Прощальный всполох итальянской науки: как суд над Галилеем отразился на его учениках и сподвижниках

15 октября 2023 года исполняется 415 лет со дня рождения знаменитого итальянского ученого Эванджелиста Торричелли. Вряд ли его можно причислить к ученикам Галилея — их личное знакомство состоялось всего лишь за три месяца до смерти «учителя», но немного в Италии XVII века было ученых, так спокойно и верно продолживших его дело. Всякому школьнику любой страны известны два главных изобретения Торричелли — ртутный барометр и «торричеллева пустота» в нем.

Конец итальянского интеллектуализма

После того, как римская курия высказалась по поводу космологии, итальянской науке оставалось только одно — сначала затаиться, а потом уйти в небытие. Судьба Галилео Галилея оказалось слишком ярким событием в истории Италии — стране не удалось совладать со своим чрезмерно гениальным героем и пришлось согласиться на постепенное интеллектуальное угасание.

Инквизиционный суд в Риме, состоявшийся весной 1633 года, не имел под собой сколько-нибудь ясных оснований, сам подсудимый был слишком хорошо знаком большинству своих судей и даже состоял со многими из них в дружеских отношениях. Про папу римского Урбана VIII — гуманиста и естествоиспытателя-дилетанта, члена одной с Галилеем академии — до сих пор иной раз говорят, что они с Галилеем «дружили».

Что это была за дружба, судить нам сейчас трудно — слишком велика разница в их положении на социальной лестнице, но как бы то ни было, еще до избрания будущий папа с большой симпатией относился к идеям придворного математика и философа великого герцога Тосканы. А уже после избрания постарался сделать так, чтобы как можно больше постов при римской курии заняли члены все той же Академии деи Линчеи. Так что вполне логично выглядят предположения некоторых историков, что Галилей в конце 1620-х годов вполне серьезно обдумывал новый карьерный ход — перемещение из Флоренции в Рим, дабы обосноваться там в качестве ватиканского придворного философа.

И все же Галилей оказался в тюрьме. Пусть в тюрьму была переоборудована его собственная вилла в Арчетри, где ему были созданы все условия для нормальной научной работы, а сам он номинально сохранил свое положение при дворе. Всем стало понятно: уж раз с самим Галилеем поступили ТАК, то нам-то и надеяться не на что. Среди испугавшихся были даже люди весьма далекие от Италии: надолго притих Декарт, «предоставил заботам пыли и пауков», по его собственному выражению, рукопись своей книги Гассенди. В самой Италии всем стало понятно: для успешных занятий исследовательской работой страну надо покинуть и переместиться куда-нибудь севернее.

И все же это затухание проходило не сразу. Оно растянулось на несколько десятилетий. И конец XVII века увидел несколько ярких талантливых ученых, сделавших важные открытия и получивших всемирное признание. Подавляющее большинство из них были так или иначе связаны с Галилеем. Это можно сказать и о Торричелли — его нередко даже называют последним учеником, хотя такое определение вряд ли в данном случае уместно. Их личное знакомство состоялось в 1641 году, за несколько месяцев до смерти Галилея, когда он уже фактически отошел от своих исследований и занимался преимущественно приведением в порядок своих бумаг.

Те, кому более подходило определение «учеников», переписывали и раскладывали скопированные рукописи по годам и темам, а руководил всей этой работой Винченцо Вивиани. Он же и воспользовался потом её плодами — когда ему было разрешено заняться переизданием трудов учителя.

Вивиани было понятно, что нет лучшей кандидатуры на освобождающуюся позицию придворного математика и философа. Укрепившись при дворе, Торричелли сможет принести пользу и правому делу — изучению «языка математики», на котором написана «книга природы», — и правильным людям. И в общем-то Вивиани не ошибался.

Последний ученик великого Галилея

Эванджелиста Торричелли родился 15 октября 1608 года в небольшом местечке в провинции Романья под Фаэнцей. В Фаэнце он стал учиться в иезуитской школе, и когда способности мальчика к математике явственно проявились, его дядя отправил его к Бенедетто Кастелли, одному из первых и наиболее любимых учеников Галилея. Галилеевская школа, которой Кастелли руководил в Риме, к этому времени добилась довольно высокой репутации. К 1632 году Торричелли стал помощником Кастелли, и именно в таком качестве вступил в переписку с Галилеем. К моменту выхода в свет наделавшего много шума при папском дворе «Диалога» самого Кастелли не оказалось в Риме, и именно Торричелли информировал Галилея о том, какова была первая реакция на книгу.

