Вскоре после моего возвращения мистер Флойд прислал мне топографический набросок горы с просьбой подготовить предварительные планы обсерватории. Поскольку я всегда рассматривал профессора Холдена как вероятного будущего директора, я привлек его к консультациям, и планы были составлены под нашим совместным руководством в моем кабинете. Расположение и общее устройство зданий остаются, насколько мне известно, такими же, как было запланировано тогда; главным изменением стало исключение длинной колоннады, простиравшейся по всей длине главного фасада, ради придания зданию художественного и внушительного вида со стороны Сан-Хосе.
Летом 1885 года, когда я находился в Нью-Йорке в преддверии отплытия на следующий день в Европу, меня неожиданно навестил судья Хагар — видный гражданин Сан-Франциско, член Совета регентов Калифорнийского университета и активный политик, вскоре после этого ставший сборщиком портовых пошлин. Он пришел проконсультироваться со мной по вопросу назначения профессора Холдена президентом университета. Это не должно было помешать ему занять пост директора Ликской обсерватории, как только это учреждение будет организовано, а представляло собой лишь временную меру для преодоления трудностей.
Осенью 1887 года я получил приглашение от мистера Флойда поехать с ним в Кливленд для осмотра телескопа, который к тому времени был уже почти готов к отгрузке. Он был смонтирован в следующем году, и тогда Холден перешел с поста президента университета на должность директора обсерватории.
Это заведение заявило о себе практически с самого начала. Я не знаю в мире другого примера, когда молодые люди, большинство из которых были новичками, добивались такого успеха, как те, кого Холден собрал вокруг себя. Имена Барнарда, Кэмпбелла и Шеберле сразу же стали известны в астрономии благодаря превосходному качеству их работ. Бернем, разумеется, новичком не был и уже пользовался известностью, как и Килер, который также состоял в штате.
Через несколько лет началась эпохальная работа Кэмпбелла над самой тонкой и сложной проблемой наблюдательной астрономии — измерением движения звезд к нам или от нас. Благодаря применению фотографии и пристальному вниманию к деталям эта работа Ликской обсерватории практически сразу завоевала лидирующее положение, которое она сохраняет и поныне. Если и появится какой-то соперник, то им, вероятно, станет Йеркская обсерватория. Дружеское соперничество, свидетелями которого мы, судя по всему, станем между этими двумя учреждениями, служит прекрасным примером духа астрономии будущего. Несмотря на соперничество, каждое из них делало и будет делать все возможное для содействия работе другого.
Улыбки фортуны удостаивались даже те начинания, которые казались самыми бесперспективными. После того как работа была налажена, мистер Кроссли из Англии подарил обсерватории большой зеркальный телескоп, который, однако, никогда не пользовался громкой репутацией. Поначалу никто из сотрудников не проявлял амбиций заполучить такой инструмент, но со временем Килер испытал его при фотографировании туманностей. Тогда выяснилось, что открылась совершенно новая область. Новоприобретенный рефлектор оказался намного превосходящим другие инструменты для этой цели: на фотографических пластинках обнаруживались бесчисленные туманности во всех частях неба, которые человеческий глаз был неспособен разглядеть в самые мощные телескопы.
В 1892 году, всего через четыре года после установки телескопа, последовало удивительное заявление о том, что работа Галилея, посвященная Юпитеру, получила продолжение в виде открытия пятого спутника этой планеты. Это самый сложный объект в Солнечной системе, и лишь один или два наблюдателя, помимо Барнарда, располагали средствами для его обнаружения. Эпизод моего первого знакомства с первооткрывателем не льстит моей гордости, но, пожалуй, заслуживает того, чтобы его вспомнить.
В 1877 году я был президентом Американской ассоциации содействия развитию науки на заседании, проходившем в Нашвилле. Там мне рассказали о молодом человеке чуть старше двадцати лет, фотографе по профессии, который интересовался астрономией и хотел со мной увидеться. Я, разумеется, был очень рад с ним познакомиться. Я обнаружил, что на свои скудные заработки он ухитрился купить или собрать материалы для изготовления небольшого телескопа. Он страстно желал сделать с его помощью что-то полезное для астрономии и хотел узнать, какие предложения я мог бы сделать в этой области. Мне ни на секунду не казалось, что существует хоть какая-то разумная вероятность того, что этот молодой человек займется чем-то более серьезным, чем просто развлечение. В то же время, чувствуя своим долгом поддержать его, я предположил, что для астронома-наблюдателя в его положении открыта лишь одна возможность — открытие комет. Сам я никогда в жизни не искал комет и мало что знал о методах исследования неба в их поисках, за исключением того, что мне рассказывал Х. П. Таттл. Но я дал ему лучшие указания, какие мог, и мы расстались. Сейчас довольно унизительно осознавать, что я не проявил большего участия к его судьбе. Потребовалось бы больше проницательности, чем было мне дано, чтобы ожидать, что я доживу до того дня, когда этому застенчивому юноше присудят золотую медаль Королевского астрономического общества за его труды.
