«Астрономия и смежные области: Популярные очерки»

Для нас интересной чертой этого прогресса является часть, принимаемая в нем нашей собственной страной. Наука нашего дня, это правда, не имеет страны. И все же мы очень уместно говорим об американской науке, исходя из того факта, что наша традиционная репутация не была репутацией народа, глубоко заинтересованного в высших отраслях интеллектуальной работы. Люди, живущие еще сегодня, могут помнить времена, когда в глазах вселенской церкви знаний все страны по эту сторону Атлантики, включая нашу собственную, были partes infidelium.

И все же американская астрономия — не полностью нашего поколения. В середине прошлого столетия профессор Уинтроп из Гарварда был прилежным наблюдателем затмений и родственных явлений, чья работа была записана в трудах ученых обществ. Но величайшая астрономическая активность в наш колониальный период была вызвана прохождением Венеры в 1769 году, которое было видно в этой стране. Комитет Американского философского общества в Филадельфии организовал отличную систему наблюдений, которая, как мы теперь знаем, была столь же успешной, возможно, даже более, чем большинство тех, что были сделаны на других континентах, главным образом благодаря преимуществам воздуха и климата. Среди наблюдателей был знаменитый Риттенхаус, которому принадлежит отличие быть первым американским астрономом, чья работа занимает важное место в истории науки. В дополнение к наблюдениям, которые он нам оставил, он был первым изобретателем или предложителем коллимационного телескопа, инструмента, который стал почти необходимостью везде, где проводятся точные наблюдения. Тот факт, что последующее изобретение Бесселя могло быть независимым, не умаляет заслуг ни того, ни другого.

Вскоре после прохождения Венеры, о котором я упомянул, началась война за Независимость. Поколение, которое вело ту войну, и следующее, которое составило нашу Конституцию и заложило основы наших политических институтов, были естественно слишком заняты этими великими проблемами, чтобы уделять много внимания чистой науке. В то время как великие математики-астрономы Европы закладывали фундамент небесной механики, их труды были запечатанной книгой для каждого по эту сторону Атлантики и оставались таковыми до появления Боудича в начале нынешнего столетия. Его перевод «Mecanique Celeste» («Небесной механики») совершил эпоху в американской науке, сделав великий труд Лапласа доступным для лучших американских студентов его времени.

Американские астрономы всегда должны чтить имена Риттенхауса и Боудича. И все же в одном отношении их работа была разочаровывающей по результатам. Ни один из них не был основателем школы. Риттенхаус не оставил преемника, чтобы продолжать его работу. Помощь, которую Боудич оказал своему поколению, была неоценима для изолированных студентов, которые здесь и там в одиночку и без посторонней помощи погружались в тайны небесных движений. Его работа была не главным образом в области наблюдательной астрономии, и поэтому она не оказала существенного влияния на эту ветвь науки. В 1832 году профессор Эйри, впоследствии королевский астроном Англии, представил Британской ассоциации отчет о состоянии практической астрономии в различных странах. В этом отчете он заметил, что не может сказать ничего об американской астрономии, потому что, насколько ему известно, в Соединенных Штатах не существовало ни одной государственной обсерватории.

Уильям К. Бонд, впоследствии знаменитый как первый директор Гарвардской обсерватории, в то время проводил наблюдения с небольшим телескопом, сначала около Бостона, а затем в Кембридже. Но с таким скудным оснащением его учреждение едва ли могло претендовать на звание астрономической обсерватории, и неудивительно, если Эйри ничего не знал о его скромных усилиях.

Если бы в то время профессор Эйри расширил свои исследования еще в одну область с целью определения перспектив для большого города на месте форта Дирборн, на южном берегу озера Мичиган, он увидел бы так же мало перспектив для гражданского роста в том регионе, как и для великого развития астрономии в Соединенных Штатах в целом. План предлагаемого города Чикаго был подготовлен двумя годами ранее, когда в этом месте проживало, возможно, полдюжины семей. В том же месяце, когда профессор Эйри представил свой отчет, в августе 1832 года, жители этого места, насчитывавшие тогда двадцать восемь избирателей, решили стать инкорпорированными и выбрали пять попечителей для управления своим правительством.

В 1837 году был получен городской устав от законодательного собрания штата Иллинойс. Рост этого младенческого города, тогда маленького даже для младенца, в великий коммерческий мегаполис Запада был справедливой гордостью его народа и чудом света. Я упоминаю об этом сейчас из-за замечательного совпадения. Вместе с этим гражданским ростом тихо шел другой, мало замеченный великим миром, и все же по-своему столь же удивительный и столь же приятный для гордости тех, кто измеряет величие интеллектуальным прогрессом. Принимая знание Вселенной как меру прогресса, я хочу обратить внимание на тот факт, что американская астрономия началась с вашего города и медленно, но верно шла в ногу с ним, пока сегодня наша страна не занимает второе место после Германии по количеству проводимых исследований и не уступает никому по количеству людей, получивших высшее признание своими трудами.

В 1836 году профессор Альберт Хопкинс из Уильямс-колледжа и профессор Элиас Лумис из Западного резервного колледжа, Огайо, оба основали маленькие обсерватории. Профессор Лумис поехал в Европу за всеми своими инструментами, но Хопкинс смог даже тогда получить некоторые из них в этой стране. Вскоре после этого небольшое деревянное сооружение было возведено капитаном Гиллисом на Капитолийском холме в Вашингтоне и снабжено транзитным инструментом для наблюдения кульминаций Луны совместно с капитаном Уилксом, который тогда отправлялся в свою исследовательскую экспедицию в южное полушарие. Дата этих обсерваторий была практически той же, что и дата получения устава города Чикаго от законодательного собрания. С их основанием население вашего города увеличилось до 703 человек.

Следующее десятилетие, с 1840 по 1850 год, было тем, в котором серьезно началась наша практическая астрономия. Маленькая обсерватория капитана Гиллиса была заменена Военно-морской, тогда называвшейся Национальной обсерваторией, возведенной в Вашингтоне в течение 1843-44 годов и оснащенной тем, что тогда было самыми одобренными инструментами. Примерно в то же время появление великой кометы 1843 года побудило граждан Бостона возвести обсерваторию Гарвардского колледжа. Таким образом, прошло немногим более полувека с тех пор, как были основаны две главные обсерватории в Соединенных Штатах. Но мы ни на минуту не должны предполагать, что простое возведение обсерватории может ознаменовать эпоху в научной истории. То, что должно сделать десятилетие, о котором я говорю, навсегда памятным в американской астрономии, было не просто возведение зданий, но характер работы, проделанной астрономами вдали от них, так же как и в них.

