может стать колоссально увеличенной в конечном результате, подлежащем сравнению с наблюдением. Так, в случае солнечного затмения, когда Луна входит на диск Солнца очень косо, незначительная ошибка в диаметре Солнца или Луны может привести к большой ошибке во времени, когда должно начаться затмение. Следует отметить, что это, более чем что-либо другое, те конъюнктуры, где наблюдения наиболее полезны для определения данных; ибо по тому же правилу, по которому малое изменение в данных в таких случаях приведет к большому изменению в наблюдаемом явлении, так и, vice versâ, любая умеренная величина ошибки, допущенная при наблюдении, предпринятом для установления его значения, может произвести лишь очень незначительную ошибку в обратном вычислении, из которого данные определяются путем наблюдения. Это замечание распространяется на каждый вид физических данных в любой области науки и никогда не должно упускаться из виду, когда целью является определение данных с предельной степенью точности.

(227.) Но как, можно спросить, мы можем установить путем наблюдения данные более точные, чем само наблюдение? Как мы можем заключить о значении того, что мы не видим, с большей уверенностью, чем о величинах, которые мы фактически видим и измеряем? Именно количество наблюдений, которые могут быть привлечены к определению данных, позволяет нам это сделать. Какую бы ошибку мы ни допустили в отдельном определении, крайне маловероятно, что мы всегда будем ошибаться в одну и ту же сторону, так что, когда мы переходим к вычислению среднего из большого числа определений (если только нет какой-то постоянной причины, которая дает смещение в ту или иную сторону), мы не можем не прийти в итоге к очень близкому приближению к истине, и, даже допуская смещение, подойти к ней гораздо ближе, чем можно было бы справедливо ожидать от любого отдельного наблюдения, подверженного влиянию того же смещения.

(228.) Это полезное и ценное свойство среднего значения большого количества наблюдений — то, что оно приближает нас к истине ближе, чем можно полагаться на любое отдельное наблюдение, — делает его самым постоянным ресурсом во всех физических исследованиях, где требуется точность. И удивительно, какой быстрый эффект в выравнивании колебаний и устранении отклонений дает умеренное умножение индивидуальных наблюдений. Едва ли можно привести лучший пример, чем средняя высота ртути в обычном барометре, который измеряет давление воздуха и чьи колебания вошли в поговорку. Тем не менее, если мы будем наблюдать его регулярно каждый день и в конце каждого месяца брать среднее из наблюдаемых высот, мы обнаружим, что колебания удивительно уменьшились в величине; а если мы продолжим это в течение целого года или многих лет подряд, годовые средние значения будут согласоваться с еще большей точностью. Эта выравнивающая сила средних значений, уничтожая все такие колебания, которые являются нерегулярными или случайными, часто позволяет нам получить доказательства колебаний действительно регулярных, периодических в своем повторении и настолько меньших по своей величине, чем случайные, что без этого способа действий они никогда не стали бы заметны. Так, если высоту барометра наблюдать четыре раза в день, постоянно, в течение нескольких месяцев, и брать средние значения, будет видно, что происходит регулярное суточное колебание очень малой величины: ртуть поднимается и опускается дважды в течение двадцати четырех часов. Именно благодаря таким наблюдениям мы можем установить — то, о чем никакое отдельное измерение (если только по счастливой случайности) не могло бы дать нам никакого представления, и никогда — никакого достоверного знания, — истинный уровень моря в любой части побережья, или высоту, на которой стояла бы вода океана, если бы она была совершенно не потревожена ветрами, волнами или приливами: предмет очень большой важности, и по которому было бы весьма желательно обладать обширной серией наблюдений во многих точках на побережьях главных континентов и островов по всему земному шару.

(229.) Во всех случаях, когда существует прямая и простая связь между наблюдаемым явлением и единственным datum, от которого оно зависит, каждое отдельное наблюдение даст значение этой величины, а среднее из всех (при определенных ограничениях) будет ее точным значением. Мы говорим: при определенных ограничениях; ибо если обстоятельства, при которых проводятся наблюдения, не одинаковы, они могут быть не все одинаково благоприятны для точности, и было бы несправедливо по отношению к наиболее благоприятным причислять их к остальным. В таких случаях, как эти, равно как и в случаях, когда данные многочисленны и переплетены между собой, так что не допускают отдельного, раздельного определения (вещь, постоянно встречающаяся), мы должны входить в очень тонкие, а зачастую и немало запутанные соображения относительно вероятной точности наших результатов или пределов ошибки, в которых они, вероятно, лежат. При этом мы вынуждены прибегать к утонченной и любопытной ветви математического исследования, называемой теорией вероятностей, целью которой (как следует из ее названия) является сведение нашей оценки вероятности любого вывода к вычислению, чтобы иметь возможность дать нечто большее, чем просто догадку о степени доверия, которое следует оказывать ему.

(230.) Чтобы дать некоторое общее представление о соображениях, которые включают такие вычисления, представим себе человека, стреляющего из пистолета в мишень на стене в десяти ярдах; мы могли бы в общем виде принять как должное, что он попадет в стену, но не в мишень, с первого выстрела; но если мы хотим составить хоть какое-то вероятное предположение о том, насколько близко он подойдет к ней, мы должны сначала иметь представление о его мастерстве. Нельзя было бы придумать лучшего способа суждения, чем позволить ему сделать сто выстрелов в нее и отметить, куда они все попали. Предположим, это сделано — предположим, что в мишень попали один или два раза, что определенное количество пуль попало в стену в пределах дюйма от нее, определенное количество — между одним и двумя дюймами и так далее, и что одна или две были в нескольких футах от цели. Тем не менее возникает вопрос: какую оценку мы должны отсюда составить о его мастерстве? насколько близко (или ближе) мы можем после этого опыта безопасно, или, по крайней мере, не несправедливо, поспорить, что он подойдет к цели при следующем выстреле? Это законы вероятности позволяют нам сказать на таких данных. Далее, предположим, что до того, как нам разрешили измерить расстояния, мишень была бы убрана, и нас попросили бы, основываясь лишь на свидетельстве отметин на стене, сказать, где она была помещена; ясно, что никакое рассуждение не позволило бы кому-либо сказать с уверенностью; тем не менее, безусловно, есть одно место, которое мы можем зафиксировать с большей вероятностью быть правыми, чем любое другое. Теперь это очень похожий случай на случай наблюдателя — астронома, например, — который хотел бы определить точное местоположение небесного тела. Он наводит на него свой телескоп и получает серию результатов, расходящихся между собой, но все же согласующихся в определенных пределах, и лишь сравнительно небольшое их число значительно отклоняется от среднего из всех; и отсюда его просят сказать окончательно, что он должен считать наиболее вероятным местоположением своей звезды в данный момент. Точно так же в вычислении физических данных; где никакие два результата не согласуются точно и где все они укладываются в пределы, некоторые широкие, некоторые узкие, что у нас есть, чтобы направлять нас, когда мы хотим принять решение, что заключить относительно них? Очевидно, что любая система вычислений, которая, как можно показать, ведет с необходимостью к наиболее вероятному выводу там, где нельзя достичь уверенности, должна быть ценной. Однако, поскольку это учение является одним из самых трудных и деликатных среди приложений математики к естественной философии, этого краткого упоминания о нем должно быть достаточно в настоящее время.

(231.) На предыдущих страницах мы попытались объяснить дух методов, которыми естествознание со времени возрождения философии обязано своими великими и блестящими успехами. То, что мы все это время наиболее искренне стремились внушить студенту, заключается в том, что естественная философия по существу объединена во всех своих отделах, через все из которых царит один дух и применяется один метод исследования. Однако ее нельзя изучать как целое без подразделения на части; и в остальной части этого дискурса мы поэтому сделаем краткий обзор прогресса, который был достигнут в различных отраслях, на которые она может быть наиболее выгодно подразделена, и попытаемся дать общее представление о природе каждой из них и ее отношениях к остальным. В ходе этого у нас будет частая возможность указать на влияние тех общих принципов, которые мы выше попытались объяснить, на прогресс открытий. Но мы будем делать это только по мере возникновения случаев, не входя в какой-либо регулярный анализ истории каждого отдела с этой точки зрения. Такой анализ был бы, действительно, весьма полезной и ценной работой, но далеко вышел бы за пределы наших нынешних рамок. Мы, однако, не лишены надежды, что этот великий пробел в науке будет вскоре восполнен с той стороны, которая во всех отношениях способна воздать ему должное.

ЧАСТЬ III.

О ПОДРАЗДЕЛЕНИИ ФИЗИКИ НА ОТДЕЛЬНЫЕ ОТРАСЛИ И ИХ ВЗАИМНЫХ ОТНОШЕНИЯХ.

ГЛАВА I.

О ЯВЛЕНИЯХ СИЛЫ И О КОНСТИТУЦИИ ПРИРОДНЫХ ТЕЛ.

(232.) Естественную историю можно рассматривать в двух очень разных аспектах: либо, во-первых, как собрание фактов и объектов, представленных природой, из исследования, анализа и комбинации которых мы приобретаем все знания, которые мы способны достичь как о порядке природы, так и об агентах, которые она использует для достижения своих целей, и из которых, следовательно, возникают все науки; либо, во-вторых, как совокупность явлений, подлежащих объяснению; эффектов, подлежащих выведению из причин; и материалов, подготовленных для нас для применения наших принципов к полезным целям. Естественная история, следовательно, рассматриваемая в том или ином из этих точек зрения, является либо началом, либо концом физической науки. Поскольку она предлагает нам в запутанной и переплетенной массе элементы всех наших знаний, наше дело — распутать, упорядочить и представить их в отдельном и отчетливом состоянии: и для этой цели мы призваны решить важную, но сложную проблему — дан эффект, или совокупность эффектов, найти причины. Принципы, на которых основывается это исследование, — это те, которые составляют отношение причины и следствия, как оно существует по отношению к нашему разуму; и их правила и способ применения были предприняты для наброска (хотя и в гораздо меньшей детализации, чем того требовал бы внутренний интерес предмета, как с логической, так и с практической точки зрения) на предыдущих страницах. Остается теперь собрать вместе в кратком изложении результаты общего исследования природы, насколько оно было доведено до открытия природных агентов и способа, которым они действуют.

(233.) Первый великий агент, который анализ природных явлений предлагает нашему рассмотрению, чаще и заметнее любого другого, — это сила. Ее эффекты заключаются либо, во-первых, в противодействии проявлению противоборствующей силы и тем самым в поддержании равновесия; либо, во-вторых, в производстве движения в материи.

(234.) Материя, или то, чем бы оно ни было, из чего состоят все объекты в природе, которые проявляются непосредственно нашим чувствам, представляет нам два общих качества, которые на первый взгляд кажутся противоречащими друг другу — активность и инертность. Ее активность доказывается ее способностью спонтанно приводить в движение другую материю и самой подчиняться их взаимному импульсу, и двигаться под влиянием своей собственной и другой силы; инертность — в отказе двигаться, если только ее не заставит к этому сила, приложенная извне или взаимно действующая между ней и другой материей, и в упорстве в своем состоянии движения или покоя, если только оно не нарушено какой-либо внешней причиной. Однако в действительности это противоречие лишь кажущееся. Сила является причиной, а движение — эффектом, произведенным ею на материю; сказать, что материя инертна, или обладает инерцией, как это называется, — значит лишь сказать, что причина расходуется на производство своего эффекта и что та же самая причина не может (без возобновления) произвести двойной или тройной свой собственный эффект. С этой точки зрения равновесие можно представить как непрерывное производство двух противоположных эффектов, каждый из которых в каждое мгновение отменяет то, что сделал другой.

(235.) Однако, если это покажется слишком метафизичным, во всяком случае это различие эффектов дает начало двум великим разделам науки о силе, которые обычно известны под названиями статики и динамики; последний термин, который является общим и использовался нами ранее в его общем смысле, обычно ограничивается учением о движении, как производимом и модифицируемом силой. Каждый из этих великих разделов снова разветвляется на отдельные подразделы, в зависимости от того, рассматриваем ли мы равновесие или движение материи в трех различных состояниях, в которых она представлена нам в природе: твердом, жидком и аэриформном, к которым, возможно, следует добавить вязкое, как состояние промежуточное между состоянием твердости и текучести, рассмотрение которого, хотя и очень неясное и трудное, представляет высокую степень интереса по ряду причин.

Статика и динамика.

(236.) Принципы были окончательно установлены Галилеем и его преемниками, вплоть до Ньютона, на основе здравой индукции; и поскольку они совершенно общие и применимы к каждому случаю, они компетентны, как мы уже отмечали ранее, к решению каждой проблемы, которая может возникнуть в дедуктивных процессах, с помощью которых явления должны быть объяснены или эффекты вычислены. Следовательно, они включают каждый вопрос, который может возникнуть относительно движений и покоя мельчайших частиц материи, а также самых больших масс. Но способ рассуждения из этих общих принципов существенно различается, рассматриваем ли мы их как примененные к массам материи ощутимого размера или к тем чрезмерно мелким и, возможно, неделимым молекулам, из которых такие массы состоят. Исследования, которые относятся к последнему предмету, чрезвычайно сложны, так как они неизбежно включают рассмотрение гипотез, которые мы можем сформировать относительно интимного строения различных видов тел, перечисленных выше.

(237.) С другой стороны, те, которые касаются равновесия и движений ощутимых масс материи, к счастью, способны быть управляемыми таким образом, чтобы сделать ненужным принятие какой-либо конкретной гипотезы о структуре. Так, рассуждая относительно приложения сил к твердой массе, мы предполагаем ее части неразрывно и неизменно соединенными; неважно, какой связью, при условии, что это условие удовлетворено, что одна точка ее не может быть сдвинута, не приведя в движение все остальные, так что относительное положение частей друг относительно друга не изменяется. Это абстрактное понятие твердого тела, которое механик использует в своих рассуждениях. И их выводы будут применимы к естественным телам, конечно, только постольку, поскольку они соответствуют такому определению. В строгом смысле слова, однако, нет тел, которые абсолютно соответствуют ему. Неизвестно ни одного вещества, части которого были бы абсолютно неспособны уступать друг другу; но величина, на которую они уступают, настолько чрезмерно мала, что доказуемо неспособна, в большинстве случаев, иметь какое-либо влияние на результаты: и в тех, где она имеет такое влияние, всегда может быть проведено специальное исследование ее величины. Это дает начало двум подразделам применения механических рассуждений к твердым массам. Те, которые относятся к действию сил на гибкие или упругие, и на негибкие или жесткие тела, включая под последними все такие, сопротивление которых изгибу или излому настолько велико, что позволяет нам принять язык и идеи крайнего случая без страха существенной ошибки.

(238.) Точно так же, когда мы рассуждаем относительно действия сил на жидкую массу, все, что мы имеем случай предположить, это то, что ее части свободно подвижны друг относительно друга. Если, помимо этого, мы решим рассматривать жидкость как несжимаемую и выводить выводы из этого предположения, они будут оставаться в силе только постольку, поскольку в природе могут быть найдены такие жидкости. Теперь, в строгом смысле, таких нет; но, практически говоря, в большинстве случаев их сопротивление сжатию настолько велико, что результат рассуждения, проводимого таким образом, не портится заметно; и в остальных случаях те же общие принципы позволяют нам вступить в специальное исследование, направленное на этот пункт: и отсюда деление жидкостей, на механическом языке, на сжимаемые и несжимаемые, последние являются лишь крайним или предельным случаем первых.

(239.) Поскольку мы предлагаем здесь, однако, только рассмотреть, какова фактическая конституция природы, мы будем рассматривать все тела, как они есть на самом деле, более или менее гибкими и податливыми. Мы знаем наверняка, что пространство, которое любое материальное тело, по-видимому, занимает, не полностью заполнено им; потому что нет такого, которое при приложении достаточной силы не могло бы быть сжато или вынуждено в меньшее пространство, и которое, либо полностью, как в воздухе или жидкостях, либо частично, как в большинстве твердых тел, не восстановило бы свои прежние размеры, когда сила снята. В случае воздуха эта конденсация может быть доведена почти до любой степени; и не только масса воздуха, так сжатая, полностью восстанавливает свой первоначальный объем, когда приложенное давление удалено, но если то обычное давление, под которым он существует на поверхности Земли (и которое возникает из веса атмосферы), также удалено воздушным насосом, он будет еще дальше расширяться без предела, насколько мы пока смогли попробовать. Следовательно, мы приходим к выводу, что частицы воздуха взаимно упруги и имеют тенденцию удаляться друг от друга, что может быть нейтрализовано только силой, и поэтому сама по себе является силой отталкивающего рода. Тем не менее, поскольку воздух тяжел, и поскольку гравитация является универсальным свойством материи, нет сомнений, что эта отталкивающая тенденция должна иметь предел, и что существует расстояние, на которое, если бы частицы воздуха могли быть удалены друг от друга, их взаимное отталкивание прекратилось бы и притяжение заняло бы его место. Этот предел, вероятно, достигается на некоторой очень большой высоте над поверхностью Земли, за пределами которой, конечно, ее атмосфера не может простираться.

(240.) То, что, однако, мы можем заключить только этим или подобным рассуждением относительно воздуха, мы видим отчетливо в жидкостях. Они все, хотя и в небольшой степени, сжимаемы и восстанавливают свои прежние размеры полностью, когда давление удалено; но они не могут быть расширены (механическими средствами) и не имеют тенденции, пока они остаются жидкостями, увеличиваться за пределы определенного предела, и поэтому они принимают определенную поверхность, находясь в покое, и их части фактически сопротивляются дальнейшему разделению с значительной силой, тем самым давая начало явлению сцепления жидкостей.

(241.) Как в воздухе, так и в жидкостях, однако, существует самая совершенная свобода движения частей друг относительно друга, что едва ли могло бы быть, если бы они не были отдельными и независимыми друг от друга. И из этого, в сочетании с вышеизложенными соображениями, было сделано заключение, что они на самом деле не касаются, но удерживаются на определенных расстояниях друг от друга постоянным действием двух сил притяжения и отталкивания, которые, как предполагается, уравновешивают и нейтрализуют друг друга на обычных расстояниях частиц, но преобладают, одна или другая, в зависимости от того, принудительно ли они сближаются или раздвигаются.

(242.) В твердых телах, однако, дело обстоит совсем иначе. Взаимное свободное движение их частей inter se мощно затруднено, а в некоторых почти уничтожено. В некоторых медленное и постепенное изменение формы может быть произведено в значительной степени давлением или ударами, как, например, в металлах, глине, масле и т. д.; в других излом является следствием любой попытки изменить форму насилием за пределами определенного очень малого предела. В твердых телах, тогда, очевидно, что рассмотрение их интимной структуры имеет очень большое влияние на изменение общих результатов действия таких сил притяжения и отталкивания, которые могут быть приняты для объяснения явлений, которые они представляют; тем не менее общие факты, что их части сцепляются с определенной энергией и что они сопротивляются смещению или вторжению со стороны других тел, достаточны, чтобы продемонстрировать по крайней мере существование таких сил, какая бы неясность ни сохранялась относительно их способа действия.

(243.) Это деление тел на газы, жидкости и твердые тела дает начало, таким образом, трем отдельным отраслям механической науки, в каждой из которых общие принципы равновесия и движения имеют свой особый способ применения; а именно: пневматика, гидростатика и то, что можно было бы, без неуместности, назвать стереостатикой.

Пневматика.

(244.) Пневматика относится к равновесию или движениям аэриформных жидкостей при всех обстоятельствах давления, плотности и упругости. Вес воздуха и его давление на все тела на поверхности Земли были совершенно неизвестны древним и впервые замечены Галилеем по случаю того, что всасывающий насос отказывался поднимать воду выше определенной высоты. До его времени всегда предполагалось, что вода поднимается путем всасывания в трубе вследствие некоторого естественного отвращения к вакууму или пустому пространству, которое заставляло воду входить, чтобы заменить воздух, выкачанный наружу. Но если бы такое отвращение существовало и имело силу действующей причины, которая могла бы побудить воду войти на один фут в трубу, нет причин, почему тот же принцип не должен был бы поднять ее на два, три или любое количество футов; нет причин, почему она должна внезапно остановиться на определенной высоте и отказаться подниматься выше, какой бы сильной ни была всасывающая сила, более того, даже упасть обратно, если ее намеренно заставили подняться слишком высоко.

(245.) Галилей, однако, поначалу довольствовался выводом, что естественное отвращение к вакууму недостаточно сильно, чтобы удерживать воду более чем на тридцать два фута над ее уровнем; и, хотя истинная причина явления в конце концов пришла ему в голову в виде давления воздуха на общую поверхность, она не была удовлетворительно продемонстрирована до тех пор, пока его ученик Торричелли не задумал счастливую идею проведения эксперимента в малом масштабе с использованием гораздо более тяжелой жидкости, ртути, вместо воды, и, вместо выкачивания воздуха сверху, применил гораздо более эффективный метод наполнения длинной стеклянной трубки ртутью и опрокидывания ее в чашу с тем же металлом. Тогда сразу стало видно, как на ярком примере, что поддержание ртути в трубке (которая есть не что иное, как обычный барометр) было эффектом совершенно определенной внешней причины, в то время как ее колебания изо дня в день, с изменяющимся состоянием атмосферы, сильно подтверждали представление о том, что это происходит из-за давления внешнего воздуха на поверхность ртути в резервуаре.

(246.) Открытие Торричелли было, однако, поначалу сильно неверно понято и даже оспаривалось, пока вопрос не был окончательно решен обращением к решающему примеру, одному из первых, если не самому первому в истории физики, и которым мы обязаны знаменитому Паскалю. Его проницательность заметила, что если вес налегающего воздуха является прямой причиной поднятия ртути, он должен измеряться величиной этого поднятия, и поэтому, что, поднимая барометр на высокую гору и таким образом поднимаясь в атмосферу над большой частью налегающего воздуха, давление, а также длина столба, поддерживаемого им, должны уменьшиться; в то время как, с другой стороны, если бы явление было обусловлено первоначально приписанной причиной, никакой разницы не следовало бы ожидать, независимо от того, проводилось ли наблюдение на горе или на равнине. Возможно, решающий эффект эксперимента, который он распорядился провести для этой цели на Пюи-де-Дом, высокой горе в Оверни, хотя и убедил всех в истинности взглядов Торричелли, способствовал более мощно, чем что-либо, что было сделано ранее в науке, утверждению в умах людей той склонности к экспериментальной проверке, которая едва ли еще пустила полные и надежные корни.

(247.) Сразу же за этим открытием последовало открытие воздушного насоса Отто фон Герике из Магдебурга, чья цель, по-видимому, заключалась в том, чтобы решить вопрос, может или не может существовать вакуум, путем попытки создать его. Несовершенство его механизма позволило ему только уменьшить аэриформное содержимое его приемников, а не полностью опорожнить их; но любопытные эффекты, произведенные даже частичным выкачиванием воздуха, быстро возбудили внимание и побудили нашего прославленного соотечественника Роберта Бойля к продолжению тех экспериментов, которые завершились в его руках, а также в руках Хоксби, Гука, Мариотта и других, удовлетворительным знанием общего закона равновесия воздуха под влиянием больших или меньших давлений. Эти открытия с тех пор были распространены на все различные виды аэриформных жидкостей, которые, как показала химия, существуют и сохраняют свое аэриформное состояние под искусственным давлением, и даже на те, которые могут быть произведены из жидкостей, приведенных в состояние пара под действием тепла, до тех пор, пока они сохраняют это состояние.

(248.) Способ, которым наблюдаемый закон равновесия упругой жидкости, такой как воздух, может рассматриваться как происходящий из взаимного отталкивания ее частиц, был исследован Ньютоном, и само фактическое утверждение закона, как оно было объявлено Мариоттом, «что плотность воздуха, или количество его, содержащееся в том же пространстве, есть, cæteris paribus, пропорционально давлению, которое он поддерживает», было недавно проверено в очень широких пределах прямым экспериментом комитетом Королевской академии в Париже. Этот закон содержит принцип решения любого динамического вопроса, который может возникнуть относительно равновесия упругих жидкостей, и поэтому должен рассматриваться как одна из высших аксиом в науке пневматики.

Гидростатика.

(249.) Принципы равновесия жидкостей, понимая под этим словом такие жидкости, которые не пытаются, хотя и вполне свободны, расширяться за пределы определенной точки, сразу же немногочисленны и просты. Первые шаги к знанию о них были сделаны Архимедом, который установил общий факт, что твердое тело, погруженное в жидкость, теряет часть своего веса, равную весу жидкости, которую оно вытесняет. Кажется очень удивительным после этого, что не было сразу же сделано заключение, что вес, который, как говорят, потерян, только нейтрализуется восходящим давлением жидкости, и что, следовательно, часть любой жидкости, окруженная со всех сторон жидкостью того же рода, действительно проявляет свой вес в сохранении своего места. Тем не менее предрассудок, что «жидкости не тяготеют на своем естественном месте», удерживал свои позиции и был развеян только вместе с массой ошибок и абсурда, которые введение рациональной и экспериментальной философии Галилеем смело прочь.

(250.) Гидростатический закон равного давления жидкостей во всех направлениях, с его чередой любопытных и важных последствий, является непосредственным выводом из совершенной подвижности их частей друг относительно друга, вследствие чего каждая из них стремится удалиться от избытка давления с одной стороны и, таким образом, давит на остальные и распределяет давление среди своих соседей. В этой форме он был изложен Ньютоном и оказался одним из самых полезных и плодотворных принципов физико-математического рассуждения о равновесии жидких масс, как предоставляющий средство прослеживания действия силы, приложенной в любой точке жидкости, через весь ее объем. Он применяется также без какой-либо модификации к расширяющимся жидкостям, так же как и к жидкостям; и в приложениях геометрии к этому предмету позволяет нам обойтись без каких-либо мелких и запутанных исследований относительно способа, которым отдельные частицы действуют друг на друга.

(251.) С практической точки зрения этот закон примечателен прямотой своего применения к полезным целям. Немедленное и совершенное распределение давления, приложенного к любой одной части, как бы мала она ни была, поверхности жидкости через всю массу, позволяет нам передать в одно мгновение то же давление любому количеству таких частей, просто увеличивая поверхность жидкости, что может быть сделано путем расширения содержащего сосуда; и если сосуд сконструирован так, что большая часть его поверхности будет подвижна вместе, давления на все подобные части этой части будут объединены в одну согласную силу, которая может быть таким образом увеличена до любой степени, какую мы пожелаем. Гидравлический пресс, изобретенный Брама (или, скорее, примененный им после гораздо более древнего изобретателя Стевина), сконструирован на этом принципе. Небольшое количество воды вгоняется достаточным давлением в сосуд, уже полный и снабженный подвижной поверхностью или поршнем большого размера. При таких обстоятельствах что-то должно уступить; большая поверхность поршня накапливает давление на него до такой степени, что ничто не может сопротивляться его насилию. Таким образом, деревья вырываются с корнем; сваи извлекаются из земли; шерстяные и хлопчатобумажные товары сжимаются до самых портативных размеров; и даже сено, для военных нужд, приводится в такое состояние принуждения, чтобы быть легко упакованным на борт транспортов.

(252.) Жидкости отличаются от аэриформных жидкостей своим сцеплением, которое может рассматриваться как своего рода приближение к твердому состоянию, и так рассматривалось Бэконом (193.). Действительно, не может быть почти никаких сомнений в том, что твердое, жидкое и аэриформное состояния тел являются лишь стадиями в процессе постепенного перехода от одной крайности к другой; и что, как бы сильно ни казались отмечены различия между ними, они в конечном итоге окажутся разделенными не внезапной или насильственной линией демаркации, но переходят друг в друга посредством незаметных градаций. Недавние эксперименты барона Каньяра де ла Тура могут рассматриваться как первый шаг к полному доказательству этого (199.). Но сцепление жидкостей не является, подобно сцеплению твердых тел, настолько модифицированным их структурой в других отношениях, чтобы уничтожить подвижность их частей друг относительно друга (если только в тех случаях более близкого приближения к твердому состоянию, которые имеют место в вязких или клейких жидкостях). Напротив, два качества сосуществуют и дают начало ряду любопытных и запутанных явлений.

(253.) Одно из самых примечательных из них — капиллярное притяжение, или капиллярность, как ее иногда называют. Каждый замечал прилипание воды к стеклу. Поднятие общей поверхности жидкости там, где она находится в контакте с содержащим сосудом; форма капли, подвешенной на нижней стороне твердого тела: это примеры капиллярного притяжения. Если маленькая стеклянная трубка с отверстием, тонким как волос, погружена в воду, будет замечено, что вода поднимается в ней до определенной высоты и принимает вогнутую поверхность на своем верхнем конце. Притяжение стекла к воде и сцепление частей воды друг с другом, без сомнения, являются совместными причинами этого любопытного эффекта; но способ действия является одновременно неясным и сложным; и хотя исследования Лапласа и Юнга пролили на него большой свет, дальнейшее исследование кажется необходимым, прежде чем можно будет сказать, что мы отчетливо понимаем его.

(254.) Как капиллярность и сцепление частей жидкостей показывают, что они обладают силой взаимного притяжения, так их упругость демонстрирует, что они также обладают силой отталкивания, когда их принудительно приближают ближе, чем их естественное состояние. Из чрезвычайно малой степени, до которой сжатие жидкостей может быть доведено любой силой, которую мы можем применить, по сравнению с таковой воздуха, мы должны заключить, что это отталкивание гораздо более насильственно в первых, чем в последнем, но нейтрализуется также более мощной силой притяжения. Настолько более мощным, действительно, является сопротивление жидкостей сжатию, что они обычно рассматривались как несжимаемые; мнение, подтвержденное знаменитым экспериментом, проведенным во Флоренции, в котором вода была прогнана через поры (как говорили) золотого шара. Более недавние эксперименты Кантона, а с тех пор Перкинса, Эрстеда и других, продемонстрировали, однако, обратное и определили величину сжатия.