Срок пребывания Холдена в должности директора продолжался около десяти лет. Самой странной ее особенностью мне казалась постоянно растущая непопулярность директора. Я называю ее странной потому, что, если опираться исключительно на факты, было бы трудно найти для нее очевидные причины. Один факт неоспорим — это удивительный успех директора в подборе молодых людей, которые прославили это учреждение своими способностями и трудолюбием. Если высшей задачей руководства является подбор правильных людей, то новый директор определенно с ней справился. Что касается свободы исследований и публикаций, руководство производило впечатление предельно либерального. Несомненно, у этого вопроса была и другая сторона. Ничто не происходит само по себе, и столь странное явление, когда человек, сделавший все это, стал объектом всеобщей ненависти, должно иметь вескую причину. Из чистого любопытства я несколько расспрашивал об этом хорошо осведомленных людей. В одном случае в ответ был приведен пример бестактности.
— Верно, — сказал я, — это был не совсем подходящий поступок, но в конце концов это пустяковое дело.
— Да, — был ответ, — это был пустяк, но сложите тысячу таких пустяков вместе, и получится нечто серьезное.
Весомым фактором в этом деле вполне мог стать тот шаг, когда менее чем через год после своего назначения он предъявил ошеломляющее требование о выплате 12 000 долларов за услуги, оказанные обсерватории в качестве общего консультанта до его назначения директором. Эти услуги охватывали период от начала подготовки в 1874 году вплоть до завершения работы. Попечители в ответ на это требование утверждали, что главным их консультантом при подготовке планов был я. Как бы верно это ни было, из заявлений Холдена было совершенно очевидно, что они консультировались с ним в гораздо больших масштабах, чем я подозревал. Впрочем, это меня не касалось. Я рискнул высказать мнение, что этот шаг был предпринят исключительно ради фиксации заслуг директора в официальных отчетах и что никто не собирался доводить дело до судебного разбирательства. Это предположение оказалось верным, так как об этом требовании больше ничего не было слышно.
Много говорилось о влиянии относительной изоляции такого сообщества, которая легко провоцирует внутренние раздоры. Но этот фактор не проявил себя при преемниках Холдена. Килер стал вторым директором в 1897 году и руководил обсерваторией, насколько мне известно, ко всеобщему удовлетворению вплоть до своей безвременной кончины в 1900 году. Было бы небольшим преувеличением сказать, что его преемник был назван практически единогласным решением ряда ведущих астрономов мира, с которыми консультировались по этому вопросу и которым приятно видеть, сколь полностью их совет оправдался результатами деятельности администрации Кэмпбелла.
VIII
НАУЧНЫЕ ТРУДЫ АВТОРА Возможно, читатель ждет извинений за то, что я отважился посвятить главу собственным достижениям на научном поприще. Если так, я едва ли знаю, какие извинения принести, разве что те, что человек естественным образом интересуется делами, связанными с его собственным трудом, и надеется разделить этот интерес со своими читателями, а также то, что такому человеку легче написать подобный отчет самому, чем поручить это кому-то другому.
