1. Если бы мы хотели в кратких и общих чертах правильно охарактеризовать стремление естествоиспытателя, его деятельность в каждом частном случае, цель, достижение которой его удовлетворяет, мы могли бы сказать: он стремится установить возможно большее согласие своих мыслей с фактами или мыслей друг с другом. Определения вроде «полное и наипростейшее описание» (Кирхгоф, 1874), «экономическое изображение действительного» (Мах, 1872), «согласие мышления с бытием и согласие процессов мышления между собой» (Грасман, 1844) выражают одну и ту же мысль с небольшими изменениями. Приспособление мыслей к фактам превращается при сообщении их другим людям в описание, в экономическое изображение действительного при полном и простейшем описании. Всякое устранимое несоответствие, всякая неполнота, всякое излишнее логическое разнообразие или изобилие служащих для описания мыслей, — означают некоторую потерю, не экономны. Как бы ни казалась слишком общей и мало определенной эта характеристика исследования, она больше может дать для понимания деятельности исследователя, чем более специальные, но зато и более односторонние описания этой деятельности. Поясним это на примерах.
2. Научные астрономические представления развились (как уже упомянуто на стр. 122—124) из наивных, обыденных взглядов. Вращение небесного свода, система неподвижных звезд вокруг земли есть непосредственное выражение наблюдения. Движения солнца и луны, как и планет, отличны от движения сферы неподвижных звезд. Гиппарх [1] пытается впервые изобразить движение солнца и луны посредством эпициклов. Этим ему удается вывести неравенства движения из гораздо более простого геометрического представления. Метод эпициклов распространяется Птолемеем [2] на движение планет. Гелиоцентрическое воззрение, подготовленное взглядами Филолая [3], Apxuma [4] и Арис-
1 Родился в 1600 г. до Р.Х.
2 Производил свои наблюдения около 125—150 г. после Р. X.
3 В 410 г. до Р. X.
4 В 400 г. до Р. X.
283
тарха [5], находит, наконец, "окончательное выражение у Коперника [6]. Как показал Кеплер [7], 11 движений геоцентрической системы становятся при этом излишними. Исходя из предположения, что планетная система определяется мистическими отношениями чисел и фигур, Кеплер пытается обосновать эти отношения посредством чрезвычайно фантастических построений из пяти правильных тел [8]. Но эти умозрения по истечении 22-х лет приводят его к открытию закона, что третья степень расстояния, разделенная на квадрат времени одного оборота, дает одно и то же число для всех планет (его третий закон). Он поясняет это свое открытие на примере земли и Сатурна [9]. Изучение движения Марса на основе наблюдений Тихо де Браге приводит его к закону секторов [10], как к физической гипотезе, которая впоследствии подтверждается. Дело в том, что Кеплер представляет себе, что «motrices animae» (двигающие души), которые влекут небесные тела вокруг центрального тела, слабеют с расстоянием от этого последнего. Эта мысль приводит его и к третьему, как и ко второму закону (секторов) [11]. После многочисленных неудачных попыток он приходит к мысли об эллиптическом движении планет [12] с фокусом в солнце. Эти три закона Кеплер затем распространяет и на остальные планеты [13]. Заслуга Ньютона заключается в том, что он все эти все еще многочисленные отдельные описания выводит из одного допущения, а именно, что ускорения движения планет обратно пропорциональны квадрату расстояния от солнца. Эти ускорения он рассматривает как частные случаи одного общего взаимного ускорения масс, самым известным частным случаем которого является ускорение падения тяжелых тел на земле. Этим Ньютон превращает астрономические движения в задачу общей физической механики. Впрочем и этот шаг был уже подготовлен взглядами Коперника [14] и в особен-
5 Жил в 310-250 г. до Р. X.
