Неслучайные случайности

Но тем не менее закон в его строгом математическом выражении так и не появился, хотя ученые в то время уже имели представление о законе обратных квадратов.

Знал о нем и Роберт Гук, когда в 1666 году докладывал Королевскому обществу об опытах, доказывающих зависимость веса тела от высоты, и когда в 1674 году опубликовал этюд «О движении Земли», где прямо говорит, что «не только Солнце и Луна оказывают влияние на форму и движение Земли, а она, в свою очередь, влияет на их движение, но Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн также влияют своим притяжением на движение Земли…». Однако Гук поначалу, так же как и Ньютон, не решился или, вернее, не догадался распространить действие закона обратных квадратов на рассматриваемые модели и считал, что сила действия увеличивается просто обратно пропорционально расстоянию; лишь в 1680 году он надумал ввести квадрат расстояния, о чем и сообщил в письме Ньютону, но было поздно: Ньютон сам уже сделал это.

Словом, яблоко, даже если и падало и даже если натолкнуло Ньютона на предположение, не сыграло столь большой роли в рождении нового закона, как ему приписывает легенда: согласитесь, за двадцать лет идея могла оформиться в сознании ученого и без его наглядной помощи.

Но даже если предположить, что случай сыграл известную роль в появлении идеи, то последующие за этим двадцать лет ожидания, пока она воплотится в формулу, не дают оснований говорить о легкости такой случайной находки.

В истории с Архимедом ситуация несколько иная. Архимед не вынашивал столько времени свою гипотезу. Если, разумеется, не предположить, что ходил он в баню раз в несколько лет или что озарило его на сотом или тысячном посещении. Но мне кажется, оба предположения одинаково маловероятны. Первое — по причинам, связанным с обликом ученого, второе — второе потому, что ассоциация, возникшая в голове ученого, должна была либо появиться сразу же, либо не появиться никогда, она достаточно наглядна, если поставленную задачу держать все время перед глазами. А повеление царя не пустяк. И хотя Архимед был слишком крупный ученый и слишком известный гражданин Сиракузов, чтобы мы могли предположить, будто он, дрожа от подобострастия, сломя голову побежал выполнять волю Гиерона, но все же в те времена, когда благополучие ученого целиком зависело от милости его покровителя, к просьбам монарха легкомысленно не относились. И потом, думаю, Архимеда, как истинного ученого, увлекла сама задача, он размышлял не о конечной цели заказанной ему работы — уличить ювелиров, а о ее сути — о возможности как-то отличать металлы в сплаве. Поэтому, когда ученый, целиком поглощенный обдумыванием различных возможностей, получил неожиданно внешний толчок, мысль мгновенно устремилась от собственного тела, вытесняющего воду, к короне, и мелькнувшее решение показалось столь неожиданно простым, что Архимед не удержался и… И вот в том, что он сделал дальше, я сильно сомневаюсь. Все, что было до этого, представляется весьма вероятным, во всяком случае против этого нет никаких логических возражении, даже против места, где было сделано открытие, потому что оно хоть и самое неподходящее для научной работы, но в данном случае единственно возможное. А вот бег из бани голым по городу как-то не вяжется с обликом Архимеда, человека, быть может, и рассеянного и углубленного в себя, но, право же, слишком известного и уважаемого в Сиракузах, чтобы не подумать о своей репутации. Но простим эту маленькую деталь авторам легенды, она, безусловно, очень эффектна, очень театральна и несомненно украшает историю об ученом, случайно натолкнувшемся на истинное решение. Но случайно ли от этого само открытие?