Решив посвятить свою жизнь развитию точной астрономии, первой серьезной задачей, за которую я взялся во время пребывания в Кембридже, стала проблема зоны малых планет, часто называемых астероидами, вращающихся между орбитами Марса и Юпитера. Ранее предполагалось, что эти малые тела могут быть осколками крупной планеты, разрушенной в результате столкновения или взрыва. Если дело обстояло так, то их орбиты, по крайней мере на какое-то время, должны были проходить через точку, в которой произошел взрыв. Когда их было известно всего три или четыре, предполагалось, что они действительно проходят через одну и ту же точку. Когда выяснилось, что это не так, теория взрыва нисколько не ослабла, поскольку из-за постепенных изменений формы и положения орбіт под действием притяжения более крупных планет эти орбиты должны были со временем удалиться от точки пересечения и за тысячи лет перепутаться настолько, что между ними не осталось бы никакой видимой связи. В результате по этому вопросу нельзя было сказать ничего, кроме того, что если катастрофа когда-либо и произошла, то это должно было случиться много тысяч лет назад. Данный факт никоим образом не противоречил теории, поскольку, учитывая возраст Вселенной, взрыв мог произойти как сотни тысяч или даже миллионы лет назад, так и вчера. Чтобы решить этот вопрос, необходимо было найти общие формулы, с помощью которых можно было бы определить положение этих орбит в любое время в прошлом, даже сотни тысяч лет назад. Общие методы для этого были известны, но никто не применял их к частному случаю этих маленьких планет. Здесь открывалась возможность проследить изменения этих орбит на протяжении тысяч столетий, чтобы выяснить, произошел ли в определенную эпоху в прошлом столь грандиозный катаклизм, как взрыв целого мира. Если бы это было так, можно было бы назвать едва ли не точный день события. Как велико было бы достижение — выявить подобное событие в такое время!
Я быстро обнаружил, что эта проблема в том виде, в каком к ней подступали предыдущие математики, не таит в себе серьезных трудностей. На Спрингфилдском заседании Американской ассоциации содействия развитию науки в 1859 году я зачитал доклад, в котором объяснял этот метод, и продемонстрировал с помощью кривой на классной доске изменения орбиты одного из астероидов за период, кажется, в несколько сотен тысяч лет — «память о чем не сохранилась даже у старейших жителей», как выразилась одна из местных газет. Месяц спустя этот метод был распространен на три других астероида, а результаты были опубликованы в журнале «Astronomical Journal». Весной следующего, 1860 года окончательные результаты завершенной работы были представлены Американской академии искусств и наук в докладе «О вековых вариациях и взаимных соотношениях орбит астероидов». Вопрос о возможных вариациях орбит и различных взаимосвязях между ними был здесь разобран во всех подробностях. Одним из выводов стало то, что, насколько позволяла судить наша тогдашняя теория, орбиты никогда не пересекались в какой-либо общей точке.
Вся направленность мысли и исследований с тех пор склонялась к выводу, что никакого подобного ожидаемому катаклизму никогда не происходило и что эта группа малых планет состояла из отдельных тел с момента возникновения Солнечной системы. Разумеется, было очень обидно не обнаружить катаклизм, но лучше обнаружения вещи может быть лишь доказательство ее отсутствия. Стоит отметить, что это была моя первая статья, привлекшая особое внимание в зарубежных научных журналах, хотя я уже публиковал несколько коротких заметок на разные темы в «Astronomical Journal».
Здесь я могу сказать несколько слов о проблемах математической астрономии середины прошлого столетия. Общеизвестно — и мы будем по меньшей мере очень близки к истине, если скажем, — что планеты обращаются вокруг Солнца, а спутники вокруг своих главных планет в соответствии с законом гравитации. Мы можем рассматривать все эти тела как брошенные в пространстве и движущиеся по законам, схожим с теми, что управляют движением камня, брошенного рукой. Если бы речь шла только о двух телах, скажем о Солнце и планете, орбита меньшего тела вокруг большего представляла бы собой эллипс, который никогда не менял бы своей формы, размера или положения. То, что орбиты планет и астероидов меняются и не являются точными эллипсами, объясняется их взаимным притяжением. Вопрос заключается в следующем: полностью ли эти взаимные притяжения объясняют все движения до мельчайших деталей? Движется ли какой-либо мир иначе, чем под воздействием притяжения других миров?
К решению поставленного таким образом вопроса необходимо привлечь два разных направления исследований. С помощью самых точных и тонких наблюдений, на которые способен астроном, мы должны сначала узнать, как именно движется небесное тело. Его положение или, поскольку мы не можем напрямую измерить расстояние, его направление от нас должно определяться как можно точнее через определенные интервалы времени. Его путь заранее проложен для нас таблицами, публикуемыми в «Астрономическом эфемериде», и мы можем выразить его положение через отклонение от этих таблиц. Затем возникает математическая задача о том, как оно должно двигаться под действием притяжения всех других небесных тел, способных повлиять на его движение. После этого результаты необходимо сопоставить, чтобы увидеть, к каким выводам мы можем прийти.