Со временем акции Торричелли заметно повысились, и он стал секретарем у Джованни Чамполи. Чамполи и сам был секретарем — но у самого папы. Было известно, что, вступив в Академию деи Линчеи в 1618 году, Чамполи стал сторонником новой, галилеевской науки. Было известно, что Чамполи поддерживал идею публикации «Диалога» и всячески помогал Галилею, когда тот по настоятельному требованию папы прибыл в Рим для допроса. Поэтому совершенно не удивительно признание Торричелли в письме Галилею, что он относится к гипотезе Коперника о центральном положении Солнца не только как к математической гипотезе, облегчающей расчет движений небесных тел, но как к утверждению по поводу истинного строения Вселенной.

Торричелли сопровождал Чамполи во время его деловых поездок и усердно работал над рукописью книги «О движении тяжелых тел», а когда рукопись была готова, Кастелли решил, что подошло время познакомить с ней, равно как и с ее автором, узника инквизиции.

Переехав во Флоренцию, Торричелли, очевидно, быстро нашел общий язык с Галилеем, а спустя несколько месяцев занял его место при дворе. Интересно, что уже будучи придворным математиком, он высказывался о теории Коперника менее категорично. В 1644 году во Франции вышла книга Жиля Роберваля об Аристархе Самосском — древнегреческом ученом, защищавшем идею центрального положения Солнца во Вселенной. И поэтому вопрос об отношении к этой книге, заданный Торричелли сначала Мареном Мерсенном, а потом библиотекарем Людовика XIV Пьером де Каркави мог быть понят только как вопрос об отношении к Копернику и, стало быть, к процессу над Галилеем.

Торричелли ответил сначала уклончиво, а потом, когда Каркави повторил вопрос, то пошел и на прямую грубость. «Ad me minime adtinet», — ответил он: «Меня это вовсе не касается». Современный историк науки Майкл Сегре отмечает, что условия работы Торричелли при дворе тосканского великого герцога чем-то похожи на работу ученого в современном тоталитарном государстве, когда для ученого не создается никаких ограничений в его исследовательской работе, если он соглашается просто не замечать в поле своей компетенции некоторых острых вопросов.

Главным делом своей жизни Торричелли считал математику. Вместе с создателем учения о бесконечно малых «неделимых», Бонавентура Кавальери, он изучал свойства плоских кривых — в особенности, параболы. Результаты этой работы имели прямое практическое значение: они, будучи представлены в виде графиков и таблиц, позволяли повышать бомбардирам прицельность при стрельбе из пушки

Такой ответ Торричелли показывает, до какой степени он принимал это соглашение. Показывает это и некоторые странности в формальном определении его положения при дворе. Став придворным математиком, он одновременно получил приглашение стать лектором математики в Флорентийской академии — видимо, Фердинанд II вскоре восстановил для него кафедру математики в университете Флоренции, и поэтому его лекции в академии стали проходить по университетским статьям, — более важную и престижную кафедру математики в университете Пизы уже занимал к этому времени Винченцо Реньери.

Его пригласили членом в Академию делла Круска — и Торричелли это приглашение принял, очевидно полагая свои математические сочинения вполне достойными признания также со стороны литераторов. В Академии художеств ему предложили читать фортификацию.

Казалось бы, все вполне достойно. Но есть две странности. Во-первых, Галилей был не только придворным математиком, но и придворным философом. Будучи чрезвычайно чувствительным к вопросам своего статуса и прекрасно понимая, что единственной задачей придворных математиков великих герцогов до него было преподавание пажам четырех действий арифметики и первых книг «Начал» Евклида, он использовал все доступные ему рычаги, чтобы добиться для себя подходящей должности. Подходящей должностью могла считаться только должность придворного философа, но никак не придворного математика — ее можно было принять только как бесплатное приложение.

А был ли Торричелли придворным философом? Данные на этот счет противоречивы. С одной стороны, в жизнеописании Галилея Вивиани писал, что Торричелли унаследовал «славный титул придворного философа и математика». То же написано и на могиле Торричелли — «Magni ducis Etruriae Mathematicus et Phisophus». С другой стороны, в биографии самого Торричелли тот же самый Вивиани называет его «математиком его высочества» (matematico di S.A.). Точно так же и в единственном опубликованном при жизни издании трудов Торричелли «Opera geometrica» на титульном листе автор определяется как «Magni Ducis Matematico» — математик великого герцога.

