Пинбол-эффект. От византийских мозаик до транзисторов и другие путешествия во времени - Джеймс Бёрк

В 1786 году Джефферсон встретился с Жоржем Луи Леклерком, также известным как граф де Бюффон, с научными работами которого был раньше знаком. В те годы Бюффон почитался за светило французской науки, был директором Королевского ботанического сада и автором многотомного фундаментального труда по естественной истории. При жизни автора свет увидели только тридцать шесть томов из пятидесяти. Самым известным стал пятый том «Эпохи природы», изданный в 1778 году, в котором Бюффон предложил периодизацию геологической истории. В этой работе он впервые высказал мысль, что планеты возникли вследствие столкновения Солнца с кометой. Историю Земли он разбил на семь эпох (по числу дней творения), каждая из которых длилась тридцать пять тысяч лет.

Бюффон был ярым критиком Америки и поощрял подобные настроения во французской ученой среде (большинство ученых, как и Бюффон, никогда не посещали Америку). В то время в некоторых французских научных работах высказывались диковатые теории о том, что вследствие особых климатических условий на американском континенте животные отстают в развитии (а особенно в размерах) от европейских. Также утверждалось, что коренное население Америки — недоразвитые карлики, у которых отсутствует половое влечение, что огромные территории страны покрыты густым гнилостным туманом и изобилуют ящерицами, змеями и чудовищными насекомыми, что лягушки в Луизиане весят четырнадцать килограммов и что сифилис пришел из Америки.

В ответ на эти небылицы Джефферсон попросил Джорджа Салливана, губернатора Нью-Гемпшира и своего друга, прислать ему кости и шкуры оленя вапити, американского лося, северного канадского оленя. Полученные экспонаты он выставил в Королевском музее в качестве доказательства того, что американские животные — вовсе не недомерки. Бюффон пообещал исправить свои ошибки в следующем издании «Естественной истории», но до следующего издания не дожил.

Как и все ученые того времени, и Джефферсон и Бюффон интересовались находками ископаемых животных — их остатки могли заполнить пробелы в Великой цепи бытия. Этот теоретический конструкт был введен еще Аристотелем и использовался в науке уже две тысячи лет. Он основывался на тезисе о том, что все формы живого были созданы в момент творения и образуют иерархию существ — от примитивных форм жизни до ангелов, наиболее близких к Богу, — причем отличия между соседними звеньями этой цепи бесконечно малы. Поскольку предполагалось, что все эти существа были созданы одномоментно, то наличие видов, слишком далеко отстоящих друг от друга в развитии, означало для ученых, что существуют промежуточные формы, человечеству еще не известные.

В предыдущем веке ученые Лондонского королевского научного общества считали своим долгом «изучить все звенья этой цепи, пока все их секреты не откроются нашему разуму, а действие их не будет повторено или усовершенствовано нашими руками. Это значит повелевать миром, расположить все виды и степени вещей в должном порядке, чтобы, стоя на вершине, мы смогли узреть все то, что находится под нами и сделать пригодным для использования во имя спокойной, мирной и богатой жизни человека». Определение и присвоение имен каждому живому организму цепи бытия должно было помочь раскрыть всю полноту божественного замысла.

Умы мыслителей XVII столетия занимал вопрос — какую роль эти «неуловимые различия» играли во взаимосвязи одной живой формы цепи с другой. Сколько было делений и подразделений? Существовали ли переходные виды? Эта «проблема перехода» в свое время приведет к возникновению эволюционной теории, а в XVII веке лакуны в цепи бытия просто объясняли пробелами в знаниях человека о мире.

Одним из наиболее ярких приверженцев такого подхода был немецкий математик и философ Готфрид Лейбниц82 — 231, 253, 309. Он стремился найти жизненные формы, слишком малые для восприятия (например, в случае разрывов в цепи между некоторыми видами и их незначительными вариациями). Он предположил наличие бесконечно малых сущностей, которые он назвал монадами, — мельчайших частиц всего сущего. Лейбниц ощущал невозможность при помощи чувств постичь тончайшие различия между некоторыми организмами и их вариациями, или «где кончается один и начинается другой». Он был убежден, что существует «бесконечное множество сущностей, бесконечно малый размер которых скрывает их от обычного восприятия».