6 Copernicus, De revolutionibus orbium coelestium, 1543.
7 Kepler, Mysterium cosmographicum, 1596. Cap. 1.
8 Ibid.
9 Harmonice mundi, 1619. Lib. V, стр. 189, 190.
10 Astronomia nova. De Motibus stellae Martis. 1609, стр. 194.
11 Mysterium cosmographicum. Cap. 20, 2 изд., стр. 75.
12 Ibid., стр. 285 и след.
13 Epitome astronomiae Copernicanae. 1619.
14 Ibid. Lib. I. Cap. 9. Тяжесть здесь уже приписывается всем небесным телам.
284
ности Кеплера [15] на тяжесть как на общее явление взаимного притяжения масс. Кеплер не только нуждается в motrices animae для объяснения кругового движения небесных тел, но говорит также, что луна упала бы на землю, «si Luna et Terra non retinere-tur vi animali, aut alia aliqua aequipollenti, quaelibet in suo circuitu» («если бы луна и земля не удерживались на своем пути жизненной силой или какой-нибудь другой, эквивалентной ей» [16]. Чтобы сделать и этот шаг, обоим исследователям недостает понимания динамических процессов, установленного Галилеем и Гюйгенсом. 3. Рассматривая это развитие, нельзя не заметить в нем прогресса в смысле все возрастающей точности воспроизведения астрономических фактов в мыслях. Сначала в грубых чертах воспринимаются кажущиеся движения небесных тел на сфере неподвижных звезд, затем привлекают внимание неравенства движений и наконец расстояния от земли и их изменения. В настоящее время и сфера неподвижных звезд не может рассматриваться ни как сфера, ни как неподвижная. Процесс не закончен, да и не может быть закончен [17]. Одновременно с этим все более и более упрощается или становится экономнее воспроизведение в мыслях или описание, так что, наконец, оно не ограничивается уже только теми фактами, для которых оно первоначально было создано, но распространяется на гораздо более широкую область. Однако шаги, которые приводят к этим упрощениям, не есть дело мгновенных умозаключений, не производятся на основании одной какой-нибудь формулы, но требуют продолжительной работы. Особенно поучительна в этом отношении «Astronomia nova» Кеплера, благодаря его личным признаниям и открытому изложению его заблуждений. Лишь после 22-х лет работы он добился желанного успеха. Но он не один: и у Ньютона проходили годы от того момента, когда ему впервые приходила в голову какая-нибудь мысль до момента ее осуществления. Мощная и живо работающая фантазия рождает бесчисленное множество идей раньше, чем та или другая из них познается как верное средство к упрощению и в качестве такового находит подтверждение в опыте. Планомерное искание при-
15 «Astronomia nova», в особенности пятая страница введения. Здесь говорится уже о взаимном притяжении земли и луны, о том, что луна притягивала бы к себе воду земли, если бы эта вода не притягивалась землей и т. д.
16 Ibid.
17 С тех пор как стало известно, что небо неподвижных звезд непостоянно и что эти последние находятся не на равном расстоянии от нас, в первоначальной координатной системе Коперника снова появилась неясность. Но и чисто земную систему было бы трудно удержать с достаточной точностью.
285
носит мало пользы, пока не известна еще сама разрешающая мысль, которая обнаруживается как таковая перед изумленным исследователем лишь после того, как о ней раньше догадались. Гораздо полезнее здесь бывает рыться в продуктах фантазии, не упуская из виду поставленной себе цели. Весьма поучительна в этом отношении история работ «Mysterium cosmographicum» и «Harmoniae mundi». История развития астрономии, потребовавшего тысячелетия и работы самых различных умов, с очевидностью показывает, что наука не есть личное дело, а может существовать только как дело социальное.
4. Потребность в уясняющей, упрощающей мысли естественно должна зарождаться в самой области, подлежащей исследованию. Но мысли эти могут происходить и из какой-нибудь другой области. Опытный геометр или практический механик легко придет к мысли об эпициклах [18]. Копернику, очевидно, пришел на помощь повседневный опыт относительно мнимых движений и перспективных перемещений. Ко всему этому у Кеплера примешиваются идеи мистические и анимистические. Наконец появляется Ньютон, физик и первоклассный геометр, прибавляет сюда свою работу и устраняет то, что стало излишним. В состязании за разрешение таких вопросов широта кругозора представлений столь же может быть важна для победы, как и острота критического суждения об экономической ценности случайно выбранных и подлежащих проверке мыслей. Психологически возможным должен быть тот путь, который прокладывается и величайшим гением, ибо как иначе мог бы за ним следовать нормальный средний человек? Динамика должна быть подготовлена, должна существовать, чтобы найти применение в астрономии. Но внимательное наблюдение показывает, как велико тем не менее влияние индивидуального психического развития. Гюйгенс, астроном и физик, сам развил все средства, объясняющие систему планет. И однако, несмотря на то, он не разрешает вопроса и даже не мог правильно оценить решения готового. Кто рассматривал тяжесть как явление, определяющее астрономические движения, должен был скоро заметить сущность вопроса. Независимой от расстояния тяжесть быть не могла, ибо тогда даже камни, находящиеся на земле, не падали бы на землю и не мог бы существовать третий закон Кеплера. Нужно было, следовательно, искать другую зависимость ускорения падающе-
18 Каждому математику бросится в глаза, что изображение любого периодического движения при помощи эпициклов основано на том же принципе, который лежит в основании применения ряда Фурье. Так наша современная математическая физика соприкасается с античной астрономией.
