История естествознания в эпоху эллинизма и Римской империи - Иван Рожанский

В заключение добавим, что военная техника также находилась в сфере внимания Ктесибия, хотя в этой области его изобретения оказались не очень эффективными. Именно он предложил конструкции метательных машин, описанных Филоном под наименованием «халкотон» и «аэротон», о которых мы рассказывали выше. Ясно, однако, что и тут его изобретательская мысль стремилась нащупывать новые пути и способы решения.

Ктесибий не был «первым физиком-экспериментатором», как его иногда называют, ибо он не ставил опытов для решения физических задач. Но он был несомненно гениальным механиком-самоучкой, которого можно поставить в один ряд с такими изобретателями нового времени, как Джеймс Уатт или Эдисон.

О жизни Филона Византийского — второго значительного представителя александрийской школы механиков — мы знаем еще меньше, чем о Ктесибий. Он именуется Византийским, потому что в большинстве источников в качестве его родины указывается Византии, и только Афиней называет его афинянином, вероятно спутав его с другим Филоном — известным афинским архитектором конца IV в. до н. э. Филон-механик, о котором идет речь в этой главе, жил во второй половине III в. до н. э. (исследователи относят его ακμή примерно к 225 г. до н. э.). В Египет он прибыл, вероятно, уже после смерти Ктесибия, с тем чтобы познакомиться с достижениями александрийских механиков. Позднее он обосновывается на о-ве Родос, где пишет свою знаменитую энциклопедию (Μηχανική σύνταξις), в которой был обобщен опыт передовой техники того времени. Из девяти книг этого объемистого труда по-гречески до нас дошли — и то не полностью— только три. Это — книга о метательных орудиях (Βηλοποίικα), а также части книг об осаде крепостей (Πολιορκητικά) и технических проблемах обороны (Παρασκευαστικά). На арабском языке сохранился перевод «Пневматики» (Πνευματικά) — трактата, посвященного свойствам воздуха и воды и многочисленным устройствам и механизмам, основанным на использовании этих свойств. Мы располагаем также латинскими фрагментами текста «Пневматики», однако их изучение показывает, что они, по всей видимости, представляют собой вторичный перевод с арабского. Оставляя в стороне книги, связанные с военной проблематикой, которой Филон уделил очень много места в своей энциклопедии, остановимся более подробно на содержании «Пневматики».

Первые главы этой книги образуют своего рода теоретическое введение. Со ссылкой на опыты с узкогорлым сосудом, погруженным в воду, Филон показывает, что воздух есть материальное тело, заполняющее все это пространство, которое нам кажется пустым. Где находится воздух, туда не может войти вода. С другой стороны, и заполняющая сосуд, не сможет вылиться, пока в него не начал входить воздух. Филон коротко касается учения «некоторых мудрецов», утверждавших, что воздух состоит из мельчайших, не видимых глазом частиц. Особо оговаривается мнение, согласно которому пустота присуща самим частицам воздуха и другим «мягким» (сжимаемым?) веществам. Видимо, речь здесь идет о Стратоне, ученике Феофраста, физическое учение которого представляло собой своеобразный синтез аристотелевской физики и демокритовской атомистики. Филон не формулирует своего отношения к этим доктринам, заявляя, что об этом он достаточно высказался в своей книге об автоматах (которая до нас, к сожалению, не дошла).

Затем Филон переходит к рассмотрению явления, имеющего фундаментальное значение для дальнейшего изложения. Речь идет о том, что жидкость может подниматься вверх, если находящийся над ней воздух будет каким-нибудь образом удален. В качестве примера рассматривается широко известный способ дегустации вина: в вино опускается конец трубки, а через другой конец ртом из трубки высасывается воздух: вслед за воздухом по трубке поднимется и вино. На первый взгляд это кажется противоестественным: ведь вино, как и любая другая тяжелая жидкость, имеют тенденцию падать вниз. Филон объясняет это явление тем, что любая влажная субстанция, в том числе вода и вино, обладает способностью как бы приклеиваться к воздуху (или другому, находящемуся над ней элементу). Поднятие уровня, жидкости в данном случае трактуется таким образом, что удаляющийся воздух как бы тянет за собой находящуюся под ним жидкость. О существовании атмосферного давления, о котором, кстати сказать, смутно догадывался еще Эмпедокл, Филон не имеет ни малейшего представления.

Таковы теоретические представления Филона в области пневматики. Они не подымались над общим уровнем того времени и были, как мы видим, довольно ограниченными. Но они были достаточны для интерпретации (верной или неверной — это другой вопрос) действия тех приборов и устройств, которые описываются в последующих главах «Пневматики». Что это за приборы?

Это прежде всего всевозможные сифоны и прочие устройства, действие которых основано на принципе сифона. Это, например, открытый кувшин с постоянным уровнем воды, лампа с постоянным уровнем масла, сосуд с четырьмя или шестью жидкостями, которые можно выливать отдельно, по желанию. Далее идут еще более сложные и диковинные аппараты, которым посвящена большая часть книги.