(255.) Рассмотрение движений жидкостей, будь то жидких или расширяющихся, бесконечно более сложно, чем рассмотрение их равновесия. Когда их движения медленны, разумно предположить, что закон равномерного распределения давления имеет место; но при очень быстрых перемещениях их частей друг относительно друга нелегко увидеть, как такое равномерное распределение может быть достигнуто, и существуют некоторые явления, которые, по-видимому, указывают на противоположный вывод.

(256.) Независимо от этого, существуют трудности почти непреодолимого характера для регулярного дедуктивного применения общих принципов механики к этому предмету, которые возникают из чрезмерной запутанности чисто математических исследований, к которым ведет его изучение. Именно Ньютон подал пример первой попытки сделать какие-либо выводы относительно движения жидких масс путем прямого рассуждения из динамических принципов и таким образом заложил фундамент гидродинамики; но только ко времени Д’Аламбера метод сведения любого вопроса относительно движений жидкостей под действием сил к строгому математическому исследованию можно было сказать, что он полностью понят. Но случаев даже сейчас, в которых этот способ рассмотрения таких вопросов может быть применен с полным удовлетворением, мало по сравнению с теми, в которых экспериментальный метод исследования, как уже отмечалось (189.), является предпочтительным. Таков, например, случай сопротивления жидкостей телам, движущимся сквозь них; знание которого имеет большое значение в военно-морской архитектуре и в артиллерии, где сопротивление воздуха действует в огромной степени. Таковы также, среди практических предметов, которые зависят главным образом от этой отрасли науки, использование парусов в навигации; строительство ветряных мельниц и водяных колес; передача воды через трубы и каналы; строительство доков и гаваней и т. д.

Природа твердых тел в целом.

(257.) Интимная конституция твердых тел, по всей вероятности, очень сложна, и нельзя сказать, что мы много знаем о ней. С помощью некоторых недавних деликатных экспериментов над размерами проволок, подвергнутых сильному натяжению, было показано, что они до определенной небольшой степени способны быть расширены натяжением, так же как они также способны быть сжаты давлением, но в пределах даже более узких, чем таковые жидкостей. Обычно, когда их натягивают слишком сильно, они ломаются и отказываются воссоединяться; или, если сжаты слишком сильно, принимают постоянное сокращение размера. Таким образом, дерево может быть вдавлено ударом, а металлы сделаны более плотными и тяжелыми путем ковки или прокатки. В обычном языке существует определенная степень путаницы относительно твердости, упругости и других подобных качеств твердых тел, которую, возможно, хорошо было бы устранить. Твердость — это та склонность твердого тела, которая делает трудным смещение его частей между собой. Так, сталь тверже железа; и алмаз почти бесконечно тверже любого другого вещества в природе: но сжимаемость стали, или степень, до которой она уступит данному давлению и восстановится, не намного меньше, чем у мягкого железа, а таковая льда очень близка к таковой воды.

(258.) Опять же, мы называем индийскую резину очень упругим телом, и так оно и есть; но в другом смысле, чем сталь. Ее части допускают большое взаимное смещение без постоянного вывиха; как бы ни была искажена, она восстанавливает свою фигуру легко, но с малой силой. Тем не менее, если бы индийская резина была заключена в пространство, которое она как раз заполняла, чтобы не позволить ее частям уступать латерально, без сомнения, она сопротивлялась бы фактическому сжатию с большой силой. Здесь, тогда, у нас есть пример двух видов упругости в одном веществе; более слабое усилие восстановления из искаженной фигуры и более сильное — из состояния измененного размера. Оба, однако, происходят из одних и тех же причин и относятся к одним и тем же принципам; первое является, по сути, лишь модифицированным случаем последнего, как усилие стальной пружины, когда она согнута, восстановить свою прежнюю форму, относится к тем же силам, которые придают стали ее твердость и прочность сопротивляться фактическому сжатию и излому.

(259.) Вязкость твердого тела, или то качество, благодаря которому оно выдержит тяжелые удары, не ломаясь, опять же отличается от твердости, хотя часто смешивается с ней. Она состоит в определенной податливости частей при мощном общем сцеплении и совместима с различными степенями упругости. Ковкость — это опять же другое качество твердых тел, особенно металлов, совершенно отличное от вязкости и зависит от их способности быть лишенными своей фигуры без усилия восстановить ее и без излома.

(260.) Прочность на разрыв, опять же, является свойством твердых тел, более непосредственно зависящим от сцепления их частей, чем вязкость. Она состоит в их способности сопротивляться разделению при постоянно приложенном натяжении, в то время как качество вязкости существенно зависит от их склонности передавать через свое вещество дрожащий эффект удара. Соответственно, прочность на разрыв твердого тела является прямой мерой когезионного притяжения его частей и является лучшим доказательством существования такой силы.

Кристаллография.

(261.) Нельзя предположить, что эти и многие другие осязаемые качества, как их можно назвать, должны существовать в твердых телах без соответствующего механизма в их внутренней структуре. Что они имеют такой механизм, и притом очень любопытный и запутанный, явления кристаллографии достаточно показывают. Этот интересный и красивый отдел естественной науки сравнительно очень недавнего времени. Что многие природные вещества принимали определенные формы, должно было быть известно с самых ранних времен. Плиний, по-видимому, был знаком с этим фактом, по крайней мере в некоторых случаях, так как он описывает формы кварца и алмаза. Но до времени Линнея, по-видимому, не было уделено существенного внимания этому предмету. Он, однако, наблюдал и описывал с осторожностью кристаллические формы различных веществ и даже рассматривал их как настолько определенный характер твердых тел, которые принимали их, что предполагал, что каждая конкретная форма порождается конкретной солью. Роме де л’Иль преследовал изучение кристаллических форм тел еще дальше. Он впервые установил важный факт постоянства углов, под которыми встречаются их грани; и, наблюдая далее, что многие из них появляются в нескольких различных формах, впервые задумал идею, что эти формы могут быть сводимы к одной, присвоенной особым образом каждому веществу и модифицированной строгими геометрическими законами. Бергман, рассуждая о факте, сообщенном ему его учеником Ганом, сделал еще больший шаг и показал, как по крайней мере один вид кристалла может быть построен из тонких пластинок, расположенных в определенном порядке и следующих определенным правилам наложения. Он не преуспел, однако, в выведении справедливых и общих выводов из этого замечания, которое, правильно рассмотренное, является фундаментом самого важного закона кристаллографии, того, который связывает примитивную форму с другими формами, способными быть проявленными тем же веществом, посредством определенного фиксированного отношения. Представление может быть сформировано о том, что имеется в виду под этим родом связи одной формы с другой, путем рассмотрения остроконечной пирамиды, построенной из кубических камней, расположенных слоями, каждый из которых отдельно является квадратной пластиной толщиной в один камень. Эти слои, уложенные горизонтально один на другой и уменьшающиеся регулярно в размере от низа до верха, производят пирамидальную форму с грубой или желобчатой поверхностью; и если слои настолько чрезмерно тонки, что желоба перестают быть видимыми глазу, пирамида будет казаться гладкой и совершенной.

(262.) Очень скоро после этого, и без знания того, что было сделано Ганом и Бергманом, аббат Гаюи, проинструктированный случайным изломом прекрасной группы кристаллов, сделал замечание, уже отмеченное (в 67.), и, рассуждая о нем с большей осторожностью и успехом, и преследуя его во всех деталях, развил общие законы, которые регулируют наложение слоев частиц, из которых он предполагает, что все кристаллы построены, и которые позволяют нам, зная их примитивные формы, обнаружить до испытания, какие другие формы они способны принимать; и которые, согласно этой идее, называются производными или вторичными формами. Моос и другие с тех пор вообразили процессы и системы, с помощью которых облегчается выведение форм друг из друга, и исправили некоторые ошибки слишком поспешного обобщения, в которые впали их предшественники, а также продвинули, благодаря необычайному усердию в исследованиях, наше знание форм, которые различные вещества, встречающиеся в природе и искусстве, действительно принимают.

(263.) Каким образом разнообразие внешней формы может возникать из разнообразия фигур в предельных частицах, из которых состоит твердое тело, можно легко представить, если рассмотреть, что произошло бы, если бы кирпичи, из которых построено здание, имели определенный наклон или смещение в одном направлении от перпендикуляра. Предположим, например, что каждый кирпич, будучи уложен плашмя, своими длинными ребрами на север и юг, имел свои восточную и западную грани вертикальными, а северную и южную — наклоненными к югу под определенным углом, одинаковым для каждого кирпича; дом, построенный из таких кирпичей, наклонялся бы в ту же сторону, если бы кирпичи плотно прилегали друг к другу. Если, кроме того, восточная и западная грани кирпичей, вместо того чтобы быть строго вертикальными, имели бы наклон на восток, то дом имел бы аналогичный наклон, и все его четыре угла, вместо того чтобы быть вертикальными, наклонялись бы на юго-восток. Предположим, что вместо дома из таких наклонных кирпичей была построена пирамида, стороны основания которой направлены по четырем сторонам света; тогда ее вершина, вместо того чтобы располагаться вертикально над центром основания, находилась бы перпендикулярно над некоторой точкой к юго-востоку от этого центра, а сама пирамида имела бы стороны, обращенные на юг и восток, более сильно наклоненные к горизонту, чем стороны, обращенные на север и запад.

(264.) Какое бы представление мы ни составили о том, как частицы кристалла сцепляются и образуют массы, почти невозможно избавиться от идеи об определенной фигуре, общей для них всех. Любое другое предположение, действительно, было бы несовместимо с тем точным сходством во всех остальных отношениях, которое, как можно считать, продемонстрировали явления химии. Однако следует помнить, что эта идея, какой бы правдоподобной она ни казалась, все же в некоторой степени гипотетична, и что законы кристаллографии, определенные на основе индуктивного наблюдения, совершенно не зависят от какого-либо подобного предположения или даже от самого существования таких вещей, как предельные частицы или атомы.

(265.) Тем не менее, то своеобразное внутреннее строение твердых тел, каким бы оно ни было, на которое указывает допущение определенных фигур, их более легкое расщепление в одних направлениях по сравнению с другими, а также наличие блестящих плоских поверхностей при раскалывании на фрагменты, не может не оказывать важного влияния на все их отношения к внешним агентам, а также на их внутренние движения и взаимные действия их частей друг на друга. Соответственно, деление тел на кристаллические и некристаллические, или несовершенно кристаллические, имеет важнейшее значение; и почти все явления, порождаемые теми более сокровенными естественными причинами, которые действуют в малых пределах и, так сказать, на непосредственный механизм твердых веществ, заметно модифицируются их кристаллической структурой. Так, в прозрачных твердых телах путь, проходимый лучами света при их прохождении, а также свойства, придаваемые им при этом, тесно связаны с этой структурой. Недавние эксперименты г-на Савара также доказали, что это справедливо и для их способности сопротивляться внешней силе, от которой зависит их упругость. Кристаллические вещества, согласно результатам этих экспериментов, сопротивляются сжатию с разной степенью упругой силы в зависимости от направления, в котором предпринимается попытка их сжать; и все явления, зависящие от их упругости, затрагиваются этой причиной, особенно те, которые относятся к их вибрационным движениям и передаче звука.

(266.) Почти нет сомнений в том, что модификации, аналогичным образом зависящие от внутреннего строения кристаллов, будут прослежены во всех отделах физики. В той интересной области, которая относится к действию тепла на расширение размеров веществ, начало уже положено профессором Митчерлихом. Давно было известно, что все вещества расширяются от тепла, и исключений из этого закона не было найдено, пока мы рассматриваем объем нагретого тела. Так, железный стержень в нагретом состоянии длиннее и толще, чем в холодном; и разница в размерах, хотя сама по себе и незначительна, все же может быть сделана ощутимой и имеет существенное значение в технике. Так же и ртуть в обычном термометре занимает больший объем в горячем состоянии, чем в холодном; и, будучи ограниченная стеклянным шариком (который также расширяется, но не в такой пропорции), она вынуждена подниматься в трубке. Эти и подобные факты были давно известны; точные измерения общего объема расширения множества различных тел при одинаковом приращении тепла были получены и зарегистрированы в таблицах. Но никто не подозревал о важном факте, что это расширение в кристаллических телах происходит при совершенно иных обстоятельствах, чем в некристаллических. Г-н Митчерлих недавно показал, что такие вещества расширяются по-разному в разных направлениях, и даже привел случай, когда расширение в одном направлении фактически сопровождается сжатием в другом. Этот шаг, вне всякого сомнения, самый важный из сделанных до сих пор в пирометрии, может, однако, рассматриваться лишь как первый в ряду исследований, которые займут следующее поколение и которые обещают дать богатый урожай новых фактов, а также пролить свет на некоторые из наиболее неясных и интересных моментов в учении о теплоте.

(267.) Из сказанного ясно, что если мы рассматриваем твердые тела как совокупности частиц или атомов, удерживаемых вместе и сохраняющих свои места благодаря постоянному действию сил притяжения и отталкивания, мы не можем предполагать, что эти силы, по крайней мере в кристаллических веществах, действуют одинаково во всех направлениях. Отсюда возникает концепция полярности, пример которой мы видим в большом масштабе в магнитной стрелке, но которая, в модифицированных формах, может, как ничто не мешает нам полагать, действовать среди предельных атомов твердых или даже жидких тел и порождать все явления, которые они проявляют в своем кристаллическом состоянии, либо при воздействии друг на друга, либо на свет, тепло и т. д. Нетрудно, если дать волю воображению, представить, как притягивающиеся и отталкивающиеся атомы, связанные какой-то неизвестной связью, могут образовывать маленькие машины или сложные частицы, которые будут обладать многими свойствами, относимыми нами к полярности; и, соответственно, по этому поводу было сделано много остроумных предположений: но в нынешнем состоянии науки, безусловно, безопаснее воздержаться от этих гипотез, не отвергая их, однако, категорически, и рассматривать полярность материи как одно из предельных явлений, к которым нас приводит анализ природы и законы которого — наша задача полностью исследовать, прежде чем мы попытаемся установить его причины или проследить механизм, посредством которого оно производится.

(268.) Таким образом, взаимные притяжения и отталкивания частиц материи и их полярность, рассматриваемые ли они как изначальное или производное свойство, являются теми силами, которые, действуя с большой энергией и в очень ограниченных пределах, должны рассматриваться нами как принципы, от которых зависит сокровенное строение всех тел и многие их взаимные действия. Именно это понимается под общим термином молекулярные силы. Некоторые пытались смешать молекулярное притяжение с общим притяжением гравитации, которое вся материя оказывает на всю другую материю; но эта идея опровергается самыми очевидными фактами.

ГЛ. II.

О ПЕРЕДАЧЕ ДВИЖЕНИЯ ЧЕРЕЗ ТЕЛА. — О ЗВУКЕ И СВЕТЕ.

(269.) Распространение движения через все вещества, будь то единичный импульс, как удар или толчок, или часто и регулярно повторяющийся, такой как дрожащее или вибрационное движение, полностью зависит от этих молекулярных сил; и именно от такого распространения зависят звук и, весьма вероятно, свет. Чтобы представить себе способ, которым движение может передаваться от одной части вещества к другой, будь то твердое или жидкое, мы можем обратить внимание на то, что происходит, когда волна пускается вдоль натянутой струны или по поверхности спокойной воды. Каждая часть струны или воды последовательно сдвигается со своего места и приводится в движение, подобное исходному импульсу, покидая свое место и возвращаясь к нему, и когда одна часть перестает двигаться, следующая как бы получает впечатление и передает его дальше. В описании это может показаться медленным и окольным процессом; но когда звук, например, передается через воздух, мы должны учитывать: во-первых, что воздух, вещество, фактически находящееся в движении, чрезвычайно легок и подвержен очень мощной упругости, так что сила, которая распространяет движение или посредством которой соседние частицы действуют друг на друга и подталкивают вперед, очень велика по сравнению с количеством материалов, приводимых ею в движение: и то же самое верно, даже в большей степени, в жидкостях и твердых телах; ибо в них упругие силы даже больше по отношению к весу, чем в воздухе.

(270.) Общее представление о способе, которым звуки передаются через воздух, не было совсем чуждо древним; но именно Ньютону мы обязаны первой попыткой проанализировать этот процесс и показать правильно, что происходит при передаче движения от частицы к частице. Рассуждая о свойствах воздуха как упругого тела, он показал, что эффект импульса на любую его часть состоит в сгущении воздуха, непосредственно прилегающего в направлении импульса, который затем, реагируя своей пружинистостью, отбрасывает часть, которая продвинулась, на ее прежнее место и в то же время подталкивает вперед часть перед ней в направлении импульса, так что каждая частица попеременно продвигается и отступает. Но, развивая эту идею в деталях, Ньютон впал в некоторые ошибки, на которые указал Крамер, хотя их происхождение не было прослежено, а рассуждения не были исправлены, пока предмет не был возобновлен Лагранжем и Эйлером; и это нисколько не умаляет проницательности нашего бессмертного соотечественника. Математическая теория распространения звука, а также вибрационных и волновых движений в целом, является чрезвычайно сложной; и, несмотря на все усилия самых искусных геометров, она по сей день продолжает давать постоянный повод для новых исследований; в то время как постоянно возникают явления, которые показывают, как далеки мы от того, чтобы быть в состоянии вывести все подробности, даже сравнительно простых случаев, путем прямого рассуждения из первопринципов.

(271.) Всякий раз, когда импульс любого рода передается воздухом к нашим ушам, он производит впечатление звука; но когда такой импульс регулярно и равномерно повторяется в чрезвычайно быстрой последовательности, он дает нам впечатление музыкальной ноты, высота которой зависит от быстроты последовательности (см. ст. 153). Чувство гармонии также зависит от периодического повторения совпадающих импульсов на ухо и представляет собой, пожалуй, единственный пример ощущения, для приятного впечатления от которого можно указать ясную и понятную причину.

(272.) Акустика, или наука о звуке, является весьма значительной отраслью физики, которая культивировалась с самых ранних веков. Даже Пифагор и Аристотель не были несведущи в общем способе его передачи через воздух и в природе гармонии; но как отрасль науки, независимая от ее восхитительного применения в искусстве музыки, она едва ли могла считаться существующей, пока ее природа и законы не стали предметом экспериментального исследования Бэкона и Галилея, Мерсенна и Валлиса; и математического исследования Ньютона и его прославленных преемников, Лагранжа и Эйлера. С того времени ее прогресс, как отрасли как математической, так и экспериментальной науки, был постоянным и ускоренным. Любопытный и прекрасный метод наблюдения, принадлежащий Хладни, состоит в счастливом приеме рассыпания песка по поверхностям тел, находящихся в состоянии звуковой вибрации, и отмечании фигур, которые он принимает. Это сделало их движения доступными для глазного осмотра и было недавно значительно улучшено и варьировано в своем применении г-ном Саваром, которому мы также обязаны рядом поучительных исследований по каждому пункту, связанному с предметом звука, которые могут стоять в ряду лучших образцов современных экспериментальных исследований. Но предмет далеко не исчерпан; и, действительно, существует мало отраслей физики, которые обещают одновременно столько занимательного интереса и таких важных последствий в своем влиянии на другие предметы, и особенно, через посредство сильных аналогий, на предмет света.

Свет и зрение.

(273.) Природа света всегда была окутана значительными сомнениями и тайной. Древних едва ли можно было считать имеющими какое-либо мнение по этому предмету, если, конечно, можно считать таковым утверждение, что отдаленные тела не могут быть приведены в общение без посредника; и что, следовательно, должно быть нечто между глазом и видимым предметом. Что это за нечто, однако, они могли лишь строить грубые и смутные догадки. Один предполагал, что сами глаза испускают лучи или эманации какого-то неизвестного рода, посредством которых отдаленные объекты как бы ощущаются; это была удивительно неудачная идея, поскольку она не дает причины, почему объекты не должны быть одинаково хорошо видны в темноте — короче говоря, не дает отчета о той роли, которую играет свет в зрении. Другие воображали, что все видимые объекты постоянно выбрасывают из себя во всех направлениях некое подобие или спектральные формы самих себя, которые, будучи восприняты глазами, производят впечатление объектов. Какой бы смутной и неуклюжей ни была эта гипотеза, она приписывает объекту силу, а свету — диффузное распространение во всех направлениях, которые, и то и другое, независимы от наших глаз, и поэтому стремится отделить явления света от явлений зрения.

(274.) Гипотеза Ньютона является уточнением и улучшением этой идеи. Вместо спектров или подобий он предполагает, что светящиеся объекты фактически выбрасывают из себя во всех направлениях частицы невообразимой миниатюрности (как, впрочем, они и должны быть, обладая такой огромной скоростью (см. 17), чтобы не разбить вдребезги все, во что они ударяются). Эти частицы, как он предполагает, подвергаются воздействию сил притяжения и отталкивания, пребывающих во всех материальных телах, причем последние распространяются на некоторое очень малое расстояние за пределы их поверхностей; и под действием этих сил они отклоняются от своего естественного прямолинейного курса, никогда не вступая в фактический контакт с самими частицами тел, на которые они падают, но либо будучи отброшенными назад и отраженными силами отталкивания, прежде чем они достигнут их, либо проникая между их промежутками, как птица может лететь через ветви леса, и, подвергаясь всем их действиям, при выходе из них принимать направление, окончательно определяемое положением поверхности, на которой они появляются, по отношению к их курсу.

(275.) Эта гипотеза, которая обсуждалась и обосновывалась Ньютоном способом, достойным его самого, дает, путем применения тех же динамических законов, которые он с таким успехом применил к объяснению планетарных движений, не просто правдоподобное, но совершенно разумное и справедливое объяснение всех обычных явлений света, известных в его время. Его собственные прекрасные открытия различной преломляемости разноцветных лучей также были прекрасно представлены в этой теории простым допущением разницы в скорости частиц, которые производят в глазу ощущения разных цветов. И если бы свойства света ограничивались только этим, не было бы повода прибегать к какому-либо другому способу его осмысления.

(276.) Совершенно иная гипотеза была, однако, предложена примерно в тот же период Гюйгенсом, который предполагал, что свет производится таким же образом, как звук, путем передачи вибрационного движения от светящегося тела к высокоупругой жидкости, которую он воображал заполняющей все пространство и менее сгущенной в пределах пространства, занимаемого материей, и то в большей или меньшей степени, в зависимости от природы занимающего вещества. Таким образом, вместо чего-то фактически выброшенного он подставил волны или вибрации, распространяющиеся во всех направлениях от светящихся тел через эту среду, или эфир, как он его называл. Гюйгенс, будучи сам искусным математиком, смог проследить многие следствия этой гипотезы и показать, что обычные законы отражения и преломления были представлены или объяснены ею, так же как и теорией Ньютона. Но гипотеза Гюйгенса не была полностью успешной в объяснении того, что можно считать главным из всех оптических фактов — производства цветов при обычном преломлении света призмой, чему теория Ньютона дает полное и элегантное объяснение; и открытие которого им знаменует одну из величайших эпох в анналах экспериментальной науки. Это, что часто выдвигалось в качестве возражения против нее, остается до сих пор, если не совсем без ответа, то по крайней мере лишь неполно устраненным.

(277.) Другие явления, однако, не заставили себя ждать, чтобы дать дальнейшее испытание объяснительным силам обеих гипотез. Дифракция или инфлексия света, открытая Гримальди, иезуитом из Болоньи, казалось, указывала на то, что лучи света отклоняются от своего прямого курса, просто проходя вблизи тел любого описания. Эти явления, которые очень любопытны и прекрасны, были детально исследованы Ньютоном и отнесены им к действию сил отталкивания, распространяющихся на заметное расстояние от поверхностей тел; и его объяснение, насколько это касается известных ему фактов, представляется столь удовлетворительным, сколь можно было разумно ожидать в то время; и гораздо более таковым, чем все, что могло быть в то время представлено со стороны гипотезы Гюйгенса, которая, по сути, казалась неспособной дать какое-либо объяснение им вообще.

(278.) Другой класс тонких и блестящих оптических явлений, который начал привлекать внимание несколько ранее времени Ньютона, казалось, ставил обе гипотезы в равное затруднение. Это были цвета, проявляемые очень тонкими пленками, либо жидкости (такой как мыльный пузырь), либо воздуха, как когда два стекла накладываются друг на друга, и между ними находится только воздух. Эти цвета были исследованы Ньютоном с тщательностью и вниманием, совершенно беспримерными в экспериментальной философии того времени, и с которыми мало исследований, предпринятых с тех пор, могут соперничать. Их результатом была теория весьма своеобразного характера, которую он обосновал на гипотезе того, что он назвал приступами легкого прохождения и отражения; и которая предполагала, что каждый луч света при своем движении периодически проходит через последовательность состояний, таких, которые попеременно располагали бы его к проникновению или отражению назад от поверхности тела, на которое он мог бы упасть. Самый простой способ, которым читатель может представить эту гипотезу, — это рассматривать каждую частицу света как своего рода маленький магнит, быстро вращающийся вокруг своего собственного центра, пока он продвигается по своему курсу, и таким образом попеременно представляющий свой притягивающий и отталкивающий полюс, так что когда он прибывает к поверхности тела своим отталкивающим полюсом вперед, он отталкивается и отражается; а когда наоборот — притягивается, так что входит в поверхность. Ньютон, однако, очень осторожно избегал объявления своей теории в этой или любой подобной форме, ограничиваясь полностью общим языком. Вследствие этого всеми его последователями было уверенно заявлено, что учение о приступах легкого отражения и прохождения, как оно изложено им, по существу есть не что иное, как изложение фактов. Если бы это было так, ясно, что любая другая теория, которая предложила бы справедливый отчет о тех же явлениях, должна была бы в конечном итоге включать и совпадать с теорией Ньютона. Но это, как мы сейчас увидим, не так; и этот пример должен служить для того, чтобы сделать нас чрезвычайно осторожными в том, как мы используем при изложении физических законов, выведенных из эксперимента, язык, который включает в себя что-либо в малейшей степени теоретическое, если мы хотим представить сами законы в форме, которую никакое будущее исследование не изменит или не опровергнет.

(279.) Третий класс оптических явлений, которые были также открыты, когда Ньютон был еще занят своими оптическими исследованиями, был тот, который проявляется двояко преломляющими кристаллами. В чем состоит явление двойного преломления, мы уже имели случай объяснить. Сам факт был впервые замечен Эразмом Бартолином в кристалле, называемом исландским шпатом; и был изучен с вниманием Гюйгенсом, который установил его законы и отнес его с замечательной изобретательностью и успехом к своей теории света, путем дополнительной гипотезы такого строения своей эфирной среды внутри кристалла, которое позволило бы ей передавать импульс быстрее в одном направлении, чем в другом: как если бы, например, мы предположили звук, передаваемый через воздух с разной степенью быстроты в вертикальном и горизонтальном направлениях.

(280.) Некоторые замечательные факты, сопровождающие двойное преломление, производимое исландским шпатом, которые наблюдали Бартолин, Гюйгенс и Ньютон, привели последнего к странной идее, что луч света после своего выхода из такого кристалла приобретает стороны, то есть отдельные отношения к окружающему пространству, которые он несет с собой через весь свой последующий путь и которые дают начало всем тем любопытным и сложным явлениям, которые теперь известны под названием поляризации света. Эти результаты, однако, показались столь необычными и предлагали так мало зацепок для дальнейшего исследования, что их изучение прекратилось, как будто по общему согласию; сам Ньютон ограничился тем, что решительно настаивал на кажущейся несовместимости этих свойств с учением Гюйгенса, но не делая никакой попытки объяснить их своей собственной теорией.

(281.) С периода оптических открытий Ньютона до начала нынешнего столетия не было сделано большого приращения к нашему знанию о природе света, если исключить одно, которое, в силу своего неоценимого практического применения, всегда должно занимать видное место в анналах как искусства, так и науки: мы имеем в виду открытие принципа ахроматического телескопа, которое возникло в дискуссии между знаменитым геометром Эйлером, Клингеншерной, выдающимся шведским философом, и нашим соотечественником, замечательным оптиком Доллондом, по поводу некоторых абстрактных теоретических исследований первого, которые привели его к размышлениям о его возможности и которые в конечном итоге завершились его полным и счастливым исполнением последним; памятный случай в науке, хотя и не единичный, когда спекулятивный геометр в своей комнате, вдали от мира и существуя среди абстракций, породил взгляды, имеющие благороднейшее практическое применение.

(282.) Объяснение, которое наше знание оптических законов дает механизму глаза и процессу, посредством которого осуществляется зрение, столь же полно и удовлетворительно, как и объяснение слуха посредством распространения движения через воздух. Камера-обскура, изобретенная Баптистой Портой в 1560 году, дала первую идею о том, как фактические изображения внешних объектов могут быть переданы в глаз, но лишь спустя значительный промежуток времени Кеплер, бессмертный первооткрыватель тех великих законов, которые регулируют периоды и движения планет, указал отчетливо на функции, выполняемые различными частями глаза в акте зрения. От этого до изобретения телескопа и микроскопа, казалось бы, небольшой шаг, но он обязан скорее случаю, чем замыслу; и его переизобретение Галилеем, на основе простого описания его эффектов, может служить, среди тысячи подобных примеров, для того чтобы показать, что неоценимые практические применения лежат открытыми перед нами, если мы только сможем однажды заставить себя представить их возможность, урок, который само изобретение ахроматического телескопа, как мы рассказали о нем выше, не менее сильно иллюстрирует.

(283.) Маленький инструмент, с помощью которого были сделаны блестящие открытия Галилея, едва ли превосходил по мощности обычный искатель наших дней; но он быстро совершенствовался и в руках Гюйгенса достиг гигантских размеров и очень большой мощности. Именно для того, чтобы избежать необходимости в огромной длине, требуемой для этих телескопов, и все же обеспечить ту же мощность, Грегори и Ньютон изобрели зеркальный телескоп, который с тех пор стал гораздо более мощным инструментом, чем, вероятно, когда-либо предполагали его первоначальные изобретатели.