286
го тела от расстояния, и третий закон ясно указывает зависимость, обратную квадратам расстояний. И действительно, Гук, как математик, несравненно слабейший, чем Гюйгенс, опираясь однако на свою мысль о лучах тяжести, понял эту сущность и даже в этом отношении предупредил Ньютона. Но со всей математической задачей сумел справиться только Ньютон.
5. Рассмотрим другой пример. Электрические и магнитные явления, известные еще со времен античной древности, находили весьма поверхностное объяснение и часто смешивались, пока Жильбер [19] не указал ясно различие, а Гериkе [20] положил начало более точному изучению электричества. Открытие Dufay [21] двух различных электрических состояний, установление различия между проводниками и непроводниками, множество ставших постепенно известными явлений дали возможность Кулону [22] обосновать более совершенную дуалистическую математическую теорию взамен более старой унитарной теории Эпина [23]. Магнитные явления Кулон объяснил вполне аналогичным образом. Обе теории были далее развиты Пуассоном [24], и аналогия между магнетизмом и электричеством снова выступила вперед. Уже одна эта аналогия наводила на мысль, что между двумя областями существует известная связь. Эта догадка находила еще подтверждение в случайных наблюдениях, как, например, магнетизации стальных иголок электрическими разрядами, но тем не менее не привела к осязательному результату. Потом, когда Вольта [25], построив свой столб, дал новый толчок изучению электричества, снова были предприняты, но опять неудачно, попытки найти эту связь. Наконец Эрстеду посчастливилось отыскать ее. Он заметил — случайно, во время какой-то лекции, — что магнитная игла приходит в движение при замыкании вольтова столба, и в его руках вдруг оказалась нить, которую так долго искали, как он, так и другие. Теперь важно было только не выпускать ее из рук. Поместив иглу во все возможные положения относительно замыкающей столб проволоки, Эрстеду [26] удалось дать обобщаю-
19 Gilbert, De Magnete. 1600.
20 Guericke, Experimenta Magdeburgica. 1672. Стр. 136, 147.
21 Mem. de l'Academie de Paris. 1733.
22 Coulomb, Mem. d. Paris. 1788.
23 Aepinus, Tentamen theoriae Electricitatis et Magnetismi. 1759.
24 Mem. de Paris. 1811.
25 Philos. Transact. 1800.
26 Oerstedt, Gilberts Annalen. 1820.
287
щее и цельное описание всех относящихся сюда явлений, которое своей обстоятельностью и непривычными выражениями может показаться малопривлекательным современному читателю, но вполне правильно. Ампер обобщил факты в следующем правиле: полюс магнитной иглы, обращенный к северу (северный полюс) отклоняется к левой руке наблюдателя, плывущего в направлении положительного тока лицом к магнитной игле. Выражение «ток» мы находим впервые у Ампера, между тем как Эрстед говорит об «электрическом конфликте». Эрстед знает, что электрический конфликт не вызывает никакого притяжения, что он проходит через стекло, дерево, металл, воду и т. д., вызывает одни и те же движения магнитной иглы; он знает, следовательно, что электрический конфликт не обнаруживает никакой электростатической силы притяжения или отталкивания, что сфера его действия не ограничена проводящей проволокой, а распространяется далеко в пространстве вокруг последней. Он представляет себе, что одна электрическая материя, вращаясь вокруг проволоки, движется в одном направлении и увлекает за собой северный полюс, а другая движется таким же образом в противоположном направлении и увлекает южный полюс. В действительности же вращается вокруг проводника, подвигаясь в одном направлении при соответствующей обстановке, как мы знаем, один полюс. Эти наивные представления, гораздо более близкие современным, чем школьные представления, общепринятые в середине прошлого столетия, были в том же направлении дальше развиты и выяснены Г. Зеебеком [27] и Фарадеем [28]. Зеебек правильно изображает уже круговые магнитные силовые линии, вызываемые электрическим током, и видит в цепи, сквозь которую прошел ток, род кругового магнита. Присматриваясь хорошенько к этому случаю, мы замечаем, что здесь нечто искомое находится, благодаря счастливому случаю, но в такой же мере могло бы быть без всяких поисков констатировано внимательным наблюдателем, как, например, лучи Рентгена и некоторые другие открытия. Но два обстоятельства, которых никто не мог предвидеть, делали невозможным нахождение по определен-