Национальная обсерватория вскоре стала знаменитой благодаря двум замечательным шагам, которые подняли нашу страну на важное положение среди тех, кто применяет современную науку к практическим целям. Один из них состоял из исследований Сирса Кука Уокера по движению недавно открытой планеты Нептун. Он был первым астрономом, который определил довольно хорошие элементы орбиты этой планеты, и, что еще более замечательно, он смог проследить движение планеты на небесах за полвека и показать, что она наблюдалась как неподвижная звезда Лаландом в 1795 году, без того, чтобы наблюдатель имел какое-либо подозрение об истинном характере объекта.

Другая работа, о которой я упоминаю, была применением к астрономии и к определению долгот хронографического метода регистрации прохождений звезд или других явлений, требующих точной записи момента их возникновения. Следует сожалеть, что история этого применения не была полностью написана. В некоторых моментах кажется столько же неясности, сколько с открытием эфира как анестетика, которое произошло примерно в то же время. К счастью, никакой такой борьбы не велось вокруг астрономического открытия, как вокруг хирургического, факт в том, что все, кто был занят применением нового метода, были более озабочены тем, чтобы усовершенствовать его, чем тем, чтобы получить признание для себя. Мы знаем, что Сакстон из Береговой службы; Митчелл и Локк из Цинциннати; Бонд в Кембридже, а также Уокер и другие астрономы в Военно-морской обсерватории — все работали над аппаратом; что Мори поддерживал их усилия с неутомимым рвением; что он использовался для определения долготы Балтимора еще в 1844 году капитаном Уилксом и что он был введен в практическое использование при записи наблюдений в Военно-морской обсерватории еще в 1846 году.

В Кембриджской обсерватории два Бонда, отец и сын, быстро начали показывать, из чего сделан астроном. Была введена в действие хорошо разработанная система наблюдений. Открытие темного кольца Сатурна и нового спутника этой планеты принесло дополнительную славу учреждению.

Не ограничивалась активность и наблюдательной стороной науки. То же десятилетие, о котором я говорю, было отмечено началом математической работы профессора Пирса, особенно его определением возмущений Урана и Нептуна. В это время началась работа доктора Б. А. Гулда, который вскоре стал ведущей фигурой в американской астрономии. Сразу после окончания Гарварда в 1845 году он решил посвятить всю энергию своей жизни преследованию своей любимой науки. Он учился в Европе в течение трех лет, получил докторскую степень в Геттингене, вернулся домой, основал «Астрономический журнал» и принял активное участие в той ветви работы Береговой службы, которая включала определение долгот астрономическими методами.

Нельзя не признать, что эпизод, который, возможно, не относится к истории астрономии, оказал мощное влияние на пробуждение общественного интереса к этой науке. Профессор О. М. Митчелл, основатель и первый директор обсерватории Цинциннати, познакомил широкие круги наших образованных сограждан с основными фактами астрономии посредством курсов лекций, которые по своей ясности и красноречию не имели себе равных. Непосредственной целью этих лекций был сбор средств для создания обсерватории и оснащения ее хорошим телескопом. Пробужденный таким образом общественный интерес к науке сыграл важную роль в том, что общество стало поддерживать астрономические исследования. Если общественная поддержка, основанная на общественном интересе, — это то, что сделало возможным нынешнее состояние американской астрономии, то мы должны чтить имя человека, чей энтузиазм заразил интересом к нашей науке массы его соотечественников.

Гражданская война, естественно, оказала угнетающее влияние на нашу научную деятельность. Ученый не менее патриотичен, чем его сограждане, и соперничает с ними в преданности общественному благу. Активный интерес, который такие люди проявляли сначала к ведению войны, а затем к восстановлению Союза, естественным образом отвлекал их внимание от любимых занятий. Но как только была достигнута политическая стабильность, началась волна интеллектуальной активности, которая продолжает нарастать и по сей день. Если верно, что никогда прежде в нашей истории образованию не уделялось столько внимания, как сейчас; что никогда прежде так много людей не посвящали себя распространению знаний, то не менее верно и то, что никогда астрономическая работа не велась у нас так энергично, как в настоящее время.

Одним из прискорбных результатов Гражданской войны стало то, что «Астрономический журнал» Гулда пришлось закрыть. Вскоре после восстановления мира, вместо того чтобы возобновить издание журнала, его основатель задумал проект исследования южного неба. Поскольку северное полушарие было центром цивилизации, та часть неба, которую нельзя было увидеть из наших широт, оставалась сравнительно заброшенной. То, что было сделано в южном полушарии, в основном было эпизодической работой отдельных лиц и одной-двух постоянных обсерваторий. Последних было так мало, и они были так скудно оснащены, что перед исследователем открывалось великолепное поле деятельности. Гулд нашел желаемого покровителя в лице правительства Аргентинской Республики, на территории которой он воздвиг то, что в будущем должно занять место одного из самых памятных астрономических учреждений мира. Его работа служит самым ярким примером принципа, согласно которому астроном важнее своих инструментов. Средства, находившиеся в распоряжении Аргентинской обсерватории, были не только крайне скудными по сравнению со средствами привилегированных учреждений Севера, но и, в силу самого положения дел, Аргентинская Республика не могла предоставить подготовленных астрономов. Трудности, возникавшие в связи с управлением, невозможно переоценить. И все же шестнадцать огромных томов, в которых были опубликованы результаты работы этого учреждения, в будущем займут место среди классических трудов по астрономии.

Еще одним замечательным очагом деятельности, где трудно решить, чему следует больше восхищаться — неисчерпаемой энергии или удивительной изобретательности, — является Гарвардская обсерватория. Ее работе способствовали дары, не имеющие себе равных по щедрости, которой они были продиктованы. Однако без энергии и мастерства такие дары были бы бесполезны. Деятельность этого учреждения охватывает оба полушария. Не хватило бы времени рассказать, как оно не только нанесло на карту важные области неба от северного до южного полюса, но и проанализировало лучи света, исходящие от сотен тысяч звезд, навсегда запечатлев их спектры на фотографических пластинках.