(284.) Телескоп, в том виде, в каком он существует в настоящее время, с улучшениями в его структуре и исполнении, которые осуществили современные мастера, должен, безусловно, быть причислен к высочайшим и наиболее утонченным произведениям человеческого искусства; тому, в котором человек смог наиболее близко приблизиться к мастерству природы и которое даровало ему, если не другое чувство, то по крайней мере возвышение уже имеющегося у него, которое заслуживает почти того, чтобы рассматриваться как новое. И не кажется, что он еще достиг своего окончательного совершенства, границы которому, действительно, трудно назначить, когда мы принимаем во внимание удивительный прогресс, который делает мастерство всякого рода, и деликатность, далеко превосходящую таковую прежних времен, с которой теперь могут обрабатываться материалы, а также остроумные изобретения и комбинации, которые каждый год приносит для достижения тех же целей средствами, доселе не испробованными.

(285.) После долгого оцепенения знание свойств света начало делать новый прогресс около конца прошлого столетия, продвигаясь с ускоренной быстротой, которая продолжается без ослабления до настоящего времени. Пример был подан нашим покойным замечательным и оплакиваемым соотечественником, доктором Волластоном, который переисследовал и подтвердил законы двойного преломления в исландском шпате, объявленные Гюйгенсом. Внимание, таким образом привлеченное к предмету, геометрия Лапласа вскоре нашла средства объяснить по крайней мере одну часть тайны этого странного явления, с помощью ньютоновской теории света, примененной при определенных предполагаемых условиях; и рассуждение, которое привело его к результату (в то время совершенно неожиданному), может по справедливости рассматриваться как одно из его самых счастливых усилий. Продолжение предмета, который теперь приобрел высокую степень интереса, поощрялось предложением премии со стороны Французской академии наук; и именно в мемуаре, который получил эту почетную награду по тому случаю, в 1810 году, Малюс, отставной офицер инженерных войск французской армии, объявил о великом открытии поляризации света путем обычного отражения от поверхности прозрачного тела.

(286.) Малюс обнаружил, что когда пучок света отражается от поверхности такого тела под определенным углом, он приобретает точно такое же странное свойство, которое запечатлевается на нем в акте двойного преломления и которое Ньютон ранее выразил, сказав, что он обладает сторонами. Это было первым обстоятельством, которое указало на связь между этим доселе таинственным явлением и любыми обычными модификациями света; и оно в конечном итоге оказалось средством приведения всего этого в пределы, если не полного объяснения, то по крайней мере весьма правдоподобного теоретического представления. Так верно в науке замечание Бэкона, что никакое естественное явление не может быть адекватно изучено само по себе, но, чтобы быть понятым, должно рассматриваться в связи со всей природой.

(287.) Новый класс явлений, таким образом раскрытый, был немедленно изучен с прилежанием и успехом, как за границей Малюсом и Араго, так и на родине нашим соотечественником доктором Брюстером, и их законы исследованы с тщательностью, соразмерной их важности; когда другой и, по-видимому, еще более необычный класс явлений представился в производстве самых ярких и прекрасных цветов (во всем напоминающих те, что наблюдались Ньютоном в тонких пленках воздуха или жидкостей, только бесконечно более развитых и поразительных) в некоторых прозрачных кристаллических веществах, когда они разделены на плоские пластины в определенных направлениях и подвергнуты воздействию пучка поляризованного света. Внимательное исследование этих цветов Волластоном, Био и Араго, но более особенно Брюстером, быстро привело к раскрытию серии оптических явлений, столь разнообразных, столь блестящих и очевидно столь тесно связанных с наиболее важными моментами, относящимися к сокровенному строению кристаллических тел, что вызвало высочайший интерес — тот род интереса, который возникает, когда мы чувствуем, что находимся накануне какого-то необычайного открытия, и ожидаем каждую минуту, что появится какой-то ведущий факт, который прольет свет на все, что кажется неясным, и приведет в порядок все, что кажется аномальным.

(288.) Это ожидание не было обмануто. Столь давно до времени, о котором мы говорим, как первый год нынешнего столетия, наш прославленный соотечественник, покойный доктор Томас Юнг, установил принцип в оптике, который, рассматриваемый как физический закон, едва ли имеет себе равных по красоте, простоте и широте применения во всем круге науки. Рассматривая способ, которым вибрации двух музыкальных звуков, прибывающих одновременно к уху, воздействуют на чувство впечатлением звука или тишины в зависимости от того, способствуют ли они или противодействуют эффектам друг друга, он был приведен к идее, что то же самое должно быть справедливо для света, как и для звука, если теория, которая делает свет аналогичным звуку, является истинной; и что, следовательно, два луча света, исходящие из одного и того же источника, в один и тот же момент и прибывающие в одно и то же место разными путями, должны усиливать или полностью или частично уничтожать эффекты друг друга в зависимости от разницы в длине путей, описанных ими. То, что два света должны при любых обстоятельствах соединяться, чтобы произвести тьму, может показаться странным, но это буквально верно; и это было даже замечено давно как странный и необъяснимый факт Гримальди в его экспериментах по инфлексии света. Экспериментальные средства, которыми доктор Юнг подтвердил этот принцип, который известен в оптике под названием интерференции лучей света, были столь же просты и удовлетворительны, как и сам принцип прекрасен; но верификации его, извлеченные из объяснения, которое он дает явлениям, по-видимому, наиболее отдаленным, еще более таковы. Цвета тонких пленок Ньютона были первыми явлениями, к которым их автор применил его с полным успехом. Его следующим замечательным применением было применение к явлениям дифракции, чему, в руках г-на Френеля, позднего выдающегося французского геометра, он также предоставил полное объяснение, и притом в случаях, к которым гипотеза Ньютона, по-видимому, не могла быть применена, и через усложнение обстоятельств, которые могли бы служить очень суровым испытанием для любой гипотезы.

(289.) Простой и прекрасный эксперимент по интерференции поляризованного света, принадлежащий Френелю и Араго, позволил им применить закон доктора Юнга к цветам, производимым кристаллическими пластинами в поляризованном пучке, и тем самым предоставил ключ ко всем сложностям этих великолепных, но сложных явлений. Ничего теперь не недоставало для рациональной теории двойного преломления, кроме как создать гипотезу о некотором способе, которым свет мог бы мыслиться распространяющимся через упругую среду, предполагаемую передающей его, таким образом, чтобы не быть противоречащим ни одному из фактов, ни общим законам динамики. Эта существенная идея, без которой все, что было сделано ранее, было бы неполным, была также предоставлена доктором Юнгом, который, с проницательностью, которая сделала бы честь самому Ньютону, объявил, что для приспособления учения Гюйгенса к явлениям поляризованного света необходимо мыслить способ распространения светового импульса через эфир иначе, чем способ звукового импульса через воздух. В последнем частицы воздуха продвигаются и отступают; в первом частицы эфира должны предполагаться дрожащими латерально.

(290.) Принимая это как основу своих рассуждений, Френель преуспел в возведении на ней теории поляризации и двойного преломления, столь счастливой в своей адаптации к фактам и в совпадении с опытом результатов, выведенных из нее посредством самого сложного анализа, что трудно представить ее необоснованной. Если это так, то это по крайней мере самая любопытно искусственная система, которую когда-либо видела наука; и является ли она таковой или нет, до тех пор, пока она служит для группировки в одном всеобъемлющем поле зрения массы фактов, почти бесконечных по числу и разнообразию, для рассуждения от одного к другому и для установления аналогий и отношений между ними; на какой бы гипотезе она ни основывалась, или какие бы произвольные допущения она ни делала относительно структур и способов действия, она никогда не может рассматриваться иначе как самое реальное и важное приращение к нашему знанию.

(291.) Тем не менее, отнюдь не невозможно, что ньютоновская теория света, если ее культивировать с таким же прилежанием, как гюйгенсовскую, могла бы привести к столь же правдоподобному объяснению явлений, ныне рассматриваемых как находящиеся вне ее досягаемости. Г-н Био является автором гипотезы, которую мы уже упоминали, о вращательном движении частиц света вокруг их осей. Он использовал ее только для весьма ограниченной цели; но она могла бы, несомненно, быть доведена гораздо дальше; и путем допущения только регулярного испускания световых частиц через равные интервалы времени и в подобных состояниях движения от светящегося тела, что не кажется очень вынужденным предположением, все явления интерференции, по крайней мере, были бы объяснены достаточно легко без допущения эфира.

(292.) Оптическое исследование кристаллических веществ дает один из многих прекрасных примеров того прояснения, которое каждая отрасль науки способна дать каждой другой. Неутомимые исследования доктора Брюстера и других показали, что явления, проявляемые поляризованным светом при его прохождении через кристаллы, дают верное указание на наиболее важные моменты, относящиеся к строению самих кристаллов, и таким образом становятся ценнейшими признаками, по которым можно распознать их внутреннее строение. Именно Ньютон первым показал, какое значение как физический признак — как указание на другие свойства — может приобрести действие тела на свет; но признаки, предоставляемые использованием поляризованного света как инструмента экспериментального исследования, столь заметны и сокровенны, что можно почти сказать, что они снабдили нас своего рода интеллектуальным чувством, посредством которого мы способны исследовать внутреннее расположение тех удивительных структур, которые Природа воздвигает своей утонченной и невидимой архитектурой, с деликатностью, ускользающей от нашего понимания, но с симметрией и красотой, которыми мы никогда не устаем восхищаться. С этой точки зрения наука оптика оказала минералогии и кристаллографии услуги не менее важные, чем астрономии изобретением телескопа или естественной истории — микроскопа; в то время как отношения, которые были обнаружены существующими между оптическими свойствами тел и их кристаллическими формами, и даже их химическими привычками, дали многочисленные и прекрасные примеры общих законов, заключенных из трудоемкой и мучительной индукции, и любопытно иллюстрирующих простоту природы, как она медленно выходит из запутанной массы частностей, в которых, поначалу, ни порядок, ни связь не могут быть прослежены.

ГЛ. III.

О КОСМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЯХ.

Астрономия и небесная механика.

(293.) Астрономия, как было замечено в первой части этого дискурса, как наука наблюдения, сделала значительный прогресс среди древних: действительно, это была единственная отрасль физической науки, которую можно было рассматривать как культивировавшуюся ими с какой-либо степенью прилежания или реального успеха. Халдейские и египетские записи предоставили материалы, из которых движения солнца и луны могли быть вычислены с достаточной точностью для предсказания затмений; и некоторые замечательные циклы, или периоды лет, в которые лунные затмения возвращаются почти в том же порядке, были установлены наблюдением. Учитывая крайнее несовершенство их средств измерения времени и пространства, это было, пожалуй, столько, сколько можно было ожидать в тот ранний период, и это продолжалось некоторое время в философском духе справедливого размышления, который, если бы был продолжен, едва ли мог не привести к здравым и важным заключениям.

(294.) К сожалению, однако, философия Аристотеля установила как принцип, что небесные движения регулируются законами, свойственными им самим и не имеющими родства с теми, которые преобладают на земле. Проведя таким образом широкую и непроходимую линию разделения между небесной и земной механикой, она поместила первую совершенно вне рамок экспериментального исследования, в то же время препятствуя прогрессу последней допущением принципов относительно естественных и неестественных движений, поспешно принятых из самых поверхностных и беглых замечаний, не заслуживающих даже названия наблюдения. Астрономия, следовательно, оставалась веками наукой простого учета, в которой теория не играла никакой роли, кроме как в той мере, в какой она пыталась примирить неравенства небесных движений с тем принятым законом равномерного кругового обращения, который один только считался совместимым с совершенством небесного механизма. Отсюда возник громоздкий, если не самопротиворечивый, массив гипотетических движений солнца, луны и планет по кругам, центры которых переносились вокруг в других кругах, а эти опять в других без конца — «цикл на эпицикле, орбита на орбите», — пока наконец, по мере того как наблюдение становилось более точным и постоянно добавлялись новые эпициклы, абсурдность столь громоздкого механизма не стала слишком очевидной, чтобы ее терпеть. Были выражены сомнения, которым сарказм монарха придал хождение, которого они могли не получить в период, когда люди едва осмеливались довериться самим себе, чтобы думать; и наконец Коперник, провозглашая свое собственное или возрождая пифагорейское учение, которое помещает солнце в центр нашей системы, придал астрономии простоту, которая, в контрасте со сложностью предшествующих взглядов, сразу же снискала согласие.

(295.) Элегантный писатель, которого мы уже имели случай цитировать, кратко и изящно объяснил смутные понятия, которые так долго преобладали относительно строения нашей системы, и трудность, испытываемую в приобретении истинного понятия о расположении ее частей. «Мы видим ее», — замечает он, — «не в плане, а в сечении». Причина этого в том, что наша точка наблюдения лежит в ее общей плоскости, но понятие, которое мы стремимся сформировать о ней, — это не понятие ее сечения, а ее плана. Это как если бы мы попытались прочитать книгу или разобрать страны на карте, имея глаз на уровне бумаги. Мы можем судить непосредственно о расстояниях объектов только по их размерам, или, скорее, об их изменении расстояния по их изменению размера; также у нас нет никаких средств установления, иначе как косвенно, даже их положений, одного среди другого, из их кажущихся мест, как они видны нами. Теперь, вариации в кажущемся размере солнца и луны слишком малы, чтобы допустить точное измерение без использования телескопа, а тела планет даже не могут быть различимы как имеющие какой-либо отчетливый размер невооруженным глазом.

(296.) Коперниканская система, однажды принятая, однако, эта трудность концепции, по крайней мере, эффективно преодолевается, и становится простой задачей геометрии и вычисления определить, из наблюдаемых мест планеты, ее реальную орбиту вокруг солнца и другие обстоятельства ее движения. Это Кеплер выполнил для орбиты Марса, которую он установил как эллипс, имеющий солнце в одном из своих фокусов; и тот же закон, будучи распространенным путем индуктивной аналогии на все планеты, был найден подтвержденным в случае каждой. Это, вместе с другими замечательными законами, которые обычно цитируются в физической астрономии под названием законов Кеплера, составляет, несомненно, самую важную и прекрасную систему геометрических отношений, которые когда-либо были открыты простым индуктивным процессом, независимым от какого-либо рассмотрения теоретического рода. Они включают в себя компендиум движений всех планет и позволяют нам назначать их места на их орбитах в любой момент времени прошлого или будущего (не принимая во внимание их взаимные возмущения), при условии, что некоторые чисто геометрические задачи могут быть численно решены.

(297.) Это было не так, однако, долго после времени Кеплера, что реальная важность этих законов могла быть прочувствована. Рассматриваемые сами по себе, они предлагали, это правда, прекрасный пример регулярного и гармоничного расположения в величайшем из всех творений, и поразительный контраст громоздкому механизму циклов и эпициклов, которые предшествовали им; но там их полезность, казалось, заканчивалась, и, действительно, Кеплера упрекали, и не без видимости причины, в том, что он сделал фактическое вычисление мест планет более трудным, чем прежде, ресурсы геометрии были тогда неадекватны для решения задач, к которым приводило строгое применение его законов.

(298.) Первым результатом изобретения телескопа и его применения к астрономическим целям, Галилеем, было открытие диска и спутников Юпитера — системы, предлагающей прекрасную миниатюру той большей, частью которой она является, и представляющей глазу чувства, в один взгляд, то расположение частей, которое в самой планетарной системе различается только глазом разума и воображения (см. 195). Кеплер имел удовлетворение видеть установленным, что закон, который он открыл для связи времен обращения планет с их расстояниями от солнца, остается в силе также при применении к периодам обращения этих маленьких спутников вокруг центра их главного; таким образом, демонстрируя его как нечто большее, чем просто эмпирическое правило, и зависящее от сокровенной природы самого планетарного движения.

(299.) Было возражено против учения Коперника, что, если бы оно было истинным, Венера должна была бы появляться иногда рогатой, как луна. На это он ответил, признавая заключение и утверждая, что, если бы мы когда-нибудь смогли увидеть ее фактическую форму, она бы выглядела так. Легко представить, с какой силой это применение поразило бы каждый ум, когда телескоп подтвердил это предсказание и показал планету точно так, как и философ, и его оппоненты согласились, она должна была бы выглядеть. История науки предлагает, пожалуй, только один пример, аналогичный этому. Когда доктор Хаттон изложил свою теорию консолидации горных пород путем применения тепла, на большой глубине под дном океана, и особенно мрамора путем фактического плавления; было возражено, что, каким бы ни был случай с другими, с известняковыми или мраморными породами, по крайней мере, невозможно допустить такую причину консолидации, поскольку тепло разлагает их вещество и превращает его в негашеную известь, вытесняя углекислый газ и оставляя вещество, совершенно неплавкое и неспособное даже к агглютинации от тепла. На это он ответил, что давление, под которым применялось тепло, предотвратило бы выход углекислого газа; и что, будучи удержанным, можно было бы ожидать, что он придаст ту плавкость соединению, которой не хватало простой негашеной извести. Следующее поколение увидело это предвосхищение превращенным в наблюдаемый факт и подтвержденным прямыми экспериментами сэра Джеймса Холла, который фактически преуспел в расплавлении мрамора, удерживая его углекислый газ под сильным давлением.

(300.) Кеплер, среди множества смутных и даже диких спекуляций о причинах движений, законы которых он развил столь прекрасно и с таким терпеливым трудом, получил проблеск общего закона инерции материи, как применимого к великим массам небесных тел, так и к тем, с которыми мы знакомы на земле. После Кеплера Галилей, в то время как он нанес завершающий удар аристотелевским догмам, которые воздвигли барьер между законами небесного и земного движения, своим мощным аргументом и язвительной насмешкой, способствовал, своими исследованиями законов падающих тел и движений снарядов, заложению фундамента истинной системы динамики, посредством которой движения могли быть определены из знания сил, производящих их, и силы из движений, которые они производят. Гук пошел еще дальше и получил вид столь отчетливый способа, которым планеты могли быть удержаны на своих орбитах притяжением солнца, что, если бы его математические достижения были равны его философской проницательности, и его научные занятия были менее разнообразными и беспорядочными, едва ли можно сомневаться, что он пришел бы к знанию закона гравитации.

(301.) Но все, что было сделано к этой великой цели, до Ньютона, могло рассматриваться только как сглаживание некоторых первых препятствий и подготовка состояния знания, в котором силы, подобные его, могли быть эффективно применены. Его удивительная комбинация математического мастерства с физическим исследованием позволила ему изобретать, по желанию, новые и неслыханные методы исследования эффектов тех причин, которые его ясный и проницательный ум обнаружил в действии. Какую бы отрасль науки он ни затронул, можно сказать, что он сформировал ее заново. Восходя серией тесно сжатых индуктивных аргументов к высшим аксиомам динамической науки, он преуспел в применении их к полному объяснению всех великих астрономических явлений и многих более мелких и более загадочных. Делая это, он имел все, чтобы создать: математика его века оказалась совершенно неадекватной для борьбы с многочисленными трудностями, которые должны были быть преодолены; но это, столь далекое от того, чтобы обескуражить его, служило только для предоставления новых возможностей для проявления его гения, который, в изобретении метода флюксий, или, как он теперь более обще называется, дифференциального исчисления, предоставил средство открытия, имеющее ту же пропорцию к методам, ранее бывшим в употреблении, какую паровая машина имеет к механическим силам, применявшимся до ее изобретения. Об оптических открытиях Ньютона мы уже говорили; и если величина объектов его астрономических открытий возбуждает наше восхищение умственными силами, которые могли так фамильярно охватить их, миниатюрность исследований, в которые он там установил первый пример вхождения, не менее рассчитана на то, чтобы произвести соответствующее впечатление. В какую бы сторону мы ни повернули наш взгляд, мы находим себя вынужденными склониться перед его гением и назначить имени Ньютона место в нашем почитании, которое не принадлежит никакому другому в анналах науки. Его эра знаменует собой достигнутую зрелость человеческого разума, как примененного к таким объектам. Все, что было до этого, могло быть более правильно сравнено с первыми несовершенными попытками детства или эссе неискушенной, хотя и многообещающей, юности. Все, что было с тех пор выполнено, как бы велико оно ни было само по себе и достойно столь блестящего и благоприятного начала, никогда, с точки зрения интеллектуального усилия, не превосходило то удивительное, которое произвело Principia.

(302.) В этом великом труде Ньютон показывает, что все известные в его время небесные движения являются следствиями простого закона: каждая частица материи притягивает любую другую частицу во Вселенной с силой, прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними, и сама притягивается с равной силой. Исходя из этого, он объясняет, как возникает притяжение между огромными сферическими массами, из которых состоит наша система, регулируемое законом, в своем выражении в точности подобным; как эллиптические движения планет вокруг Солнца и спутников вокруг их главных тел, согласно точным правилам, индуктивно выведенным Кеплером, являются необходимыми следствиями того же общего закона силы; и как орбиты самих комет суть лишь частные случаи планетных движений. Переходя затем к приложениям большей трудности, он объясняет, как запутанные неравенства движения Луны возникают вследствие возмущающего действия Солнца; как приливы возникают из неравного притяжения Солнца, а также Луны, воздействующего на Землю и окружающий её океан; и, наконец, как прецессия равноденствий является необходимым следствием того же самого закона.

(303.) Непосредственные преемники Ньютона нашли себе полное занятие в проверке его открытий, а также в расширении и совершенствовании математических методов, которые, как стало очевидно, должны были стать ключами к неисчерпаемой сокровищнице знаний. Одновременное, но независимое открытие Лейбницем метода математического исследования, во всех отношениях сходного с методом Ньютона, хотя и породило долю национального соперничества, о чем теперь можно лишь сожалеть, возымело эффект стимулирования континентальных геометров к его развитию и придало ему характер, более независимый от античной геометрии, к которой Ньютон был особенно привязан. Для науки было удачей, что это произошло; ибо вскоре обнаружилось, что (за одним прекрасным исключением со стороны нашего соотечественника Маклорена, за которым, спустя долгий промежуток времени, последовал покойный профессор Робисон из Эдинбурга, с равным изяществом) геометрия Ньютона была подобна луку Улисса, который никто, кроме его хозяина, не мог натянуть; и что для того, чтобы сделать его методы применимыми за пределами тех точек, до которых он сам их довёл, необходимо было лишить их всякого следа того античного облачения, в которое он любил их облекать. Однако соотечественники Ньютона были весьма неохотны делать это; и они поплатились тем, что оказались обречены на положение сторонних наблюдателей, в то время как их континентальные соседи, как в Германии, так и во Франции, с соревновательной быстротой продвигались вперёд на поприще физико-математических открытий.

(304.) Наследие в области исследований, которое, можно сказать, оставил Ньютон своим преемникам, было поистине огромным. Проследить во всех тонкостях следствия закона тяготения; объяснить все неравенства планетных движений и бесконечно более сложные, а для нас и более важные, движения Луны; и дать то, о чём сам Ньютон, безусловно, никогда не имел представления, — доказательство устойчивости и постоянства системы при всём накапливающемся влиянии её внутренних возмущений; этот труд и этот триумф были уготованы следующему веку и были разделены поочерёдно Клеро, Д’Аламбером, Эйлером, Лагранжем и Лапласом. Тем не менее предмет столь обширен, а чисто математические изыскания, к которым он ведёт, столь трудны и запутанны, что может потребоваться ещё столетие, чтобы завершить эту задачу. Недавние открытия астрономов предоставили геометрам этого и следующего поколений материал для исследований, по трудности своей далеко превосходящий всё, что встречалось ранее. К нашей системе было добавлено пять первичных планет; четыре из них — с начала нынешнего столетия, и они, удивительным образом отклоняясь от общей аналогии остальных, представляют собой случаи теоретических трудностей, которые никто ранее не рассматривал. И всё же даже запутанные вопросы, к которым привели эти тела, по-видимому, будут превзойдены теми, что открылись с обнаружением нескольких комет, обращающихся по эллиптическим орбитам, подобно планетам, вокруг Солнца с весьма умеренными периодами. Но ресурсы современной геометрии, по-видимому, отнюдь не исчерпаны, а возрастают вместе с трудностями, с которыми им приходится сталкиваться, и уже среди преемников Лагранжа и Лапласа нынешнее поколение должно перечислить внушительный ряд имён, которые обещают сделать его не менее знаменитым в анналах физико-математических исследований, чем то, которое только что ушло.

(305.) Между тем положения, формы и размеры всех планетных орбит в настоящее время хорошо известны, а их изменения от столетия к столетию в значительной мере определены; и было в общем виде доказано, что все изменения, которые взаимное действие планет друг на друга может произвести в течение неопределённо долгих веков, являются периодическими, то есть возрастающими до определённого предела (и никогда не очень большого), а затем снова убывающими; так что система никогда не может быть разрушена или ниспровергнута взаимным действием своих частей, но постоянно колеблется, так сказать, вокруг некоторого среднего состояния, от которого она никогда не может отклониться до какой-либо катастрофической степени. В частности, исследования Лапласа, Лагранжа и Пуассона показали конечную неизменность среднего расстояния каждой планеты от Солнца и, следовательно, её периода обращения. Опираясь на эти великие открытия, мы способны заглянуть из той точки времени, которую занимаем сейчас, на многие тысячи лет в будущее и предсказать состояние нашей системы без страха перед существенной ошибкой, за исключением той, что может возникнуть от причин, о существовании которых у нас в настоящее время нет оснований предполагать, или от вмешательства, которое мы не имеем права предвидеть.

(306.) Правильный перечень и описание неподвижных звёзд в каталогах, а также точное знание их положения предоставляют единственное эффективное средство, которое мы можем иметь для установления того, каким изменениям они подвержены и какие движения, слишком медленные, чтобы лишить их обычного эпитета «неподвижные», но всё же достаточные, чтобы произвести заметное изменение в течение веков, могут среди них существовать. До изобретения компаса они служили ночными ориентирами для мореплавателей; но для этой цели было достаточно весьма умеренного знания нескольких главных из них. Гиппарх был первым астрономом, который, будучи взволнован появлением новой звезды, задумал идею составления каталога звёзд с целью его использования в качестве астрономической записи, «с помощью которой, — говорит Плиний, — потомки смогут обнаружить не только то, рождаются ли они и умирают, но также и то, меняют ли они свои места и увеличиваются ли они или уменьшаются». Его каталог, содержащий более 1000 звёзд, был составлен примерно за 128 лет до Рождества Христова. Именно в ходе кропотливого обсуждения своих собственных и предшествующих наблюдений за ними, предпринятого с целью составления этого каталога, он впервые распознал факт того медленного, общего продвижения всех звёзд на восток по сравнению с положением точки равноденствия, которое известно под названием прецессии равноденствий и которое Ньютону удалось отнести к движению земной оси, вызванному притяжением Солнца и Луны.

(307.) Со времён Гиппарха в различные периоды истории астрономии составлялись каталоги звёзд, среди которых каталог Улугбека, включающий около 1000 звёзд, составленный в 1437 году, примечателен как труд суверенного правителя, работавшего лично совместно со своими астрономами; а каталог Тихо Браге, содержащий 777 звёзд, составленный в 1600 году, — как возникший вследствие явления, подобного тому, что привлекло внимание Гиппарха. В более недавние времена астрономы, снабжённые лучшими инструментами, которые могли предоставить их соответствующие эпохи, и обосновавшиеся в обсерваториях, щедро наделённых суверенами и правительствами различных европейских наций, соревновались и до сих пор соревнуются друг с другом в увеличении числа зарегистрированных звёзд и придании максимально возможной степени точности определению их мест. Среди них было бы неблагодарностью не отметить особо превосходную серию наблюдений, которая под руководством череды неутомимых и достойных астрономов в течение очень долгого периода продолжала исходить из нашей собственной национальной обсерватории в Гринвиче.

(308.) Расстояние до неподвижных звёзд настолько огромно, что всякая попытка установить предел, в который оно должно укладываться, до сих пор терпела неудачу. Изыскания астрономов всех веков были направлены на установление этого расстояния путём принятия размеров нашей собственной частной системы Солнца и планет или самой Земли в качестве единицы масштаба, на котором оно могло бы быть измерено. Но хотя многие воображали, что их наблюдения дают основания для решения этого интересного вопроса, неизменно случалось так, что либо явления, на которые они полагались, оказывались относимыми к другим, ранее не известным причинам, которые превосходная точность их исследований впервые выявила; либо к ошибкам, возникающим из-за инструментальных несовершенств и неизбежных дефектов самих наблюдений.

(309.) Единственным указанием, которое мы можем ожидать получить относительно фактического расстояния звезды, было бы годовое изменение её видимого положения, соответствующее движению Земли вокруг Солнца, называемое её годовым параллаксом, который есть не что иное, как мера видимого размера земной орбиты, если смотреть на неё со звезды. Многие наблюдатели полагали, что обнаружили измеримую величину этого параллакса; но по мере того как астрономические инструменты совершенствовались, величина, которую они последовательно приписывали ему, постоянно сокращалась в более и более узкие пределы и неизменно была соизмерима с ошибками, к которым используемые инструменты справедливо могли считаться склонными. Вывод, к которому это настоятельно нас подталкивает, заключается в том, что это действительно величина, слишком малая, чтобы допускать отчётливое измерение при нынешнем состоянии наших средств для этой цели; и что, следовательно, расстояние до звёзд должно быть величиной такого порядка, от созерцания которого воображение почти содрогается. Но это увеличение нашего масштаба измерений требует соответствующего расширения концепции во всех других отношениях. То же самое рассуждение, которое помещает звёзды на столь неизмеримую удалённость, возвышает их в то же время до величественных тел, подобных нашему собственному Солнцу и даже далеко превосходящих его, центров, возможно, других планетных систем или выполняющих цели, о которых мы не можем иметь никакого представления, исходя из какой-либо аналогии с тем, что происходит непосредственно вокруг нас.