27 Th. Seebeck, Uber den Magnetismus der galvanischen Kette (читано в берлинской академии в 1820-1821 гг.).
28 Faraday, Electro-magnetic Rotation-Apparatus. 1822. (Experimental Researches in Electricity. Vol. II. p. 147). — On the physical character of lines of magnetic force. 1852. (Exp. Res. Vol. III, p. 418, n. 3265). — Электромагнитные вращения были потому столь важны, что на них Ампер узнал, что (упомянутые на следующей странице) пондеромоторные действия токов на расстоянии не могут быть сведены к электростатическим действиям, но представляют нечто фундаментально новое. См. Duhem, La Theorie physique, стр. 203 и следующие.
288
ному плану. Во-первых, никто не мог знать, что только динамическое электрическое состояние определяет статическое магнитное состояние. Поэтому и оставались бесплодными многочисленные попытки получить действие открытой цепи на магнит, о чем упоминает Эрстед. Да и как могли придумать опыты с динамическими состояниями люди, знавшие только явления статические? Во-вторых, в электростатике почти [29] все симметрично относительно положительного и отрицательного направления, и то же самое в магнитной статике. Кто же мог ожидать, что северный полюс выступает односторонне (не симметрично) из плоскости, проходящей через магнитную иглу и параллельную ей проволоку, по которой проходит электрический ток? Открытия по какой-нибудь формуле или по правилу, поскольку в них только повторяются существовавшие уже умственные ситуации, носят особый характер; такие открытия — не настоящие открытия (ср. стр. 207). Всякий, духовно переживший вместе с Эрстедом его эксперимент, должен был испытать большое замешательство и волнение, ибо перед его взором вдруг открылся новый мир, о существовании которого он и не подозревал. Что же это было за удивительное физическое нечто, которое здесь нарушало симметрию, казавшуюся везде столь совершенной?
6. Открытие Эрстеда дало мощный толчок фантазии и ревности исследователей, истомленных безуспешностью своих попыток, и быстро последовали одни за другими важные открытия, раскрывшие еще больше связь, существующую между электричеством и магнетизмом. Что подвижная проволока с электрическим током может быть приведена в движение магнитом, можно было ожидать заранее, как явление механического противодействия, и это было доказано уже Эрстедом. Ампер предположил взаимодействие токов между собой, опираясь на реакции токов, похожие на магнитные. Это допущение показалось ему самому слишком смелым, так как мягкие куски железа в присутствии магнитов сами становятся магнитами, но друг к другу относятся индифферентно. Но опыт подтвердил его предположение. Если его математическая теория [30], созданная под сильным влиянием представлений Ньютона об элементарных силах, действующих на расстоянии, не может выдержать современной критики, то он все же показал, как можно мыслить себе все токи замененными в их действиях магнитами и все магниты — электрическими токами. В очень короткое время он блестящим образом создал для тогдашней физики превосходное средство дальнейшего исследования.
29 Если оставить в стороне односторонние процессы разряжения токов, фигуры Lichtenberg'a и т. д.