Эта математическая сторона вопроса обладает сложностью, превосходящей возможности обычного воображения. Я хорошо помню, как, будучи знакомым лишь с алгебраическими уравнениями, я впервые заглянул в книгу по механике и был поражен сложностью формул. Но это ничто по сравнению с тем, с чем сталкиваешься при изучении труда по небесной механике, где одна формулярная выкладка может занимать целую главу. Главная трудность проистекает из того факта, что постоянное воздействие, оказываемое на планету в каждый момент времени на протяжении дней и лет другой планетой, влияет на ее движение во все последующие времена. Воздействие Юпитера на нашу Землю сегодняшним утром изменяет ее движение навсегда, точно так же как легкое касание мяча, брошенного питчером, изменяет траекторию мяча на всем протяжении его полета.
Удивительное совершенство математических исследований проявляется в том, что мы теперь можем, так сказать, суммировать все эти мгновенные эффекты за годы и столетия с целью определения совокупного результата в любой конкретный момент. Это правда, что сделать это удается лишь несовершенным образом и ценой колоссального труда; но, вкладывая в работу все больше сил, исследуя глубже и глубже, принимая во внимание все более мелкие члены наших формул и выискивая малейшие эффекты, мы можем постепенно приближаться к абсолютной точности, хотя, возможно, никогда не достигнем ее. Здесь мы сталкиваемся с первой трудностью на пути к окончательному выводу. Нельзя быть до конца уверенным в том, что то или иное отклонение не вызвано каким-то несовершенством математического метода, пока исследователь и его коллеги не исчерпают тему до такой степени, при которой станет очевидно, что никакая ошибка невозможна. Сделать это действительно трудно.
Подойдя к вопросу со стороны наблюдений, мы сразу же столкнулись с источником трудностей и путаницы. Движения небесного тела изо дня в день и из года в год прокладываются на основе сравнительных наблюдений за ним и за звездами. Отсюда возникает вопрос о точном положении звезд. Для определения этих положений с высочайшей точностью приходится использовать самые разнообразные данные. Астроном не может прийти к результату в один шаг или даже в сотню шагов. Он похож на скульптора, который непрерывно работает резцом, пытаясь подобраться все ближе и ближе к идеальной форме своей статуи, и обнаруживает, что с каждой новой проработанной деталью в других деталях обнаруживается изъян. Стремясь к высочайшей математической точности результатов, астроном обнаруживает, что Природа воюет с ним на каждом шагу, словно стремясь сделать его задачу как можно более сложной. Она меняет его личную погрешность, когда он устает, заставляет его иначе видеть слабую звезду по сравнению с яркой, сообщает его инструменту микроскопические кручения от нагрева и холода, посылает над местностью потоки теплого или холодного воздуха, которые преломляют лучи света, требует от него поддерживать в рабочем помещении ту же температуру, что и на улице, дабы избежать преломления при попадании воздуха в наблюдательную комнату, — и все равно не позволяет этого сделать, поскольку стены и все находящееся внутри комнаты, нагревшись за день, делают воздух теплее уличного. Преодолевая все эти чинимые ею препятствия, он вынужден просто бороться изо всех сил, проявляя неутомимое трудолюбие для устранения их последствий путем повторных наблюдений в самых разных условиях.
Необходимым выводом из всего этого является то, что труды всех астрономов-наблюдателей, в той мере, в какой они могут быть использованы, должны быть объединены в единое целое. Но и здесь на каждом шагу возникают трудности. В прошлом существовало мало согласованности в действиях астрономов из разных обсерваторий или ее не было вовсе. Астрономы каждой нации, а зачастую и каждой обсерватории, в значительной степени шли собственным путем, используя несогласованные данные, которые не всегда были строго выдержаны даже в пределах одного отдельно взятого учреждения. Как объединить все астрономические наблюдения, рассеянные по сотням томов, в однородное целое?
Какова ценность подобных попыток? Разумеется, если измерять ценность фактическими затратами государств и институтов на эту работу, она должна быть очень велика. Каждая цивилизованная нация тратит значительные ежегодные суммы на содержание национальной обсерватории, в то время как еще большее число таких учреждений поддерживается за счет корпоративных средств. Учитывая, что наивысшую пользу от их труда можно извлечь только посредством описанного мной объединения, можно сказать, что результат стоит весомой части того, во что обошлись все обсерватории мира за прошедшее столетие.