Ответ мог бы дать текст соглашения между Торричелли и пригласившим его великим герцогом Фердинандом II. Но — и это вторая странность — такое соглашение отсутствует. Целенаправленно искавший его Майкл Сегре так и не смог ничего обнаружить в архивах ученого. Причем Сегре отрицает возможность, что соглашение затерялось или хранится в каком-то другом архиве. Единственная возможность, что соглашение было устным и немного, с позволения сказать, обтекаемым. В соответствии с ним Торричелли формально получал только титул придворного математика, но в неформальных ситуациях он имел высочайшее позволение пользоваться также и титулом придворного философа.

Есть, конечно, и третья странность — относящаяся, правда, уже к нашей исторической памяти. Придворный математик, полагавший своим главным делом изучение кривых, продвигавшийся по пути создания математического анализа и не считавший себя в достаточной мере компетентным высказываться по вопросам небесной механики, известен нам исключительно как физик. Его имя для нас связано с изобретением барометра и открытием существующего в природе вакуума.

Борьба за пустоту

Свои знаменитые эксперименты с барометром Торричелли проводил во Флоренции в 1644 году. В отличие от экспериментов, проведенных в Риме тремя годами раньше, публика не приглашалась. Результатов опытов Торричелли тоже не опубликовал — он «всего лишь» отправил их описание в двух письмах, адресованных Микеланджело Риччи. Кстати, это был чуть ли не единственный момент, когда такую переписку можно было провести: Риччи сменил Кастелли в качестве главы школы после смерти последнего в 1643-м, а в 1647 году уже умер сам Торричелли. И все же в самих обстоятельствах эксперимента тоже много неясностей. Они в основном прояснились только в 1944 году, когда итальянский историк науки Марио Льоцци готовил публикацию последнего 4-го тома сочинений Торричелли.

Поводом для спора послужило письмо генуэзского государственного мужа и гуманиста Джамбаттиста Бальяни, написанного в ответ на сочинение Галилея «De motu» («О движении»). Помимо многих других довольно революционных утверждений, Галилей там отвергает положение аристотелевской механики, в соответствии с которым вакуум невозможен, потому что движение в нем было бы мгновенным. Галилей написал это свое сочинение еще в начале 1590-х годов, но отнюдь не собирался его публиковать. Оно тем не менее циркулировало среди его друзей в рукописном виде. Видимо, со временем оно достигло и Генуи и побудило Бальяни задуматься о вакууме, а потом уже в 1630 году отозваться на сказанное Галилеем своим письмом.

Работая над книгой «Забавная техника, или Чудеса искусства» (Technica curiosa, sive Mirabilia artis, 1664), Гаспар Шотт попытался восстановить некоторые детали опыта, проведенного в 1641 году в Риме при участии Берти и Маджотти. Однако достоверных документов не было, в его представлении все смешалось: то, что делал Берти в 1641-м, то, что делал Торричелли в 1644-м, и то, что делал Афанасий Кирхер в 1650-м

Бальяни соглашался, что вакуум возможен, но отказывался признать, что ему присуща некая внутренняя сила, как утверждал Галилей. Когда насос с верхним клапаном гонит воду вверх, причина этого движения не в «силе вакуума», а в атмосферном давлении, поэтому если пытаться поднять воду на высоту больше 18 локтей (около 10 м), то над ней образуется пустота (известная нам теперь как «торричеллева»). А мы сами, писал дальше Бальяни, «находимся на дне неизмеримого океана воздуха, вес и давление которого мы не чувствуем, поскольку окружает он нас со всех сторон». Эта фраза нам тоже хорошо знакома со школьной скамьи, как принадлежащая Торричелли.

Письмо Бальяни Галилея не убедило, но по прошествии 11 лет его ученики решили все-таки разрешить этот спор на опыте. Вполне возможно, что идея принадлежала все тому же Кастелли, но никаких документов, подтверждающих эту догадку, не сохранилось. Впрочем, не сохранилось и описание самого эксперимента. Мы знаем только, что в проведении опытов участвовали, с одной стороны — Гаспаро Берти при участии или, по крайней мере, в присутствии Раффаэлло Маджотти, а с другой — два профессора-иезуита, Афанасий Кирхер и Никколо Цукки, и что в экспериментах использовалась вода.