Если бы Архимед на том и успокоился, то есть определил, взвешивая корону в воде, есть ли в ней серебро, доложил бы об этом Гиерону и, довольный сам собой, своей работой и царской милостью, отправился заниматься другими делами, а этот случай выкинул из головы, то тогда нам пришлось бы согласиться: да, это решение случайно, как и сама работа. Но Архимед поступил иначе, как и должен был поступить настоящий ученый. Решение частной задачи о сплаве натолкнуло его на мысль о законе, который относится ко всем телам и который не случайно носит имя его автора. Мы учили его: на всякое тело, погруженное в жидкость, действует со стороны этой жидкости подъемная сила, направленная вверх и равная весу вытесненной телом жидкости. Когда мы опускаемся в ванну, мы чувствуем на себе действие этого закона — как и почувствовал его Архимед; но мы уже знаем, в чем здесь дело, а он не знал, он должен был понять это первым из людей. И он понял, и не узко, не только применительно к сплавам, и поэтому, кроме доклада царю, содержащему, по-видимому, расчеты, связанные с короной, появилось позже еще одно сочинение, где ничего не говорится о короне, но зато говорится о плавающих телах. Причем обоснование закона дано здесь не только эмпирически: Архимед приводит геометрическое доказательство, и мало этого — он рассматривает не горизонтальную поверхность жидкости, а сферическую, как и следует из предположения о шарообразности Земли. Этот штрих сразу показывает тот всеобщий характер, какой придавал своему закону Архимед. И когда читаешь простое и ясное доказательство Архимеда, то понимаешь, сколь прав был древнегреческий философ и писатель Плутарх, с почтением писавший о своем великом соотечественнике: «Если бы кто-либо попробовал сам разрешить эти задачи, он ни к чему не пришел бы, но если бы он познакомился с решением Архимеда, у него тотчас бы получилось такое впечатление, что это решение он смог бы найти и сам, — столь прямым и кратким путем ведет нас к цели Архимед».

Первое сочинение — я имею в виду расчет состава царской короны — до нас не дошло, и поэтому мы не знаем точно ни обстоятельств, связанных с решением задачи Гиерона, ни судьбы мастеров, изготовивших корону. Второе же сочинение — трактат «О плавающих телах» — нам известно и дает полное право утверждать: открытие закона Архимеда не случайно.

Ведь не были же случайны все его другие открытия: аксиома Архимеда, на которой построен в современной арифметике и геометрии процесс последовательного деления; архимедов винт — устройство, изобретенное для перекачки жидкостей и применяемое до сих пор во многих машинах; закон рычага, позволяющий с помощью сравнительно небольшого усилия поднимать большие грузы; прибор для измерения видимого диаметра Солнца; небесный глобус, на котором можно видеть движение планет, солнечное и лунное затмение, и еще многие-многие математические исследования и инженерные находки, которых бы вполне хватило на успешную деятельность нескольких людей.

Даже античные историки, нередко склонные к приукрашиванию подвигов своих героев — а Архимед был героической фигурой, — нигде не намекают более на случайность его творчества. Так правомерно ли тогда говорить о случайности открытия удельного веса и закона о плавающих телах? Человек, столь тонко разбирающийся в математике, механике, астрономии, уже не раз показавший, на что способен его проницательный ум, разве не решил бы он задачу царя Гиерона, даже если бы не помог ему случай с ванной? Все равно бы решил — пусть чуть позже, пусть путем каких-то иных ассоциаций, может быть наблюдая различную осадку по-разному нагруженных галер.

Приди Архимед к такому же решению не в бане, а дома, вспомнив одно из своих прежних купаний, и никто не решился бы утверждать, что ученый случайно натолкнулся на открытие. Наоборот, сказали бы, что не случайно правильное решение нашел именно Архимед — человек, способный использовать разрозненные наблюдения для обобщений, имеющих универсальный, всеобъемлющий характер. Ведь в сближении вроде бы далеких явлений и заключается один из мощнейших методов научного мышления. С этой точки зрения, использование наблюдений над погружением в воду собственного тела — вполне правомерный прием и вовсе даже не случайный, а обязательный. Значит, все дело в несколько случайном месте и кажущемся случайным поводе.

И этим легенда об открытии Архимеда похожа на легенду о Ньютоне. Ну, что касается места, то и баня, и фруктовый сад могут быть нами причислены к местам, странным для свершения научных открытий, если представлять себе творческое мышление зажатым в рамки семичасового рабочего дня и выключаемым в конце дня вместе с рубильником. Если же иметь в виду, что настоящий ученый не прекращает думать о предмете своего исследования ни дома, ни на отдыхе, и если еще вспомнить, что во времена Архимеда вообще не было институтов и табельных досок, куда надо вешать, уходя, ключ от кабинета, то места, где к Ньютону и Архимеду пришли счастливые озарения, кажутся не более странными, чем библиотека или лаборатория. А повод — повод, как ни странно, еще менее случаен. Во-первых, потому, что оба события — вытеснение воды погруженным в нее телом и падение яблока на землю — весьма будничны, часто происходят в жизни каждого человека и уже неоднократно случались в жизни наших ученых. И, во-вторых, оба события являются проявлением тех самых законов, которые и узрели Архимед и Ньютон.