Интерес Лейбница к миниатюрным объектам был связан с его математическими изысканиями, а именно способом вычисления бесконечно малых величин. Этим предметом тогда особенно интересовались астрономы, так как после открытия гравитационных взаимодействий между планетами им приходилось высчитывать возрастающее ускорение небесных тел на орбитах. Система, разработанная Лейбницем для решения этой задачи, получила название Анализ бесконечно малых.

Вполне возможно, уверенность Лейбница в существовании организмов, невидимых для человеческого глаза, появилась после поездки в голландский город Делфт. Там он познакомился с «премудрым старцем» микроскопии, Антони ван Левенгуком83 — 254, 310, который сделал потрясающие открытия при помощи своего нового увеличительного стекла. В прошлом Левенгук занимался галантерейной торговлей, и однажды, будучи по делам в Англии, увидел великолепные зарисовки волокон шелка, выполненные с намного большим увеличением, чем у обычной лупы для ткани. Устройство, которым пользовался рисовальщик, называлось микроскопом. Когда Левенгук изготовил свой усовершенствованный вариант прибора, он совершил революцию в науке — теперь появилась возможность рассмотреть объекты, не видимые невооруженным взглядом.

Микроскописты того времени, Неемия Грю, Марчелло Мальпиги и Роберт Гук, занимались исследованием неживых препаратов — срезов растений, коры, бронхиальных трубок, разрезанных вен животных или рыбьей чешуи. Левенгук при помощи своего микроскопа увидел крошечные объекты, которые показались ему живыми. Это предположение кардинально изменило ход развития биологии как науки. Сквозь стекло с 270-кратным увеличением Левенгук увидел новый мир.

Страница из письма Антони ван Левенгука, присланного в Лондонское королевское общество в 1702 году и сразившего наповал научное сообщество того времени. На иллюстрации изображены организмы, обитающие в ряске на поверхности стоячей воды, в частности коловратки (рисунок 3, Q, R). Рисунки выполнены настолько тщательно, что вполне подошли бы и для современной научной публикации

В 1676 году 18-страничное письмо Левенгука с описанием «маленьких существ», увиденных под микроскопом, произвело фурор в Лондонском королевском обществе. Он описал простейшие микроорганизмы и протоплазму вскрытых клеток. Позднее он отправил еще триста писем, к которым были приложены рисунки бактерий, коловраток, сперматозоидов, жал пчелы и блохи, печеночной двуустки, паразитов лягушек, тромбоцитов, кровяных телец, эмбрионов и микроскопических водорослей, а также детально описал процесс спаривания клещей. В одном из писем, датированном 1677 годом, он рассказывал об открытых им «мельчайших существах», тридцать миллионов которых выглядели бы как одна песчинка.

Открытия Левенгука потрясли всех, в том числе молодого человека из Гааги, который был полной противоположностью самоучки-галантерейщика из Делфта. Звали его Христиан Гюйгенс. Это был повидавший мир юноша из известной семьи. Гюйгенсы принадлежали к сливкам голландского общества — они принимали у себя Декарта, глава семьи имел английский рыцарский титул. Христиан изучал математику и право в Лейденском университете, бывал в Париже и Лондоне (где встречался с Ньютоном и другими выдающимися личностями) и являлся ярым естествоиспытателем. Освоив искусство шлифовки линз (в то время это было весьма высокотехнологичным хобби), он вместе с братом построил телескоп и в 1655 году обнаружил Титан и кольца Сатурна84 — 132, 252. В 1656-м он разработал первые часы с маятником и описал их механизм, а затем придумал балансировочную пружину. Попутно он интересовался передовыми дисциплинами своего времени: математикой, гидростатикой, астрономией, механистической философией, баллистикой и космологией.

Постепенно шлифовка линз привела этого утонченного юношу к исследованию принципов их действия. В результате вышел трактат, в котором Гюйгенс рассматривал свет как последовательность ударных волн, которые вследствие взаимодействия частиц света образуют волновые фронты и вызывают волновые колебания мельчайших частиц «эфира» — невидимой, неосязаемой, невесомой и всепроникающей субстанции.