Работа учреждения организована таким образом, что новая звезда не может появиться ни в одной части неба, а известная звезда не может претерпеть сколько-нибудь заметных изменений без немедленного обнаружения фотографическим глазом одного или нескольких небольших телескопов — всевидящих и никогда не спящих стражей, которые непрерывно сканируют небо, пока астроном может спать, и каждое утро сообщают о каждом случае нарушения в поведении небесных тел.

Еще один пример, показывающий, каких больших результатов можно достичь при ограниченных средствах, дает Ликская обсерватория на горе Гамильтон в Калифорнии. За десять лет своей деятельности ее астрономы прославили ее на весь мир работами и открытиями, слишком разнообразными и многочисленными, чтобы их можно было даже перечислить в настоящее время.

Астрономическая работа, о которой я до сих пор говорил, почти полностью выполнялась в обсерваториях. Боюсь, что этим я мог укрепить ошибочное впечатление, будто место важной астрономической работы обязательно связано с обсерваторией. Следует признать, что учреждение, имеющее постоянное местонахождение и великолепное здание, привлекает внимание общественности настолько сильно, что ценная работа, проделанная в другом месте, может остаться незамеченной. Очень важная часть астрономической работы выполняется вдали от телескопов и меридианных кругов и требует для своего осуществления лишь хорошей библиотеки. Тот, кто предан этой стороне предмета, часто может чувствовать, что публика не оценивает его работу по ее истинной относительной стоимости именно из-за того, что у него нет ни больших зданий, ни прекрасных инструментов. Поэтому я могу позволить себе назвать важным фактором американской астрономии последнего полувека учреждение, о котором мало кто слышал и которое осталось незамеченным, потому что в нем не было ничего, что могло бы привлечь внимание.

В 1849 году за счет ассигнований Конгресса было создано Американское бюро морского альманаха. Название этой публикации несколько вводит в заблуждение, предполагая простое расширение семейного альманаха, который моряк должен повесить в своей каюте для ежедневного использования. Дело в том, что то, что более века назад начиналось как морской альманах, с тех пор превратилось в астрономические эфемериды для публикации всего, что относится к временам, сезонам, затмениям и движениям небесных тел. Это работа, в которой астрономические наблюдения, сделанные во всех великих обсерваториях мира, в конечном итоге используются для научных и общественных целей. Каждая из ведущих стран Западной Европы выпускает подобную публикацию. Когда было принято решение о подготовке и публикации американских эфемерид, бюро было сначала размещено в Кембридже, где находится Гарвардский университет, поскольку там можно было легче всего обеспечить технические знания в области математики и теоретической астрономии, необходимые для этой работы.

Таким образом, открылось поле деятельности, которым воспользовался ряд способных молодых людей, впоследствии заслуживших признание в различных сферах жизни. Глава бюро, коммандер Дэвис, принял политику, хорошо подходящую для содействия их развитию. Он перевел классический труд Гаусса «Теория движения небесных тел» и превратил бюро в своего рода неформальную школу, правда, не современного типа, а скорее напоминающую классическую рощу Эллады, где философы вели свои дискуссии и извлекали пользу из взаимного обмена мнениями. Когда после нескольких лет опыта методы были хорошо отработаны и принят распорядок, бюро было переведено в Вашингтон, где с тех пор и остается. Работа по подготовке эфемерид с опытом была сведена к рутине, которая может продолжаться бесконечно, с периодическими изменениями в методах и данных, а также улучшениями для удовлетворения растущих потребностей исследователей.

Простая подготовка эфемерид включает лишь малую часть работы по математическим расчетам и исследованиям, требуемой в астрономии. Одной из великих потребностей науки сегодня является обработка наблюдений, сделанных в первой половине нынешнего столетия и даже во второй половине предыдущего. Труд, который можно было бы с пользой посвятить этой работе, был бы больше, чем тот, который требуется в любой отдельной астрономической обсерватории. К сожалению для этой работы, для ее осуществления не требуется большое здание, поэтому ее необходимость очень часто упускается из виду той частью публики, которая интересуется прогрессом науки. Организация, специально посвященная этому, является одной из научных потребностей нашего времени.

В такую эпоху, как нынешняя, опасно называть какой-либо один шаг началом новой эры. И все же может случиться так, что, когда историк будущего будет рассматривать науку нашего дня, он сочтет самой примечательной чертой астрономии последних двадцати лет нашего века открытие того, что эта непоколебимая Земля, о которой нам рассказывали поэты, в конце концов, не совсем непоколебима; что северный и южный полюса немного перемещаются, описывая кривые, настолько сложные, что они еще не были полностью изучены. Периодические изменения широты, вызванные этим, были впервые заподозрены около 1880 года и несколько лет спустя объявлены с некоторой скромной уверенностью Кюстнером из Берлина. Прогресс астрономического мнения от недоверия к уверенности был чрезвычайно медленным, пока около 1890 года Чандлер из Соединенных Штатов, путем исчерпывающего обсуждения бесчисленных результатов наблюдений, не показал, что широта каждой точки на Земле подвержена двойному колебанию: одно с периодом в год, другое — в четыреста двадцать семь дней.

Несмотря на поразительную параллель между ростом американской астрономии и ростом вашего города, нельзя не опасаться, что если бы иностранного наблюдателя всего полдюжины лет назад спросили, в каком месте Соединенных Штатов, скорее всего, будет создана великая школа теоретической и практической астрономии, подкрепленная учреждением для исследования небес, благодаря щедрости частных граждан, он был бы мудрее большинства иностранцев, если бы угадал Чикаго. Если бы ему предложили это место, я боюсь, он ответил бы, что если бы было возможно использовать небесные знания для приобретения земного богатства, то здесь было бы самое многообещающее место для такой школы. Но ему нужно было бы быть немного мудрее своего поколения, чтобы осознать, что богатство лежит в основе всего прогресса в знаниях и свободных искусствах; что только тогда, когда люди освобождаются от необходимости посвящать всю свою энергию насущным потребностям жизни, они могут вести интеллектуальную жизнь, и что поэтому нам следует искать в самом предприимчивом коммерческом центре наиболее вероятное место для великого научного учреждения.