(310.) Сравнение каталогов, опубликованных в разные периоды, дало повод для многих любопытных замечаний относительно изменений как положения, так и яркости среди звёзд, к открытию переменных звёзд, которые периодически теряют и восстанавливают свой блеск, и к открытию исчезновения нескольких из них с небосвода настолько полно, что не осталось ни малейшего следа, различимого даже мощными телескопами. По мере того как конструкция астрономических и оптических инструментов продолжала совершенствоваться, наше знание о содержимом небес претерпевало соответствующее расширение и в то же время достигало степени точности, которую нельзя было предвидеть в прежние века. Положения всех главных звёзд в северном полушарии и очень многих в южном теперь известны с такой степенью тонкости, которая должна безошибочно обнаружить любые реальные движения, которые могут среди них существовать, и, по сути, сделала это во многих случаях, некоторые из которых весьма примечательны.

(311.) Однако лишь с сравнительно недавнего времени большое внимание стало уделяться меньшим звёздам, среди которых, несомненно, рано или поздно будут выявлены самые интересные и поучительные явления. Их тщательное исследование с помощью мощных телескопов и деликатных инструментов для определения их положений, действительно, уже породило огромные каталоги и массы наблюдений, в которых зарегистрированы тысячи звёзд, невидимых невооружённым глазом; и привело к открытию бесчисленных важных и любопытных фактов, а также раскрыло существование целых классов небесных объектов, природа которых настолько удивительна, что даёт простор для безграничных спекуляций о размерах и строении Вселенной.

(312.) Среди них, пожалуй, наиболее примечательными являются вращающиеся двойные звёзды, или звёзды, которые невооружённому глазу или в слабые телескопы кажутся одиночными; но если их рассмотреть с помощью сильных увеличительных приборов, обнаруживается, что они состоят из двух особей, расположенных почти вплотную друг к другу, и которые, при внимательном наблюдении, (многие из них) оказываются вращающимися по правильным эллиптическим орбитам вокруг друг друга; и, насколько мы смогли до сих пор установить, подчиняются тем же законам, которые регулируют планетные движения. Нет ничего, что могло бы дать более величественное представление о масштабе, на котором построены звёздные небеса, чем эти прекрасные системы. Когда мы видим такие великолепные тела, соединённые в пары, несомненно, той же связью взаимного тяготения, которая удерживает нашу собственную систему, и проносящиеся по своим огромным орбитам в периоды, охватывающие многие столетия, мы сразу признаём, что они должны достигать целей в творении, которые навсегда останутся неизвестными человеку; и что мы здесь достигли точки в науке, где человеческий интеллект вынужден признать свою слабость и почувствовать, что никакая концепция, которую может создать самое дикое воображение, не выдержит ни малейшего сравнения с внутренней величиной предмета.

Геология.

(313.) Исследования физической астрономии, по общему признанию, некомпетентны вернуть нас к истокам нашей системы или к периоду, когда её состояние было в каком-либо существенном отношении иным, чем оно есть сейчас. Насколько позволяют судить действующие ныне причины и насколько наши расчёты позволяют нам оценить их эффекты, мы в равной степени неспособны усмотреть в общих явлениях планетной системы ни свидетельства начала, ни перспективы конца. Геометры, как уже было сказано, доказали, что посреди всех колебаний, которые могут произойти в элементах орбит планет вследствие их взаимного притяжения, общий баланс частей системы всегда будет сохраняться, а каждое отклонение от среднего состояния будет периодически компенсироваться. Но ни исследования физического астронома, ни исследования геолога не дают нам никаких оснований рассматривать нашу систему или земной шар, который мы населяем, как нечто вечное. Напротив, существуют обстоятельства в физическом строении нашей собственной планеты, которые, по крайней мере, смутно указывают на происхождение и формирование, как бы отдалённо это ни было, поскольку было обнаружено, что фигура Земли не является шарообразной, а эллиптической, и что её притяжение таково, что требует от нас признать внутреннюю часть более плотной, чем внешнюю, и что плотность возрастает с некоторой степенью регулярности от поверхности к центру, и притом слоями, расположенными эллиптически вокруг центра, — обстоятельства, которые вряд ли могли бы произойти без некоторого последовательного отложения материалов, которое позволило бы давлению распространяться с определённой степенью свободы от одной части массы к другой, даже если бы мы колебались признать состояние первоначальной текучести.

(314.) Но из таких указаний нельзя заключить ничего определённого; и если мы хотим рассуждать с какой-либо целью о прежнем состоянии нашего земного шара и о последовательности событий, которые время от времени могли изменять состояние и форму его поверхности, мы должны ограничить наши взгляды пределами гораздо более узкими и предметами, гораздо более доступными для наших способностей, чем создание мира или принятие им своей нынешней фигуры. Это, действительно, были излюбленные спекуляции у вымершей ныне породы геологов; но сама наука претерпела полную смену характера даже за последние полвека и, наконец, была эффективно включена в список индуктивных наук. Геологи теперь больше не смущают своё воображение дикими теориями формирования земного шара из хаоса или его прохождения через ряд гипотетических трансформаций, а скорее стремятся к тщательному и точному изучению записей его прежнего состояния, которые они находят неизгладимо запечатлёнными на великих чертах его фактической поверхности, и к свидетельствам прежней жизни и обитания, которые неоспоримо предоставляют органические остатки, внедрённые и сохранившиеся в его пластах.

(315.) Записи такого рода не являются ни редкими, ни расплывчатыми; и хотя устарелость их языка, когда мы пытаемся интерпретировать его слишком детально, может, и, несомненно, часто приводит к недопониманию, всё же его общий смысл в целом однозначен и удовлетворителен. Такие записи учат нас в выражениях, слишком ясных, чтобы быть неправильно понятыми, что вся или почти вся наша нынешняя суша и континенты находились ранее на дне моря, где они получали отложения материалов от износа и разрушения других земель, ныне не существующих, и служили вместилищами для останков морских животных и растений, обитавших в океане над ними, а также для подобных же остатков суши, смытых в его лоно.

(316.) Эти останки время от времени извлекаются на свет; и их изучение предоставило несомненные доказательства прежнего существования состояния одушевлённой природы, широко отличного от того, что ныне наблюдается на земном шаре, и периода, предшествующего тому, в котором он был обиталищем человека, или, скорее, даже серии периодов неизвестной продолжительности, в которые как суша, так и море кишели формами животной и растительной жизни, которые последовательно исчезали и уступали место другим, а те, в свою очередь, — новым расам, постепенно приближающимся всё более и более к тем, что населяют их сейчас, и, наконец, включающим виды, имеющие своих существующих двойников.

(317.) Эти обломки прежнего состояния природы, столь чудесно сохранившиеся (подобно древним медалям и надписям в руинах империи), предоставляют своего рода грубую хронологию, с помощью которой последовательные отложения пластов, в которых они найдены, могут быть размечены на эпохи, более или менее определённо завершённые, и каждая из которых характеризуется некоторой особенностью, позволяющей нам распознать отложения любого периода, в какой бы части мира они ни были найдены. И, насколько это было до сих пор исследовано, порядок последовательности, в которой формировались эти отложения, по-видимому, был одним и тем же в каждой части земного шара.

(318.) Многие из пластов, которые таким образом несут явные следы того, что они были отложены на дне моря и, конечно, в горизонтальном состоянии, теперь найдены в положении, сильно наклонённом к горизонту, а иногда даже вертикальном. И они часто несут не менее явные следы насилия в своём изгибе и изломе, смещении частей, которые когда-то были смежными, и существовании огромных скоплений разбитых фрагментов, которые дают всякое доказательство того, что было применено большое насилие при совершении по крайней мере некоторых из произошедших изменений.

(319.) Помимо пород, которые несут это внутреннее свидетельство подводного отложения, есть много таких, которые не демонстрируют подобных доказательств, но, напротив, имеют всякий вид того, что обязаны своим происхождением вулканам или какому-либо другому способу вулканического действия; и в каждой части мира, и среди пластов всех возрастов, встречаются свидетельства такого действия, столь обильные и в таком масштабе, что указывают на вулкан и землетрясение как на агентов, которые могли быть причастны к производству тех изменений уровня и тех насильственных смещений, которые, как мы видим, имели место.

(320.) Во всяком случае, при объяснении этих изменений геологи больше не прибегают, как прежде, к причинам чисто гипотетическим, таким как смещение земной оси вращения, заставляющее море затоплять сушу вследствие изменения положения длинных и коротких диаметров сфероидальной фигуры, ни к приливам, вызванным притяжением комет, внезапно приближающихся очень близко к Земле, ни к каким другим причудливым и произвольно принятым гипотезам; но скорее стремятся ограничиться тщательным рассмотрением причин, явно действующих в настоящее время, с целью установить, насколько они, в первую очередь, способны объяснить наблюдаемые факты, и таким образом законно выявить, как остаточные явления, те эффекты, которые не могут быть объяснены таким образом. Когда это будет в некоторой мере достигнуто, мы сможем с большей уверенностью, чем сейчас, судить о необходимости признания долгой последовательности ужасных и опустошительных катастроф и катаклизмов — эпох ужасающего смятения и насилия, которые многие геологи (возможно, справедливо) считают необходимыми для объяснения существующих черт мира. Мы научимся различать эффекты, требующие для своего производства внезапного применения конвульсивных и разрушительных усилий, и те, вероятно, не менее обширные изменения, которые могли быть произведены силами, равными или более мощными, но действующими с меньшей нерегулярностью и распределёнными во времени так, чтобы не производить ни одного из тех интеррегнумов хаотической анархии, которые мы склонны считать (возможно, ошибочно) великими обезображиваниями столь прекрасного и гармоничного порядка, как порядок природы.

(321.) Но справедливо оценить эффекты причин, действующих ныне в геологии, — задача не из лёгких. Не существует априорного или дедуктивного процесса, с помощью которого мы могли бы оценить величину ежегодной эрозии, например, континента под действием метеорных агентов, дождя, ветра, мороза и т. д., ни количество разрушений, произведённых на его побережьях прямой силой моря, ни количество лавы, выбрасываемой ежегодно вулканами по всей поверхности Земли, ни какой-либо подобный эффект. А консультироваться с опытом по всем таким пунктам — процесс медленный и мучительный, если к нему правильно подходить, и очень ненадёжный, если он выполняется лишь частично. Многое, следовательно, в настоящее время должно быть оставлено на усмотрение мнения и того рода ясно судящего такта, который иногда предвосхищает опыт; но это не должно стоять на пути наших усилий получить точную информацию по таким пунктам, с помощью которой одной геология может быть превращена, если не в экспериментальную науку, то, по крайней мере, в науку того рода активного наблюдения, которое составляет ближайшее приближение к ней, где фактический эксперимент невозможен.

(322.) Возьмём, к примеру, вопрос: «Каково фактическое направление, в котором происходят изменения относительного уровня между существующими континентами и морями?» Если мы обратимся к частичному опыту, то есть ко всей информации, которой мы располагаем относительно древних морских отметок, промеров глубин и т. д., мы лишь обнаружим, что запутались в массе противоречивых, потому что несовершенных, свидетельств. Очевидно, что единственный способ решить этот вопрос — это установить посредством очень точных и тщательных наблюдений на надлежащих станциях на побережьях, выбранных в точках, где существуют естественные отметки, не подверженные изменениям в течение по крайней мере столетия, истинное возвышение таких отметок над средним уровнем моря и умножить эти станции в достаточной степени по всему земному шару, чтобы быть способными предоставить реальное доступное знание. Теперь, это не очень лёгкая операция (учитывая требуемую точность); ибо средний уровень моря не может быть определён ни одним наблюдением, так же как средняя высота барометра на данной станции, будучи подверженным как периодическим, так и случайным колебаниям из-за приливов, ветров, волн и течений. И всё же, если бы был сконструирован инструмент, приспособленный для этой цели, и сделан легкодоступным, а правила для его использования тщательно составлены, нет сомнения, что мы вскоре (благодаря усердию наблюдателей, разбросанных по всему миру) оказались бы в обладании ценнейшей массой информации, которая не могла бы не предоставить точку отправления для следующего поколения и не дать основания для единственного рода аргумента, который когда-либо может быть убедительным по таким предметам.

(323.) Геология, по величию и возвышенности объектов, о которых она трактует, несомненно, занимает в шкале наук место вслед за астрономией; подобно астрономии, её прогресс зависит от постоянного накопления наблюдений, проводимых веками. Но, в отличие от астрономии, наблюдения, от которых она зависит, если принять во внимание весь масштаб исследуемого предмета, едва ли можно сказать, что они более чем начаты. И всё же, чтобы компенсировать это, есть другое важное различие: в то время как в последней науке невозможно вспомнить прошлое или предвидеть будущее, и наблюдение, как следствие, ограничено единственным фактом в единственный момент; в первой записи прошлого всегда присутствуют; — их можно изучать и переизучать столько раз, сколько мы пожелаем, и они не требуют ничего, кроме усердия и суждения, чтобы поставить нас в обладание всем их содержанием. Лишь очень малая часть поверхности нашего земного шара, однако, была точно изучена в деталях, и из этой малой части мы способны лишь поцарапать самую внешнюю оболочку, ибо именно так мы должны рассматривать те раскопки, которые мы склонны считать исследованием недр Земли; поскольку самые глубокие шахты, которые были прорыты, проникают на глубину, едва превышающую десятитысячную часть расстояния между её поверхностью и центром. Конечно, индукции, основанные на столь ограниченном изучении, могут рассматриваться лишь как предварительные, за исключением тех примечательных случаев, когда одни и те же великие формации в одном и том же порядке были распознаны в очень отдалённых кварталах и без исключения. Это, однако, не может долго оставаться так. Дух, с которым предмет преследовался многие годы в нашей собственной стране, был вознаграждён столь богатым урожаем удивительных и неожиданных открытий и довёл исследование нашего острова до таких деталей, что вызвал соответствующий дух среди наших континентальных соседей; в то время как то же рвение, которое воодушевляет наших соотечественников на родном берегу, сопровождает их в их пребывании за границей и уже начало поставлять фонд информации относительно геологии наших индийских владений, а также любой другой точки, куда может проникнуть английский интеллект и исследование.

(324.) Ничто не может быть более желательным, чем то, чтобы всякое возможное содействие и поощрение предоставлялись для таких исследований, и, действительно, для занятий просвещённого жителя или путешественника в каждом отделе науки, представителями нашей национальной власти, где бы ни простиралась наша власть. Только ими наше знание о фактическом состоянии поверхности земного шара и знание о животных и растениях древних континентов и морей могут быть расширены и усовершенствованы, в то время как более полная информация, чем та, которой мы обладаем в настоящее время, о привычках тех, кто существует на самом деле, и влиянии изменений климата, пищи и обстоятельств на них, может, как ожидается, оказать существенную помощь нашим спекуляциям относительно тех, которые вымерли.

ГЛ. IV.

ОБ ИССЛЕДОВАНИИ МАТЕРИАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ МИРА.

Минералогия.

(325.) Рассмотрение истории и строения нашего земного шара и изучение ископаемого содержимого его пластов естественным образом подводят нас к рассмотрению материалов, из которых он состоит. История этих материалов, их свойства как объектов философского исследования и их применение в полезных искусствах и украшениях жизни, вместе с признаками, по которым их можно достоверно отличить один от другого, составляют объект минералогии, взятой в её самом широком смысле.

(326.) Нет такой отрасли науки, которая представляла бы столько точек соприкосновения с другими отделами физических исследований и служила бы связующим звеном между столь многими отдалёнными точками философских спекуляций, как эта. Геологу, химику, оптику, кристаллографу, врачу она предлагает, в особенности, самые элементы их знаний и поле для многих их самых любопытных и важных изысканий. И, за исключением химии, нет такой, которая претерпела бы больше революций или была бы представлена в большем разнообразии форм. Древним она едва ли могла быть известна вообще, и до сравнительно недавнего времени ничто не могло быть более несовершенным, чем её описания, или более искусственным и неестественным, чем её классификация. Более важные минералы в искусствах, действительно, те, что использовались для экономических целей, и те, из которых извлекались металлы, удостаивались определённой степени внимания ради их полезности и коммерческой ценности, а драгоценные камни — ради украшения. Но до тех пор, пока их кристаллические формы не были внимательно изучены и показаны как определённые признаки, на которые можно было положиться, ни один минералог не мог дать правильного отчёта о реальном различии между одним минералом и другим.

(327.) Однако лишь тогда, когда химический анализ приобрёл определённую степень точности и универсальной применимости, важность минералогии как науки начала признаваться, а связь между внешними признаками камня и его ингредиентными составляющими была выведена на чёткое рассмотрение. Среди этих признаков, однако, ни один не был найден обладающим той выдающейся отчётливостью, которую предлагает кристаллическая форма; признак, в высшей степени геометрический и предоставляющий, как можно было бы естественно предположить, сильнейшее доказательство своей необходимой связи с интимным строением вещества. Полная важность этого признака, однако, не ощущалась до тех пор, пока не была указана его связь с текстурой или спайностью минерала, и даже тогда потребовались многочисленные и поразительные примеры критической проницательности Гаюи и других выдающихся минералогов в предсказании на основе измерений углов кристаллов, которые были смешаны вместе, что различия будут найдены в их химическом составе, — всё это оказалось полностью оправданным в своём результате, прежде чем существенная ценность этого признака была признана. Это, несомненно, в значительной мере было связано с высокой важностью, придаваемой немецкими минералогами тем внешним признакам осязания, зрения, веса, цвета и другим чувственным качествам, которые мало поддаются, за исключением веса, точному определению и которые подвержены существенным вариациям в разных образцах одного и того же минерала. Постепенно, однако, необходимость приписывания большого веса столь определённому признаку была признана, особенно когда было принято во внимание, что тот же шаг, который указывал на интимную связь внешней формы с внутренним строением, снабдил минералога средствами сведения всех форм, к которым минерал восприимчив, к одному общему типу, или примитивной форме, и предоставил основания для изящного теоретического отчёта о принятии определённых фигур ab initio.

(328.) Простое и изящное изобретение д-ра Волластона, отражательный гониометр, дало свежий импульс тому взгляду на минералогию, который делает кристаллическую форму существенным или ведущим признаком, предоставив каждому возможность, путём исследования даже мельчайшей части разбитого кристалла, установить и проверить тот существенный признак, от которого зависела идентичность минерала в системе Гаюи. Применение столь готового и точного метода быстро привело к важным результатам и к ещё более тонкому различению минеральных видов, чем это можно было достичь ранее; и подтверждение, данное этим результатам химическим анализом, придало им научный и решительный характер, который они сохранили с тех пор.

(329.) Между тем прогресс, достигнутый в химическом анализе, привёл к важному заключению, что каждое химическое соединение, восприимчивое к принятию твёрдого состояния, принимает вместе с ним определённую кристаллическую форму; и прогресс оптической науки показал, что фундаментальная кристаллическая форма, по крайней мере в случае прозрачных тел, влечёт за собой серию оптических свойств, не менее любопытных, чем важных в отношении воздействий света при его прохождении через такие вещества. Таким образом, с любой точки зрения, дополнительная важность стала прибавляться к этому признаку; и изучение кристаллических форм тел в целом приняло форму отдельной и независимой отрасли науки, частным случаем которой составляли геометрические формы минерального мира. Минералогия, однако, как отрасль естественной истории, остаётся всё ещё отличной как от оптики, так и от кристаллографии. Минералог доволен и считает, что выполнил свою задачу, если не как естествоиспытатель, то по крайней мере как классификатор и систематизатор, если он даёт лишь такую характеристическую опись минерала, которая эффективно отличит его от любого другого и позволит любому, кто может столкнуться с таким телом в любой части мира, присвоить ему его имя, назначить ему место в своей системе и обратиться к своим книгам за дальнейшим описанием всего того, что химик, оптик, гранильщик или художник могут потребовать знать. Всё же это нелёгкое дело: кропотливые исследования самых выдающихся минералогов едва ли можно сказать, что они эффективно выполнили это; и его трудность может быть оценена по малому числу простых минералов, или минералов с совершенно определёнными и хорошо выраженными признаками, которые были до сих пор установлены. И этому, действительно, нельзя удивляться, когда мы принимаем во внимание, что большая часть пород и камней, составляющих внешнюю кору земного шара, состоит не более чем из накопленного детрита более старых пород, в которых фрагменты и порошок бесконечного разнообразия веществ смешаны вместе во всех видах варьирующихся пропорций и таким образом, чтобы бросить вызов разделению. Многие из этих пород, однако, столь составленные, встречаются с достаточной частотой и единообразием признаков, чтобы приобрести имена и быть полезно применёнными; действительно, в последнем отношении минералы этого описания далеко превосходят все остальные. Как объекты естественной истории, следовательно, они вполне достойны внимания, как бы трудно ни было назначить им место в какой-либо искусственной системе.

(330.) Эта скудость простых минералов, однако, вероятно, скорее кажущаяся, чем реальная, и по мере того, как исследования химика и кристаллографа будут расширяться по всей природе, они, несомненно, станут гораздо более многочисленными. Действительно, в великих лабораториях природы едва ли можно сомневаться, что почти каждый вид химического процесса идёт вперёд, посредством которого соединения всякого описания постоянно формируются. Соответственно, замечено, что лавы и выброшенные шлаки вулканов являются вместилищами, в которых постоянно обнаруживаются ранее неизвестные минеральные продукты, и что примитивные формации, как их называют в геологии, которые не несут следов того, что были произведены разрушением других, также примечательны красотой и отчётливостью признаков своих минералов.

(331.) Великая трудность, которая была испытана в попытках классифицировать минеральные вещества по их химическим составляющим, возникла из наблюдаемого присутствия в некоторых образцах минералов, имеющих то общее сходство в других отношениях, а также согласие в форме, которое, казалось бы, давало им право считаться подобными, ингредиентов, чуждых обычному составу вида, и притом иногда в столь большой пропорции, что делает неоправданным относить их появление к случайным примесям. Эти случаи, а также некоторые аномалии, наблюдаемые в классификации минералов по их кристаллическим формам, которые, казалось, показывали, что одно и то же вещество может иногда появляться под двумя различными формами, а также некоторые поразительные совпадения между формами веществ, совершенно отличных друг от друга с химической точки зрения, в недавний период дали повод к возникновению отрасли науки кристаллографии весьма любопытного и важного характера. Изоморфизм определённых групп химических элементов уже предоставил нам пример, иллюстрирующий способ, которым индукции иногда получают неожиданные верификации (см. 180.). Законы и отношения, таким образом выявленные, являются одними из самых любопытных и интересных частей современной науки и, по-видимому, в своём дальнейшем развитии предоставят достаточный простор для упражнения химических и минералогических исследований. Они уже предоставили бесчисленные прекрасные примеры того важного шага в науке, посредством которого аномалии исчезают, а случайные несоответствия становятся примиренными под более общими выражениями физических законов, и таким образом объединяются в предоставлении поддержки тем самым взглядам, которые они обещали, когда были впервые наблюдаемы, опрокинуть. Ничто, действительно, не может быть более поразительным, чем видеть, как самый ингредиент, который каждый предыдущий химик и минералог согласился бы игнорировать и отвергнуть как простую случайную примесь, выдвигается вперёд и к нему апеллируют в поддержку теории, прямо направленной на объект спасения науки от обвинения в игнорировании, при любых обстоятельствах, ясных результатов прямого эксперимента.

Химия.

(332.) Законы, которые касаются интимного строения тел, не в отношении их структуры или способа, которым их части соединены вместе, но в отношении их материалов или ингредиентов, из которых эти части составлены, формируют объекты химии. Твёрдое тело может рассматриваться как ткань, более или менее регулярно и искусственно сконструированная, в которой материалы и мастерство могут быть отдельно рассмотрены, и в которой, хотя последняя разрушена и смешана насилием, первые остаются неизменными в своей природе, хотя и по-разному расположенными. В жидких или воздушных телах, тоже, хотя преобладает меньшая степень различия в плане структуры и большая лёгкость дисперсии и диссипации, чем в твёрдых, всё же сохраняется равное разнообразие материалов, придающее им свойства, крайне отличающиеся друг от друга.

(333.) Внутренняя активность материи доказана не только производством движения взаимными притяжениями и отталкиваниями далёких или смежных масс, но изменениями и кажущимися трансформациями, которые различные вещества претерпевают в своих чувственных качествах простым смешением. Если вода добавлена к воде, или соль к соли, эффект есть увеличение количества, но не изменение качества. В этом случае взаимное действие частиц является чисто механическим. Опять же, если синий порошок и жёлтый, каждый совершенно сухой, смешаны и хорошо взболтаны вместе, будет произведён зелёный порошок; но это лишь эффект, возникающий в глазу от интимного смешения жёлтого и синего света, отдельно и независимо отражённого от мельчайших частиц каждого; и доказательство получено исследованием смеси с помощью микроскопа, когда жёлтые и синие зёрна будут видны отдельно и каждое совершенно неизменным. Если тот же эксперимент будет опробован с цветными жидкостями, которые восприимчивы к смешению без химического действия, составной цвет также произведён, но никакое исследование с увеличителями не является в том случае достаточным, чтобы обнаружить ингредиенты; причина очевидно в чрезмерной миниатюрности частей и их совершенном перемешивании, произведённом взбалтыванием двух жидкостей вместе. От смешения двух порошков крайнее терпение позволило бы любому, выбирая с увеличителем зерно за зерном, разделить ингредиенты. Но когда жидкости смешаны, никакое механическое разделение более не является практичным; частицы столь миниатюрны, что ускользают от всякого поиска. И всё же это не мешает нам рассматривать такое соединение как всё ещё просто смесь, и его свойства соответственно промежуточны между свойствами смешанных жидкостей. Но это далеко от того, чтобы быть случаем со всеми жидкостями. Когда раствор поташа, например, и другой винной кислоты, каждый совершенно жидкий, смешаны вместе в надлежащих пропорциях, большое количество твёрдого солевого вещества падает на дно содержащего сосуда, которое совершенно отлично от поташа или винной кислоты, и жидкость, из которой оно осело, не предлагает никаких указаний своим вкусом или другими чувственными качествами на смешанные ингредиенты, но на что-то совершенно отличное от любого. Очевидно, что это явление широко отлично от явления простого смешения; имело место большое и радикальное изменение в интимной природе ингредиентов, посредством которого произведено новое вещество, которое не имело существования прежде. И оно было произведено союзом ингредиентов, представленных друг другу; ибо при исследовании обнаружено, что ничего не было потеряно, вес всей смеси являясь суммой весов смешанных. И всё же поташ и винная кислота исчезли полностью, и вес нового продукта найден в точности равным весу винной кислоты и поташа, использованных вместе, убавляя малую часть, удерживаемую в растворе в жидкости, которая может быть получена однако выпариванием. Они поэтому соединились и прилипают друг к другу с силой сцепления, достаточной, чтобы сформировать твёрдое тело из жидкости; сила, которая была таким образом вызвана в действие простым представлением их друг другу в состоянии раствора.

(334.) Делом химии является исследование этих и подобных изменений, или обратного таких изменений, где единственное вещество разрешено на два или более других, имеющих отличные свойства от него и друг от друга, и наведение справок обо всех обстоятельствах, которые могут влиять на них; и либо определять, модифицировать, или приостанавливать их выполнение, будь такое влияние осуществлено теплом или холодом, временем и покоем, или взбалтыванием или давлением, или любым из тех агентов, о которых мы приобрели знание, таких как электричество, свет, магнетизм и т. д.

(335.) Удивительные и внезапные трансформации, с которыми химия имеет дело, насильственная активность, часто принимаемая веществами, обычно считающимися самыми инертными и вялыми, и, прежде всего, проницательность, которую она даёт в природу бесчисленных операций, которые мы видим ежедневно проводимыми вокруг нас, способствовали тому, чтобы сделать её самой популярной, как она есть одна из самых обширно полезных, из наук; и мы, соответственно, найдём ни одну, которая прыгнула вперёд, в течение последнего столетия, с такой необычайной энергией и имела такое обширное влияние в продвижении соответствующего прогресса в других. Одной из главных причин её популярности, возможно, следует искать в этом, что она есть, из всех наук, возможно, самая полностью экспериментальная; и даже её теории, по большей части, того общепонятного и легко применимого рода, которые требуют никакой интенсивной концентрации мысли и ведут к никаким глубоким математическим исследованиям. Простой процесс индуктивной генерализации, основанный на исследовании многочисленных фактов, всех их представляющих значительный внутренний интерес, был достаточен, в большинстве случаев, чтобы вести, ясной и прямой дорогой, к её высшим законам, ещё известным. Но, с другой стороны, эти законы, когда заявлены, ещё не полностью достаточны, чтобы вести нас, за исключением очень ограниченных случаев, к дедуктивному знанию частностей, никогда прежде не исследованных, по крайней мере, не без великой осторожности и постоянной апелляции к эксперименту как проверке на наше рассуждение; так что мы оправданы в рассмотрении аксиом химии, истинных рукояток дедуктивного рассуждения, как всё ещё неизвестных и, возможно, вероятных долго оставаться таковыми. Это никакая вина её культиваторов, которые включили в свой список высочайшие и самые разнообразные таланты и усердие, но присущей сложности предмета и бесконечного множества причин, которые вовлечены в производство каждого, даже самого простого, химического явления.

(336.) История химии (на которой, однако, мы не собираемся распространяться) есть одна великого интереса для тех, кто наслаждается прослеживанием шагов, посредством которых человечество продвигается к открытию истины через серию ошибок и неудач. Она может быть разделена, 1-е, на период алхимиков, прискорбную эпоху в анналах интеллектуального блуждания; 2-е, ту флогистических доктрин Беккера и Шталя, в которой, как если бы доказать извращённость человеческого ума, из двух возможных дорог неверная была выбрана; и теория получила универсальное доверие на силе индукции, валидной как таковая, но неверно интерпретированной, которая отрицается, в каждом случае, апелляцией к балансу. Это, тоже, случилось, не по причине неудачных совпадений, или индивидуальных упущений, но необходимости, и из присущего дефекта самой теории, которая таким образом препятствовала прогрессу науки, насколько наука эксперимента может быть препятствована ложной теорией, запутыванием её культиваторов появлением противоречий в их экспериментах, где никакие реально не существовали, разрушением всякого их доверия к численной точности их собственных результатов, и вовлечением предмета в туман визионерских и гипотетических причин вместо истинных действующих принципов. Таким образом, в сгорании любого вещества, которое неспособно улетать в дымах, увеличение веса имеет место — пепел тяжелее, чем топливо. Всякий раз, когда это было наблюдаемо, однако, это было пройдено небрежно как возникающее из побега флогистона, или принципа воспламеняемости, который рассматривался как являющийся либо элементом самого огня, или каким-то образом соединённым с ним, и таким образом существенно свет. Теперь известно, что увеличение веса обязано поглощению, и соединению с, количеством особого ингредиента, называемого кислородом, из воздуха, принципа существенно тяжёлого. Насколько вес вовлечён, это делает никакой разницы, входит ли тело, имеющее вес, или одно, имеющее лёгкость, убегает; но есть эта ясная разница в философской точке зрения, что кислород есть реальное производимое вещество, и флогистон есть никакое такое вещь: первое есть vera causa, второе гипотетическое существо, введённое, чтобы объяснить, что другое объясняет гораздо лучше.

