Роберт Криз - Призма и маятник. Десять самых красивых экспериментов в истории науки
Ступени и переходы переносят нас из одного места в другое. Место человека в мире не фиксировано, оно меняется. Каждый из нас, поднимаясь вверх, достигает более глубокой связи со своим собственным «я» и с окружающим миром и благодаря этому становится в большей степени человеком. Таким образом, постижение красоты научных экспериментов помогает нам обрести более оригинальное и фундаментальное чувство прекрасного.
...
«Ученый изучает природу не потому, что извлекает из этого какую-то пользу. Он исследует ее потому, что получает от этого удовольствие, а получает удовольствие потому, что она прекрасна. Если бы природа не была прекрасна, ее не было бы смысла изучать, и если ее не было бы смысла изучать, то и наша жизнь лишилась бы всякого смысла».
Анри Пуанкаре
Примечания автора [19]
Вступление
Момент перехода
1 Популярное описание этого эксперимента приводится в: Crease R. P., Mann C. C . The Second Creation: Makers of the Revolution in Twentieth-Century Physics. New Brunswick, N.J.: Rutgers University Press, 1996. P. 386–390.
2 Замечания Уотсона можно найти в книге: McElheny V . Watson and DNA: Making a Scientific Revolution. Cambridge, Mass.: Perseus, 2003. P. 52. Относительно замечаний Милликена см. главу 8.
3 Первая цитата из Вайскопфа взята из книги: Cole K. C . The Universe and the Teacup: The Mathematics of Truth and Beauty. New York: Harcourt Brace, 1988. P. 184 (дата приведена по сведениям, полученным из личной беседы). Вторая цитата из Вайскопфа взята из книги: Physics and Society: Essays in Honor of Victor Frederick Weisskopf by the International Community of Physicists / V. Stefan (ed.). New York: Springer, 1998. P. 41.
4 Харди Г. Г. Апология математика / Пер. Ю. А. Данилова. Ижевск: РХД, 2000. По поводу красивых уравнений см.: It Must Be Beautiful: Great Equations of Modern Science / G. Farmelo, (ed.). London: Granta Books, 2003.
5 См.: Faraday M . The Chemical History of the Candle. New York: Viking, 1963. Lecture 1.
6 Не имеет принципиального значения, изображаем ли мы этот процесс как ответ Вселенной на наши вопросы (в соответствии с классическими представлениями о научном исследовании) или как возвращение нам наших собственных слов (как представляют его социальные конструктивисты). Существенно то, что проведение эксперимента обеспечивает получение новых смыслов, а этого не замечают обе приведенные выше метафоры. См.: Crease R. P . Hermeneutics and the Natural Sciences: Introduction // Hermeneutics and the Natural Sciences / Robert P. Crease (ed.). Dordrecht: Kluwer, 1997. P. 259–270.
7 Марк Твен. «Простаки за границей, или Путь новых паломников», пер. И. Гуровой.
8 Шиллеровская концепция прекрасного обсуждается в его книге «Письма об эстетическом воспитании человека». См. также: Emerson R. W . Essays & Poems. New York: Literary Classics of the United States, 1996. P. 931.
9 Crease R. P . The Most Beautiful Experiment // Physics World. May 2002. P. 17 & Sept. 2002. P. 19–20.
10 Эксперимент Эратосфена входит в программу старших классов многих школ, обсуждается в популярном телесериале Карла Сагана «Космос» и является темой книги для детей. Эксперимент Галилея на Пизанской башне был воспроизведен на Луне командой космического корабля «Аполлон-15». Эксперимент Галилея с наклонной плоскостью, который проходят на уроках в средней школе, включен в оперу Филипа Гласса «Галилео Галилей». Значение экспериментов Исаака Ньютона с призмами горячо обсуждалось поэтами и писателями на протяжении восемнадцатого и девятнадцатого столетий. Маятник Фуко является важным культурным символом благодаря своему присутствию во многих общественных местах, включая здание штаб-квартиры ООН в Нью-Йорке, и появляется по крайней мере в двух романах, один из которых – бестселлер Умберто Эко «Маятник Фуко». Два описанных в книге эксперимента – эксперимент Милликена и эксперимент Резерфорда (в ходе которого было открыто атомное ядро) – стали предметом известных и довольно неоднозначных работ, написанных историками науки. Впечатляющие и весьма популярные фильмы были созданы двумя группами ученых, которые провели двухщелевой эксперимент, иллюстрирующий квантовую интерференцию с отдельными электронами. Обсуждение упомянутого эксперимента (наряду с обсуждением двухщелевого эксперимента со светом, проведенного Юнгом) присутствует в пьесе Тома Стоппарда «Хэпгуд». Ну, и так далее.
Глава 1. Измеряя мир
Эратосфен и земная окружность
11 Аристотель . О небе. [298a19-21]. Цитаты из Аристотеля здесь и далее даны в пер. Н. В. Брагинской, Т. А. Миллер, А. В. Лебедева, В. П. Карпова.
12 Там же. [298а16-18].
13 Названные источники включают сочинения Клеомеда, Марциана Капеллы, Страбона, Плиния, Элия Аристида, Гелиодора, Сервия и Макробия. С отрывками можно познакомиться в: Gratwick A. S . Alexandria, Syene, Meroe: Symmetry in Eratosthenes’s Measurement of the World // The Passionate Intellect: Essays in the Transformation of Classical Traditions / L. Ayres (ed.). New Brunswick: Transaction Publishes, 1995. См. также: Diller A. The Ancient Measurements of the Earth // Isis. 1949. Vol. 40. P. 6–9; The History of Cartography / Harley J. B. , Woodward D. (eds.). Vol. 1. Chicago: University of Chicago Press, 1987. P. 148–160.
