Страница 22 из 23
После выхода «Рассуждений» Декарт получил мировое признание. На протяжении многих веков его сочинение было настольной книгой большинства европейских ученых.
Надо сказать, Декарт внес огромный вклад и в становление механики, оптики, астрономии. Именно он ввел понятие «силы» (меры или количества) движения, подразумевая произведение «величины» (массы) тела и его скорости. А еще сформулировал закон сохранения количества движения и закон инерции.
Заинтересованный явлением паргелия (гало), Декарт много времени уделял оптике. В 1637 г. вышла его книга «Диоптрика», где излагались законы распространения, отражения и преломления света, объяснялось возникновение радуги, высказывалась идея распространения света посредством эфира. Исследуя природу зрения, ученый сделал надрез на глазном яблоке коровы, отделил от хрусталика ткань, расположенную возле радужной оболочки, и убедился, что на сетчатке отображается перевернутая картинка, а уже мозг возвращает ее в нормальное положение. Это был прорыв в науке. Декарт доказал, что глаз является механизмом, и объяснил его работу с позиции оптики.
Представляя модель человеческого организма как механизм, Декарт сделал несколько открытий в области биологии, психологии и медицины. Он первым выяснил суть произвольных и непроизвольных движений, а затем описал схемы рефлекторных реакций; ввел понятие «рефлекс» и разработал принцип рефлекторной деятельности; опираясь на теорию о передаче импульсов к мозгу по нервным волокнам, объяснил, каким образом человек испытывает различные ощущения. Исследовав строение разных органов и зародышей животных, описал принцип работы двигательного аппарата, функционирование почек, вентиляцию легких и пр.
Впрочем, Декарт интересовался не только точными науками. Послушав однажды рассуждения какого-то богослова, он решил создать философию, основанную на достоверных знаниях, в первую очередь – математических. Основным принципом декартовой системы, изложенной в трактатах «Начала философии» и «Рассуждение о методе», стала фраза: «Cogito ergo sum» («Мыслю – следовательно, существую»). Его философия основывалась не на Библии, а на способности человека думать и понимать окружающий мир. Декарт уподобил Вселенную, движение планет и Солнца часовому механизму, который когда-то был запущен Богом и не нуждается ни в чьем вмешательстве. Бога и природу Декарт признавал равнозначными началами мира, поэтому его философия получила название «дуализм» – «двойная».
Узнав об открытиях ученого, первый министр Франции, кардинал Мазарини, назначил ему пожизненную пенсию, а шведская королева Кристина пригласила написать устав будущей Национальной Академии наук. Увы, поездка в Швецию окончилась для Декарта трагически. Не выдержав северной зимы, он заболел и умер.
Открытия Декарта послужили толчком для стремительного развития естественных наук и создания новых технологий. Деятельность ученого знаменовала переход от религиозных догм к накоплению новых знаний и объяснению различных природных явлений. Рене Декарт открыл двери в новую эпоху – эпоху Просвещения.
Просвещение
Блез Паскаль
Будущий математик и физик родился 19 июня 1623 г. во французском городе Клермон-Ферран. Отец Блеза, Этьен, служил председателем налогового управления, а мать занималась домом и четырьмя детьми.
Когда Блезу исполнилось три года, его мама умерла, и за воспитание детей взялся отец. Этьен хорошо разбирался в математике. Именно он открыл «улитку Паскаля» – особый вид кривой, образованной точкой внутри окружности, вращающейся вокруг другой окружности. Поэтому обучать отпрысков решил на дому. Согласно его программе, Блез должен был познакомиться с древними языками в 12-летнем возрасте, а через три года приступить к изучению математики. Однако мальчик оказался настоящим вундеркиндом. Очень любознательный, он слишком рано, по меркам Паскаля-старшего, заинтересовался литературой (в частности книгами древних философов) и науками, а за обеденным столом постоянно выспрашивал отца о сложении и вычитании чисел.