30 Ampere, Theorie des Phen. electrodynamiques. Paris, 1826.
289
7. Если электрические токи действуют на магниты как магниты, то следует ожидать, что они таким же образом будут действовать и на железо и сталь. Но Араго [31] привело к открытию электромагнетизма не только это соображение, но и одно случайное наблюдение. Проволока, по которой проходил ток и которая была погружена в железные опилки, покрывалась этими последними до значительной толщины, а с прекращением тока эти опилки от нее отпадали. Это наблюдение побудило его подвергать действию электрического тока железные палочки и стальные иглы, помещенные поперек направления тока, и таким образом первые превращать во временные магниты, а вторые — в долговременные. По предложению Ампера Араго поместил затем эти палочки в катушки, по проволокам которых проходил электрический ток. Другим открытием Араго [32] обязан случайному наблюдению сильного ослабления колебаний магнитной иглы поверх медной пластинки. Допущение обратного действия побудило его привести медный диск в быстрое вращение, и магнитная игла тоже стала вращаться, т. е. медь обнаруживала, следовательно, (как будто) «магнетизм вращения». — Задача получить при помощи электрического тока магнит из мягкого железа была решена. Фарадей [33] долгое время тщетно пытался получить при помощи магнитов электрический ток, пока счастливый случай не навел его на след. Опуская магнит в катушку и вынимая его оттуда, он каждый раз наблюдал мгновенное отклонение стрелки в замкнутом в одну цепь с катушкой гальванометре. Открытие явлений индукции было этим обеспечено, и Фарадей скоро знал все ее формы и правила. Теперь ему было нетрудно доказать присутствие токов во вращающемся диске Араго, которые, естественно, обнаруживали и магнитные действия. До этих пор никто не попытался этого сделать, хотя, ввиду Амперова принципа эквивалентности токов и магнитов, догадаться об этом было нетрудно. Последний случай ясно показывает, что далеко не все возможные или даже близко лежащие логические пути действительно усматриваются. Но чем больше число исследователей, тем более гарантирует различие индивидуумов, что будут исчерпаны все психологические возможности, и тем быстрее совершается научный прогресс. Конечно, всестороннее исследование вращающе-
31 Ann. de chimie et de physique. 1820. T. XV, p. 94.
32 Ann. de chimie et de physique 1825. T. XXVIII, p. 325.
33 Philos. Transact. 1832.
290
гося диска. Араго должно было бы привести еще семью годами раньше к открытию явлений индукции. Но последнее открытие удивительно еще и в другом отношении. В нем почти повторяется интеллектуальная ситуация Эрстеда, как это нетрудно в настоящее время заметить. Явление А относится индифферентно к явлению В, но не к изменению явления В. В первом случае В есть статическое состояние, а во втором — стационарное течение. Но гений, как Фарадей, сначала не мыслит по такой формуле, которая однако впоследствии легко может быть отвлечена.
Не останавливаясь на этом подробно, потому что иначе для этого потребовалось бы слишком много места, заметим только, что уравнения Максвелла — Герца [34] содержат в себе только более полное выяснение связи, существующей между электричеством и магнетизмом, составляющих в настоящее время лишь одно неразрывное целое и близких к поглощению в себе всей области оптики. Здесь перед нами второй пример научного развития, идущего от времен античной древности до современной нам эпохи.
8. Своеобразный запах, появляющейся при действии электрической машины и именно при истечении электричества через острие был впервые констатирован Van Маrит'ом [35]. В 1839 году Шейнбейну неоднократно случалось наблюдать этот запах при ударах молнии одновременно с образованием синеватой дымки и позже при электролизе воды — в выделяющемся кислороде. Деловитая, дополняющая фантазия химика отнесла этот запах к газообразному веществу, ибо только таковое может раздражать орган обоняния. Произошло это тем легче, что это пахучее вещество быстро сообщало погруженному в нем золоту или платине отрицательную поляризацию, быстро окисляло серебро и другие металлы, т. е. обнаруживало особые химические свойства, которые быстро терялись при нагревании. Столь же естественно было то, что Шейнбейн этот газ, названный им озоном, считал веществом сложным, примешанным к кислороду и от него отличным. Наблюдение, что фосфор при медленном сгорании на воздухе тоже выделяет этот характерный запах, привело к химическим опытам с целью получить озон — опытам, вызвавшим многочисленные споры. De la Rive в 1845 г. доказал, что озон есть аллотропная форма кислорода, как это и предполагал Marignac. Этот пример ясно показывает, какую важную роль играет при открытиях фантазия, облегчая сравнение и сопоставле-
34 Hertz Werke. Leipzig 1895. I. стр. 295. – II. стр. 208-286.
35 Van Marum, Description d'une tres grande machine electrique. 1785.
291
ние восприятий с опытом, полученным при других условиях (воспоминаниями) [36]. Более подробное изучение вопроса об озоне показывает также, как различно одна и та же вещь отражается в различных умах и как важно и полезно участие различных интеллектуальных индивидуальностей в обсуждении одного и того же вопроса [37]. Наконец, здесь же перед нами типический пример открытия новых путей исследования вследствие случайного наблюдения, сделанного индивидуумом, интерес которого был возбужден этим наблюдением.