(337.) Третий век химии — тот, который может быть назван эмфатически современной химией — начался (в 1786), когда Лавуазье, серией памятных экспериментов, погасил навсегда эту ошибку и поместил химию в ранг одной из точных наук — науки числа, веса и меры. С той эпохи до настоящего дня она постоянно продвигалась с ускоренным прогрессом и в этот момент может рассматриваться как более прогрессивная, чем когда-либо. Главные черты в этом прогрессе могут быть включены под следующими общими заголовками:—

1. Открытие проксимальных, если не ультимативных, элементов всех тел и расширение списка известных элементов до его нынешнего объёма от пятидесяти до шестидесяти веществ.

2. Разработка Блэком учения о скрытой теплоте с вытекающим из него рядом важных следствий, включая научную теорию паровой машины.

3. Установление Венцелем закона определенных пропорций на основе его собственных экспериментов и опытов Рихтера — открытие, впоследствии вошедшее в более общую формулировку и лучше разработанную атомную теорию Дальтона.

4. Точное определение атомных весов различных химических элементов, достигнутое главным образом благодаря поразительному трудолюбию Берцелиуса и его непревзойденному владению химическими методами, а также исследованиям других химиков шведской и немецкой школ.

5. Уподобление газов и паров, благодаря которому мы приходим к рассмотрению первых как частных случаев вторых — обобщение, вытекающее главным образом из экспериментов Фарадея по конденсации газов, а также опытов Гей-Люссака и Дальтона по законам их расширения под действием теплоты в сравнении с расширением паров.

6. Установление Гей-Люссаком законов соединения газов и паров в определенных объемах.

7. Открытие химического действия электричества и разлагающей способности вольтова столба Николсоном и Карлайлом; исследование законов таких разложений Берцелиусом и Хизингером; разложение щелочей Дэви и последовавшее за этим введение в химию новых мощных агентов в виде их металлических оснований.

8. Применение химического анализа ко всем объектам организованной и неорганизованной природы, открытие предельных составляющих всего сущего и ближайших составляющих органической материи, а также признание важных различий, которые, по-видимому, разделяют эти великие классы тел.

9. Применение химии в бесчисленных процессах в искусствах и ремеслах, а также, среди прочих полезных целей, для открытия существенных медицинских начал в растениях и важных лекарственных средств в минеральном царстве.

10. Установление Гаюи и Вокленом тесной связи между химическим составом и кристаллической формой, а также последовательные уточнения, которым подверглось это положение в руках Митчерлиха, Розе и других по мере развития химических и кристаллографических знаний.

(338.) Подробное рассмотрение этих отдельных пунктов привело бы нас к написанию трактата по химии; однако несколько замечаний об одном или двух из них, поскольку они касаются общих принципов всякого научного исследования, не будут неуместными. И прежде всего, что касается открытия новых элементов, следует заметить, что философская химия стремится определить один основной элемент, из которого создана вся материя — единое предельное начало Вселенной — не более, чем астрономия стремится обнаружить происхождение планетных движений в приложении определенной движущей силы в определенном направлении, или геология — восходить к моменту сотворения Земли. Такой элемент может существовать. Некоторые своеобразные соотношения, отмеченные в атомных весах тел, по-видимому, наводят склонные к умозрениям умы на мысль, что это так; но философская химия довольствуется ожиданием некоего поразительного факта, который может либо обнаружиться неожиданно, либо быть достигнут медленным прогрессом расширяющихся взглядов, чтобы раскрыть нам его существование. Тем не менее, умножение тел, считающихся элементарными, некоторыми рассматривается как неудобство. Мы признаемся, что не разделяем этого взгляда. Какими бы они ни были, упорство, с которым они сопротивляются разложению, показывает, что они являются ингредиентами весьма высокого и первостепенного значения в экономии природы; и такими, с которыми на любой ступени развития науки было бы необходимо быть в совершенстве знакомыми. Подобно частным теоремам в геометрии, которые, хотя и не достигают высшей степени общности, все же имеют свои сферы и диапазоны широкого применения, они должны быть хорошо и полностью поняты во всех своих проявлениях. Если бы мы когда-нибудь пришли к анализу этих тел, химические свойства новых элементов, которые тогда предстали бы перед нами, были бы известны лишь благодаря нашему знанию о них или о других соединениях того же класса, которые они могут образовывать. Не то чтобы такой анализ не был важнейшим и, поистине, триумфальным достижением, которое изменило бы облик химии; но он не отменил бы ничего из того, что уже сделано, и не сделал бы бесполезным ни один пункт знания, которого мы уже достигли.

(339.) Атомная теория, или закон определенных пропорций, который есть то же самое, представленное в форме, лишенной всякой гипотезы, после законов механики является, пожалуй, самым важным из того, что до сих пор открыло изучение природы. Чрезвычайная простота, которая ее характеризует и которая сама по себе является указанием, пусть и не однозначным, на ее высокое положение в шкале физических истин, привела к тому, что г-н Дальтон провозгласил ее сразу, в самых общих чертах, при созерцании лишь нескольких примеров, не проходя через подчиненные стадии мучительного индуктивного восхождения посредством промежуточных частных законов, таких, которые, если бы он пошел обратным путем, естественно подготовили бы его к этому и привели бы других к тому же самому путем продолжения исследований Венцеля и Рихтера, если бы им было уделено должное внимание. Это, по сути, пример, и весьма примечательный, действия той естественной склонности к обобщению и упрощению (отмеченной в 171.), которая, если иногда и ведет к поспешным выводам, ограниченным или опровергнутым дальнейшим опытом, все же является законным родителем многих наших самых ценных и здравых результатов. Подобные случаи, когда великие и, поистине, неизмеримые шаги в нашем познании природы делаются сразу и почти без интеллектуальных усилий, весьма способствуют укреплению наших надежд на будущий прогресс науки и, указывая на простейшие и наиболее очевидные сочетания как на те, что действительно согласуются с гармонией творения, дают отрадную перспективу того, что трудности будут уменьшаться по мере нашего продвижения, вместо того чтобы сгущаться вокруг нас во все возрастающей сложности.

(340.) Следствием этого непосредственного представления закона определенных пропорций в его наиболее общей форме является то, что его подчиненные законы — те, которые ограничивают его общность в частных случаях, уменьшают число абстрактно возможных соединений и сдерживают беспорядочное смешение элементов, — еще предстоит открыть. Некоторые такие ограничения были, по сути, прослежены до определенной степени, но отнюдь не так далеко, как того требует важность предмета; и здесь у химиков еще надолго найдется обильная работа.

(341.) Определение атомных весов химических элементов, подобно определению других стандартных физических данных, с предельной точностью само по себе является областью исследования не только величайшей важности, но и чрезвычайной трудности. Помимо общих причин, побуждающих желать точности в этом отношении, существует одна, присущая именно этому предмету. Было высказано предположение (д-ром Праутом) и решительно поддержано (д-ром Томсоном), что все числа, представляющие эти веса и составляющие шкалу огромного диапазона, в которой уже известные крайние значения относятся друг к другу как 1 к более чем 200, являются простыми четными кратными наименьшего из них. Если это действительно так, то это открывает перспективы такой важности, что оправдывает любую степень труда и усилий по проверке этого закона как чисто индуктивного. Но в нынешнем состоянии химического анализа, при всем уважении к столь высокому авторитету, мы признаемся, что, на наш взгляд, он нуждается в дальнейшем подтверждении, поскольку кажется сомнительным, была ли достигнута такая точность, которая позволила бы нам с уверенностью отвечать за дробную часть, не превышающую трех- или четырехсотой доли от всей определяемой величины: по крайней мере, результаты первых экспериментаторов, полученные с величайшей тщательностью, часто различаются на большую величину; и такая степень точности, по крайней мере, потребовалась бы для удовлетворительной проверки закона в высших частях шкалы.

(342.) Однако само обсуждение такого вопроса указывает на класс явлений в физической науке отдаленного и своеобразного рода, весьма высокого и утонченного порядка, которые никогда не могли бы стать известными иначе как в развитом состоянии науки, не только практической, но и теоретической — мы имеем в виду такие явления, которые состоят в наблюдаемых соотношениях между данными физики, показывающих, что они являются величинами не произвольно принятыми, а зависящими от законов и причин, которые они, возможно, со временем помогут раскрыть. Примечательным примером такого соотношения является любопытный закон, который Боде наблюдал в прогрессии величин орбит нескольких планет. Этот закон был нарушен между Марсом и Юпитером, что побудило его предположить отсутствие планеты в этом интервале; — недостаток, долгое время спустя странным образом восполненный открытием четырех новых планет именно в этом интервале, орбиты которых соответствуют по размерам рассматриваемому закону в пределах таких умеренных погрешностей, которые могут быть обусловлены причинами, независимыми от тех, на которых в конечном счете основывается сам закон.

(343.) Также не будет неуместным для нашего предмета заметить, что прогресс, достигнутый в этой области химии, и значительная точность, фактически достижимая в химическом анализе, были в значительной мере обязаны обстоятельству, которое поначалу вряд ли могло считаться способным оказать большое влияние на развитие науки, — открытию платины. Без ресурсов, предоставленных в распоряжение химиков этим бесценным металлом, трудно представить, что множество тонких аналитических экспериментов, необходимых для построения здания существующих знаний, могло бы быть когда-либо выполнено. Это, среди многих подобных уроков, научит нас тому, что самые важные применения природных объектов — не те, что бросаются в глаза наиболее очевидно. Главное использование Луны для непосредственных нужд человека оставалось ему неизвестным в течение пяти тысяч лет со времени его сотворения. И поскольку не может не быть так, что бесчисленные и важнейшие применения еще предстоит открыть среди материалов и объектов, уже известных нам, равно как и среди тех, которые прогресс науки должен будет раскрыть в будущем, мы можем отсюда почерпнуть обоснованное ожидание не только постоянного увеличения физических ресурсов человечества и последующего улучшения его состояния, но и постоянного приращения нашей способности проникать в тайны природы и знакомиться с ее высшими законами.

ГЛ. V.

О НЕВЕСОМЫХ ФОРМАХ МАТЕРИИ.

Теплота.

(344.) Одним из главных агентов в химии, от правильного применения и управления которым зависит успех большого числа ее исследований и многие из важнейших законов которого раскрываются нам явлениями химического характера, является ТЕПЛОТА. Хотя некоторые из ее эффектов постоянно находятся перед нашими глазами как явления самого обычного порядка, до такой степени, что едва ли найдется процесс в полезных искусствах и мануфактурах, который не требовал бы ее вмешательства, и хотя, независимо от этой высокой полезности и соразмерной важности знания ее природы и законов, она сама по себе представляет предмет самых любопытных умозрений; все же едва ли найдется физический агент, о котором мы имели бы столь несовершенное знание, чья сокровенная природа была бы более скрыта или чьи законы были бы столь деликатны и трудны для исследования.

(345.) Слово «теплота» обычно подразумевает ощущение, которое мы испытываем при приближении к огню; но в том смысле, который оно несет в физике, оно обозначает причину, какова бы она ни была, этого ощущения и всех других явлений, возникающих при применении огня или любой другой нагревающей причины. Мы были бы сильно обмануты, если бы ссылались только на ощущение как на указание присутствия этой причины. Многие из тех вещей, которые возбуждают в наших органах, и особенно в органах вкуса, ощущение тепла, обязаны этим свойством химическим стимуляторам, а вовсе не тому, что они на самом деле горячие. Эта ошибка суждения породила соответствующую путаницу в языке, и вследствие этого в физическую философию в один период действительно проникло множество нелогичных и абсурдных выводов. Далее, существует ряд химических агентов, которые из-за их разъедающего, чернящего и растворяющего или высушивающего действия на части некоторых видов тел, производящих на них эффекты, не очень похожие (хотя по сути весьма отличные) на те, что производятся теплотой, в свободном и вульгарном языке называются жгучими; и эта ошибка даже укоренилась в предрассудок из-за того факта, что некоторые из этих агентов способны становиться действительно и по-настоящему горячими во время их действия на влажные вещества по причине их соединения с водой, которую последние содержат. Так, негашеная известь и купоросное масло оказывают мощное коррозионное действие на животные и растительные вещества, и оба становятся сильно горячими при соединении с водой. Поэтому в просторечии они считаются веществами горячей природы; тогда как в своих отношениях к физической причине теплоты они согласуются с большинством тел, имеющих сходное строение.

(346.) Природа теплоты до сих пор изучалась главным образом под общими рубриками:

1-я, Ее источники, или явления, которые она обычно сопровождает.

2-я, Ее передача от источников к веществам, способным ее принимать, и от них к другим, с целью открытия законов, регулирующих ее распределение в пространстве или через тела, которые его занимают.

3-я, Ее воздействие на наши чувства и на тела, которым она передается в различных степенях интенсивности, благодаря чему нам предоставляются средства измерения этих степеней.

4-я, Ее сокровенные отношения к атомам материи, как это проявляется в ее способности приобретать скрытое состояние при определенных обстоятельствах и вступать в нечто подобное химическим соединениям.

(347.) Наиболее очевидными источниками теплоты являются солнце, огонь, животная жизнь, брожение, бурные химические действия всех видов, трение, удар, молния или электрический разряд, каким бы образом он ни был произведен, внезапное сжатие воздуха и другие, столь многочисленные и разнообразные, что показывают, какую обширную и важную роль она должна играть в экономии природы. Открытия химиков, однако, отнесли большинство из них к общей рубрике химического соединения. Так, огонь, или горение воспламеняющихся тел, есть не что иное, как бурное химическое действие, сопровождающее соединение их ингредиентов с кислородом воздуха. Животная теплота, подобным же образом, относится к процессу, имеющему не отдаленную аналогию с медленным горением, посредством которого часть углерода, воспламеняющегося принципа, существующего в крови, соединяется с кислородом воздуха при дыхании и таким образом выводится из системы: брожение есть не что иное, как разложение химических элементов, слабо соединенных, и их воссоединение в более постоянном состоянии соединения. Аналогия между солнцем и земным огнем настолько естественна, что была выбрана Ньютоном для иллюстрации неотразимой силы вывода, полученного из этого принципа. Но природа солнца и способ, которым поддерживается его удивительный запас света и теплоты, окутаны тайной, которую каждое открытие, сделанное в химии или оптике, отнюдь не проясняет, а, кажется, лишь делает более глубокой. Трение как источник теплоты хорошо известно: мы трем руки, чтобы согреть их, и смазываем оси колес карет, чтобы предотвратить их возгорание от трения о дерево; случай, который, несмотря на эту предосторожность, иногда случается. Но эффект трения как средства производства теплоты с малым или нулевым потреблением материалов не был полностью понят, пока не стал предметом прямого эксперимента графа Румфорда, результаты которого, по-видимому, установили необычайный факт, что неограниченный запас теплоты может быть получен трением из одних и тех же материалов. Конденсация, будь то воздуха под давлением или металлов при ударе, является еще одним мощным источником теплоты. Так, железо можно так искусно ковать, что оно станет раскаленным докрасна, а быстрое сжатие замкнутой порции воздуха подожжет трут.

(348.) Самые сильные известные жары производятся концентрацией солнечных лучей с помощью зажигательных стекол, сгоранием кислородных и водородных газов, смешанных в точной пропорции, в которой они соединяются для получения воды, и разрядом постоянного и обильного тока электричества через малый проводник. Поскольку эти три источника теплоты независимы друг от друга и каждый может быть приведен в действие в очень ограниченном пространстве, нет причин, почему бы их нельзя было применить все три сразу в одной точке, благодаря чему, вероятно, были бы произведены эффекты, бесконечно превосходящие все доселе виденное.

(349.) Теплота передается либо путем излучения между телами на расстоянии, либо путем теплопроводности между телами в контакте, либо между соприкасающимися частями одного и того же тела. Законы излучения теплоты изучались с большим вниманием и, как было обнаружено, представляют сильные аналогии со светом в одних пунктах и своеобразные различия в других. Так, теплота, сопровождающая солнечные лучи, ведет себя во всех отношениях подобно свету, подчиняясь сходным законам отражения, преломления и даже поляризации, как было показано Бераром. Тем не менее, они не идентичны друг другу; сэр Уильям Гершель показал решающими экспериментами, подтвержденными опытами сэра Г. Энглфилда, что в солнечном луче существуют как лучи теплоты, которые не являются светящимися, так и лучи света, не обладающие нагревательной силой.

(350.) Теплота, излучаемая земными огнями и телами, смутно горячими, какими бы средствами они ни приобрели свою теплоту (даже воздействием солнечных лучей), весьма существенно отличается от солнечной теплоты по своей способности проникать сквозь прозрачные вещества. Это своеобразное и важное различие было впервые замечено Мариоттом, а впоследствии стало предметом многих любопытных и интересных экспериментов Шееле, который обнаружил, что земная теплота, или теплота, излучаемая огнями или нагретыми телами, перехватывается и задерживается стеклом или другими прозрачными телами, в то время как солнечная теплота — нет; и что, будучи так задержана, она нагревает их, чего последняя, проходя свободно сквозь них, делать не способна. Более недавние исследования Делароша, однако, показали, что это задержание является полным только тогда, когда температура источника теплоты низка; но что по мере повышения этой температуры часть излучаемой теплоты приобретает способность проникать сквозь стекло; и что количество, которое это делает, постоянно составляет все большую и большую долю от целого, по мере того как теплота излучающего тела становится более интенсивной. Это открытие весьма важно, так как оно устанавливает общность природы между солнечной и земной теплотой; в то же время оно заставляет нас рассматривать фактическую температуру солнца как далеко превосходящую температуру любого земного пламени.

(351.) Был создан ряд теорий для объяснения этих любопытных явлений; но предмет скорее нуждается в дальнейшем прояснении экспериментами и является тем, что заслуживает и, вероятно, с лихвой вознаградит труды тех, кто в будущем посвятит ему свое внимание. Теория излучения теплоты в целом, которая, по-видимому, лучше всего согласуется с известными явлениями, принадлежит М. Прево, который рассматривает все тела как постоянно излучающие теплоту во всех направлениях и получающие ее подобным же средством передачи от других, и таким образом стремящиеся в любом пространстве, заполненном полностью или частично телами при различных температурах, установить равновесие или равенство теплоты во всех частях. Применение этой идеи к объяснению явления росы мы уже видели (см. 167.). Законы такого излучения при различных обстоятельствах были недавно исследованы в прекрасной серии экспериментов по охлаждению тел путем их собственного излучения в вакууме господами Дюлонгом и Пти, которые предлагают одни из лучших примеров в науке индуктивного исследования количественных законов.

(352.) Передача теплоты между телами в контакте или между различными частями одного и того же тела осуществляется процессом, называемым теплопроводностью. Это, по сути, лишь частный случай излучения, как было объяснено выше (217.); но случай столь частный, что требует отдельного и независимого исследования своих законов. Наиболее важным соображением, внесенным в исследование этой особенностью, является соображение времени. Передача теплоты путем теплопроводности осуществляется, по большей части, с чрезвычайной медленностью, в то время как передача путем прямого излучения, вероятно, не менее быстра, чем распространение самого света. Анализ деликатных и трудных моментов, возникающих при исследовании этого предмета в его сведении к прямому геометрическому рассмотрению, был выполнен с удивительным успехом покойным бароном Фурье, чья недавняя прискорбная кончина лишила науку украшения, которое она едва ли могла позволить себе потерять, поредевшую в своих рядах за последние несколько лет. Этот проницательный философ и глубокий математик развил в серии обстоятельных мемуаров, представленных Французскому институту, законы передачи теплоты через внутренние части твердых масс, помещенных под влияние любых внешних нагревающих и охлаждающих причин, и, в частности, применил свои результаты к условиям, от которых зависит поддержание фактически наблюдаемой температуры на поверхности земли; к возможному влиянию предполагаемой центральной теплоты на наш климат; и к определению фактического количества теплоты, получаемой нами от солнца, или, по крайней мере, той ее части, от которой зависит различие времен года.

(353.) Основными эффектами теплоты являются ощущения тепла или холода, следующие за ее входом или выходом в наши тела или из них; расширение, которое она вызывает в размерах всех веществ, в которых она накапливается; изменения состояния, которые она производит при плавлении твердых тел и превращении их и жидкостей в пар; и химические изменения, которые она совершает путем фактических разложений, осуществляемых в сокровенных молекулах различных веществ, особенно тех, из которых состоят растения и животные; к чему мы можем добавить производство электрических явлений при определенных обстоятельствах в контакте металлов и развитие электрической поляризации в кристаллизованных веществах.

(354.) Холод некоторыми рассматривался как положительное качество, эффект причины, антагонистичной причине теплоты; но эта идея, по-видимому, теперь (возможно, за единственным исключением) повсеместно оставлена. Ощущение холода так же легко объяснимо прохождением теплоты наружу через поверхность тела, как ощущение тепла — ее входом извне; и эксперименты, приводимые в доказательство излучения холода, все прекрасно объясняются теорией взаимного обмена Прево. Примечательно, однако, насколько ограничены наши средства производства сильного холода по сравнению с теми, которыми мы обладаем для осуществления накопления теплоты в телах. Это один из самых сильных аргументов, приводимых в пользу доктрин тех, кто утверждает возможность исчерпания теплоты тела полностью и оставления его в состоянии, абсолютно лишенном ее. Но мы должны учитывать, что известные методы генерирования теплоты главным образом вращаются вокруг производства химических соединений: мы можем легко представить, следовательно, что для получения столь же мощных соответствующих холодильных эффектов мы должны обладать средствами осуществления разъединения, столь же обширного и быстрого, между такими элементами, фактически соединенными, которые уже произвели теплоту своим соединением. Это, однако, мы можем осуществить, лишь вовлекая их в соединения еще более энергичные, то есть такие, в которых мы можем разумно ожидать, что при новом соединении будет произведено больше теплоты, чем было бы разрушено или отнято предлагаемым разложением. Химия, однако (без помощи электрического агента), не дает средств внезапного разрыва союза двух элементов и представления обоих в несоединенном состоянии. Некоторая аналогия такому разъединению, однако, и его последствиям, может быть прослежена во внезапном расширении сжатых газов из жидкого состояния в пар, что является самым мощным известным источником холода.

(355.) Расширение тел под действием теплоты составляет предмет той ветви науки, которая называется пирометрией. Нет тела, которое не было бы способно быть пронизанным теплотой, хотя некоторые с большей, другие с меньшей быстротой; и будучи так пронизаны, все тела (за очень немногими исключениями, и те зависят от весьма специфических обстоятельств) расширяются ею в объеме, хотя и с большим разнообразием в величине расширения, производимого одной и той же степенью теплоты. Из различных форм природных тел газы и пары наблюдаются как наиболее расширяемые; жидкости — следующие, а твердые тела — наименее всех. Расширение твердых тел стало предметом повторных и тщательных измерений несколькими экспериментаторами; среди которых Смитон, Лавуазье и Лаплас являются главными. О замечательном открытии неравного расширения кристаллизованных тел Митчерлихом уже говорилось (266.). Расширение газов и паров было исследовано примерно в то же время Дальтоном и Гей-Люссаком, которые оба независимо пришли к заключению о равной расширяемости, присущей им всем, что составляет один из самых замечательных пунктов в их истории.

(356.) Расширение воздуха под действием теплоты дает, пожалуй, наиболее безупречные известные средства измерения степеней теплоты. Термометр, как он был первоначально сконструирован Корнелиусом Дреббелем, был воздушным термометром. Те, что сейчас находятся в обычном употреблении, измеряют приращения теплоты не по степени расширения воздуха, а ртути. Исследованиями Дюлонга и Пти было показано, что его показания точно совпадают с показаниями воздушного термометра при умеренных температурах; хотя при очень высоких они обнаруживают заметное и даже значительное отклонение. С помощью этого инструмента, который обязан своим нынешним удобством и полезностью счастливой идее Ньютона, который первым подумал о фиксации определенных точек на его шкале, мы способны оценивать, или, по крайней мере, идентифицировать степени теплоты; и тем самым исследовать с точностью законы ее передачи и другие ее свойства. Если бы мы были уверены, что равные добавления теплоты производят равные приращения размеров в любом веществе, показания термометра давали бы истинную и надежную меру присутствующего количества; но это настолько далеко от истины, что мы находимся почти в полном неведении по этому важному пункту; обстоятельство, которое создает величайшую трудность на пути всех теоретических рассуждений и даже экспериментальных исследований. Законы расширения жидкостей, вследствие этого недостатка необходимых предварительных знаний, все еще окутаны великой неясностью, несмотря на усилия, которые были потрачены на них обстоятельными экспериментами и расчетами Гилпина, Благдена, Делюка, Дальтона, Гей-Люссака и Био.

(357.) Самые поразительные и важные из эффектов теплоты состоят, однако, в разжижении твердых веществ и превращении полученных таким образом жидкостей в пар. Нет известного твердого вещества, которое при достаточно сильной теплоте не могло бы быть расплавлено и, наконец, рассеяно в пар; и эта аналогия настолько обширна и убедительна, что мы не можем не предполагать, что все те тела, которые являются жидкими при обычных обстоятельствах, обязаны своей жидкостью теплоте и замерзли бы или стали твердыми, если бы их теплота могла быть достаточно уменьшена. Во многих мы видим, что это так в обычные зимы; для некоторых требуются сильные морозы; другие замерзают только при самых сильных искусственных холодах; а некоторые до сих пор сопротивлялись всем нашим усилиям; однако число этих последних невелико, и они, вероятно, перестанут быть исключениями по мере того, как наши средства производства холода будут расширяться.

(358.) Подобная аналогия приводит нас к заключению, что все аэриформные жидкости являются лишь жидкостями, удерживаемыми в состоянии пара теплотой. Многие из них были фактически сконденсированы в жидкое состояние холодом, сопровождаемым сильным давлением; и по мере того как наши средства применения этих причин конденсации улучшались, все более и более тугоплавкие из них последовательно уступали. Отсюда мы вправе распространить наше заключение на те, с которыми нам еще не удалось добиться успеха; и таким образом мы приходим к рассмотрению как общего факта, что жидкое и аэриформное или парообразное состояния полностью зависят от теплоты; что если бы не эта причина, в природе не было бы ничего, кроме твердых тел; и что, с другой стороны, ничего, кроме достаточной интенсивности теплоты, не требуется, чтобы разрушить сцепление любого вещества и свести все тела сначала к жидкостям, а затем в пар.

(359.) Но твердые тела сами по себе при отнятии теплоты уменьшаются в размерах и в то же время становятся тверже и хрупче; меньше поддаваясь давлению и допуская меньшее разделение между своими частями при растяжении. Эти факты, в сочетании с большей сжимаемостью жидкостей и еще большей — газов, сильно побуждают нас верить, что именно теплота, и только теплота, удерживает частицы всех тел на том расстоянии друг от друга, которое необходимо для допущения сжатия; что, по сути, придает им их эластичность и действует как антагонистическая сила их взаимному притяжению, которое в противном случае притянуло бы их в фактический контакт и удержало бы в состоянии абсолютной неподвижности и непроницаемости. Таким образом, мы учимся рассматривать теплоту как одну из великих поддерживающих сил Вселенной и придавать всем ее законам и отношениям степень важности, которая может по праву дать им право на самое прилежное исследование.

(360.) Д-ром Блэком было впервые установлено, что когда теплота производит разжижение твердого тела или превращение жидкости в пар, полученная жидкость или пар не горячее, чем твердое тело или жидкость, из которых они были произведены, хотя большое количество теплоты было затрачено на производство этого эффекта и фактически вошло в вещество.

(361.) Отсюда он сделал вывод, что она стала скрытой и продолжает существовать в продукте, поддерживая его в новом состоянии, не повышая его температуры. Он далее доказал, что когда пар конденсируется или жидкость замерзает, эта скрытая теплота снова отдается из него. Это великое открытие, с его естественным и едва ли менее важным сопутствующим фактом — различием удельных теплот в разных телах, или различными количествами теплоты, которые они требуют для повышения своей температуры в равной степени, — являются главными причинами для рассмотрения теплоты как материальной субстанции более решительным образом, чем света, с которым в своем лучистом состоянии она имеет столь близкую аналогию.

(362.) Предмет скрытой теплоты изучался гораздо менее внимательно, чем того, по-видимому, требует его великая практическая важность, если учесть, что именно к этой части физической науки главным образом относится теория паровой машины и что материальных улучшений можно не без оснований ожидать в этом удивительном инструменте от более обширного знания, чем мы обладаем, о скрытых теплотах различных паров. Это, однако, не относится к предмету удельной теплоты, который был продолжен сразу после его первого обнародования с усердием Ирвином; и, после короткого интервала, Лавуазье и Лапласом, а также нашим соотечественником Кроуфордом, который определил удельные теплоты многих веществ, как твердых, так и жидких. После значительного периода бездеятельности предмет был снова возобновлен Деларошем и Бераром, а впоследствии Дюлонгом и Пти: результатом исследований которых стало индуктивное установление одного из тех простых и элегантных физических законов, которые несут с собой, если не собственное доказательство, то, по крайней мере, собственную рекомендацию к нашей вере, как находящиеся в унисоне со всем, что мы знаем о гармонии природы. Закон, на который мы намекаем, таков: — что атомы всех простых химических элементов имеют точно такую же емкость для теплоты, или все одинаково нагреваются или охлаждаются равными приращениями или отнятиями теплоты. Только среди законов, подобных этому, мы можем ожидать найти ключ, способный привести нас к знанию истинной природы теплоты и ее отношений к весомой материи.

