Паскаль - Тарасов Борис Николаевич - Страница 45

Постепенно переходя ко все большим обобщениям, Паскаль связал действие этой новой гидравлической машины, предназначенной для увеличения сил, с законами, проявляющимися в работе известных машин и механизмов и с общемеханическим принципом возможных перемещений. «Надо признать, — писал он, — что в этой новой машине проявляется тот же постоянный закон, который наблюдается и во всех прежних, как-то: рычаге, блоке, бесконечном винте и т. д., и который заключается в том, что путь увеличивается в той же пропорции, как и сила. Ибо очевидно, что если одно из этих отверстий в сто раз больше другого, то человек, давящий на малый поршень и опускающий его на дюйм, вытолкнет другой поршень лишь на одну сотую часть дюйма. В самом деле, этот толчок происходит вследствие непрерывности воды, соединяющей один поршень с другим и обусловливающей то, что один поршень не может двигаться, не толкая другого; поэтому, когда малый поршень продвинется на один дюйм, то вода, которую он вытеснит, встретит, толкая другой поршень, отверстие в сто раз большее и займет по высоте лишь сотую часть дюйма. Таким образом, путь относится к пути, как сила к силе».

В результате своих исследований и обобщений Паскаль установил один из основных законов гидростатики, который носит его имя и заключается в том, что при действии поверхностных сил давление во всех точках внутри жидкости одинаково. Этот закон вот уже три столетия известен каждому человеку, знакомому со школьным учебником элементарной физики. «Трактат о равновесии жидкостей» по ясности изложения, способу постановки и убедительности приводимых опытов является классическим среди физических сочинений XVII века. С этим трактатом, пишет известный французский философ Бруншвиг, «гидростатика достигает самой высокой степени совершенства, на которую может претендовать в науке точный разум».

Основные положения «Трактата о равновесии жидкостей» были использованы в другом его сочинении — «Трактате о весе массы воздуха», который был опубликован одновременно с первым и в котором устанавливалась непосредственная связь между давлением жидкостей и газов, что видно из начальных положений этого трактата:

«...2. Подобно тому как масса морской воды давит своим весом на часть земли, образующую основание моря, и давила бы своим весом на всю поверхность земли, если бы она окружала всю землю, а не только часть ее, и масса воздуха, окружающая всю землю, давит своим весом на все ее части.

3. Подобно тому как дно сосуда, содержащего воду, испытывает большее давление со стороны веса воды, когда сосуд наполнен ею сполна, а не наполовину, и вообще тем большее давление, чем выше уровень воды, и возвышенные места, например вершины гор, не испытывают такого давления веса массы воздуха, как места низменные, например долины...

4. Подобно тому как тела, находящиеся в воде, подвергаются со всех сторон давлению веса воды, находящейся над ними, что мы доказали в «Трактате о равновесии жидкостей», и тела, расположенные в воздухе, подвергаются со всех сторон давлению массы воздуха, находящегося вокруг них.

5. Подобно тому как животные в воде не ощущают ее веса, так и мы не ощущаем веса воздуха по той же причине. И как из того, что мы не ощущаем веса воды, когда в нее погружены, нельзя заключить, что она не имеет веса, так же нельзя сделать вывода об отсутствии веса у воздуха из того, что мы его не чувствуем. Причину этого явления мы показали в «Трактате о равновесии жидкостей».

Объяснив, что в воздухе давление передается по тем же законам, что и в воде, Паскаль привел примеры многочисленных процессов, которые ошибочно объяснялись «боязнью пустоты» и истинная причина которых заключена в тяжести воздуха. Поднятие воды в насосах, сифонах, шприцах, трудность отделения друг от друга двух полированных тел, притяжение воздуха при дыхании, вздутие той части тела, на которую ставят банки, и т. д. — все эти явления вызваны давлением внешнего воздуха. А вот еще один пример такого рода — в нем цепкая наблюдательность Паскаля-естествоиспытателя соседствует с живым человеческим участием к сокровенным проявлениям бытия: «Когда ребенок схватывает ртом сосок груди своей кормилицы, он притягивает молоко, потому что грудь сдавлена со всех сторон весом окружающего воздуха, за исключением той части, которая находится во рту ребенка; вот почему, как только мускулы дыхания образуют больший объем в теле ребенка... и ничто не трогает сосок, внешний воздух, имеющий большую силу и сжимающий грудь, гонит молоко через это отверстие, где сопротивление меньше: это так же неизбежно и естественно, как и то, что молоко вытекает, если сдавливать грудь руками».

В заключение, которое завершало оба трактата, Паскаль писал, что эксперименты являются тем истинным учителем, за которым надо следовать в физике, и что все толкования Аристотеля и его комментаторов не могут опровергнуть результатов «опыта на горе». Отныне, напоминал он еще раз, навсегда установлено: природа никакой «боязни пустоты» не имеет, и все явления, приписываемые до сих пор этой воображаемой причине, объясняются тяжестью массы воздуха.

Так был пройден Паскалем путь от «трубки Торричелли», от простого повторения «итальянского эксперимента» до развенчания одной из самых существенных аксиом перипатетической физики, до формулирования основополагающих законов гидростатики. По этому пути Блез шел с осторожной уверенностью, нагнетая все новые факты, не довольствуясь предвзятыми суждениями, априорными системами. Его конкретному уму требовались не воздушные замки отвлеченных гипотез, а многочисленные и разнообразные опыты, подтверждающие рационально обоснованное мнение. Он не мог сделать того или иного вывода, если этому мнению противоречил хотя бы один факт. Поэтому, не жалея здоровья, труда и денег, Паскаль неустанно и искусно экспериментировал. Но и голой эмпирии экспериментов ему было недостаточно для обобщающих заключений. Среди них нужно было выбрать решающие опыты, которые нельзя было бы совершенно опровергнуть с точки зрения рациональных оснований и количественных критериев. И лишь после этого медленного и постепенного процесса Блез считал возможным перейти к формулировке окончательных законов, их распространению на смежные области исследования, к обобщениям общефилософского толка. «Эта крайняя осторожность в установке фактов, — пишет один из современных исследователей творчества Паскаля, — и эта колоссальная смелость в заключениях, которые он выводил из них, являются характерными свойствами гения Паскаля и отличают его творчество среди всех других».