Теперь у нас есть школа, и у нас есть обсерватория, которая, как мы надеемся, в ближайшем будущем проделает работу, которая прославит имя ее основателя, а также астрономов, которые могут быть с ней связаны. Вы, я уверен, простите меня, если я внесу некоторые предложения по поводу будущих потребностей этого учреждения. Мы хотим, чтобы это недавно основанное учреждение имело большой успех, чтобы оно выполняло работу, которая показала бы, что интеллектуальная продуктивность вашего сообщества не будет позволять себе отставать от его материального роста. Публика очень склонна думать, что когда какой-нибудь щедрый покровитель науки установил большой телескоп под подходящим куполом и предоставил всю аппаратуру, которую астроном хочет использовать, успех обеспечен. Но это не так. Самое важное требование, которое труднее обеспечить, чем телескопы или обсерватории, может все еще отсутствовать. Большой телескоп бесполезен без человека за ним, и то, что может сделать телескоп, зависит больше от этого придатка, чем от самого инструмента. Место, которое телескопы и обсерватории заняли в истории астрономии, отнюдь не пропорционально их размерам. Многие великие инструменты были лишь игрушками в руках своих владельцев. Многие маленькие стали знаменитыми.

Двадцать лет назад здесь, в вашем городе, был скромный маленький инструмент, который, судя по его размеру, не мог стоять в одном ряду с великими даже того времени. Это была частная собственность молодого человека, не занимавшего никакой научной должности и почти неизвестного публике. И все же этот маленький телескоп сегодня входит в число самых знаменитых в мире, совершив памятные успехи в астрономии двойных звезд и показав своего владельца достойным преемником Гершелей и Струве в этой области работы.

Сто наблюдателей могли бы пользоваться оборудованием Ликской обсерватории целое поколение, не обнаружив пятого спутника Юпитера; не сфотографировав успешно облачные формы Млечного Пути; не открыв необычайные пятна туманного света, почти или совсем невидимые для человеческого глаза, которые заполняют некоторые области неба.

Когда я был в Цюрихе в прошлом году, я посетил маленькую, но не неизвестную обсерваторию его знаменитой политехнической школы. Профессор астрономии особенно интересовался наблюдениями Солнца с помощью спектроскопа, и среди остроумных устройств, которые он описал, не последним по интересу был метод фотографирования Солнца с помощью специальных лучей спектра, который был разработан в обсерватории Кенвуд в Чикаго. Обсерватория Кенвуд, я полагаю, не является в глазах публики одним из примечательных учреждений вашего города, которые показывают каждому посетителю, и все же это изобретение дало ей важное место в науке нашего дня.

Если вы спросите меня, каковы самые многообещающие черты великого учреждения, которое вы сейчас открываете, я бы сказал, что их следует искать не только в размере вашего несравненного телескопа, ни в стоимости оборудования, но в том факте, что ваши власти показали свое понимание требований успеха, добавив к материальному оснащению учреждения трех человек, чьи работы я описал.

Господа попечители, позвольте мне вверить вашей заботе людей за телескопом. Природа астронома обнаруживает любопытные и интересные черты. Если ему суждено продвинуть науку работами подлинного гения, он должен, подобно поэту, родиться, а не быть созданным. Рожденный астроном, получив в свое распоряжение телескоп, начинает пользоваться им так же естественно и эффективно, как младенец пользуется материнской грудью. Он интуитивно видит то, чему менее одаренным людям приходится учиться путем долгих занятий и утомительных экспериментов. Его влечет к небесным знаниям страсть, которая доминирует над его натурой. Он не может не заниматься астрономической работой, будь то наблюдения или исследования, так же как поэт не может приковать своего Пегаса к земле. Я не имею в виду, что образование и подготовка будут для него бесполезны. Они, безусловно, ускорят его ранний прогресс. Если он должен стать великим в математическом отношении, не только его гений должен иметь склонность в этом направлении, но он должен иметь средства для продолжения своих занятий. И все же я видел так много неудач людей, которые имели лучшее обучение, и так много успехов людей, которые почти ничему не научились у своих учителей, что я иногда спрашиваю, будет ли великий американский небесный механик двадцатого века выпускником университета или выходцем из глуши.

Человека, движимого к исследованию природы непреодолимой страстью, следует больше завидовать или жалеть? Ни в каком другом занятии успех не приходит с такой уверенностью к тому, кто его заслуживает. Ни одна жизнь не является такой приятной, как та, чья энергия посвящена следованию врожденным импульсам своей натуры. Исследователь истины мало подвержен разочарованиям, которые ожидают амбициозного человека в других сферах деятельности. Приятно быть частью братства, простирающегося по всему миру, в котором не существует соперничества, кроме того, которое возникает из попытки сделать работу лучше, чем кто-либо другой, в то время как взаимное восхищение подавляет ревность. И все же, при всех этих преимуществах, опыт астронома может иметь свою темную сторону. Видя, как его область расширяется быстрее, чем он может продвигаться, он поражается ничтожности всего того, что можно сделать за одну короткую жизнь. Он чувствует ту же потребность в преемниках для продолжения своей работы, которую основатель династии может чувствовать в наследниках, чтобы занять его трон. У него нет желания фигурировать в истории как Наполеон науки, чьи завоевания должны закончиться с его жизнью. Даже во время его активной карьеры его работа может быть такого рода, что требует сотрудничества других и активной поддержки общественности. Если он разочарован в получении этих требований, если он не находит ни сотрудничества, ни поддержки, если какой-то великий план, которому он, возможно, посвятил большую часть своей жизни, оказывается лишь воздушным замком, он может почувствовать, что природа обошлась с ним сурово, не наделив его страстями, подобными страстям других людей.

Рассматривая тему, представляющую непреходящий интерес, человек естественным образом пытается представить, что может приготовить будущее. Если путешественник, созерцая руины какого-нибудь древнего города, который в далеком прошлом кишел жизнью и деятельностью поколений людей, видит каждый камень, исполненный эмоций, а пыль — живой воспоминаниями о прошлом, не может ли он быть так же впечатлен, когда чувствует, что смотрит вокруг на место будущей империи — регион, где поколения, еще не рожденные, могут сыграть ведущую роль в формировании истории мира? Чего мы можем ожидать от той энергии, которая за шестьдесят лет превратила разрозненную деревню в один из великих мировых центров торговли? Не может ли она оказать мощное влияние на судьбу не только страны, но и мира? Если так, то будет ли власть, которую предстоит осуществлять, агентом благодеяния, распространяющим свет и жизнь среди народов, или же она будет противоположностью?