9. Дагер пытался получить изображения на серебряных пластинках, покрытых тонким слоем йодистого серебра, подвергая их действию света в камере-обскуре, но ему это не удавалось, несмотря на многократные попытки. Он спрятал тогда эти пластинки в шкаф. По истечении нескольких недель он вынул их из шкафа и вдруг увидел на них прекраснейшие изображения. Он никак не мог объяснить себе, как они образовались. Удаление аппаратов и реагентов из шкафа не меняло ничего; когда подвергнутые действию света пластинки вновь были внесены в шкаф, на них по истечении нескольких часов оказались те же изображения. Наконец стало ясно, что чудо это обязано своим происхождением оставшейся в шкафу чашке с ртутью: пары ртути оседали на подвергшихся действию света местах, подобно изображениям Мозера. Ему удалось укрепить изображения, которые еще стирались, действием золота [38]. Здесь, следовательно, случай привел и к искомому изобретению и к неискомому открытию. Сущность метода изменений не меняется, находим ли мы сопутствующие обстоятельства, определяющие процесс, при помощи физических изменений или, при достаточно приспособленных мыслях, умственным экспериментом. Чтобы представить, в каких многообразных формах физический и психический случаи принимают участие в открытиях и изобретениях, достаточно только напомнить несколько знаменитых имен, как то: Брадлея, Фраунгофeра, Фуко, Гальвани, Гримальди, Герца, Гука, Кирхгофа, Малуса, Р. Майера, Ремера, Рентгена и др. Почти каждому исследователю приходилось испытать влияние случая.
36 См. подробный рассказ об этом у Kahlbaum und Schaer, Ch. F. Schonbein. Ein Blatt zur Geschichte des 19 Jahrhunderts. 1901.
37 Там же рассказывается, как Шейнбейн находился в более невыгодном положении, чем остальные исследователи, занимавшиеся тем же вопросом, потому что он пренебрег помощью атомистических представлений.
38 В сокращенном виде рассказ об этом заимствован у Либиха (Liebig, Induktion und Deduktion. Reden und Abhandlungen. 1874. стр. 304—306).
292
10. Ствол растений растет вообще вверх, в направлении, противоположном силе тяжести, а корни растут вниз, в направлении силы тяжести. Ввиду постоянной связи двух обстоятельств естественна мысль, что тяжесть есть условие этого направления роста растений. Сверх того Du Натеl [39] произвел специальные опыты, которые показали, что насильственное изменение направления роста растений компенсируется самими растениями, что они, постепенно искривляясь, возвращают себе нормальное направление. Особенно важные эксперименты были произведены в этом отношении Knight'ом [40]. На оси небольшого вертикального водяного колеса он укрепил второе колесо в одиннадцать дюймов в диаметре, совершавшее сто пятьдесят оборотов в минуту; на этом втором колесе росли помещенные в различных положениях садовые бобы. Направление силы тяжести изменялось по отношению к растениям с такой быстротой и правильностью, что не могло уже влиять на рост растений. Напротив, на него теперь влияло центробежное ускорение масс. Оказалось, что корни росли в направлении от оси наружу, а стволы в направлении к оси и, пройдя мимо нее, вновь поворачивались к оси [41]. На горизонтальном колесе в одиннадцать дюймов в диаметре и с 250 оборотами в минуту центробежная сила и сила тяжести давали одну равнодействующую, направление которой и определяло рост растений [42]. Клиностат Сакса [43], который при очень небольшой величине и весьма медленном вращении устраняет влияние силы тяжести и не развивает заметного центробежного ускорения, дает возможность помещенным на нем растениям расти в любом направлении. Но Сакс [44], на мой взгляд, не прав, приписывая такого рода экспериментам лишь несущественное значение. Может для беспристрастного взгляда казаться чрезвычайно
39 Du Hamel, La physique des arbres. Paris 1738, т. II, стр. 137.
40 Philosophical Transact. 1806.
41 Центробежное ускорение при постоянном времени оборотов пропорционально расстоянию от оси. Поэтому поворот роста обратно наступает там, где ускорение масс достигает величины порога, имеющего значение для растения.
42 Судя по величине колеса и временам оборотов его 
, Knight пользовался центробежным ускорением, которое на наружном ободке колеса было равно ускорению силы тяжести, в 3 '/2 Раз больше и почти в 10 раз больше его. При одном и том же времени оборота отношение это меняется с удалением от оси.