Однажды Блез спросил родителя, что такое геометрия. Тот описал эту науку как «способ чертить правильные фигуры и находить между ними пропорции». Тогда мальчик взял уголек и принялся рисовать на полу треугольники, квадраты и окружности, называя линии «палочками», а круги – «колечками». Вообще, юный Паскаль всегда пытался найти объяснение вроде бы обыденным явлениям. Например, когда за столом кто-то ударял ложкой о чашку, издавая мелодичный звук, мальчик прикасался к чашке пальцем – и звон стихал. Блез задумался над объяснением странного явления, и впоследствии эти размышления стали основой его «Трактата о звуках».
В 14-летнем возрасте Блез начал посещать еженедельные лекции французского математика и теоретика музыки Марена Мерсенна, который вел дружескую переписку со многими великими современниками, в т. ч. Галилео Галилеем (позже из этих собраний математиков образовалась Французская академия наук). Во время семинаров Паскаль познакомился с геометром Дезаргом и взялся изучать его труды. Рукописи Дезарга были написаны сложным языком, поэтому Блез упростил его формулы и в 17 лет написал свой первый трактат – «Опыт теории конических сечений». Именно там юный ученый изложил теорему, описывающую построение кривой, образованной в результате пересечения конуса плоскостью, по пяти точкам. Позже этот принцип был назван в его честь теоремой Паскаля.
Зимой 1640-го Блез переехал в столицу Нормандии – Руан, где работал его отец. Увидев, как Паскаль-старший делает расчеты в столбик, юноша решил создать «суммирующую машину»: устройство, которое могло бы прибавлять и отнимать. Изобретение Блеза состояло из целого ряда зубчатых колесиков, каждое из которых было помечено числами от нуля до девяти. Полный оборот одного колесика приводил в движение соседнее, что позволяло производить расчеты с шестизначными числами. Хотя работать с такой машиной было трудновато, она стала важным этапом в последующем развитии калькуляторов и компьютеров.
В 24-летнем возрасте Паскаля разбил паралич, и он углубился в изучение религиозной литературы. А год спустя присоединился к янсенистам – группе католиков, веривших в определенные доктрины. Например, что «Бог сотворил внутри сердца каждого человека пустоту, и она не может быть заполнена ничем другим, как Богом Творцом, которого можно узнать через Иисуса Христа».
Однако научную деятельность Паскаль не оставил. Узнав об опытах итальянского ученого Торричелли с трубкой, наполненной ртутью, он попросил своего родственника подняться на вершину вулкана Пюи-де-Дом с такой же трубкой. Разница уровней ртути на вершине горы и у ее подножья составила примерно 8 сантиметров. Этот эксперимент доказал, что по мере увеличения высоты атмосферное давление снижается, а столбик с ядовитым металлом удерживается давлением воздуха, который имеет собственную плотность и массу. Также ученый подтвердил целесообразность использования барометра для определения погодных условий, поскольку показания прибора оказались чувствительны к изменениям влажности и температуры воздуха.
Значительный вклад внес Паскаль и в развитие гидростатики и гидродинамики. В частности, он выявил, что давление, действующее на жидкость в замкнутом пространстве, передается во всех направлениях – независимо от площади, на которую действует эта сила. Данный принцип, известный как закон Паскаля, лежит в основе гидравлического пресса, который тоже был сконструирован Блезом Паскалем. А еще в ходе экспериментов с жидкостями ученый изобрел шприц.
В математической работе «О характере делимости чисел» Паскаль определил алгоритм для вычисления признаков делимости одного целого числа на другое. Также Блез открыл несколько свойств циклоиды – кривой, образованной фиксированной точкой на окружности, которая катится по прямой. Это стало важным этапом развития дифференциального исчисления (применяемого для построения графиков экономической динамики, для измерения мгновенной скорости и пр.) и интегрального исчисления, необходимого для расчетов площади под кривой, пройденного пути при неравномерном движении, массы неоднородного тела и т. п.