Глава 9
Теория экспериментов,
эксперименты и изобретенияНа протяжении всей своей деятельности в Королевском обществе в качестве куратора Гук выполнил очень много экспериментов, число которых превысило несколько сот; сам Гук говорил о двух тысячах, и, вероятно, это число не так уже далеко от истины. Достаточно ознакомиться с записями Королевского общества первых 50 лет его существования, чтобы убедиться в этом. Каждую неделю па заседании Общества он показывал один или два, а то и три новых эксперимента. Кроме этого, как куратор Гук должен был ставить также эксперименты, предложенные другими членами Королевского общества, или, во всяком случае, готовить для них оборудование. Эти эксперименты касались едва ли не всех областей теоретического и практического знания того времени, и куратор был обязан не только разбираться в них, но и хорошо знать все их слабые и сильные стороны. Это было удобно для Королевского общества, которое стало крупной академией наук именно в “гуковский” период своего существования, но сомнительно, чтобы это было удобно для самого Гука, которому приходилось постоянно перебрасываться от одного вопроса к другому, от одной области знания к другой. Это обстоятельство и явилось, вероятно, первопричиной того, что он многое начал, по немногое смог кончить. Впрочем, в этом впоследствии обвинили его же.
Естественно, что Гук очень рано приступил к упорядочению своей методики постановки и проведения экспериментов. Первое его сообщение в этой области датируется 1663 г. Гук утверждает, что назначением экспериментов является открытие вещей и явлений природы. Поэтому,
прежде чем приступить к эксперименту, его нужно спланировать и сформулировать все те вопросы, па которые должно ответить исследование, учесть все обстоятельства эксперимента и возможные действия в процессе его проведения. Нужно уметь ограничить область проводимого опыта. Стараясь доказать определенную гипотезу, возможно, придется распространить какую-то часть эксперимента или сузить другую. “Я полагаю,— пишет Гук,— что метод проведения эксперимента посему должен быть следующий:
Сперва надо обсудить план и цель экспериментатора по предложенным вопросам.
Во-вторых, неторопливо выполнить эксперимент или эксперименты, внимательно и с точностью.
В-третьих, быть внимательным, аккуратным и пытливым, вести записи и, если присутствуют зрители, показать им такие обстоятельства и действия в процессе проведения, которые являются существенными или по крайней мере считаются им таковыми в соответствии с его теорией.
В-четвертых, после окончания эксперимента изложить его, обсудить, защитить и вновь объяснить те обстоятельства и результаты предыдущих экспериментов, которые могут казаться сомнительными или трудными, и предложить на обсуждение те новые затруднения и вопросы, выявившиеся при этом, которые требуют дальнейших обсуждений и экспериментов так, чтобы на них можно было ответить. Затем сформулировать те аксиомы и положения, которые при этом успешно доказываются и подтверждаются.
В-пятых, записать весь процесс предложения, планирования, проведенного эксперимента, его успех или неудачу; возражения и тех, кто возражал, пояснения и тех, кто пояснял, предложения и тех, кто предлагал новые-дальнейшие испытания, теории и аксиомы и их авторов и, точнее, историю каждой вещи и каждого лица: это важно и существенно для полного удовлетворения указанного (Королевского) общества. Все это должно быть подготовлено, быстро и красиво записано в переплетенную книгу и зачитано в начале следующего заседания Общества. Затем
на очередном заседании следует вопрос опять обсудить в большей или меньшей степени, поскольку он этого требует. Все результаты обсуждения следует подписать определенному числу лиц из тех, которые присутствовали и могут засвидетельствовать то, что они видели, и которые, подписав свои имена, дадут несомненное свидетельство о всей истории для потомства” *.Этот план эксперимента был составлен Гуком в те дни, когда Королевского общества еще не было никакой традиции: она также создавалась под значительным влиянием Гука.