Должно настать время, когда богатство перерастет область, в которой его можно с выгодой использовать. В каком направлении тогда будут смотреть его обладатели? Будут ли они воспитывать потомство, которое будет использовать свою власть так, чтобы сделать мир лучше, чем он был до них? Предпочтет ли будущий наследник большого богатства интеллектуальную жизнь жизни удовольствий?

Мы не можем получить более обнадеживающего ответа на эти вопросы, чем создание этого великого университета в самом центре коммерческой активности Запада. Его связь с учреждением, которое мы открываем, наводит на некоторые мысли о науке как о факторе той системы образования, которая лучше всего приспособлена для того, чтобы сделать силу богатого сообщества благом для человечества в целом. Когда мы видим, каким фактором была наука в нашей нынешней цивилизации, как она преобразовала мир и увеличила средства человеческого наслаждения, позволяя людям применять силы природы для своих собственных нужд, неудивительно, что она должна претендовать на место в образовании, которое до сих пор занимали классические исследования. В возникшем таким образом споре я не принимаю участия, кроме как в качестве миротворца, полагая, что для нас так же важно поддерживать связь с традициями нашей расы и лелеять мысли, которые дошли до нас через века, как и наслаждаться и использовать то, что настоящее может предложить нам. Выступая с этой точки зрения, я хотел бы указать на ошибку превращения утилитарных применений знаний в главную цель их поиска. Исторический факт заключается в том, что абстрактная наука — наука, преследуемая без какой-либо утилитарной цели, — лежала в основе нашего прогресса в использовании знаний. Если бы в прошлом веке такие люди, как Гальвани и Вольта, были движимы чем-то иным, кроме любви к проникновению в тайны природы, они никогда бы не проводили те кажущиеся бесполезными эксперименты, которые они делали, и фундамент электрической науки не был бы заложен. Наши нынешние применения электричества не стали бы возможными, пока математические законы электрического тока Ома, которые при первом обнародовании казались немногим более чем математическими курьезами, не стали общим достоянием изобретателей. Профессиональная гордость со стороны нашего собственного Генри побудила его, после совершения открытий, сделавших возможным телеграф, не идти дальше в их применении и жить и умереть, не получив ни доллара из тех миллионов, которые страна выиграла благодаря его посредничеству.

В духе научного прогресса, проявленном таким образом, мы имеем патриотизм в его высшей форме — чувство, которое стремится не к тому, чтобы принести пользу стране за счет мира, а к тому, чтобы принести пользу миру посредством своей страны. У науки есть своя конкуренция, такая же острая, как та, что является жизнью торговли. Но ее соперничество идет по вопросу о том, кто внесет больше и лучше в общую сумму знаний; кто даст больше, а не кто возьмет больше. Ее движущий дух — любовь к истине. Ее гордость — делать наибольшее добро для наибольшего числа людей. Она охватывает не только всю человеческую расу, но и всю природу в своем масштабе. Общественный дух, фокусом которого является этот город, заставил пустыню расцвести, как роза, и принес пользу человечеству распространением материальных продуктов земли. Если вы спросите меня, как в будущем использовать его влияние на благо человечества в целом, я бы сказал: посмотрите на работу, которая сейчас идет в этих стенах, и изучите ее дух. Здесь находятся агентства, которые сделают «голос закона гармонией мира». Здесь любовь к стране сочетается с любовью к расе. Здесь любовь к знанию так же не ограничена, как ваше коммерческое предприятие. Пусть ваша молодежь приходит сюда не просто для того, чтобы изучать формы позвоночных и свойства оксидов, а скорее для того, чтобы впитать тот католический дух, который, оживляя их растущую энергию, сделает силу, которой им предстоит владеть, агентом благодеяния для всего человечества.

XIX

ВСЕЛЕННАЯ КАК ОРГАНИЗМ

[Сноска: Выступление перед Астрономическим и астрофизическим обществом Америки, 29 декабря 1902 г.]

Если бы меня попросили передать в рамках одного предложения идею о тенденции недавней астрономической и физической науки, я бы сказал, что она направлена на то, чтобы показать Вселенную как единое целое. Чем дальше мы продвигаемся в знаниях, тем яснее становится, что тела, разбросанные по небесным пространствам, не являются полностью независимыми сущностями, а имеют, при всем своем бесконечном разнообразии, много общих атрибутов.

В этом мы движемся в направлении определенных идей древних, которым современные открытия долгое время, казалось, противоречили. В младенчестве человечества идея о том, что небеса — это просто увеличенная и разнообразная Земля, населенная существами, которые могут бродить по своему желанию из одной крайности в другую, была вполне естественной. Кристаллическая сфера или сферы, которые содержали все, представляли собой комбинацию механизмов, вращающихся по единому плану. Но все узы единства между звездами начали ослабевать, когда Коперник показал, что сфер нет, что планеты — это изолированные тела, а звезды находятся гораздо дальше, чем планеты. По мере того как открытия продолжались и наши представления о Вселенной расширялись, было обнаружено, что система неподвижных звезд состоит из тел, настолько удаленных и настолько полностью изолированных, что трудно было представить их стоящими в каком-либо определимом отношении друг к другу. Правда, все они излучали свет, иначе мы не могли бы их видеть, а теория тяготения, если ее распространить на такие расстояния, факт, который тогда не был доказан, показывала, что они воздействуют друг на друга своим взаимным притяжением. Но это было все. Оставляя в стороне свет и гравитацию, Вселенная во времена Гершеля все еще состояла из тел, которые, по большей части, не могли находиться в каком-либо известном отношении друг к другу.

Когда сорок лет назад спектроскоп был применен для анализа света, исходящего от звезд, открылось поле, не менее плодотворное, чем то, которое телескоп открыл Галилею. Первый вывод, к которому пришли, заключался в том, что Солнце состоит почти полностью из тех же элементов, что существуют на Земле. Тем не менее, поскольку тела нашей Солнечной системы были явно тесно связаны, это не было примечательным. Но очень скоро тот же вывод был в ограниченной степени распространен на неподвижные звезды в целом. Такие элементы, как железо, водород и кальций, оказались не принадлежащими только нашей Земле, а составляющими важные компоненты всей Вселенной. Мы не можем представить никакой причины, почему из бесконечного числа комбинаций, которые могли бы составить спектр, не должно быть отдельного вида материи для каждой комбинации. Насколько нам известно, элементы могли бы переходить один в другой посредством незаметных градаций. Поэтому является примечательным и наводящим на размышления фактом, когда мы обнаруживаем, что элементы, составляющие тела, настолько широко разделенные, что мы едва можем представить их имеющими что-то общее, должны быть настолько одинаковыми.