43 Sachs, Vorlesungen uber Pflanzen-Physiologie. 1887, стр. 721 и след.
44 Ibid, стр. 719.
293
правдоподобным, что тяжесть определяет направление роста, и однако это направление могло бы определяться совсем иными, незамеченными обстоятельствами. Только эксперименты Knighfa над изменением величины и направления ускорения масс с очевидностью показали, что именно от них зависит направление роста. Только эксперимент дал также возможность отделять влияние различных других условий (свет, воздух, влажность почвы) от влияния силы тяжести. Милль очень хорошо показал, что метод совпадения никогда не бывает настолько надежным, как метод различия или метод сопутствующих изменений. Если и было доказано, что тяжесть влияет на направление роста, то род этого влияния тем не менее оставался почти в течение столетия загадкой. Нолль [45] первый высказал догадку, что раздражение, вызванное действием силы тяжести, подобным же образом вызывает геотропическое приспособление растений, как это приспособление происходит у животных через статолиты. Исследования Наberlandt'a и Nemec'a показали, что у растений роль статолитов выполняют крахмальные зерна, вызывающие геотропическое приспособление при помощи особых органов восприятия или раздражения [46].
11. Одним из интереснейших вопросов, с давних пор занимавших людей, является вопрос о происхождении органических существ. Аристотель верил в первоначальное зарождение, в происхождение органического из неорганического, и это его мнение разделял последний период средневековья. Van Helmont (1577—1644) дает еще наставления, как создавать мышей. Мысль произвести в реторте гомункула могла в его время казаться далеко не столь рискованной. Redi (1626—1697), член Accademia del Cimento, показал, что в гниющем мясе не появляются «черви», если оградить его тонкой тканью от мух, кладущих в него яйца. Но когда впоследствии, с введением микроскопа, стало известно множество очень маленьких организмов, существование которых с трудом поддается определенно, решение таких вопросов опять стало трудным. Needham [47] первый пришел к мысли нагревать органические вещества в стеклянных сосудах, чтобы убить все зародыши, и затем герметически закрывать сосуды. По истечении некоторого времени оказалось, что замкнутые в них жидкости тем не менее кишат инфузориями. Spallanzani [48] утверждал,
45 Noll, Uber Geotropismus. Jahr. f. wissensch. Botanik XXXIV, 1900.
46 Haberlandt, Physiologishe Pflanzenanatomie. 1904, стр. 523-534.
47 Needham, New microscopical discoveries. London, 1745.
48 Spallanzani, Opuscules de Physique animale et vegetale. 1777.
294
что своими аналогичными опытами ему удалось доказать противное, на что Needham возражал, что Spallanzani своим способом портил воздух, необходимый для жизни организмов. Хотя Appert с успехом применил способ Spallanzani для получения консервов и хотя в разрешении вопроса приняли участие еще и другие исследователи, как Гей-Люссак, Шванн, Шредер, Душ и другие, вопрос все же оставался нерешенным, потому что не были вполне вскрыты источники ошибок этих трудных экспериментов. Пастер был приведен к вопросу о первоначальном зарождении изучением ферментов, в которых он несомненно признавал органические существа [49]. Пропустив большие количества воздуха через трубку, отверстие которой было закрыто пироксилиновой ватой, он собрал в этой последней пыль, содержащуюся в воздухе. Растворив затем эту вату в эфире и алкоголе и промыв ее, он получил одну пыль. Микроскопическое исследование этой пыли установило определенное содержание органических зародышей, изменявшееся по качеству и количеству, смотря по тому, взят ли был городской, деревенский или горный воздух. Если нагреть воду, содержащую сахар и белок, несколько минут в колбе и, охладив ее, впустить туда только воздух, пропущенный через раскаленную платиновую трубку, затем сплавлением герметически закрыть колбу и оставить жидкость в течение нескольких месяцев при температуре 25–30 °С, организмы в ней не появятся. Если потом, отломив сплавленный конец, ввести в колбу с необходимыми предосторожностями, дающими доступ в нее только накаленному воздуху, специально приготовленную трубочку, закрытую ватой, пропитанной пылью, и затем снова герметически закрыть колбу, сплавив ее горлышко, то по истечении 24—48 часов в ней обыкновенно появляются органические образования. Прокаленный асбест, введенный в колбу, дает органические образования только в том случае, если через него был пропущен воздух с пылью. В открытой колбе с несколько раз искривленным тонким горлышком нагретая жидкость остается очень долго без изменения и после охлаждения, так как пыль задерживается во влажных искривленных частях трубки. Если однако замкнуть жидкость в колбе не сплавлением горлышка, а повернув его вниз и опустив в ртуть, то зародыши, находящиеся на поверхности и внутри ртути, скоро начнут развиваться. 12. Эти эксперименты, ценные между прочим и тем, что они вскрывают источники ошибок, решающим образом доказывают, что известные нам организмы развиваются только из