Выше отмечалось, что первые эксперименты и изобретения Гука были связаны с работами Войля по механике жидкостей и газов. Гук глубоко изучил эту область знания, и его эксперименты с падением тел, и его высказывания, приведшие впоследствии к формулировке закона всемирного тяготения, также относятся к концу 50-х — началу 60-х годов.
Процесс творчества Гука интересен и поучителен. Он разносторонен в высшей степени, но все его различия взаимосвязаны: один опыт, одна теория влекут за собой последующие, причем связь эту не всегда легко найти, но она существует. Представляется, что беспокойный ум Гука чрезвычайно быстро схватывал идею, формулировал ее, проверял и, убедившись в ее достоверности, откладывал на дальнейшее, ибо его торопила уже следующая мысль. Конечно, все это определялось свойствами его личности, но в этом была и доля принуждения: он был должен и “делать науку”, и помогать другим, менее умелым в этом деле, и “увеселять” публику. А в годы научной революции, которую переживала наука, и главным образом естествознание и практические знания во второй половине XVII в., научное творчество без эксперимента в сущности было невозможным.
Одновременно с проведением экспериментов с воздухом Гука в самом начале его увлекла идея полета человека. Эта идея была “традицией” для ученых умов Оксфорда: за 400 лет до Гука этим вопросом интересовался Роджер Бэкон, который был совершенно уверен в возможности подъема человека в воздух. Леонардо да Винчи-инженер, художник и ученый — построил несколько вариантов летательного аппарата, но подняться в воздух не смог ни он сам, ни кто-либо из его учеников: в их распоряжении была лишь сила человека, а ее оказалось недостаточно для обеспечения подъема, как бы остроумно ни были выполнены несущие поверхности крыльев.
Теоретически этот вопрос исследовал старший современник Гука, медик и математик Джованни Альфонсо Борелли (1608-1679). Правда, его знаменитый трактат “О движении животных” (“De monu animalium”) был опубликован лишь посмертно, в 1680—1681 гг., но возможно, что Гук познакомился с некоторыми его идеями и ранее. Одна из- глав (22) второго тома этого трактата посвящена теории полета птиц. Борелли пишет здесь, в частности: “Если поставить вопрос, может ли человек летать с помощью собственной силы, то сперва следует установить, имеет ли требуемую величину сила мускулов его груди (мощность которых может быть оценена по их толщине); она должна быть настолько велика, чтобы превзойти вес самого человека вместе с чрезвычайно большими крыльями, прикрепленными к рукам... Совершенно ясно, что сила мускулов груди человека чересчур мала для возможности полета, ибо у птиц масса и вес мускулов, служащих для ударов крыльями, составляет не менее одной шестой полного веса тела. Следовательно, и у человека мускулы груди должны были бы составить более одной шестой веса его тела, чтобы они при помощи ударов крыльев, прикрепленных к рукам, могли создать силу... что, однако, невозможно, так как онине достигают и сотой части
веса тела”2.Гук начал заниматься тем же вопросом несколько раньше Борелли. В 1655—1658 гг. он много размышляет над полетом человека. Правда, Гук в отличие от Борелли ставит вопрос шире — его прельщает идея не только полета, но и вообще быстрого передвижения как по воздуху, так и по воде и по суше. В 1658 г. он провел несколько экспериментов и выполнил ряд чертежей, которые показал декану Удхемского колледжа Оксфордского университета д-ру Уилкинсу. Тогда же он построил модель, которая с помощью крыльев, приводимых в движение заведенной пружиной, поднималась в воздух и некоторое время держалась над землей. Как эти опыты, так и выполненные Гуком расчеты показали, что силы человеческих мускулов недостаточно для подъема тела человека в воздух. Возможно, что он познакомился затем с работой Борелли, которая убедила его в правильности этих выводов. Гук принимается за создание искусственных мускулов и проводит серию экспериментов. Экспериментальная и расчетная работы убеждают его в том, что и этот путь не является правильным. Однако идею полета он не оставил и к концу жизни считал, что решил эту задачу. Правда, поделиться своим секретом он так и не захотел.