В последнее время развивается то, что мы можем считать новой отраслью астрономической науки, показывающей тенденцию к единству структуры во всей области звезд. Это то, что мы сейчас называем наукой о звездной статистике. Сама концепция такой науки могла бы почти ужаснуть нас своей необъятностью. Самое широкое статистическое поле в других областях исследований — это то, которое занимает социология. Каждая страна имеет свою перепись, в которой отдельные жители классифицируются в самом широком масштабе, и комбинацию этой статистики для разных стран можно сказать, что она включает в себя все интересы человеческой расы в своем масштабе. Тем не менее, это поле обязательно ограничено поверхностью нашей планеты. В области звездной статистики миллионы звезд классифицируются так, как если бы каждая, взятая в отдельности, не имела большего веса на весах, чем один житель Китая на весах социолога. И все же самые незначительные из этих солнц могут, насколько нам известно, иметь планеты, вращающиеся вокруг них, интересы жителей которых охватывают такой же широкий диапазон, как наши на нашем собственном земном шаре.

Статистика звезд, можно сказать, началась с измерений неба Гершелем, которые время от времени продолжались различными наблюдателями, никогда, однако, в самом широком масштабе. Предмет был впервые открыт как безграничное поле исследований благодаря статье, представленной Каптейном Амстердамской академии наук в 1893 году. Главными результатами этой статьи было то, что разные области пространства содержат разные виды звезд и, более того, что звезды Млечного Пути принадлежат, по крайней мере частично, к другому классу, чем те, которые существуют в других местах. Звезды, не принадлежащие к Млечному Пути, по большей части относятся к отчетливо другому классу.

Результатом выводов Каптейна является то, что мы можем описать Вселенную как единый объект с некоторыми характеристиками организованного целого. Большая часть звезд, которые ее составляют, может считаться делимой на две группы. Одна из них включает звезды, составляющие великий пояс Млечного Пути. Они отличаются от других тем, что они более синие по цвету, обычно более велики по абсолютной яркости и подвержены, есть некоторые основания полагать, несколько более медленным собственным движениям. Другие классы — это звезды с большим или меньшим оттенком желтого в их цвете, разбросанные по сферическому пространству неизвестных размеров, но концентрическому с Млечным Путем. Таким образом, сфера с поясом, проходящим вокруг нее, формирует ближайшее приближение к концепции Вселенной, которой мы можем достичь сегодня. Количество звезд в поясе намного больше, чем в сфере.

Особенностью Вселенной, которая поэтому должна привлекать наше внимание, является расположение большой части звезд, которые ее составляют, в кольцо, по-видимому, одинаковое во всех своих частях, насколько это касается общих черт. Насколько далеко зашли исследования, мы не можем решительно сказать, что один регион этого кольца существенно отличается от другого. Поэтому его можно рассматривать как структуру, построенную по единому плану повсюду.

Все научные выводы, сделанные из статистических данных, требуют критического исследования основы, на которой они покоятся. Если мы собираемся, просто подсчитывая звезды, наблюдая их величины и определяя их собственные движения, делать выводы о структуре Вселенной в пространстве, может возникнуть вопрос, как мы можем составить какую-либо оценку возможного расстояния звезд, вывод о котором должен быть самым первым шагом, который мы делаем. Мы едва ли можем сказать, что параллаксы более чем ста звезд были измерены с каким-либо приближением к уверенности. Индивидуумы этой сотни расположены на очень разных расстояниях от нас. Мы надеемся, путем долгих и повторных наблюдений, сделать довольно приблизительное определение параллаксов всех звезд, расстояние до которых меньше двадцати расстояний до Альфы Центавра. Но как мы можем знать что-либо о расстоянии звезд за пределами этой сферы? Что мы можем сказать против взгляда Кеплера, что пространство вокруг нашего Солнца гораздо беднее звездами, чем оно есть на большем расстоянии; фактически, что большая масса звезд может быть расположена между поверхностями двух концентрических сфер, не очень отличающихся по радиусу. Не может ли эта Вселенная звезд быть в некотором роде полой сферой?

Это возражение требует очень тщательного рассмотрения со стороны всех, кто делает выводы о распределении звезд в пространстве и о протяженности видимой Вселенной. Шаги к выводу по этому предмету кратко таковы: во-первых, у нас есть общий вывод, основу которого я уже изложил, что, используя свободное выражение, существуют сходства по всему диаметру Вселенной. Поэтому нет оснований полагать, что регион, в котором расположена наша система, отличается в какой-либо существенной степени от любого другого региона вблизи центральной части. Опять же, спектроскопические исследования, по-видимому, показывают, что все звезды находятся в движении, и что мы не можем сказать, что те, что находятся в одной части Вселенной, движутся быстрее, чем те, что находятся в другой. Этот результат имеет величайшую ценность для нашей цели, потому что, когда мы рассматриваем только видимые движения, как обычно наблюдаемые, они обязательно зависят от расстояния до звезды. Поэтому мы не можем сделать вывод о фактической скорости звезды из обычных наблюдений, пока не узнаем ее расстояние. Но результаты спектроскопических измерений лучевой скорости не зависят от расстояния до звезды.

Но давайте не будем претендовать на слишком многое. Мы еще не можем с уверенностью сказать, что звезды, которые образуют скопления Млечного Пути, имеют, вне всякого сомнения, такое же среднее движение, как звезды в других регионах Вселенной. Трудность заключается в том, что эти звезды кажутся нам такими слабыми по отдельности, что исследование их спектров все еще выходит за пределы возможностей наших инструментов. Но необычайный подвиг, совершенный в Ликской обсерватории по измерению лучевого движения Грумбриджа 1830, звезды, совершенно невидимой невооруженным глазом, и показавший, что она приближается к нашей системе со скоростью от пятидесяти до шестидесяти миль в секунду, может привести нас к надежде на скорое решение этого вопроса. Но нам не нужно ждать этого результата, чтобы прийти к очень вероятным выводам. Общий результат исследований собственных движений имеет тенденцию усиливать выводы о том, что кеплеровская сфера, если я могу использовать это выражение, не имеет очень четко выраженного существования. Законы звездной скорости и статистика собственных движений, хотя и придают некоторый оттенок взгляду, что пространство, в котором мы находимся, беднее звездами, чем где-либо еще, все же показывают, что, как общее правило, нет больших скоплений звезд где-либо еще, кроме как в регионе Млечного Пути.