Магнетизм и электричество.

(363.) Эти два предмета, которые долгое время сохраняли отдельное существование и изучались как отдельные ветви науки, наконец эффективно слились. Это, пожалуй, самый удовлетворительный результат, которого когда-либо достигали экспериментальные науки. Все явления магнитной полярности, притяжения и отталкивания были наконец сведены к одному общему факту: два тока электричества, движущиеся в одном направлении, отталкиваются, а в противоположных — притягиваются друг к другу. Явления передачи магнетизма и того, что называется его индуцированным состоянием, одни остаются необъясненными; но интересная теория, которая была развита М. Ампером под названием электродинамики, дает надежду, что эта трудность также в свою очередь уступит, и весь предмет будет наконец полностью поглощен, насколько это касается рассмотрения действующих причин, более общим предметом электричества. Это, однако, не мешает магнетизму сохранять свою отдельную важность как департаменту физического исследования, имеющему свои собственные своеобразные законы и отношения высочайшего практического интереса, которые способны быть изучены совершенно отдельно от всякого рассмотрения его электрического происхождения. И не только это, но чтобы изучать их с выгодой, мы должны действовать так, как если бы это происхождение было совершенно неизвестно, и, по крайней мере до определенного момента, и притом значительно продвинутого, проводить наши исследования предмета на тех же индуктивных принципах, как если бы эта ветвь физики была абсолютно независима от всех других.

(364.) Железо, его оксиды и сплавы долгое время были единственными веществами, считавшимися восприимчивыми к магнетизму. Магнит был даже одним из примеров, приведенных Бэконом из того класса физических примеров, к которым он применяет термин «Instantiæ monodicæ» — единичные примеры. И история магнетизма дает прекрасный комментарий к его замечанию об примерах такого рода. «Не следует также прерывать наши исследования, — замечает он, — их природы, пока свойства и качества, найденные в таких вещах, которые могут считаться чудесами в природе, не будут сведены и поняты под неким определенным законом; так что всякая нерегулярность или сингулярность может быть найдена зависящей от некой общей формы, и чудо останется лишь в точных различиях, степенях или необычайном совпадении, а не в самом виде». Открытие магнетизма никеля, который, хотя и уступает магнетизму железа, все же значителен; кобальта, еще более слабого, и титана, который едва заметен, эффективно разрушили воображаемый предел между железом и другими материалами мира и установили существование того общего закона непрерывности, который является одной из главных задач философии — прослеживать его по всей природе. Более недавние открытия М. Араго (упомянутые в 160.) завершили это обобщение, показав, что нет вещества, которое при надлежащих обстоятельствах не было бы способно проявлять недвусмысленные признаки магнитной добродетели. И чтобы стереть все следы той линии разделения, которая когда-то была столь широкой, мы теперь способны, благодаря великому открытию Эрстеда, сообщать по желанию и во время желания скрученной проволоке из любого металла безразлично все свойства магнита; — его притяжение, отталкивание и полярность; и это даже в более интенсивной степени, чем ранее считалось возможным в лучших природных магнитах. Короче говоря, в этом случае, и, пожалуй, только в этом случае в науке, мы достигли той точки, которую Бэкон, по-видимому, понимал под открытием «форм». «Форма любой природы, — говорит он, — такова, что там, где она есть, данная природа должна неизбежно быть. Форма, следовательно, постоянно присутствует, когда присутствует эта природа; утверждает ее повсеместно и сопровождает ее везде. Далее, эта форма такова, что при ее удалении данная природа неизбежно исчезает. Наконец, истинная форма такова, что может вывести данную природу из некоего существенного свойства, которое присуще многим вещам».

(365.) Магнетизм примечателен в другом важном отношении. Он предлагает выдающийся, или «вопиющий пример» того качества в природе, которое называется полярностью (267.), и это при обстоятельствах, которые особенно адаптируют его для изучения этого качества. Не похоже, чтобы древние имели какое-либо знание об этом свойстве магнита, хотя его притяжение железа было им хорошо известно. Первое упоминание о нем в современную эпоху не может быть прослежено ранее 1180 года, хотя, вероятно, оно было известно китайцам до этого времени. Полярность магнита состоит в том, что если его подвесить свободно, одна его часть неизменно направится к определенной точке горизонта, другая — к противоположной точке; и что если два магнита, так подвешенные, будут приближены друг к другу, произойдет взаимное действие, в результате которого положения обоих будут нарушены, таким же образом, как это случилось бы, если бы соответствующие части каждого отталкивались, а те, что направлены противоположно, притягивались друг к другу; и при надлежащем варьировании эксперимента обнаруживается, что они действительно так и делают. Если маленький магнит, свободно подвешенный, будет внесен в окрестности большего, он займет положение, зависящее от положения полюсов большего относительно его точки подвеса. И было установлено, что эти и все другие явления, проявляемые магнитами в их взаимных притяжениях и отталкиваниях, объяснимы на предположении двух сил или добродетелей, заложенных в частицах магнитов, одна из которых преобладает на одном конце, другая — на другом; и таких, что каждая частица притягивает те, в которых преобладает противоположная ее собственной добродетель, и отталкивает те, в которых пребывает сходная, с силой, пропорциональной обратной величине квадрата их взаимного расстояния.

(366.) Направление, в котором устанавливается магнитный стержень или стальная игла, свободно подвешенная, было установлено как различное в разных точках земной поверхности. В некоторых местах она указывает точно на север и юг, в других отклоняется от этого направления в большей или меньшей степени, а в некоторых фактически стоит под прямым углом к нему. Это замечательное явление, которое называется вариацией иглы и которое было открыто Себастьяном Каботом в 1500 году, сопровождается другим, называемым наклонением, замеченным Робертом Норманом в 1576 году. Оно состоит в тенденции иглы, точно сбалансированной на своем центре, когда она не намагничена, наклоняться или указывать вниз, когда она становится магнитной, к точке ниже горизонта и расположенной внутри земли. Прослеживая вариацию и наклонение по всей поверхности земного шара, было обнаружено, что эти явления происходят так, как они происходили бы, если бы сама земля была великим магнитом, имеющим свои полюса глубоко расположенными под поверхностью, — и, что весьма примечательно, обладающим медленным движением внутри нее, вследствие чего ни вариация, ни наклонение не остаются постоянно одинаковыми в одном и том же месте. Законы этого движения в настоящее время неизвестны; но открытие электромагнетизма, сделав почти несомненным, что земной магнетизм есть лишь эффект постоянной циркуляции больших количеств электричества вокруг нее, в направлении, в целом соответствующем направлению ее вращения, рассеяло большую часть тайны, которая висела над этими явлениями; поскольку можно вообразить множество причин, как геологических, так и других, которые могут производить значительные отклонения в интенсивности и частичные — в направлении таких электрических токов. Неравномерное распределение суши и моря в двух полушариях, влияя на действие солнечной теплоты в производстве испарения из последних, что, вероятно, является одним из великих источников земного электричества, может легко быть представлено как модифицирующее общую тенденцию таких токов и производящее в них нерегулярности, которые могут дать удовлетворительный отчет обо всем, что все еще кажется аномальным в явлениях земного магнетизма. Эта ветвь науки таким образом становится связанной в великом масштабе с метеорологией, одним из самых сложных и трудных, но в то же время интересных предметов физического исследования; одним, однако, который в последнее время начал изучаться с усердием, обещающим скорое раскрытие отношений и законов, о которых в настоящее время мы можем составить лишь весьма несовершенное представление.

(367.) Передача магнетизма от земли к магнитному телу или от одного магнитного тела к другому осуществляется процессом, которому было дано название индукции, и законы и свойства такого индуцированного магнетизма изучались с большим упорством и успехом — практически Гилбертом, Бойлем, Найтом, Уистоном, Кавалло, Кантоном, Дюамелем, Риттенхаузом, Скорсби и другими; и теоретически Эпинусом, Кулоном и Пуассоном, а в нашей стране господами Барлоу и Кристи, которые с большой тщательностью исследовали любопытные явления, происходящие, когда массы железа представляются последовательно, в разных положениях, путем вращения на оси, влиянию земного магнетизма. Магнетизм кристаллизованных тел (отчасти из-за крайней редкости тех, которые восприимчивы к какой-либо значительной магнитной добродетели) до сих пор совсем не исследовался, но, вероятно, дал бы очень любопытные результаты.

(368.) К электричеству взоры физика теперь обращаются почти со всех сторон, как к одной из тех универсальных сил, которые Природа, по-видимому, использует в своих самых важных и тайных операциях. Этот удивительный агент, который мы видим в интенсивной активности в молнии и в более слабой и рассеянной форме, проходящей через верхние слои атмосферы в северных сияниях, присутствует, вероятно, в огромном изобилии во всякой форме материи, которая нас окружает, но становится ощутимым только тогда, когда потревожен возбуждениями особого рода. Самым эффективным из них является трение, которое, как мы уже заметили, является мощным источником теплоты. Каждый знаком с трескучими искрами, которые летят со спины кошки, когда ее гладят. Они, при надлежащем управлении, могут быть накоплены в телах, подходящим образом расположенных для их приема, и, хотя тогда уже не видимы, дают доказательство своего существования демонстрацией огромного разнообразия необычайных явлений — производя притяжения и отталкивания в телах на расстоянии — допуская перенос контактом или внезапным и бурным перескоком интервала разделения от одного тела к другому в форме искр и вспышек; — проходя с совершенной легкостью сквозь вещество самых плотных металлов и множество других тел, называемых проводниками, но задерживаясь другими, такими как стекло и особенно воздух, которые поэтому называются непроводниками — производя болезненные шоки и конвульсивные движения, и даже саму смерть, если в достаточном количестве, в животных, через которых они проходят, и, наконец, имитируя в малом масштабе все эффекты молнии.

(369.) Изучение этих явлений и их законов до сравнительно недавнего периода занимало все внимание электриков и составляло всю науку об электричестве. Появляется, как результат их исследований, что все рассматриваемые явления объяснимы на предположении, что электричество состоит в редкой, тонкой и высокоэластичной жидкости, которая в своей тенденции расширяться и рассеиваться пронизывает с большей или меньшей легкостью вещество проводников, но препятствуется и задерживается от расширения более или менее полностью непроводниками. Предполагается, более того, что эта электрическая жидкость обладает силой притяжения к частицам всей весомой материи, вместе с силой отталкивания для частиц своего собственного рода. Имеет ли она вес или ее скорее следует рассматривать как вид материи, отличный от той, из которой состоят весомые тела, — вопрос такой деликатности, что никакие прямые эксперименты еще не позволили нам решить его; но во всяком случае ее инерция по сравнению с ее упругой силой должна мыслиться чрезвычайно малой, так что ее следует рассматривать как жидкость в высшей степени активную, подчиняющуюся каждому импульсу, внутреннему или внешнему, с величайшей готовностью; короче говоря, жидкость, чьи энергии могут быть сравнены только с энергиями эфирной среды, посредством которой, в волновой доктрине, свет, как предполагается, передается. Свойства водородного газа по сравнению со свойствами более плотных аэриформных жидкостей в некоторой слабой степени помогут нашему представлению о чрезмерной подвижности и проникающей активности жидкости, так устроенной. Электричество, однако, должно рассматриваться как отличающееся в некоторых замечательных пунктах от всех тех жидкостей, к которым мы до сих пор привыкли применять эпитет «эластичный», таких как воздух, газы и пары. В них отталкивающая сила частиц, от которой зависит их эластичность, рассматривается как распространяющаяся только на очень малые расстояния, так чтобы затрагивать только те, что находятся в непосредственной близости друг от друга, в то время как их притягательная сила, посредством которой они подчиняются общему тяготению всей материи, распространяется на любое расстояние. В электричестве, с другой стороны, должно быть допущено прямо противоположное. Сила, с которой его частицы отталкивают друг друга, распространяется на большие расстояния, в то время как его сила адгезии к весомой материи должна рассматриваться как ограниченная в своем охвате такими минутными интервалами, которые ускользают от наблюдения.

(370.) Представление об одном-единственном флюиде такого рода, который при избыточном накоплении в телах постоянно стремится вырваться наружу и восстановить равновесие, перетекая в другие тела, где может наблюдаться его недостаток, является наиболее естественным для человеческого ума; именно его придерживался Франклин, которому наука об электричестве обязана решающими экспериментами, пролившими свет на истинную природу молнии. Впоследствии ту же теорию отстаивал Эпинус, который первым показал, как законы равновесия такого флюида могут быть сведены к строгому математическому исследованию. Однако существуют явления, сопровождающие его перенос от тела к телу и состояние равновесия, которое он принимает при различных обстоятельствах, и они, по-видимому, требуют допущения двух различных флюидов, антагонистичных друг другу, каждый из которых притягивает другой и отталкивает сам себя; но при этом каждый из них одинаково способен к адгезии к материальным субстанциям и к более или менее быстрому переносу от частицы к частице этих субстанций. Предполагается, что в естественном, невозмущенном состоянии эти флюиды существуют в состоянии соединения и взаимного насыщения; но это соединение может быть нарушено, и любой из них может быть накоплен в теле отдельно в любом количестве без другого, при условии, что его выход будет надлежащим образом затруднен окружением тела непроводниками. При таком накоплении его отталкивание по отношению к собственному виду и притяжение противоположного вида в соседних телах стремятся нарушить естественное равновесие двух присутствующих в них флюидов и вызвать явления особого рода, которые называются индуцированным электричеством. Сколь бы любопытной и искусственной ни казалась эта теория, до сих пор не было выявлено ни одного явления, для которого она не дала бы по крайней мере правдоподобного, а в подавляющем большинстве случаев — весьма удовлетворительного объяснения. Она обладает одним свойством, чрезвычайно ценным для любой теории: она допускает применение строгого математического рассуждения к выводам, которые мы хотим из нее извлечь. Без этого, в самом деле, вряд ли возможно когда-либо должным образом проверить любую теорию путем сравнения с фактами. Соответственно, математическая теория электрического равновесия и законы распределения электрических флюидов по поверхностям тел, в которых они накоплены, стали предметом тщательного геометрического исследования наиболее искусных математиков и достигли той степени широты и изящества, которая ставит эту отрасль науки на очень высокое место в шкале математико-физических изысканий. Эти исследования основаны на допущении закона притяжения и отталкивания, подобного законам гравитации и магнетизма, и, благодаря общему согласию результатов с фактами, а также экспериментам, предпринятым с прямой целью установления данных законов, они считаются достаточно доказанными.

(371.) Наиболее темной частью предмета, несомненно, является первоначальный способ нарушения электрического равновесия, посредством которого электричество возбуждается в первом случае — либо трением, либо любой другой из тех причин, которые, как было установлено, производят подобный эффект: аналогии, правда, существуют; но следует признать, что до сих пор по этому вопросу не было предложено ничего решительного; и что предположительные способы действия в данном случае слишком часто занимали место тех, к которым нас может привести только тщательное изучение фактов.

(372.) Философы давно были знакомы с эффектами электричества, упомянутыми выше, а также с теми, которые оно производит при внезапном и бурном переносе от одного тела к другому, разрывая и сокрушая части веществ, через которые оно проходит, и, будучи в большом количестве, производя все эффекты интенсивного тепла, воспламеняя, расплавляя и испаряя металлы и поджигая горючие тела; даже его случайное влияние на разрушение или изменение поляризации магнитной стрелки было замечено: но поскольку было известно, что тепло производится механическим воздействием, а также было известно, что магнетизм сильно подвержен влиянию той же причины, эти эффекты относили скорее к этой причине, нежели к чему-либо в специфической природе электрической материи, и рассматривали их скорее как косвенное следствие способа его действия, чем как связанные с его сокровенной природой. Короче говоря, электричеству суждено было предоставить еще один пример из множества предметов, изолированных от остальной философии и способных изучаться только в своих внутренних отношениях, когда великие открытия Гальвани и Вольты предоставили в распоряжение экспериментатора новую силу, с помощью которой те эффекты, что прежде были сжаты в неощутимое мгновение, могли быть развернуты в деталях и изучены не спеша; и те силы, которые ранее проявляли себя только в состоянии неконтролируемой интенсивности, были, так сказать, укрощены и принуждены распределять свое действие на неопределенное время и регулировать его по воле оператора. Вскоре было установлено, что электричество в процессе своего прохождения по проводникам производит множество удивительных эффектов, которые никогда ранее не предполагались; и они таковы, что предоставляют точки соприкосновения с рядом других отраслей физических исследований и проливают новый и неожиданный свет на некоторые из самых темных операций природы.

(373.) История этого великого открытия дает прекрасную иллюстрацию преимущества, которое можно извлечь в физических исследованиях из пристального и внимательного отношения к любому явлению, сколь бы незначительным оно ни казалось, которое в момент наблюдения представляется необъяснимым на основе принятых принципов. Конвульсивные движения мертвой лягушки вблизи электрического разряда, которые первоначально привлекли внимание Гальвани к этому предмету, были замечены другими почти за столетие до него, но не вызвали иных замечаний, кроме указания на особую чувствительность к электрическому возбуждению, зависящую от того остатка жизненной силы, который не угасает в органическом строении животного после лишения его собственно жизни. Гальвани не был удовлетворен этим. Он проанализировал явление; и при исследовании всех обстоятельств, связанных с ним, пришел к наблюдению особого электрического возбуждения, которое происходило, когда цепь состояла из трех различных частей — мышцы, нерва и металлического проводника, каждая из которых находилась в контакте с двумя другими, и которое проявлялось в конвульсивном движении, производимом в мышце. Этому явлению он дал название «животное электричество» — неудачный эпитет, поскольку он имел тенденцию ограничивать исследование его природы классом явлений, в которых оно впервые стало очевидным. Но это обстоятельство, которое в менее пытливую эпоху науки могло бы оказать фатальное влияние на прогресс знаний, к счастью, не стало препятствием для дальнейшего развития его принципов, так как предмет был немедленно подхвачен с своего рода пророческим пылом Вольтой, который сразу же обобщил явления, отвергнув физиологические соображения, введенные Гальвани, как чуждые исследованию, и рассматривая сокращение мышц лишь как тонкое средство обнаружения возникновения электрических возбуждений, слишком слабых, чтобы быть ощутимыми любыми другими средствами. Именно так он пришел к познанию общего факта: нарушения электрического равновесия простым контактом различных тел и циркуляции тока электричества в одном постоянном направлении через цепь, состоящую из трех различных проводников. Увеличение интенсивности столь малого и тонкого эффекта, наблюдаемого таким образом, стало его следующей целью, и его исследование не прекращалось до тех пор, пока не привело его к овладению тем самым удивительным из всех человеческих изобретений — столбом, который носит его имя, посредством серии хорошо проведенных и логически объединенных экспериментов, которые редко, если вообще когда-либо, превосходили в анналах физических исследований.

(374.) Хотя первоначальный столб Вольты был слаб по сравнению с теми гигантскими комбинациями, которые были созданы впоследствии, его, однако, было достаточно, чтобы показать электричество в совершенно ином аспекте, чем все, что было до этого, и выявить те специфические модификации в его действии, удовлетворительное объяснение которым первым дал д-р Волластон, отнеся их к увеличению количества при уменьшении интенсивности подаваемого тока. Не прошло много времени после того, как открытие было обнародовано, а прибор попал в руки химиков и электриков, как было установлено, что электрический ток, передаваемый им через проводящие жидкости, вызывает в них химические разложения. Это капитальное открытие, по-видимому, было сделано в первую очередь г-ми Николсоном и Карлайлом, которые наблюдали разложение воды, произведенное таким образом. За ним последовало еще более важное открытие Берцелиуса и Хизингера, которые установили в качестве общего закона, что при всех разложениях, произведенных таким образом, кислоты и кислород переносятся к положительному полюсу вольтова столба и накапливаются вокруг него, а водород, металлы и щелочи — вокруг отрицательного; они переносятся в невидимом и, так сказать, латентном или оцепенелом состоянии под действием электрического тока через значительные пространства и даже через большие объемы воды или других жидкостей, чтобы вновь появиться со всеми своими свойствами в соответствующих местах покоя.

(375.) Именно в таком состоянии находился предмет, когда за него взялся Дэви, который, видя, что сильнейшие химические сродства столь легко подрываются разлагающим действием столба, пришел к счастливой идее применить интенсивную силу огромных батарей Королевского института к тем веществам, которые, хотя и вызывали сильные подозрения в том, что они являются соединениями, сопротивлялись всем попыткам их разложить — щелочам и землям. Они поддались приложенной силе, и таким образом в химии произошла полная революция; не столько благодаря введению новых элементов, ставших известными таким образом, сколько благодаря способу понимания природы химического сродства, которое с того времени рассматривается (как Дэви широко изложил это в теории, которая была охотно принята самыми выдающимися химиками, и никем более охотно, чем самим Берцелиусом) как полностью обусловленное электрическими притяжениями и отталкиваниями, причем наиболее тесно соединяются те тела, частицы которых обычно находятся в состоянии мощнейшего электрического антагонизма, и вытесняют друг друга в соответствии с величиной их различия в этом отношении.

(376.) Связь магнетизма и электричества давно подозревалась, и было предпринято бесчисленное множество безуспешных попыток определить, утвердительно или отрицательно, вопрос о такой связи. Явления многих кристаллизованных минералов, которые становятся электрическими от тепла и развивают противоположные электрические полюса на своих двух концах, предлагали аналогию, столь поразительную по отношению к полярности магнита, что казалось почти невозможным сомневаться в более тесной связи этих двух сил. Развитие подобной полярности в вольтовом столбе сильно указывало на тот же вывод; и даже проводились эксперименты с целью выяснить, не может ли столб в состоянии возбуждения проявить склонность к установке в магнитном меридиане; но было упущено существенное условие — позволить столбу свободно разряжаться, условие, которое, безусловно, никогда не пришло бы само по себе ни одному экспериментатору. Из всех философов, размышлявших на эту тему, никто так упорно не придерживался идеи о необходимой связи между явлениями, как Эрстед. Часто терпя неудачу, он возвращался к атаке; и его настойчивость была в конце концов вознаграждена полным раскрытием удивительных явлений электромагнетизма. Есть что-то в этом, что напоминает нам об упорной приверженности Колумба его представлению о необходимом существовании Нового Света; и вся история этого прекрасного открытия может послужить уроком доверия к тем общим аналогиям и параллелям между великими отраслями науки, благодаря которым одна сильно напоминает нам другую, хотя прямой связи не видно; как указание, которым не следует пренебрегать, на общность происхождения.

(377.) Весьма вероятно, что мы все еще не знаем многих интересных особенностей в электрической науке, которые однажды раскроет изучение вольтова столба. Бурные механические эффекты, производимые им на ртуть, помещенную под проводящие жидкости, которые были отнесены профессором Эрманом к модифицированной форме капиллярного притяжения, но которые тщательный и расширенный взгляд на явления заставил других рассматривать в совершенно ином свете, как указывающие на первичное действие скорее динамического, чем статического характера, заслуживают с этой точки зрения дальнейшего исследования; и любопытные отношения электричества к теплу, проявляющиеся в явлениях того, что было названо термоэлектричеством, обещают обильный запас новой информации.

(378.) Среди замечательных эффектов электричества, раскрытых исследованиями Гальвани и Вольты, пожалуй, самым значительным было его влияние на нервную систему животных. Происхождение мышечного движения — одна из тех глубоких тайн природы, на полное объяснение которых мы едва ли можем надеяться. Физиологи, однако, давно питали общее представление о переносе некоторого тонкого флюида или духа от мозга к мышцам животных вдоль нервов; и открытие быстрой передачи электричества по проводникам, наряду с бурными эффектами, производимыми ударами, передаваемыми через тело, на нервную систему, очень естественно привело бы к мысли, что этот нервный флюид, если он имеет какое-либо реальное существование, может быть не чем иным, как электрическим. Но до открытий Гальвани и Вольты это могло рассматриваться лишь как смутное предположение. Характера vera causa (истинной причины) недоставало, чтобы придать этому хоть какую-то степень рациональной правдоподобности, поскольку нельзя было вообразить никакой причины для нарушения электрического равновесия в животном организме, состоящем целиком из проводников, или, скорее, казалось противоречащим тогдашним известным законам электрической передачи предполагать нечто подобное. Тем не менее, можно было привести одно странное и удивительное явление, указывающее на возможность такого нарушения, а именно мощный удар, наносимый электрическим скатом и другими рыбами того же рода, которые представляли так много аналогий с теми, что возникают от электричества, что их едва ли можно было отнести к другому источнику, хотя, кроме самого удара, ни искры, ни какого-либо другого признака электрического напряжения в них обнаружить не удавалось.

(379.) Было установлено, что онемение от электрического ската зависит от особым образом устроенных органов, состоящих из перепончатых столбиков, заполненных от конца до конца пластинками, отделенными друг от друга флюидом: но о способе его действия нельзя было дать удовлетворительного объяснения; и не было ничего в его конструкции, и тем более в природе его материалов, что давало бы хоть малейшее основание предполагать, что это электрический аппарат. Но столб Вольты сразу предоставил аналогии как структуры, так и эффекта, так что почти не осталось сомнений в электрической природе аппарата или в способности — безусловно, самой удивительной — животного определять усилием своей воли то стечение условий, от которых зависит его активность. Это оставалось, как, вероятно, всегда и будет оставаться, таинственным и необъяснимым; но как только был установлен принцип, что в животном организме существует способность определять развитие электрического возбуждения, способного передаваться по нервам, и как только было установлено многочисленными и решающими экспериментами, что передачи вольтова электричества по нервам даже мертвого животного достаточно для производства самых бурных мышечных действий, стало легким шагом отнести происхождение мышечного движения в живом организме к подобной причине; и рассматривать мозг — удивительно устроенный орган, для которого никогда не было придумано ни одного способа действия, обладающего хоть малейшей правдоподобностью, — как источник требуемой электрической силы.

(380.) В наши намерения, однако, не входит дальнейшее рассмотрение физиологических предметов. Они составляют, правда, важнейшую и глубоко интересную область философского исследования; но взгляд, который мы бросили на физическую науку, был направлен скорее на изучение неживой природы, чем на изучение таинственных явлений организации и жизни, которые составляют объект физиологии. История животных и растительных произведений земного шара, как предоставляющих объекты и материалы для удобства и использования человеком, и как зависящих от общих законов, определяющих распределение тепла, влаги и других природных агентов по его поверхности, и указывающих на них, а также революции, которые он претерпел, конечно, тесно связаны с нашим предметом и поэтому, естественно, дадут повод для некоторых замечаний, но не таких, которые надолго задержат внимание читателя.

(381.) В зоологии связь специфических способов жизни и питания с особенностями строения породила системы классификации, одновременно очевидные и естественные; и большой прогресс, достигнутый в сравнительной анатомии, позволил нам проследить градуированную шкалу организации почти через всю цепь животного бытия; шкалу не без пробелов, но которую каждое последующее открытие животных, доселе неизвестных, стремилось заполнить. Чудеса, раскрытые микроскопическим наблюдением, открыли нам новый мир, в котором мы с изумлением обнаруживаем соединенными крайности миниатюрности и сложности строения; в то время как, с другой стороны, исследование ископаемых остатков прежнего состояния творения продемонстрировало существование животных, далеко превосходящих по величине ныне живущих, и выявило множество форм бытия, которые не имеют к ним в настоящее время ничего аналогичного, и многие другие, которые предоставляют важные связующие звенья между существующими родами. И, с другой стороны, исследования сравнительного анатома и конхиолога пролили величайший свет на занятия геолога и позволили ему разглядеть сквозь темную среду нескольких реликтов, разбросанных здесь и там по пласту, обстоятельства, связанные с формированием самого пласта, которые он не мог бы распознать ни по какому другому признаку. Это один из многих поразительных примеров того, как неожиданно науки, сколь бы отдаленными они ни казались, могут проливать свет друг на друга.

(382.) К ботанике применимы многие из тех же замечаний. Ее искусственные системы классификации, сколь бы удобными они ни были, не помешали ботаникам стремиться сгруппировать объекты своей науки в естественные классы, имеющие общность характера более тесную, чем те, которые определяют их место в Линнеевской или любой подобной системе; общность характера, распространяющуюся на весь облик и свойства сравниваемых особей. Важные химические открытия, сделанные в последнее время относительно специфических проксимальных принципов, которые особым образом характеризуют определенные семейства растений, открывают перспективу значительно расширенного поля интересных знаний в этом направлении, и не только интересных, но и в высшей степени важных, если учесть, что принципы, выявленные таким образом, по большей части являются очень мощными лекарствами и, по сути, представляют собой существенные ингредиенты, от которых зависят медицинские свойства растений. Закон распределения родовых форм растений по земному шару также в сравнительно недавний период стал объектом изучения натуралиста; и его связь с законами климата составляет одну из самых интересных и важных отраслей естественно-исторического исследования, и ту, на которую еще предстоит пролить большой свет будущим исследованиям. Именно это составляет главное связующее звено между ботаникой и геологией и делает знание растительных ископаемых любой части земной поверхности необходимым для формирования правильного суждения об обстоятельствах, при которых она существовала в своем древнем состоянии. Ископаемая ботаника, соответственно, культивируется с большим и растущим рвением; и подземная «Флора» геологической формации во многих случаях изучается с той степенью тщательности и точности, которая мало уступает той, что демонстрирует ее поверхность.

ГЛ. VI.

О ПРИЧИНАХ ФАКТИЧЕСКОГО БЫСТРОГО ПРОГРЕССА ФИЗИЧЕСКИХ НАУК ПО СРАВНЕНИЮ С ИХ РАЗВИТИЕМ В БОЛЕЕ РАННИЙ ПЕРИОД.