Видимо, именно неясность и самих экспериментов, и их целей побудили Торричелли к проведению своих собственных. Первое, что сделал Торричелли, — он заменил воду на ртуть. Второе, он сделал трубки разной формы — так, чтобы объем предполагаемого вакуума над поверхностью ртути оказывался разным. «Многие философы говорили, — писал он Риччи, — что вакуум не может возникать. Другие, что вакуум возникает, но при сопротивлении природы, с большими сложностями. … Однако кажется совершенно напрасным приписывать это сопротивление самому вакууму».

Торричелли ни разу не называет по имени Бальяни, однако почти дословно цитирует его письмо Галилею, признавая, что не может не увидеть в тяжести воздуха причины подобного сопротивления. Причин для такой уверенности у Торричелли две: во-первых, высота подъема ртути в трубке не зависит от объема вакуума, во-вторых, она зависит от состояния атмосферы: «Она одна, — пишет он, — когда воздух тяжелый и вязкий (hora più grave e grossa), и другая, когда воздух легкий и тонкий (hor più leggiera e sottile)».

Эксперимент против теории

В письме Риччи Торричелли называет свой опыт «философским» (sperienza filosofica), но прекрасно отдает себе отчет в том, что самой ценной частью его новации служит не вакуум, а прибор, для этого использованный — «инструмент, показывающий изменения воздуха» (strumento che mostrasse le mutuazioni dell’aria). Деликатность поступка почти не поддается никакому описанию. И всё же попытаемся.

Детали опыта Торричелли стали известны из его письма Микеланджело Риччи, которое было впервые опубликовано в 1662 году. Суть опыта проста: объем вакуума в правой трубке значительно больше объема вакуума в левой, однако в обеих трубках ртуть поднимается до одного и того же уровня. Следовательно, сила тяжести ртути уравновешена не «силой вакуума», а чем-то иным

По достигнутому устному соглашению между Торричелли и Фердинандом II не только и даже не столько ограничивались привилегии самого Торричелли, сколько разводились по разным «углам ринга» математика и философия. В соответствии с духом наступающего времени математику следовало заниматься своими математическими гипотезами, не претендуя более на познания философии — то есть того, что происходит в природе в действительности.

Выступить в роли философа официально — значило нарушить свои обязательства перед великим герцогом и представить самого великого герцога в нелепом свете перед Ватиканом. Да ещё при этом высказаться по вопросу, который в тот момент был, возможно, еще более «взрывоопасным», чем гелиоцентрическая космология.

Написав Риччи, Торричелли подтверждал свое не только формальное, но и фактическое соответствие званию философа, доставшемуся ему от Галилея. При этом он мог не сомневаться, что Риччи обеспечит быстрое снятие копий с его письма и их распространение среди тех, чье мнение для него было важным. В этом отношении такое частное сообщение было не менее, а может даже более эффективным, чем публикация книги.

Опровергая в письме ошибочное мнение Галилея, Торричелли мог не опасаться недовольства со стороны других членов галилеевской школы: его позиция в споре была более радикальной, чем позиция Галилея — он не только доказывал, что вакуум может существовать, но и показывал, что природа не испытывает к нему никакого «страха». Вместе с тем, он участвовал в общем методологическом повороте от априоризма своего учителя к экспериментализму его последователей.

В самом деле: для Галилея эксперимент — всегда лишь подсказка, новое знание должно основываться не на результатах опыта, а на очевидных и «естественных» исходных принципах; для большинства его учеников к концу XVII века исходные принципы должны были быть следствием эксперимента. Среди тех, кто завершил этот поворот уже после смерти Торричелли, — Винченцо Вивиани.

Пятилетие, отделяющее смерть почти 80-летнего Галилея от не достигшего 40-летия Торричелли, было славным и в истории тосканского двора, и в истории итальянской науки. Политические и идеологические маневры, которые приходилось совершать, осложняли их существование, но не помешали некоторым важным открытиям и изобретениям. Те историки, которые не считают Флоренцию второй половины 1640-х годов достойной внимания, глубоко не правы. Неторопливое планирование, начавшееся в ее культурной жизни после известного инквизиционного процесса, продолжалось, но у него оставалось еще впереди лет двадцать.

_{Материал опубликован в октябре 2008 в проекте «Телеграф Вокруг света», частично обновлен в октябре 2023}