14 Элий Аристид. Цит по: Gratwick . Op. cit. P. 183.
15 Yee C. K.K. Taking the World’s Measure: Chinese Maps Between Observation and Text // The History of Cartography / Harley J. B. , Woodward D. (eds.). Vol. 2, Book 2. Chicago: University of Chicago Press, 1994. P. 96–127 (см. p. 97).
16 Плиний . Естественная история. Книга II.
Интерлюдия
Почему наука прекрасна?
17 Ruskin J . Modern Painters, Ed. and abridged by D. Barrie. Great Britain: Ebenezer Baylis & Son, 1967. P. 17. [Рус. изд.: Джон Рескин. Современные художники. Общие принципы и правда об искусстве. М., Типография Товарищества А. И. Мамонтова, 1901.]
18 К примеру, в книге «Научные понятия» Ллойд Моц и Джефферсон Уивер пишут об отдельных примерах красоты в естественных науках, но предупреждают, что «возведение наших эмоций и ощущений на уровень научных истин способно исказить саму природу научной истины и открыть ворота мистицизму и метафизике, которым не должно быть места в науке» ( Motz L., Weaver J . The Concepts of Science. New York: Plenum, 1988. P. 12).
19 Cather W. Portraits and Landscapes. Цит. по: Writers on Artists // D. Halpern (ed.). San Francisco: North Point Press, 1988. P. 354.
20 Платон . Государство. Х, 605b. Пер. А. Н. Егунова.
21 Августин. Исповедь. Х, XXXIII (50). Пер. М. Е. Сергеенко.
22 Фреге Г . Смысл и денотат // Семиотика и информатика. Вып. 8. 1977. Пер. Е. Э. Разлоговой.
23 Относительно различия между красотой и элегантностью см.: Polanyi M. Beauty, Elegance, and Reality in Science // Observation and Interpretation in the Philosophy of Physics / S. Korner (ed.). New York: Dover, 1957. P. 102–106.
24 Как пишет философ Робин Коллингвуд: «Суть часто задаваемого вопроса об „объективности“ или „субъективности“ красоты заключается в том, принадлежит ли красота объекту и навязывается разуму насильственно или же она принадлежит разуму и навязывается объекту независимо от собственной его природы… Истинная красота не является ни чисто „объективной“, ни чисто „субъективной“. Она есть переживание, в ходе которого разум обнаруживает себя в объекте, разум поднимается на уровень объекта, а объект, в свою очередь, изменяется таким образом, чтобы вызвать полное выражение всех возможностей разума… Отсюда возникает то отсутствие напряжения и глубокое чувство удовлетворения и удовольствия, которое сопровождает переживание истинной красоты. Мы чувствуем, что „нам хорошо здесь“; мы здесь у себя дома, мы принадлежим нашему миру, и наш мир принадлежит нам» ( Collingwood R. G. Essays in the Philosophy of Art. Bloomington, Ind.: Indiana University Press, 1966. P. 87–88).
Глава 2. Бросая мяч
Легенда о «Падающей башне»
25 См. веб-страницу NASA Lunar Feather Drop (http://vesuvius.jsc.nasa.gov/er/seh/feather.html).
26 Drake S. Galileo Studies: Personality, Tradition, and Revolution. Ann Arbor, Mich.: University of Michigan Press, 1970. P. 66–69.
27 Vincenzio V . [Racconto istorico della] vita di Galileo. Milan: Rizzoli, 1954.
28 Цит. по: Cohen B. The Birth of a New Physics. New York: Norton, 1985. P. 7.
29 Там же. P. 708.
30 Цит. по: Settle Т. B. Galileo and Early Experimentation // Springs of Scientific Creativity: Essays on Founders of Modern Science / R. Aris, H. Davis, R. Stuewer (eds.). Minneapolis: University of Minnesota Press, 1983. P. 8.
31 Galilei G. On Motion & On Mechanics / Transl. by S. Drake. Madison, I. B. Drabkin: Madison University of Wisconsin Press, 1960.
32 [ Галилей Г. Избранные сочинения в 2 томах. Т. 2. М., 1964. С. 303.] Galilei G. Two New Sciences / Transl. by S. Drake. Madison: University of Wisconsin Press, 1974. P. 66, 75, 225–226. Здесь и далее цитаты из труда Галилео Галилея «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению» приводятся в переводе С. Долгова.
33 Segre M. In the Wake of Galileo. New Brunswick, N.J.: Rutgers University Press, 1991. P. 111.
34 Hibbert C. George III: A Personal History. New York: Basic Books, 2000. P. 194.
35 Feinberg G. Fall of Bodies Near the Earth // American Journal of Physics. 1965. Vol. 33. P. 501–503.
36 Settle T. B. Galileo and Early Experimentation. Op. cit. P. 3–21.
37 Drake S. Galileo at Work: His Scientific Biography. Chicago: University of Chicago Press, 1978. См. также: Segre M. Galileo, Viviani and the Tower of Pisa // Studies in the History and philosophy of Science. 1989. Vol. 20. P. 435–451. Я многим обязан помощи Томаса Сеттла в подготовке данной и следующей главы.
Интерлюдия