(383.) Нет более поразительного контраста, чем тот, который представлен медленным прогрессом физических наук с древнейших времен до конца XVI века и быстрым развитием, которое они претерпели с тех пор. В предыдущий период их истории мы находим лишь небольшие дополнения к запасу знаний, сделанные через большие промежутки времени; в течение которых полное безразличие со стороны массы человечества к изучению природы привело к почти полному забвению прежних открытий или, в лучшем случае, позволило им оставаться в записях скорее как литературным курьезам, чем как обладающим сами по себе каким-либо внутренним интересом и важностью. Несколько пытливых личностей из века в век могли осознавать их ценность и могли чувствовать ту непреодолимую жажду знаний, которая в умах высшего порядка восполняет отсутствие как внешнего стимула, так и возможности. Но полное отсутствие правильного направления, данного исследованию, и ясного понимания объектов, к которым следует стремиться, и преимуществ, которые могут быть получены от систематического и связного исследования, вместе с общей апатией общества к спекуляциям, далеким от обычных дел жизни и старательно сохраняемым в ученой тайне, эффективно препятствовали тому, чтобы эти случайные импульсы преодолели инерцию невежества и придали науке какой-либо регулярный и устойчивый прогресс. Ее объекты, действительно, были ограничены областью, слишком возвышенной для вульгарного понимания. Землетрясение, комета или огненный метеор время от времени привлекали внимание всего мира и вызывали со всех сторон обильный запас грубых и причудливых догадок об их причинах; но никогда не предполагалось, что науки могут существовать среди обычных предметов, занимать место среди механических искусств или находить достойный предмет для размышлений в шахте или лаборатории. Тем не менее, нельзя предположить, что все указания природы постоянно оставались незамеченными или что много хороших наблюдений и проницательных рассуждений о ней погибло, не будучи записанными, до того, как изобретение книгопечатания позволило каждому сделать свои идеи известными всему миру. Как только это произошло, однако, искры информации, время от времени высекаемые, вместо того чтобы мерцать мгновение и угасать в забвении, начали накапливаться в благодатное свечение, и, наконец, разгорелось пламя, которое вскоре должно было приобрести силу и быстрое распространение пожара. Об универсальном возбуждении в умах людей по всей Европе, которое произвел первый всплеск современной науки, уже было сказано. Но даже самые оптимистичные предсказатели вряд ли могли ожидать того устойчивого, непрерывного прогресса, который она с тех пор поддерживала, ни той быстрой череды великих открытий, которая поддерживала интерес первого импульса все еще энергичным и не уменьшающимся. Можно действительно сказать, что едва ли найдется хоть одна отрасль физического исследования, которая была бы стационарной или которая не находилась бы в течение многих лет в постоянном состоянии продвижения и в которой прогресс не шел бы в настоящий момент с ускоренной быстротой.

(384.) Среди причин этого счастливого и желательного состояния дел, несомненно, мы должны искать в первую очередь то огромное увеличение богатства и цивилизации, которое одновременно предоставило необходимый досуг и распространило вкус к интеллектуальным занятиям среди множества людей, которые долгое время были и продолжают оставаться устойчиво прогрессирующими в каждом главном европейском государстве, и которые увеличение и новое установление цивилизованных сообществ в каждом отдаленном регионе быстро распространяют по всему земному шару. Однако здесь следует учитывать не только возросшее число культиваторов науки, но и их расширенные возможности, что во всех тех многочисленных департаментах естественных исследований, которые требуют локальной информации, является, по сути, самым важным соображением из всех. К этой причине мы должны отнести то большое расширение, которое в последние годы было придано каждой отрасли естественной истории, и те огромные вклады, которые были сделаны и ежедневно делаются в департаменты зоологии и ботаники во всех их разветвлениях. Очевидно также, что вся информация, которую только можно получить и сообщить самыми просвещенными и активными путешественниками, бесконечно уступает тому, что может быть получено лицами, фактически проживающими на месте. Путешественники, действительно, могут делать коллекции, могут выхватывать несколько поспешных наблюдений, могут отметить, например, распределение геологических формаций в нескольких отдельных точках и время от времени наблюдать замечательные локальные явления; но только резидент может проводить непрерывные серии регулярных наблюдений, таких как научное определение климатов, приливов, магнитных вариаций и бесчисленных других объектов такого рода; только он может отметить все детали геологического строения и отнести каждый пласт, путем тщательного и долгого наблюдения его ископаемого содержимого, к его истинной эпохе; только он может отметить повадки животных своей страны и границы ее растительности или получить удовлетворительное знание о ее минеральном содержании, наряду с тысячей других подробностей, существенных для того полного знакомства с нашим земным шаром как целым, которое начинает пониматься под обширным обозначением физической географии. Кроме того, не следует упускать из виду умноженные возможности наблюдения и регистрации тех необычайных явлений природы, которые представляют интенсивный интерес как из-за редкости их возникновения, так и из-за поучительности, которую они призваны дать. Чего же тогда мы можем ожидать, когда дух научного исследования распространится по тем обширным регионам, в которых процесс цивилизации, ее верный предшественник, уже начат и находится в активном прогрессе? И чего мы можем ожидать от усилий мощных умов, призванных к действию в обстоятельствах, совершенно отличных от тех, что когда-либо существовали в мире, и на территории, далеко превосходящей ту, которая до сих пор приносила весь урожай человеческого интеллекта? По мере того как число тех, кто занимается каждым департаментом физического исследования, увеличивается, а географический охват, по которому они распределены, расширяется, пропорционально возросшая легкость общения и обмена знаниями становится существенной для продолжения их исследований с полной выгодой. Это желательно не только для того, чтобы предотвратить ситуацию, когда множество лиц делают одни и те же открытия в один и тот же момент, что (помимо пустой траты ценного времени) всегда было плодотворным источником ревности и недопонимания, из-за которых науке были нанесены великие беды; но и потому, что методы наблюдения постоянно претерпевают новые улучшения или приобретают новые удобства, знание о которых, в общих интересах науки, должно распространяться как можно шире и быстрее. Этим путем также порождается чувство общего интереса, взаимной помощи и чувство симпатии в общем стремлении, что оказывается мощным стимулом к деятельности; и, с другой стороны, тем самым предоставляются средства обнаружения и указания на ошибки, прежде чем станет слишком поздно для их исправления.

(385.) Возможно, можно справедливо заметить, что, помимо создания институтов, имеющих своими прямыми целями либо продвижение науки в целом, либо, что еще более практически эффективно в ее нынешнем продвинутом состоянии, продвижение отдельных департаментов физических исследований, ничто не оказало столь мощного влияния на прогресс современной науки, как публикация ежемесячных и ежеквартальных научных журналов, которых сейчас едва ли найдется нация в Европе, не выпускающая несколько. Быстрая и повсеместная циркуляция этих журналов ставит наблюдателей всех стран на один уровень совершенной близости к объектам и методам друг друга, в то время как рефераты, которые они время от времени (если хорошо составлены) содержат о наиболее важных исследованиях дня, переданных в более увесистые тома академических сборников, служат для направления курса общего наблюдения, а также для того, чтобы самым заметным образом выставлять модели для подражания. Заглядывая вперед в то, что можно ожидать в будущем от этой причины улучшения, мы не должны забывать о мощном эффекте, который в будущем должен быть произведен распространением элементарных работ и дайджестов того, что фактически известно в каждой конкретной отрасли науки. Ничто не может быть более обескураживающим для того, кто занят активным исследованием, чем впечатление, что все, что он делает, может, весьма вероятно, быть трудом, затраченным впустую; что это, возможно, уже было сделано, и гораздо лучше, чем, с его возможностями или ресурсами, он может надеяться выполнить; и, с другой стороны, ничто не может быть более захватывающим, чем противоположное впечатление. Таким образом, давая связный взгляд на то, что было сделано и что остается выполнить в каждой отрасли, те дайджесты и своды науки, которые время от времени появляются, имеют, по сути, очень важный вес в определении ее будущего прогресса, совершенно независимо от количества информации, которую они сообщают. Что касается элементарных трактатов, то нет необходимости указывать на их полезность или останавливаться на влиянии, которое их фактическое изобилие, контрастирующее с их прошлым заметным дефицитом, вероятно, окажет на будущее. Только путем сгущения, упрощения и упорядочения самым ясным образом накопленных знаний прошлых поколений те, кому предстоит прийти, могут быть наделены способностью в полной мере воспользоваться той продвинутой точкой, с которой они начнут.

(386.) Одним из средств, с помощью которых продвинутое состояние физической науки вносит большой вклад в ускорение и обеспечение ее дальнейшего прогресса, является точное знание, приобретенное о физических данных, или тех нормальных величинах, о которых мы не раз говорили на предыдущих страницах (222.); знание, которое позволяет нам не только оценивать точность экспериментов, но даже исправлять их результаты. Поскольку нет более верного критерия состояния науки в любую эпоху, чем степень заботы и проницательности, проявленных при выборе таких данных, чтобы предоставить простейшие возможные основания для применения теорий, и степень точности, достигнутая в их определении, так едва ли есть что-либо, чем наука может быть более истинно облагодетельствована, чем исследованиями, направленными прямо на этот объект, и на построение таблиц, демонстрирующих истинные численные отношения элементов теорий и фактическое состояние природы во всех ее различных отраслях. Только такими определениями мы можем установить, какие изменения медленно и незаметно происходят в существующем порядке вещей; и чем они точнее, тем скорее будет приобретено это знание. Что бы мы могли знать сейчас о движениях (так называемых) неподвижных звезд, если бы древние обладали средствами наблюдения, которыми мы обладаем сейчас, и использовали их так, как мы используем их сейчас?

(387.) В любом перечислении причин, которые способствовали недавнему быстрому продвижению науки, мы не должны забывать об очень важной причине — улучшенных и постоянно улучшающихся средствах наблюдения, как в инструментах, приспособленных для точного измерения величины, так и в общем удобстве и хорошо продуманной адаптации к своим целям каждого описания научного аппарата. В нынешнем состоянии науки существует мало наблюдений, которые могут быть продуктивны для какой-либо большой выгоды, кроме тех, которые обеспечивают точное измерение; и повышенная утонченность в этом отношении постоянно востребована. Степень деликатности, фактически достигнутая, мы не скажем в самых сложных работах высочайшего искусства, но в таком обычном аппарате, которым может обладать каждый наблюдатель сейчас, такова, что к ней нельзя было бы прийти, если бы не состояние механических искусств, которое, в свою очередь (такова взаимная реакция причины и следствия), требует для своего существования очень продвинутого состояния науки. Какое важное влияние может быть оказано на прогресс одной отрасли науки изобретением готового и удобного способа выполнения определенного измерения, а также конструкцией и общим внедрением прибора, адаптированного для него, нельзя лучше проиллюстрировать, чем примером отражательного гониометра. Этот простой, дешевый и портативный маленький инструмент изменил лицо минералогии и придал ей все характеристики одной из точных наук.

(388.) Наши средства восприятия и измерения малых величин в важных отношениях веса, пространства и времени, по-видимому, уже доведены до точки, которую едва ли можно представить, что они превзойдут. Были сконструированы весы, которые сделали ощутимой миллионную часть всего взвешиваемого количества; и поворачиваться от тысячной доли грана — это работа весов, не претендующих на очень экстраординарную степень достоинства. Элегантное изобретение сферометра, путем замены чувства зрения чувством осязания при измерении малых объектов, позволяет определять их размеры со степенью точности, которая вполне адекватна самым тонким целям научного исследования. С его помощью дюйм может быть легко разделен на десять или даже двадцать тысяч частей; а рычаг контакта, инструмент, используемый среди немецких оптиков, позволяет нам оценивать количества пространства даже еще меньшие. Для подразделения времени также совершенство современной механики предоставило ресурсы, которые оставляют очень мало желать лучшего. С помощью часов и хронометров, как они сконструированы сейчас, несколько десятых долей секунды — это вся ошибка, которой следует опасаться при подразделении дня; а для дальнейшего подразделения меньших частей времени были придуманы инструменты, которые допускают почти неограниченную точность и позволяют нам оценивать интервалы с точностью до сотой или даже тысячной доли одной секунды. Когда точность, достижимая такими средствами, контрастирует с тем, что можно было получить несколько поколений назад, благодаря грубой и неуклюжей работе даже ранней части прошлого века, не будет удивлением, что науки, которые зависят от точных измерений, сделали пропорциональный прогресс. И никакая степень тонкости в физических определениях не покажется вне нашей досягаемости, если мы рассмотрим неисчерпаемые ресурсы, которые сама наука предоставляет, делая величины, фактически подлежащие определению измерением, большими кратными элементов, требуемых для целей теории, чтобы уменьшить в той же пропорции влияние любых ошибок, которые могут быть совершены на окончательных результатах.

(389.) Сколь бы значительными ни были в последнее время усовершенствования в конструкции инструментов, как в отношении удобства, так и точности, главный прогресс в тех областях науки, которые зависят от точных определений, обязан открытию улучшенных методов наблюдения. В качестве примера того, что мы имеем в виду, можно привести крутильные весы — остроумное изобретение Кавендиша и Кулона. С их помощью мы можем не просто сделать ощутимыми, но и подвергнуть точному измерению и подразделению степени силы, бесконечно слишком слабые, чтобы воздействовать на самые чувствительные весы обычной конструкции, даже если бы их удалось заставить на них воздействовать. Гальванометр также представляет собой еще один пример того же рода: это инструмент, диапазон полезности которого лежит в области электрических сил, которые у нас нет иных средств сделать ощутимыми, не говоря уже о том, чтобы оценить их с точностью. При определении величин, менее малых самих по себе, методы, разработанные господами Араго и Френелем для измерения преломляющей способности прозрачных сред посредством явления дифракции, можно привести как пример, обеспечивающий степень точности, ограниченную лишь желаниями наблюдателя, а также временем и терпением, которые он готов посвятить своему наблюдению. А что касается направления наблюдений на точки, из которых можно получить реальную информацию и сделать положительные выводы, то гигрометр Даниэля можно привести как изящный пример внедрения в общее пользование инструмента, заменяющего показание, основанное на строгих принципах, показанием совершенно произвольным.

(390.) Размышляя о будущих перспективах физической науки, мы не были бы оправданы, если бы оставили без внимания вероятность, или, скорее, уверенность в случайном возникновении тех счастливых случайностей, которые оказали столь мощное влияние на прошлое; случаев, когда удачное сочетание, своевременно замеченное, может в одно мгновение допустить нас к познанию принципов, о которых не возникло бы никакого подозрения, если бы не такое случайное наблюдение. Бойль озаглавил одно из своих эссе так примечательно: «О великом невежестве человека относительно пользы естественных вещей; или о том, что в природе нет ни одной вещи, польза которой для человеческой жизни была бы уже полностью понята». Вся история искусств со времен Бойля была одним непрерывным комментарием к этому тексту; и если мы рассматриваем среди видов пользы творений природы ту, безусловно, самую благородную из всех, которая ведет нас к познанию Творца природы через созерцание чудесных средств, которыми Он осуществил Свои цели в Своих творениях, то науки не отстали в предоставлении своего свидетельства в пользу этой истины. И не следует полагать, что поле в малейшей степени сузилось или шансы в пользу таких счастливых открытий хоть сколько-нибудь уменьшились из-за тех, которые уже произошли: напротив, они неизмеримо расширились. Верно, что обычные явления, проходящие перед нашими глазами, были тщательно изучены, а те более поразительные и очевидные принципы, которые приходят на ум при поверхностном наблюдении, были замечены и воплощены в наших системах науки; но, не говоря уже о том, что подавляющая часть природных явлений остается еще необъясненной, каждое новое открытие в науке выявляет целые классы фактов, которые иначе никогда не попали бы в поле нашего зрения, и устанавливает отношения, которые предоставляют философскому уму постоянно расширяющееся поле для размышлений, при блуждании по которому почти невозможно не столкнуться с новыми и неожиданными принципами. Насколько бесконечно больше, например, простые шансы открытия в химии среди бесчисленных комбинаций, с которыми знаком современный химик, чем в период, когда два или три воображаемых элемента и около десяти или двадцати веществ, свойства которых были известны с приближением к отчетливости, составляли узкий круг, в котором должны были вращаться его идеи? Как много примеров, когда новое вещество или новое свойство, введенное в привычное употребление, будучи таким образом приведено в отношение со всеми нашими фактическими элементами знания, стало средством развития свойств и принципов среди самых обычных объектов, которые иначе никогда не могли бы быть обнаружены? Если бы платина (взять для примера) не была объектом самого обычного появления в лаборатории, возникло бы когда-нибудь подозрение, что можно сконструировать лампу, способную гореть без пламени; и пришли бы мы когда-нибудь к познанию тех любопытных явлений и продуктов полусгорания, которые раскрывает этот прекрасный эксперимент?

(391.) Наконец, когда мы оглядываемся назад на то, что было достигнуто в науке, и сравниваем это с тем, что еще предстоит сделать, едва ли возможно избежать сильного впечатления от мысли, что мы выполняли и продолжаем выполнять ту работу, от которой будут получать выгоду последующие поколения. Лишь в немногих случаях мы пришли к тем общим аксиоматическим законам, которые допускают прямое дедуктивное умозаключение и ставят перед нами решения физических явлений как множество задач, принципами решения которых мы полностью владеем и которые не требуют ничего, кроме остроты мышления, чтобы проследить их даже до самых дальних пределов. Еще реже мы достигали того владения абстрактным мышлением, которое необходимо для выполнения столь трудной задачи. Наука, следовательно, в отношении наших способностей, все еще остается безграничной и неисследованной, и, спустя полтора столетия после эпохи открытий Ньютона, в течение которых каждая ее область возделывалась с рвением и энергией, которые, безусловно, получили свою полную отдачу, мы остаемся в той ситуации, в которой он представлял себя — стоящими на берегу широкого океана, с пляжа которого мы, возможно, собрали некоторые из тех бесчисленных прекрасных произведений, которые он выбрасывает с щедрой расточительностью, но чье приобретение нельзя рассматривать как уменьшение сокровищ, которые остаются.

(392.) Но это соображение, вместо того чтобы подавлять наши усилия или лишать нас надежды на достижение чего-либо по-настоящему великого, должно, скорее, побуждать нас к новым начинаниям, ввиду перспективы верного и обильного вознаграждения из того неисчерпаемого запаса, который только и ждет наших постоянных усилий. «Не умаляет человеческих способностей предположение, что они не способны на бесконечное напряжение или на исчерпание бесконечного предмета». В каком бы состоянии знания мы ни представляли себе человека, его прогресс к еще более высокому состоянию никогда не должен опасаться остановки, но должен продолжаться до самого последнего существования общества.

(393.) В этом отношении преимущество имеет взгляд на науку, который относит все ее достижения к открытию общих законов и к включению уже известного в обобщения еще более высоких порядков; поскольку этот взгляд на предмет представляет его таким, каким он является на самом деле, — по существу неполным и неспособным быть полностью воплощенным в какой-либо системе или охваченным каким-либо одним умом. Однако следует помнить, что, насколько заходил наш опыт до сих пор, каждое продвижение к общности было в то же время шагом к упрощению. Только когда мы блуждаем и теряемся в лабиринтах частностей или запутываемся в бесплодных попытках пробиться вниз по тернистым путям приложений, к которым наши способности рассуждения некомпетентны, природа кажется сложной: — в тот момент, когда мы созерцаем ее такой, какая она есть, и достигаем позиции, с которой можем охватить взглядом, пусть даже малую часть ее плана, мы никогда не перестаем узнавать ту возвышенную простоту, на которой ум успокаивается, будучи уверенным, что достиг истины.

УКАЗАТЕЛЬ.

Акустика, развивавшаяся Пифагором и Аристотелем, стр. 248.

Æpinus, his laws of equilibrium of electricity, 332.

Aëriform fluids, liquids kept in a state of vapour, 321.

Agricola, George, his knowledge of mineralogy and metallurgy, 112.

Air, compressibility and elasticity of; limitation to the repulsive tendency of, 226.

Weight of, unknown to the ancients, 228.

First perceived by Galileo, 228.

Proved by a crucial instance, 229.

Equilibrium of, established, 231.

Dilatation of, by heat, 319.

Air-pump, discovery of, 230.

Airy, his experiments in Dolcoath mine, 187.

Alchemists, advantages derived from, 11.

Algebra, 19.

Ampere, his electro-dynamic theory, 202.

Utility of, 203, 324.

Analysis of force, 86.

Of motion, 87.

Of complex phenomena, 88.

Anaxagoras, philosophy of, 107.

Animal electricity, 337.

Arago, M., his experiment with a magnetic needle and a plate of copper, 157.

Archimedes, his practical application of science, 72.

His knowledge of hydrostatics, 231.

Arfwedson, his discovery of lithia, 158.

Aristotle, his knowledge of natural history, 109.

His works condemned, and subsequently studied with avidity, 111.

His philosophy overturned by the discoveries of Copernicus, Kepler, and Galileo, 113.

Arithmetic, 19.

Art, empirical and scientific, differences between, 71.

Remarks on the language, terms, or signs, used in treating of it, 70.

Assurances, life, utility and abuses of, 58.

Astronomy, cause of the slow progress of our knowledge of, 78.

Theory and practical observations distinct in, 132.

An extensive acquaintance with science and every branch of knowledge necessary to make a perfect observer in, 132.

Five primary planets added to our system, 274.

Positions, figures, and dimensions of all the planetary orbits now well known, 275.

Atomic theory, 305.

Advantage of, 306.

Atomic weights of chemical elements, 306.

Attraction, capillary, or capillarity, investigated by Laplace and Young, 234.

Bacon, celebrated in England for his knowledge of science, 72.

Benefits conferred on Natural Philosophy by him, 104.

His Novum Organum, 105.

His reform in philosophy proves the paramount importance of induction, 114.

His prerogative of facts, 181.

Illustrated by the fracture of a crystallized substance, 183.

His collective instances, 184.

Importance of, 185.

His experiment on the weight of bodies, 186.

Travelling instances of, frontier instances of, 188.

His difference between liquids and aëriform fluids, 233.

Bartolin, Erasmus, first discovers the phenomena exhibited by doubly refracting crystals, 254.

Beccher, phlogistic doctrines of, 300.

Bergmann, his advancement in crystallography, 239.

Bernoulli, experiments of, in hydrodynamical science, 181.

Biot, his hypothesis of a rotatory motion of the particles of light about their axes, 262.

Black, Dr., his discovery of latent heat, 322.

Bode, his curious law observed in the progression of the magnitudes of the several planetary orbits, 308.

Bodies, natural constitution of, 221.

Division of, into crystallized and uncrystallized, 242.

Bones, dry, a magazine of nutriment, 65.

Borda, his invention for subdivision, 128.

Botany, general utility of, 345.

Boyle, Robert, his enthusiasm in the pursuit of science, 115.

His improvement on the air-pump, 230.

Brain, hypothesis of its being an electric pile, 343.

Bramah’s press, principle and utility of, 233.

Brewster, Dr., his improvement on lenses for lighthouses, 56.

Его исследования доказывают, что явления, проявляемые поляризованным светом при его прохождении через кристаллы, дают верное указание на наиболее важные моменты, касающиеся структуры самих кристаллов, 263.

Cabot, Sebastian, his discovery of the variation of the needle, 327.

Cagnard, Baron de la Tour, utility of his experiments, 234.

Causes and consequences directors of the will of man, 6.

Causes, proximate, discovery of, called by Newton veræ causæ, 144.

Celestial mechanics, 265.

Chaldean records, 265.

Chemistry furnishes causes of sudden action, also fulminating compositions, 62.

Analogy of the complex phenomena of, with those of physics, 92.

Benefits arising from the analysis of, 94.

Axioms of, analogous to those of geometry, 95.

Many of the new elements of, detected in the investigation of residual phenomena, 158.

The most general law of, 209.

Illustration of, 210.

Between fifty and sixty elements in, 211.

Objects of, 296.

General heads of the principal improvements in, 302.

Remarks on those general heads, 304.

Chemistry, Stahlian, cause of the mistakes and confusions of, 123.

Chladni, experiments of, in dynamical science, 181.

Chlorine, disinfectant powers of, 56.

Clarke, Dr., his experiments on the arseniate and phosphate of soda, 170.

His success in producing a new phosphate of soda, 171.

Climate, change of, in large tracts of the globe, alleged cause of, 145.

Coals, power of a bushel of, properly consumed, 59.

Quantity consumed in London, 60.

Cohesion, an ultimate phenomenon, 90.

Cold, qualities of, 318.

Compass, mariner’s, 55.

Condensation, a source of heat, 313.

Conduction of heat, laws of, 205.

Copernicus, effect of his discoveries on the Aristotelian philosophy, 113.

Objections to his astronomical doctrines, 269.

Crystallography, laws of, 123, 239.

A determinate figure supposed to be common to all the particles of a crystal, 242.

D’Alembert, his improvements in hydrodynamics, 236.

Dalton, his announcement of the atomic theory, 305.

His examination of gases and vapours, 319.

Davy, Sir H., brings the voltaic pile to bear upon the earths and alkalies, 339.

Deduction, utility of, 174.

De l’Isle, Romé, his study of crystalline bodies, 239.

Dew, causes of, investigated, 159.

Effects of, on different substances, 160.

Objects capable of contracting it, 161.

A cloudless sky favourable to its production, 162.

General proximate cause of, 163.

Drummond, lieutenant, his improvement on lenses for lamps of lighthouses, 56.

Dynamics, importance of, 96, 223.

Earth, the orbit of,—diminution of its eccentricity round the sun, 147.

Economy, political, 73.

Egypt, great pyramid of, height, weight, and ground occupied by it, 60.

Accuracy of the astronomical records of, 265.

Elasticity, an ultimate phenomenon, 90.

Electricity may be the cause of magnetism, 93.

Universality of, 329.

Effects of, 330.

Activity of, 331.

Equilibrium of, 332.

Productive of chemical decomposition, 338.

Empirical laws, 178.

Evils resulting from, 179.

Encke, professor, his prediction of the return of the comet so many times in succession, 156.

Englefield, sir H., his analysis of a solar beam, 314.

Equilibrium maintained by force, 222.

Erman, professor, his opinion of the effects of the voltaic circuit, 340.

Euler, his improvement on Newton’s theory of sound, 247.

Experience, source of our knowledge of nature’s laws, 76.

Experiment, a means of acquiring experience, 76.

Utility of, 151.

Facts, the observation of, 118.

Faujas de St. Fond, imaginary craters of, 131.

Fluids, laws of the motion of, 181.

Compressibility of, 225.

Consideration of the motions of, more complicated than that of equilibrium, 235.

Force, analysis of, 86.

The cause of motion, 149.

Phenomena of, 221.

Molecular forces, 245.

Фурье, барон, его мнение о том, что небесные области имеют температуру, независимую от Солнца, не намного ниже той, при которой замерзает ртуть, 157.

His analysis of the laws of conduction and radiation of heat, 317.

Franklin, Dr., his experiments on electricity, 332.

Fresnel, M., his mathematical explanation of the phenomena of double refraction, 32.

His improvement on lenses for lamps of lighthouses, 56.

His opinions on the nature of light, 207.

His experiments on the interference of polarized light, 261.

His theory of polarization, 262.

Friction, a source of heat, 313.

Galileo, celebrity of, for his knowledge of science, 72.

His exposition of the Aristotelian philosophy, 110.

His refutation of Aristotle’s dogmas respecting motion, his persecution in consequence of it, 113.

His knowledge of the accelerating power of gravity, 168.

His knowledge of the weight of the atmosphere, 228.

Galvani, utility of his discoveries in electricity, 335.

His application of it to animals, 336.

Gay-Lussac, his examination of gases and vapours, 319.

Generalization, inductive, 1, 90.

Geology, 281.

Its rank as a science, 287.

Geometry, axioms of, an appeal to experience, not corporeal, but mental, 95.

Gilbert, Dr., of Colchester, his knowledge of magnetism and electricity, 112.

Gravitation, law of, a physical axiom of a very high and universal kind, 98.

Influence of, decreases in the inverse ratio of the square of the distance, 123.

Греция, философы, их необычайный успех в абстрактном мышлении и их небрежное рассмотрение внешней природы, 105.

Their general character, 106.

Philosophy of, 108.

Grimaldi, a jesuit of Bologna, his discovery of diffraction, or inflection of light, 252.

Guinea and feather experiment, 168.

Gunpowder, invention of, 55.

A mechanical agent, 62.

Haarlem lake, draining of, 61.

Harmony, sense of, 248.

Head, captain, anecdote of, 84.

Heat, 193.

Radiation and conduction of, 205.

One of the chief agents in chemistry, 310.

Our ignorance of the nature of, 310.

Abuse of the sense of the term, 311.

The general heads under which it is studied, 312.

Its most obvious sources, 312.

Animal heat, to what process referable, 313.

Radiation and conduction of, 314.

Solar heat differs from terrestrial fires, or hot bodies, 315.

Principal effects of, 317.

The antagonist to mutual attraction, 322.

Latent heat, 322.

Specific heat, 323.

Herschel, sir William, his analysis of a solar beam, 314.

Hipparchus, his catalogue of stars, 276.

Holland drained of water by windmills, 61.

Hooke almost the rival of Newton, 116.

Huel Towan, steam-engine at, 59.

Huyghens, his doctrine of light, 207.

Ascertains the laws of double refraction, 254.

Hydrostatics, first step towards a knowledge of, made by Archimedes, 231.

Law of the equal pressure of liquids, 232.

General applicability of, 232.

Hypothesis, not to be deterred from framing them, 196.

Conditions on which they should be framed, 197.

Illustrated by the laws of gravitation, 198.

Use and abuse of, 204.

Induction, different ways of carrying it on, 102.

Steps by which it is arrived at on a legitimate and extensive scale, 118.

First stage of, 144.

Verification of, 164.

Instanced in astronomy, 166.

Должен быть прослежен во всех своих последствиях и применен ко всем тем случаям, которые кажутся даже отдаленно относящимися к предмету исследования, 173.

Nature of the inductions by which quantitative laws are arrived at, 176.