Имеется мнение, что ряд глав был добавлен в книгу Филона арабским переводчиком — речь идет, в частности, о некоторых главах, которые отсутствуют в латинском тексте «Пневматики». Но этот вопрос мы оставим в стороне; да он и не столь существен, ибо в принципе все описанные в книге приборы могли быть созданы в эпоху Филона. Книга кончается описанием водяных колес и различного рода насосов.

Когда Филон пишет о том или ином конкретном приборе, его изложение отличается ясностью и последовательностью. О стиле его книг можно судить по греческим цитатам, которые в большом числе приводятся в сочинениях Герона. Текст «Пневматики» (как и других книг Филона) сопровождался иллюстрациями; в своем оригинальном виде эти иллюстрации до нас, разумеется не дошли, но мы можем составить о них представление по рисункам, сохранившимся в арабской рукописи. Математика у Филона полностью отсутствует; объясняя действие какого-либо устройства, он рассчитывает прежде всего на здравый смысл и интуицию читателя.

Читая «Пневматику» Филона, видишь, что эта книга отнюдь не литературная компиляция, а вполне оригинальное сочинение, в основу которого положен собственный богатый опыт автора. С точки зрения истории науки большое значение имеет то обстоятельство, что Филон все время экспериментирует со своими приборами. Порой его эксперименты имеют целью просто развлечь или позабавить читателя, но у нас не возникает сомнения в то, что это реальные эксперименты, на самом деле производившиеся автором. Конечно, эксперимент Филона это не эксперимент в смысле физики нового времени, ибо он не ставит своей целью подтверждение или опровержение какой-либо теоретической концепции; его задача более скромная: продемонстрировать возможности, заложенные в устройствах, действие которых основано на элементарных свойствах воды и воздуха.

Герон

Из механиков поздней античности наибольшей известностью в истории науки пользуется Герон Александрийский — вероятно потому, что большинство его сочинений дошло до нашего времени либо в оригинале, либо в арабских переводах (последнее обстоятельство указывает на большую популярность Герона на средневековом Востоке). И тем не менее сам Герон представляет собой фигуру в высшей степени загадочную. Никакими данными биографического характера о нем мы не располагаем, и долгое время ученые спорили, к какому веку следует отнести деятельность этого человека. С одной стороны, в его трудах приводятся цитаты из Архимеда и обнаруживается знакомство с псевдоаристотелевскими «Механическими проблемами» и опытами Филона; по этим причинам трактаты Герона не могли быть написаны ранее самого конца III в. С другой стороны, анализ языка и стиля этих трактатов указывает на их сравнительно позднее происхождение. В настоящее время «проблему Герона» можно считать практически решенной благодаря исследованиям О. Нейгебауэра, внимание которого было привлечено к одному месту в героновском трактате «О диоптре», где автор рассказывает о произведенном им измерении расстояния между Римом и Александрией. Широты обоих этих мест были уже давно хорошо известны, а разницу долгот между ними Герои определил путем одновременного наблюдения в этих городах полного лунного затмения. Вопрос — сводился, следовательно, к определению даты этого затмения. Нейгебауэр показал, что затмение, о котором писал Герои, имело место в 62 г. н. э., откуда следует, что трактат «О диоптре» был написан не раньше этого времени. Следовательно, время деятельности Герона надо отнести ко второй половине I в. н. э.[322] В настоящее время большинство ученых присоединились к мнению Нейгебауэра. В отличие от Ктесибия и Филона Герон был не только инженером, но и выдающимся математиком, о чем мы уже писали во второй главе. Сохранился арабский перевод его «Метрики», известны также комментарии Герона к первым восьми книгам «Элементов» Эвклида. Но центр тяжести интересов Герона лежал, по-видимому, в области механики. Мы знаем следующие трактаты Герона, относящиеся к различным разделам этой науки: «Механика» (дошедшая до нас в арабском переводе сирийца Косты ибн Луки, жившего в конце IX — начале X в. н. э.; рукопись этого трактата была обнаружена в Константинополе в 1896 г.). «Пневматика» (Πνευματική), примыкающая по своей тематике к аналогичным работам Ктесибия и Филона. «Об автоматах» (Περί αυτομάτων); в этом сочинении излагаются различные механические конструкции, приводимые в движение водой или воздухом. «Белопойика» (Βελοποιϊκά), посвященная описаниям различных метательных устройств, применяемых в военном деле. Помимо этих работ, мы назовем уже упомянутый трактат «О диоптре», а также «Катоптрику», о которой речь пойдет и конце главы в связи с исследованиями александрийских ученых в области оптики. В настоящее время мы располагаем пятитомным научным собранием сочинений Герона, в котором арабские и греческие тексты сопровождаются переводами на немецкий язык[323].