С единством всегда есть разнообразие; фактически, единство Вселенной, на котором я настаивал, состоит отчасти из разнообразия. Очень любопытно, что среди многих тысяч звезд, которые были спектроскопически исследованы, ни одна пара не известна как имеющая абсолютно одинаковую физическую конституцию. Правда, существует очень много сходств. Альфа Центавра, наш ближайший сосед, если мы можем использовать такое слово, как «близкий», говоря о его расстоянии, имеет спектр, очень похожий на спектр нашего Солнца, и так же имеет Капелла. Но даже в этих случаях тщательное исследование показывает различия. Эти различия возникают из разнообразия комбинаций и температуры веществ, из которых состоит звезда. Вполне вероятно также, что элементы, не известные на Земле, могут существовать на звездах, но это момент, о котором мы еще не можем говорить с уверенностью.

Возможно, атрибут, в котором звезды показывают наибольшее разнообразие, — это абсолютная светимость. Сто лет назад естественно предполагалось, что более яркие звезды находятся ближе к нам, и это, несомненно, верно, когда мы берем общее среднее. Но вскоре было обнаружено, что мы не можем сделать вывод, что если звезда яркая, то она близка. Самый яркий пример этого дает отсутствие измеримых параллаксов у двух ярких звезд, Канопуса и Ригеля, показывающее, что эти звезды, хотя и первой величины, неизмеримо далеки. Примечательный факт заключается в том, что эти выводы совпадают с тем, что мы делаем из незначительности собственных движений. Ригель не имеет движения, которое было бы достоверно показано более чем вековым наблюдением, и не уверенно, что Канопус имеет его тоже. Из одного этого мы можем сделать вывод, с высокой степенью вероятности, что расстояние до каждой из них неизмеримо велико. Мы можем с уверенностью сказать, что яркость каждой из них в тысячи раз превышает яркость Солнца, и с высокой степенью вероятности, что она в сотни тысяч раз больше. С другой стороны, есть звезды, сравнительно близкие к нам, свет которых не составляет и сотой части солнечного.

[Иллюстрация с подписью: Звездные спектры]

Вселенная может быть единицей двумя способами. Один — это единство структуры, на которое только что было направлено наше внимание. Это могло бы существовать вечно, без того, чтобы одно тело влияло на другое. Другая форма единства заставляет нас рассматривать Вселенную как организм. Она является таковой благодаря взаимному действию, происходящему между ее телами. Несколько лет назад мы едва ли могли предположить или представить, что какие-либо другие агенты, кроме гравитации и света, могли бы проходить через пространства, столь огромные, как те, что разделяют звезды.

Самой примечательной и многообещающей характеристикой единства Вселенной является доказательство, которое собирается, что существуют другие агентства, чья точная природа нам еще неизвестна, но которые действительно переходят от одного небесного тела к другому. Лучший установленный пример этого, полученный до сих пор, представлен в случае Солнца и Земли.

Факт, что частота магнитных бурь проходит через период около одиннадцати лет и пропорциональна частоте солнечных пятен, был хорошо установлен. Недавняя работа профессора Бигелоу показывает, что совпадение является поразительно точным, кривые двух явлений практически совпадают, насколько это касается их общих черт. Вывод заключается в том, что пятна на Солнце и магнитные бури вызваны одной и той же причиной. Эта причина не может быть каким-либо изменением в обычном излучении Солнца, потому что лучшие записи температуры показывают, что, каким бы вариациям ни подвергалось излучение Солнца, они не меняются в период солнечных пятен. Чтобы оценить это отношение, мы должны вспомнить, что исследования Хейла со спектрогелиографом показывают, что пятна не являются первичным явлением солнечной активности, а являются просто результатом процессов, происходящих постоянно на Солнце, которые приводят к пятнам только в особых регионах и по особым случаям. Поэтому не обязательно следует, что пятно вызывает магнитную бурю. То, к чему мы должны прийти, — это то, что солнечная активность, которая производит пятно, также производит магнитную бурю.

Когда мы исследуем возможную природу этих отношений между солнечной активностью и земным магнетизмом, мы обнаруживаем себя настолько полностью в темноте, что может возникнуть вопрос о том, что действительно доказано этим совпадением. Возможно, наиболее очевидное объяснение флуктуаций в магнитном поле Земли, которое следует исследовать, было бы основано на гипотезе, что пространство, через которое движется Земля, само по себе является варьирующимся магнитным полем огромного масштаба. Это объяснение проверяется путем выяснения, могут ли рассматриваемые флуктуации быть объяснены предположением о возмущающей силе, которая действует по существу в одном и том же направлении по всему земному шару. Но очень очевидный тест показывает, что это объяснение несостоятельно. Если бы оно было правильным, интенсивность силы в некоторых регионах Земли уменьшилась бы, а в регионах, где стрелка указывала в противоположном направлении, увеличилась бы в точно такой же степени. Но нет никакой прослеживаемой связи ни в каких регулярных флуктуациях магнитной силы, ни в тех нерегулярных, которые происходят во время магнитной бури. Если горизонтальная сила увеличивается в одной части Земли, она очень склонна показывать одновременное увеличение по всему миру, независимо от направления, в котором стрелка может указывать в различных местностях. Едва ли нужно добавлять, что ни одна из флуктуаций в земном магнетизме не может быть объяснена на гипотезе, что либо Луна, либо Солнце действуют как магнит. В таком случае действие было бы по существу в одном и том же направлении в один и тот же момент по всему миру.

В таком случае может возникнуть вопрос, исходит ли действие, производящее магнитную бурю, от Солнца вообще, и не могут ли флуктуации в активности Солнца и в магнитном поле Земли быть вызваны какой-то причиной, внешней для обоих. Все, что мы можем сказать в ответ на это, — это то, что каждая попытка найти такую причину потерпела неудачу и что едва ли возможно представить какую-либо причину, производящую такой эффект. Правда, солнечные пятна, не так много лет назад, предполагались быть вызванными каким-то образом действием планет. Но по причинам, которые было бы утомительно рассматривать в настоящее время, мы можем справедливо считать эту гипотезу полностью опровергнутой. Я заключаю, что может быть мало сомнений в том, что одиннадцатилетний цикл изменений в солнечных пятнах обусловлен циклом, происходящим на самом Солнце. В таком случае соответствующее изменение в магнетизме Земли должно быть обусловлено той же причиной.