Очевидно, работа над созданием материала для искусственных мускулов навела Гука на мысль использовать его для изготовления нитей искусственного шелка. “Я часто думал,— писал он,— что можно найти способ изготовления искусственного клейкого состава, очень напоминающего, если не такого же хорошего, а может быть и лучшего, чем те выделения или какая-то иная субстанция, из которой шелковичный червь наматывает свой кокон. Если такой состав будет найден, то несомненно будет уже нетрудно вытянуть его в тонкие нити для использования. Мне не нужно говорить о применении такого изобретения, ни о той выгоде, которую очевидно
получит изобретатель, они совершенно ясны. Я надеюсь, что этот намек побудит какое-либо искусное любознательное лицо произвести нужные опыты, который в случае успеха, я полагаю и я уверен, не раскается в совершенном”3.Одной из его главных идей, которую он также начал разрабатывать уже в начале своей творческой деятельности, было создание хронометра, столь необходимого для Англии, стремившейся стать морской державой. Как известно, в то время ее единственным серьезным соперником в колониальной политике была
Голландия. Именно-против нее был направлен Навигационный акт, принятый в 1651 г. Долгим парламентом и пытающийся сохранить право морской торговли за английскими торговыми кораблями. Политика Реставрации в этом отношении не внесла ничего нового: двор и парламент были единодушны в отношении навигационных законов, враждебных торговым соперникам Англии. В связи с такой политикой, диктуемой торговыми компаниями, начинает расти и английский военный флот, призванный охранять морские торговые пути британцев. Заметим, что и их торговый флот Уже тогда представлял собой в военном отношении значительную силу.В середине 50-х годов Гук, по его словам, познакомился с астрономией и решил усовершенствовать маятник. В 1656—1657 гг. он провел ряд экспериментов над маятником, а затем Гук решил использовать его для определения долготы места. Последнее и привело Гука к изобретению часовой пружины, заменяющей гирю в приводе часового механизма. Вначале он построил большие модели, на которых испытал свое изобретение, и лишь после этого перешел к созданию малых. После этого он ознакомил с изобретением своих друзей, и в частности Бойля, который в свою очередь рассказал о нем лорду Броункеру и сэру Роберту Морею. Последние посоветовали Гуку запатентовать изобретение и предложили организовать сообщество по его эксплуатации. Чтобы еще сильнее убедить их в целесообразности использования в часах пружины, Гук показал им карманные часы, в которых пружина была прикреплена к валику баланса для управления движением. Способ определения долготы, предложенный им, был таким удобным, что Роберт Морей сразу же составил заявление о патенте с описанием часов. Но дальше дело с патентом не пошло гладко, по крайней мере для Гука. Его биограф Уоллер пишет: “Я нашел черновик соглашения между лордом Броупкером, Бойлем ж сэром Робертом Мореем с магистром искусств Робертом Гуком, о том, что Роберт Гук полностью сообщает им свое изобретение относительно измерения времени на море так же точно и так же верно, как это делается на суше с помощью маятниковых изобретений г-ном Гюйгенсом. Из прибыли, которая может быть получена при этом, причем если она не будет превышать 6000 фунтов, Роберт Гук получит
3/4; если прибыль будет больше, то от суммы сверх первой, но не превышающей 4000 фунтов. Роберт Гук будет иметь 2/з", иэ суммы, полученной сверх этого, если таковая будет, он получит '/г- Роберт Гук будет при этом признан автором и изобретателем. Это — один из черновых проектов договора, были и другие; они отличаются друг от друга лишь разделением прибылей. приводить которые здесь было бы скучно для читателя. Был также черновик парламентского акта, обязывающий всех судовладельцев оплачивать с тонны перевозимого груза за использование этого изобретения, а также утвержденное королем правомочие Роберту Гуку, магистру искусств и т. д., на пользование патентом на настоящее изобретение сроком на четырнадцать лет, подписанное по распоряжению Его величества Уильямом Моррисом. Есть и другие документы, приводить которые здесь не имеет смысла” 4.Так протекало тогда это дело; чем оно окончилось, можно с полным правом удивляться; но для того чтобы полностью удовлетворить читателя, я перепишу здесь параграф из завершения написанного Гуком “Трактата о гелиоскопах”, напечатанного в 1676 г.