49 Pasteur, Ann. de chimie et de physique. 3 Serie, т. LXIV, 1862.
295
органических зародышей. Но общий вопрос о первоначальном зарождении слишком широк и глубок, чтобы для его решения был достаточен простой физический эксперимент. Можно быть вместе с Фехнером [50] того мнения, что не неорганическое, а органическое первично, что последнее может переходить в первое, как свое устойчивое окончательное состояние, но не наоборот. Природа вовсе не обязана начинать с того, что наиболее просто для нашего понимания. Если принять этот взгляд, то возникает затруднение, как понять зарождение органического мира на нашей земле, температура которой некогда была гораздо выше. Если органические зародыши и были перенесены на землю метеоритами, осколками других мировых тел, то возможно допустить живое перенесение только низших организмов. Лишь весьма развитая эволюционная теория могла бы устранить это затруднение. Но что заставляет нас принимать столь резкое различие между органическим и неорганическим, что заставляет нас думать, что переход от первого ко второму абсолютно необратим? Может быть, между ними вообще нет резкой границы. Химия и физика, правда, далеки еще от объяснения органического мира, но тем не менее кое-что в этом отношении уже сделано и с каждым днем делается все больше и больше. Пастер полагал, что все ферменты суть организованные существа. В настоящее время мы знаем, что и в области неорганической бывают каталитические ускорения возможных превращений, аналогичные действию ферментов (Оствальд). Представим себе такое культурное состояние, в котором природа огня еще очень мало известна, в котором люди умеют тушить огонь, но не умеют его зажечь и вынуждены пользоваться только естественно находимым огнем. Люди тогда могли бы по праву сказать: огонь может происходить только от огня. Но однако мы теперь знаем об этом лучше [51]. Как можно было прийти к мысли связать вопрос о первоначальном зарождении с принципом сохранения энергии, для меня совершенно невразумительно.
50 Сопоставление взгляда Фехнера со взглядом Болъцмана на второй принцип термодинамики, см. Prinz. d. Warmelehre, стр. 381.
51 Как старо и инстинктивно сближение жизни и горения, показывают слова Геродота в рассказе об одном злодеянии Камбиза (Lib. III, cap. 16): «Египтяне считают огонь живым зверем, который все пожирает, что ему ни попадется, и затем умирает вместе с этим». См. у Оствальда (Vorlesungen uber Naturphilo-sophie, 1902, стр. 312 и след.) более подробную параллель между самосохранением жизни и пламени. См. далее W. Roux, Vortrage und Aufsatze uber Entwicklungsmechanik. 1905. В особенности интересны здесь рассуждения о первоначальном зарождении и сравнении пламени с органическим существом, стр. 108 и след.
296
13. Изложенные пути научного развития ведут свое начало большею частью от эпох весьма отдаленного прошлого с весьма примитивными представлениями, но далеко не закончены и в настоящее время. Вместо проблем решенных или проблем, бессодержательность которых доказана, возникли новые, более многочисленные и большею частью более трудные проблемы. Познание достигается весьма разнообразными и очень извилистыми путями, и отдельные шаги, будучи обусловлены, правда, предыдущими, тем не менее не свободны от влияний чисто случайных обстоятельств физического и психического характера. Современная астрономия примыкает к античной. Последняя делает позаимствования у геометрии. Первой приходит на помощь случайно и совершенно независимо от нее развивавшаяся физика, именно динамика. Случайно и независимо развившаяся техническая и теоретическая оптика становится тоже основой нового расцвета астрономии. Позже вступают даже во взаимную связь с обоюдной пользой для себя астрономия и химия. Как возможно было бы современное учение об электричестве без помощи стеклянной и металлической техники, без воздушного насоса, без химии? Но сколько этому помогли также великие исторические случайные идеи! Сколько помогла теория тяготения, послужившая исходным началом для теории потенциала! Схематизация осуществленных уже шагов познания может, конечно, содействовать в известной мере дальнейшим исследованиям при повторении тех же ситуаций. Но о действительном руководстве исследованиями при помощи каких-нибудь формул не должно быть и речи. При всем том остается верным, что мы всегда стремимся лишь приспособить наши мысли к фактам и мысли — другу к другу. В биологическом развитии этому соответствует приспособление частей организма друг к другу и всего организма — к окружающей его среде.