Мы можем, следовательно, рассматривать это как факт, достаточно установленный, чтобы заслужить дальнейшее исследование, что от Солнца исходит, нерегулярным образом, некое агентство, адекватное для производства измеримого эффекта на магнитную стрелку. Мы должны рассматривать это как странный факт, что никакие наблюдения, сделанные до сих пор, не дают нам ни малейшего указания на то, что это за эманация. Возможность определения этого подсказывается открытием за последние несколько лет, что при определенных условиях нагретая материя испускает сущности, известные как рентгеновские лучи, беккерелевские корпускулы и электроны. Я не могу говорить авторитетно на эту тему, но, насколько мне известно, никаких прямых доказательств еще не было собрано, показывающих, что какая-либо из этих сущностей достигает нас от Солнца. Мы должны рассматривать поиск неизвестного агентства, столь полно доказанного, как одну из самых важных задач астрофизика настоящего времени. Из того, что мы знаем об истории научных открытий, кажется весьма вероятным, что в ходе своего поиска он, прежде чем найдет объект, к которому стремится, откроет много других вещей равной или большей важности, о которых он вначале не имел никакого представления.

Главный момент, который я хочу выделить в этом обзоре, — это тенденция, которую он показывает к унификации в физических исследованиях. До сих пор дифференциация — подразделение работников на постоянно увеличивающееся число групп специалистов — была правилом. Теперь мы видим сближение того, что на первый взгляд кажется наиболее широко разделенными сферами деятельности. Какие две отрасли могли бы быть более разделенными, чем звездная статистика, охватывающая всю Вселенную в своем масштабе, и изучение этих недавно открытых эманаций, продукта наших лабораторий, которые, по-видимому, показывают существование корпускул, меньших, чем атомы материи? И все же явления, которые мы рассмотрели, особенно отношение земного магнетизма к солнечной активности и формирование туманных масс вокруг новых звезд, могут быть объяснены только эманациями или формами силы, имеющими, вероятно, некоторое сходство с корпускулами, электронами и лучами, которые мы сейчас производим в наших лабораториях. Девятнадцатый век, уходя, указывает с гордостью на то, что он сделал. Он стал словом, символизирующим то, что является наиболее важным в человеческом прогрессе. И все же, возможно, его величайшей славой может оказаться то, что последним делом, которое он сделал, было заложение фундамента для физической науки двадцатого века. Что будет открыто в новых областях, в настоящее время так же далеко за пределами нашего понимания, как современные разработки электричества были за пределами понимания исследователей сто лет назад. Мы не можем гарантировать какое-либо особое открытие. То, что лежит перед нами, — это безграничное поле, существование которого едва ли подозревалось десять лет назад, исследование которого вполне может поглотить деятельность наших физических лабораторий и огромной массы наших астрономических наблюдателей и исследователей на столько поколений, сколько потребовалось, чтобы довести электрическую науку до ее нынешнего состояния. Мы, старшее поколение, не можем надеяться увидеть больше, чем начало этого развития, и можем только выразить наши лучшие пожелания и самые сердечные поздравления младшей школе, чьей функцией будет исследовать безграничное поле, лежащее сейчас перед ней.

XX

ОТНОШЕНИЕ НАУЧНОГО МЕТОДА К СОЦИАЛЬНОМУ ПРОГРЕССУ

[Сноска: Выступление перед Вашингтонским философским обществом]

Среди тех предметов, которые не всегда правильно понимаются даже образованными людьми, мы можем поместить вопрос об истинном значении научного метода и отношениях такого метода к практическим делам. Это особенно часто случается в такой стране, как наша, где точки соприкосновения между научным миром, с одной стороны, и промышленным и политическим миром, с другой, меньше, чем в других цивилизованных странах. Форма, которую обычно принимает это недопонимание, — это неспособность оценить характер научного метода и, особенно, его аналогию с методами практической жизни. В суждении обычного интеллигентного человека существует широкое различие между теоретической и практической наукой. Последнюю он считает наукой, непосредственно применимой к строительству железных дорог, конструированию двигателей, изобретению новых машин, составлению карт и другим полезным объектам. Первую он считает аналогичной тем философским спекуляциям, в которых люди предавались во все века, не приводя ни к какому результату, который он считает практическим. То, что наше знание природы увеличивается благодаря ее преследованию, — факт, который он вполне осознает, но он считает, что это заканчивается простым увеличением знаний, а не тем, что в ее методе есть что-то, что человек, преданный материальным интересам, может ожидать оценить.

Этот взгляд подкрепляется духом, с которым он видит преследование научных исследований. Со всех сторон хорошо понимается, что когда такие исследования преследуются в духе, действительно признанном научным, никакой чисто утилитарной цели не имеется в виду. Действительно, легко увидеть, как сам факт преследования такой цели умалял бы ту тщательность исследования, которая является первым условием реального прогресса. Истинная наука требует в каждом своем исследовании полноты, далеко выходящей за рамки того, что по-видимому необходимо для ее практических применений. Точность, с которой астроном стремится измерить небеса, а химик — определить отношения конечных молекул материи, не имеет предела, кроме того, который установлен несовершенствами инструментов исследования. Не существует такого признанного разделения, как полезное и бесполезное знание. Конечная цель — не что иное, как приведение всех явлений природы под законы, столь же точные, как те, что управляют планетарными движениями.

Теперь преследование любой высокой цели в этом духе вызывает у людей широких взглядов то уважение, которое чувствуется ко всем усилиям, имеющим в виду более возвышенные цели, чем преследование выгоды. Соответственно, очень естественно классифицировать ученых и философов с людьми, которые во все века искали знаний вместо полезности. Но есть другой аспект вопроса, который покажет отношения научного прогресса к практическим делам жизни в другом свете. Я осмелюсь сказать, что величайшая потребность дня, с чисто практической точки зрения, — это более общее внедрение научного метода и научного духа в обсуждение тех политических и социальных проблем, с которыми мы сталкиваемся на нашем пути к более высокому уровню общественного благополучия. Далекие от использования методов, слишком утонченных для практических целей, то, что больше всего отличает научную мысль от другой, — это внедрение методов практической жизни в обсуждение абстрактных общих проблем. Один пример проиллюстрирует урок, который я хочу подчеркнуть.