Необходимость индукции, охватывающей ряд случаев, которые абсолютно включают всю шкалу вариаций, допускаемых рассматриваемыми величинами, 177.

Induced electricity, 333.

Inertia, 223.

Iodine, discovery of, 50.

Efficacy of, in curing goître, 51.

Isomorphism, law of, 170.

Kepler, effect of his discoveries on the Aristotelian philosophy, 113.

Nature of his laws of the planetary system, 178.

Proofs of the Newtonian system, 179.

Knowledge, physical facts illustrative of the utility of, 45.

Diffusion of, how to take advantage of in the investigation of nature, 138.

Lagrange, his improvements on Newton’s theory of sound, 247.

His astronomical researches, 275.

Lamp, safety, 55.

Лаплас, его объяснение остаточной скорости звука и подтверждение общего закона развития тепла при сжатии, 172.

His astronomical research, 275.

His experiments on the dilatation of bodies by heat, 319.

His study of specific heat, 323.

Latent heat, 323.

Laws, inductive, 171.

General, 198.

How applicable, 199.

Illustrated by the planetary system, 201.

Empirical laws, 178.

Lavoisier, his improvements in chemical science, 302.

Experiments on dilatation of bodies by heat, 319.

His investigation on specific heat, 323.

Light, refraction of, 30.

Double refraction of, 31.

Polarization of, 254.

Light and vision, ignorance of the ancients respecting, 249.

Lighthouse, 56.

Lightning, how to judge philosophically of it, 120.

Returning stroke of, 121.

Liquids, cohesion, attraction and repulsion of the particles of, 227.

Differ from aëriform fluids by their cohesion, 233.

The Florentine experiment on; experiments by Canton, Perkins, Oërsted, and others on, 235.

Obscurity of the laws of dilatation of, 320.

Linnæus, his knowledge of crystalline substances, 239.

Logic, 19.

Lyell’s Principles of Geology, extract from, 146.

Magnetism may be caused by electricity, 93.

Offers a “glaring instance” of polarity, 326.

Experiments illustrative of, 327.

Malus, a French officer of engineers, discovers the polarization of light, 132, 258.

Man, regarded as a creature of instinct, 1.

Of reason and speculation, 3.

His will determined by causes and consequences, 6.

Advantages to, from the study of science, 7.

His necessity to study the laws of nature illustrated, 66.

Happiness and the opposite state of man in the aggregate, 67.

Advantages conferred on, by the augmentation of physical resources, 68.

Advantages from intellectual resources, 69.

Mariotte, his law of equilibrium of an elastic fluid recently verified by the Royal Academy of Paris, 231.

His difference between solar and other heat, 315.

Matter, indestructibility of; Divided by grinding, 40.

By fire, 41.

Dilated by heat, 193.

Inertia of, 202.

Polarity of, one of the ultimate phenomena to which the analysis of nature leads us, 245.

Inherent activity of, 297.

Causes of the polarity of, 299.

Imponderable forms of, 310.

Measure, the standard, difficulty of preserving it unaltered, 128.

How to be assisted in measurement, 129.

Our conclusions from, should be conditional, 130.

Menai Bridge, weight and height of, 60.

Mechanics, practical, 63.

Mètre, the French, 126.

Microscopes, power of, 191.

Millstones, method of making in France, 48.

Mind, its transition from the little to the great, and vice versâ, illustrated, 172.

Mineralogy unknown to the ancients, 79.

Prejudiced by the rage for nomenclature, 139.

Benefited by the progress of chemical analysis, 293.

Minerals, simple, apparent paucity of, 294.

Difficulty in classing them, 295.

Mitscherlich, his law of isomorphism, 170.

His experiments on the expansion of substances by heat, 243.

Motion, 87.

Simplicity and precision of the laws of, 179.

Nature, laws of, 37.

Immutability of, 42.

Harmony of, and advantage of studying them, 43.

Prove the impossibility of attaining the declared object of the alchemist. How they serve mankind generally, 44.

Illustrated by mining, 45.

Economy derived from a knowledge of, 65.

How to be regarded, 100, 101.

Nature, objects of, an enumeration and nomenclature of, useful in the study of, 135.

Mechanism of, on too large or too small a scale to be immediately cognisable by our senses, 191.

Newton, his proof of Galileo’s laws of gravitation by an experiment with a hollow glass pendulum, 160.

His foundation to hydrodynamical science, 181.

Fixes the division between statics and dynamics, 223.

His investigation of the law of equilibrium of elastic fluids, 231.

His law of hydrostatics, 232.

Его основание гидродинамики 236.

His analysis of sound, 247.

Hypothesis of light, 250.

Examination of a soap-bubble, 252.

His hypothesis of fits of easy transmission and reflection, 253.

His combination of mathematical skill with physical research, 271.

His Principia, 272.

His successors; his geometry, 273.

Nomenclature, importance of, to science, 136.

More a consequence than a cause of extended knowledge, 138.

Prejudicial to mineralogy, 139.

Norman, Robert, his discovery of the dip of the needle, 327.

Numerical precision, necessity of, in science, 122.

Objects, and their mutual actions, subjects of contemplation, 118.

Observation, a means of acquiring experience, 76.

Passive and active, 77.

Recorded observation, 120.

Necessity of, to acquire precise physical data, 215.

Illustrated by the barometer, 216.

Oërsted, his discoveries in electricity and magnetism, 132.

Of electro-magnetism, 340.

Opacity, 189.

Otto von Guericke of Magdeburgh, his invention of the air-pump, 230.

Paracelsus, power of his chemical remedies; his use of mercury, opium, and tartar, 112.

Pascal, his crucial instances proving the weight of air, 229.

Pendulum, 126.

Phenomena, analysis of, illustrated by musical sounds, the sensation of taste, 85.

The ultimate and inward process of nature in the production of, 86.

Analysis of complex phenomena, 88.

Ultimate phenomena, 90.

How the analysis of, is useful, 97.

A transient phenomenon, how to judge of, 122.

Method of explaining one when it presents itself, 148.

How to discover the cause of one, 150.

Two, or many, theories, maintained as the origin of, in physics, 195.

Cosmical phenomena, 265.

Philosophy, natural, unfounded objections to the study of, 7.

Advantages derivable from the study of, 10.

Pleasure and happiness, the consequences of the study of, 15.

Phlogistic doctrines of Beccher and Stahl, 300.

Physical data, necessity of, 209.

Great importance of, 211.

Illustrated by the erection of observatories, 213.

Necessity of an exact knowledge of, 214.

More precise than the observations by which we acquire them, 215.

Physics, axioms of; analysis of, 102.

Planets, circumjovial, 186.

Platina, discovery of, 308.

Pliny, his knowledge of quartz and diamond, 239.

Pneumatics, 228.

Political economy, 73.

Prejudices of opinion and sense, 80.

Conditions on which such are injurious, 81.

Illustrated by the division of the rays of light, by the moon at the horizon, and by ventriloquism, 82.

By the transition of the hand from heat to cold, 83.

Prevost, M., his theory of heat, 316.

His theory of reciprocal interchanges, a proof of the radiation of cold, 318.

Printing, the art of, 193.

Performed by steam, 194.

Probabilities, doctrine of, 217.

Illustrated by shooting at a wafer, 218.

Prout, Dr., his opinion of the atomic weights, 307.

Pyrometry, 319.

Pythagoras, philosophy of, 107.

Quinine, sulphate of, comparative comfort and health resulting from the use of, 56.

Radiation of heat, laws of, 205.

Repulsion in fluids and solids, 227.

Rules, general, for guiding and facilitating our search among a great mass of assembled facts, 151.

Rumford, count, experiments of, on gunpowder, 62.

Savart, M., his experiments on solids, 243.

His researches on sound, 249.

Science, abstract, a preparation for the study of physics, 19.

Not indispensable to the study of physical laws, 25.

Instances illustrative of, 27.

Наука, физическая, природа и объекты, непосредственные и побочные, рассматриваемые сами по себе и в их применении к практическим целям жизни, и ее влияние на общество, 35.

State of, previous to the age of Galileo and Bacon, 104.

Causes of the rapid advance of, compared with the progress at an earlier period, 347.

Science, natural, cause and effect, the ultimate relations of, 76.

Sciences and Arts, remarks on the language, terms, or signs used in treating of them, 70.

Receive an impulse by the Baconian philosophy, 114.

Sensation, cause of, 91.

Senses, inadequate to give us direct information for the exact comparison of quantity, 124.

Substitutes for the inefficiency of, 125.

Seringapatam, method of breaking blocks from the quarries of, 47.

Shells found in rocks at a great height above the sea, supposed cause of, 145.

Smeaton, his experiments on bodies dilated by heat, 319.

Solids, transparent, exhibit periodical colours when exposed to polarized light, 99.

Influence of, on the Mind, 101.

Solids in general, nature of, 236.

Constitution of, complicated, 237.

Toughness of, distinct from hardness; tenacity of, 238.

Become liquefied by the addition of heat, 321.

Sounds, musical, illustrative of the analysis of phenomena, 85.

Means of having a knowledge of, 89.

Propagation of, through the air, 246.

Newton’s analysis of, 247.

Standard measurement, necessity of, 125.

Laws of nature used as such, illustrated by the rotation of the earth, 126.

Substances all subject to dilatation by the addition of heat, 243.

Sun, the character of the heat of, 315.

Thales, philosophy of, 107.

Theories, how to estimate the value of, 204.

Best arrived at by the consideration of general laws, 208.

Explanatory of the phenomena of nature; on what their application ought to be grounded, 209.

Thomson, Dr., his opinion of the atomic weights, 307.

Thermometer, air, 319.

Thermo-electricity, 341.

Time, division of, 126, 127.

Torricelli, pupil of Galileo, his experiments proving the weight of atmosphere, 229.

Torpedo, shock of, 341, 342.

Ulugh Begh, his catalogue of stars, 277.

Vaccination, success of, as a preventive to small-pox, 52.

Vision and light, ignorance of the ancients respecting, 249.

Volta, his discoveries in electricity, 335.

Electric pile of, 337.

Voltaic circuit, 338.

Water, effects of the power of, 61.

Whewell, his experiments, 187.

Wells, Dr., his theory of dew, 163.

Wind, effects of the power of, 61.

Wire steel, magnetized masks of, used by needle-makers, 57.

Wollaston, Dr., his verification of the laws of double refraction in Iceland spar, 258.

His invention of the goniometer, 292.

World, the materials of the, 290.

Young, Dr., his experiments on the interference of the rays of light, 260.

Zoology, fossil, 344.

КОНЕЦ.

ЛОНДОН ОТПЕЧАТАНО СПОТТИСВУДОМ И КО. НЬЮ-СТРИТ СКВЕР.

СНОСКИ

1 Посмертные труды Гука. Лондон, 1705. — стр. 472 и стр. 458.

2 Богатство народов, книга I, глава I, стр. 15.

3 По этому предмету мы не можем не процитировать отрывок из одного из самых глубоких, но в то же время популярных писателей нашего времени, по предмету, не связанному, правда, с нашим собственным, но сильно относящемуся к рассматриваемому нами вопросу. «Но если наука явно неполна и все же имеет высочайшее значение, было бы, безусловно, крайне неразумно ограничивать исследования, проводимые на справедливых принципах, даже там, где их непосредственная практическая польза не была видна. В математике, химии и каждой отрасли естественной философии сколько существует исследований, необходимых для их улучшения и завершения, которые, взятые отдельно, не кажутся ведущими к какой-либо конкретно выгодной цели! Сколько полезных изобретений и сколько ценных и улучшающих знаний было бы потеряно, если бы рациональное любопытство и простая любовь к информации в целом не признавались достаточным мотивом для поиска истины!» — Мальтус, «Принципы политической экономии», стр. 16.

4 Λογος, ratio, разум.

5 Λογος, verbum, слово.

6 Весьма желательно, чтобы мореплаватели были более осторожны, подвергая себя подобному порицанию. Бегло просматривая карту мира, мы видим три острова Мелвилл, два пролива Кинг-Джордж и бесчисленные мысы Бланко.

7 Юнг. Лекции по естественной философии, II, 627. См. также Phil. Trans. 1801–2.

8 Капитан Бэзил Холл, Королевский флот.

9 Мы должны предостеречь наших читателей, которые хотели бы убедиться в этом на опыте, что это эксперимент некоторой деликатности, и его нельзя проводить без нескольких мер предосторожности для обеспечения успеха. За ними мы должны отослать к нашему первоисточнику (Френель. Mémoire sur la Diffraction de la Lumiere, стр. 124.); и принципы, от которых они зависят, конечно, будут подробно изложены в том томе «Кабинетной циклопедии», который посвящен предмету «Свет».

10 Маленькие катушки, используемые на хлопчатобумажных фабриках для скручивания нити.

11 Такой блок весил бы от четырех до пятисот тысяч фунтов. См. «Отчет доктора Кеннеди о возведении гранитного обелиска из одного камня высотой около семидесяти футов в Серингапатаме». — Ed. Phil. Trans. том IX, стр. 312.

12 Доктор Куэнде из Женевы.

13 Журнал путешествия в Южные моря и т. д. под командованием коммодора Джорджа Ансона в 1740–1744 гг., Паско Томаса, Лондон, 1745. Столь ужасными были опустошения цинги, что в 1726 году адмирал Хозиер отплыл с семью линейными кораблями в Вест-Индию, дважды похоронил экипажи своих кораблей и сам умер в результате разбитого сердца. Доктор Джонсон в 1778 году мог описать морскую жизнь такими словами: — «Что касается матроса, когда вы смотрите с квартердека на пространство внизу, вы видите крайнюю степень человеческого страдания, такая теснота, такая грязь, такая вонь!» — «Корабль — это тюрьма с шансом утонуть — это хуже — хуже во всех отношениях — хуже помещение, хуже воздух, хуже еда — хуже компания!» Смоллет, который имел личный опыт ужасов морской жизни в те дни, дает яркую картину их в своем «Родерике Рэндоме».

14 Лимонный сок был известен как средство от цинги, намного превосходящее все остальные, 200 лет назад, как видно из сочинений Вудалла. Его работа называется «Хирургический помощник, или Военная и домашняя медицина. Джон Вудалл, мастер хирургии, Лондон, 1636», стр. 165. В 1600 году коммодор Ланкастер отплыл из Англии с тремя другими кораблями к мысу Доброй Надежды 2 апреля и прибыл в залив Салданья 1 августа, причем корабль самого коммодора был в полном здравии благодаря приему трех столовых ложек лимонного сока каждое утро каждым из его людей, тогда как другие корабли были настолько больны, что стали неуправляемыми из-за нехватки рук, и командиру пришлось посылать людей на борт, чтобы убрать паруса и выгрузить лодки. (Purchas’s Pilgrim, том I, стр. 149.) Член колледжа и выдающийся практик в 1753 году опубликовал трактат о морской цинге, в котором он обращает внимание на превосходное достоинство этого лекарства; и г-н А. Бэрд, хирург шлюпа «Гектор», заявляет, что, исходя из того, что он видел о его воздействии на борту этого корабля, он «думает, что его не обвинят в самонадеянности, если он назовет его, при правильном применении, самым безошибочным средством как при лечении, так и при профилактике цинги». (См. Trotter’s Medicina Nautica.) Меры предосторожности, принятые капитаном Куком в его знаменитых путешествиях, полностью продемонстрировали своим полным успехом возможность сдерживания цинги в самых длительных плаваниях, но единая система профилактики на всей службе все еще отсутствовала.

Именно представлениям доктора Блэра и сэра Гилберта Блейна, в их качестве комиссаров совета по делам больных и раненых моряков, в 1795 году, как мы полагаем, обязано его систематическое введение в морской рацион общим приказом адмиралтейства. Эффект этой мудрой меры (принятой, конечно, в сочетании с общими причинами улучшения здоровья) можно оценить по следующим фактам: — В 1780 году число случаев цинги, поступивших в госпиталь Хаслар, составляло 1457; в 1806 году — только один, и в 1807 году — один. Сейчас на флоте много хирургов, которые никогда не видели этой болезни.

15 По всей Франции громоотвод признан самым ценным и полезным инструментом; а в тех частях Германии, где грозы еще более часты и ужасны, они стали почти повсеместными. В Мюнхене едва ли найдется современный дом, не оснащенный ими, причем гораздо лучшей конструкции, чем наши — несколько медных проволок, скрученных в канат.

16 Мы были проинформированы выдающимся врачом в Риме (доктором Моричини), что огромное количество сульфата хинина производится там и потребляется в Кампанье с очевидным эффектом в смягчении тяжести малярийных жалоб, которые поражают ее жителей.

17 Доктор Джонсон, Мемуары Медицинского общества, том V.

18 Двигатель в Хьюэл-Тауэне. См. Заявление г-на Хенвуда «о работе паровых двигателей в Корнуолле за апрель, май и июнь 1829 года». Журнал Брюстера, октябрь 1829 г. — Самый высокий среднемесячный показатель этого двигателя достигает 79 миллионов фунтов.

19 Однако это не совсем справедливое утверждение; ежедневная работа человека составляет около 4 фунтов угля. Чрезвычайный труд этого подъема проистекает из других очевидных причин, чем просто высота.

20 Его поверхность составляет около 40 000 акров, а средняя глубина — около 20 футов. Предлагалось осушить его, проложив через него насыпи и таким образом разрезав его на более управляемые части, которые должны были осушаться ветряными мельницами.

21 Никто не сомневается в осуществимости предприятия. Восемь или девять тысяч чалдронов угля, должным образом сожженных, эвакуировали бы все содержимое. Но многие сомневаются, будет ли это прибыльно, а некоторые, учитывая, что несколько сотен рыбаков, которые зарабатывают на жизнь на его водах, будут лишены имущества, отрицают, что это было бы желательно.

22 «Эксперименты по определению силы воспламененного пороха». Phil. Trans. том LXXXVII, стр. 254 и след.

23 См. очень остроумное применение этого рода в статье г-на Бэббиджа о нырянии в Encyc. Metrop. — Другие легко предложат себя сами. Например, запасной балласт воздушного шара мог бы состоять из материалов, способных выделять большое количество газообразного водорода пропорционально их весу, если бы таковые были найдены.

24 Серная. Браконо, Annales de Chimie, том XII, стр. 184.

25 Д’Арсе, Annales de l’Industrie, февраль 1829 г.

26 См. отчет доктора Праута об экспериментах профессора Аутенрита из Тюбингена. Phil. Trans. 1827, стр. 381. Это открытие, которое делает голод почти невозможным, заслуживает более высокой степени известности, чем оно получило.

27 Гринвич.

28 Маскелайна.

29 Томсон, «Первые принципы химии», том II, стр. 68.

30 Галилей нещадно разоблачает аристотелевский стиль рассуждения. Читатель может взять следующее от него в качестве образца его качества. Цель состоит в том, чтобы доказать неизменность и нетленность небес; и вот как это делается: —

I. Изменение есть либо возникновение, либо уничтожение.

II. Возникновение и уничтожение происходят только между противоположностями.

III. Движения противоположностей противоположны.

IV. Небесные движения круговые.

V. Круговые движения не имеют противоположностей.

α. Потому что может быть только три простых движения.

1. К центру. 2. Вокруг центра. 3. От центра.

β. Из трех вещей только одна может быть противоположна одной.

γ. Но движение к центру явно противоположно движению от центра.

δ. Следовательно, движение вокруг центра (т. е. круговое движение) остается без противоположности.

VI. Следовательно, небесные движения не имеют противоположностей — следовательно, среди небесных вещей нет противоположностей — следовательно, небеса вечны, неизменны, нетленны и так далее.

Очевидно, что вся эта вереница бессмыслицы зависит от чрезмерной расплывчатости понятий возникновения, уничтожения, противоположности и т. д., на которых строятся изменения. — См. Галилей, Systema Cosmicum, Dial. I, стр. 30.

31 Макер справедливо замечает, что алхимики оказали бы существенную услугу химии, если бы они только описывали свои неудачные эксперименты так же ясно, как они неясно описывали те, которые, как они утверждают, были успешными. — Макер, «Словарь химии», I, x.

32 Парацельс совершал большинство этих исцелений с помощью ртути и опиума, использование которого он изучил в Турции. О ртутных препаратах врачи его времени не знали, а опиума боялись, как «холодного в четвертой степени». Винный камень также был большим фаворитом Парацельса, который навязал ему это имя, «потому что он содержит воду, соль, масло и кислоту, которые жгут пациента, как ад»: короче говоря, своего рода противовес его опиуму.

33 См. «Жизнь Галилео Галилея» г-на Дринкуотера с иллюстрациями развития экспериментальной философии.

34 Временная звезда в Кассиопее, наблюдавшаяся Корнелиусом Геммой в 1572 году, была настолько яркой, что ее было видно в полдень. Та, что в Змееносце, впервые увиденная Кеплером в 1604 году, превосходила по яркости все другие звезды и планеты.

35 Эдинбургский философский журнал, 1819, том I, стр. 8.

36 Абстрактный принцип повторения в вопросах измерения (т. е. сопоставление единиц без ошибки) применим к большому разнообразию случаев, в которых величины должны быть определены с минутной точностью. В химии, при определении стандартных атомных весов тел, он кажется легко и полностью применимым посредством процесса, который сразу же придет на ум каждому химику, и кажется единственным, чего не хватает, чтобы поставить точность химических определений в один ряд с астрономическими измерениями.

37 Точные и совершенно подлинные копии ярда и фунта, выполненные из платины и герметично запечатанные в стекле, должны быть помещены глубоко во внутреннюю часть массивной каменной кладки какого-либо великого общественного здания, откуда их можно было бы извлечь только с такой степенью трудности, которая исключала бы их беспокойство, за исключением какого-либо очень важного и неотложного случая. Факт должен быть публично зарегистрирован, а его память сохранена надписью. Действительно, как много ценной и полезной информации о действительно существующем состоянии искусств и знаний в любой период могло бы быть передано потомству в отчетливой, осязаемой и нетленной форме, если бы вместо абсурдного и бесполезного помещения нескольких монет и медалей под фундаменты зданий были подставлены образцы остроумных инструментов или сжатые изложения научных истин, или процессов в искусствах и мануфактурах. Сохранят ли книги безошибочно для отдаленного потомства все, что мы можем пожелать, чтобы было известно о нас и наших открытиях в будущем, или все, что потомство хотело бы знать? И не может ли бесполезная церемония быть таким образом преобразована в акт регистрации в вечном архиве того, что мы больше всего ценим и признаем наиболее ценным?

38 В упоминаемой системе название кварца присвоено иолиту и обсидиану; слюды — плюмбаго, хлориту и ураниту; серы — аурипигменту и реальгару и т. д. См. «Систему минералогии» Мооса, переведенную Хайдингером.

39 Следующий отрывок из «Синопсиса британской флоры» Линдли справедливо характеризует соответствующие достоинства, с философской точки зрения, естественных и искусственных систем классификации в целом, хотя и ограниченный в своем выражении его собственной непосредственной наукой: — «После всего, что было сделано или, вероятно, будет достигнуто в будущем, всегда будет больше трудностей в приобретении знаний о естественной системе ботаники, чем о линнеевской. Последняя скользит только по поверхности вещей и оставляет студента в воображаемом владении своего рода информацией, которую достаточно легко получить, но которая малоценна, когда приобретена: первая требует тщательного исследования каждой части и каждого свойства, известных в растениях; но когда понята, она передает уму запас реальных знаний, приносящих огромную пользу человеку в любом положении жизни. Какими бы ни были трудности ознакомления с растениями согласно этому методу, они неотделимы от ботаники, которую нельзя полезно изучать, не сталкиваясь с ними». У Шиллера есть прекрасные строки об этом, озаглавленные «Menschliches Wissen» (или Человеческое знание); Gedichte, том I, стр. 72. Лейпциг, 1800.

40 Лайелль, «Принципы геологии», том I. Фурье, Mém. de l’Acad. des Sciences, том VII, стр. 592. «Установление и прогресс человеческих обществ, действие природных сил могут заметно изменить, и в обширных странах, состояние поверхности почвы, распределение вод и великие движения воздуха. Такие эффекты способны изменять, в течение нескольких столетий, степень средней теплоты; ибо аналитические выражения включают коэффициенты, которые относятся к поверхностному состоянию и которые сильно влияют на значение температуры». В этом перечислении г-ном Фурье причин, которые могут изменять общее отношение поверхности обширных континентов к теплу, справедливости ради по отношению к г-ну Лайеллю следует заметить, что постепенное смещение мест самих континентов на поверхности земного шара, вследствие абразивного действия моря, с одной стороны, и возвышающего воздействия подземных сил, с другой, прямо не встречается и не может быть справедливо включено в общий смысл отрывка, который ограничивается рассмотрением таких изменений, которые могут происходить на существующей поверхности суши.

41 Читатель найдет этот предмет далее развитым в статье, недавно представленной Геологическому обществу.

42 Phil. Trans. 1824.

43 Уэллс о росе.

44 Principia, книга III, предл. 6.

45 Очень любопытный пример преследования закона, полностью эмпирического, до крайнего случая можно найти в правиле Ньютона для расширения его цветных колец, видимых между стеклами при больших наклонах. Оптика, книга II, часть I, наблюдение 7.

46 См. Phil. Trans. 1819.

47 «Когда нам говорят, что Сатурн движется по своей орбите со скоростью более 22 000 миль в час, мы представляем себе движение быстрым; но когда мы обнаруживаем, что он движется более трех часов по своему собственному диаметру, мы должны тогда считать его, как оно есть на самом деле, медленным». Тридцать писем на различные темы, Уильям Джексон, 1795.

48 Томсон, «Первые принципы химии».

49 Нет сомнений, однако, что ахроматический телескоп был сконструирован частным любителем, неким г-ном Холлом, за некоторое время до того, как Эйлер или Доллонд когда-либо думали об этом.

50 Мы имеем в виду недавно изобретенные ахроматические комбинации г-д Барлоу и Роджерса, а также плотные стекла, производство которых г-н Фарадей недавно объяснил в мемуарах, полных самых прекрасных примеров деликатной и успешной химической манипуляции, и которые обещают дать начало новой эре в оптической практике, от которой следующее поколение, по крайней мере, может получить выгоду. См. Phil. Trans. 1830.

51 Альфонсо Кастильский, 1252.

52 Джексон, «Письма на различные темы» и т. д.

53 Томсон, «Первые принципы химии», Введение.

54 Прогресс астрономических открытий с тех пор показал, что на этот закон нельзя полагаться (1851).

55 Новый Органон, часть II, таблица 2. (24), (30) и т. д. о форме или природе тепла.

56 Мы упомянем один, который мы не помним, чтобы видели где-либо еще замеченным в случае нарушения равновесия тепла, произведенного средствами чисто механическими, и процессом, зависящим полностью от определенного порядка и последовательности событий, и действия известных причин. Предположим, некоторое количество воздуха заключено в металлический резервуар, из хорошего проводника тепла, и внезапно сжато поршнем. После того как дано время теплу, развитому конденсацией, передаться от воздуха к металлу, который будет тем самым более или менее повышен в температуре выше окружающей атмосферы, пусть поршень будет внезапно отведен назад и воздух восстановлен до своего первоначального объема в одно мгновение. Весь аппарат теперь находится точно в своем начальном положении, что касается расположения его материальных частей, и все количество тепла, которое он содержит, остается неизменным. Но очевидно, что распределение этого тепла внутри него теперь очень отличается от того, что было раньше; ибо воздух при своем внезапном расширении не может реабсорбировать в одно мгновение времени все тепло, которое он отдал металлу: поэтому он будет иметь температуру ниже температуры общей атмосферы, в то время как металл все еще сохраняет температуру выше нее. Таким образом, ниспровержение равновесия температуры было bonâ fide осуществлено. Тепло было вытеснено из воздуха в металл, в то время как все остальное остается неизменным.

У нас здесь есть средство, с помощью которого, очевидно, тепло может быть получено в любом количестве из воздуха без топлива. Ибо если вместо того, чтобы отводить поршень и позволять тому же воздуху расширяться внутри резервуара, ему позволить выйти так внезапно, чтобы не реабсорбировать отданное тепло, а затем впустить свежий воздух и повторить процесс, любое количество воздуха может быть таким образом осушено от своего тепла.

57 См. Phil. Trans. 1824.

58 Если мозг — это электрический столб, постоянно находящийся в действии, можно представить, что он разряжается через регулярные промежутки времени, когда напряжение развитого электричества достигает определенной точки, вдоль нервов, которые сообщаются с сердцем, и таким образом возбуждает пульсации этого органа. Эта идея убедительно подсказывается видом того изящного аппарата, сухого столба Делюка; в котором последовательные накопления электричества уносятся подвешенным шариком, который поддерживается разрядами в состоянии регулярной пульсации в течение любого времени. Мы были свидетелями действия такого столба, поддерживаемого таким образом целыми годами в кабинете вышеупомянутого выдающегося философа. Та же идея о причине пульсации сердца, по-видимому, пришла в голову доктору Арнотту; и упоминается в его полезной и отличной работе по физике, которой, однако, мы не обязаны этим предположением, так как оно пришло нам в голову независимо много лет назад.

59 См. описание приспособления этого рода доктором Юнгом, Лекции, том I, стр. 191.

60 Труды Бойля, фолио, том III, Эссе X, стр. 185.

61 Джексон, «Четыре возраста», стр. 52. Лондон: Каделл и Дэвис, 1798. 8vo.

62 Джексон, «Четыре возраста», стр. 90.

Примечания транскрибера

Обложка создана транскрибером и помещена в общественное достояние.

Пунктуация, расстановка дефисов и написание были сделаны последовательными, когда в этой книге было найдено преобладающее предпочтение; в противном случае они не были изменены.

Простые типографские ошибки были исправлены; случайные несбалансированные кавычки сохранены.

Двусмысленные дефисы в конце строк были сохранены.

Написание неанглийских слов не пересматривалось.

Текст использует как «appreciate», так и «appretiate»; оба сохранены.

Указатель не проверялся на правильность алфавитного порядка или правильность ссылок на страницы.