“Этот договор со мною,— так писал Гук,— был бы окончательно заключен па несколько тысяч фунтов, если бы не включение в него одной клаузулы не прекратило его действия. Эта клаузула гласила: Если после того как я открыл мое изобретение относительно определения долготы при помощи часов (что является само по себе достаточным), они пли любое иное лицо найдут способ усовершенствовать мои принципы, он или они могли бы получать пользу от этого в течение действия моего патента; в этом случае я не получаю ничего. С этой клаузулой я ни в коей мере не мог согласиться, так как
знал, к,ак легко можно было бы найти сотню вариантов моих принципов, что не было бы невероятным ... Не видя причины, почему я был бы лишен доходов от моего изобретения, которое само по себе было остаточным, из-за того только, что кто-то захотел бы видоизменить его или как-либо усовершенствовать, что им и в голову не пришло бы, не будь им известно мое изобретение”.Таким образом, Гук не решился полностью открыть свое изобретение. Оно осталось неизвестным, а теоретические изыскания автора в этом направлении не опробованными на практике. Многие потом усомнились, действительно ли Гук обладал этим изобретением. Однако он за несколько недель до своей смерти утверждал, что знает точный и безотказный метод определения местоположения корабля в море относительно его расстояния на восток и запад от того порта, из которого вышел.
Но дело с часовой пружиной не ограничилось спором относительно патентных условий и разрывом соглашения; оно получило свое продолжение уже в бытность Гука куратором экспериментов Королевского общества. Дело в том, что изобретение Гука включало не только метод определения положения корабля в море с помощью часов, но и конструкцию самих часов, которая также осталась незапатентованной. Кстати, Гук является создателем анкерного хода, хотя это изобретение и оспаривал часовщик Вильям Клемент.
В 1675 г. Гюйгенс опубликовал в “Журнале ученых” Парижской академии наук, а затем в “Философских сообщениях” за 25 марта того же года свое изобретение
применения пружины для привода часов. Это изобретение чрезвычайно походило на изобретение Гука, сделанное 15 лет назад. Более того, 30 сентября 1665 г. Роберт Морей направил секретарю Королевского общества Ольденбургу письмо с просьбой связаться с Гюйгенсом и узнать, когда будут готовы часы последнего, и сообщить ему (Морею) об этом. В письме он также интересовался, не собирается ли Гюйгенс подсоединить пружину для привода валика с балансом, и просил Ольденбурга рассказать Гюйгенсу о достижении Гука и о том, “что Гук предполагает сделать еще в том же направлении для совершенствования своих часов” 5.Позже Ольденбург писал: “Известно, что тот, кто описал гелиоскоп (т. е. Гук), несколько лет тому назад, кажется, действительно построил нечто вроде подобных часов, которые (несмотря на то что он утверждает) оказались безуспешными. Было ли это так или нет, я не могу утверждать, поскольку прошло уже столько лет, хотя я и склонен думать, что... изобретение и принцип Гука и Гюйгенса те же самые, что и применяемые в настоящее время”
6.Гук ответил Ольденбургу, отстаивая свой приоритет в этом изобретении и ссылаясь на свой доклад. Однако последний, как оказалось, не был внесен в протоколы Общества, и Гуку пришлось принести Ольденбургу свои извинения, которые были опубликованы в “Philosophical Transactions”.
Однако, как выяснилось позже, Ольденбург утаил истину. В 1668 г. члены Флорентийской академии наук Малфатти и Фалкониери посетили Англию и по приглашению Ольденбурга присутствовали на заседании Королевского общества 20 февраля. В своем рассказе о демонстрациях, показанных Гуком на заседании, Малфатти говорит: “Мы видели также карманные часы с новым маятниковым изобретением, что можно было бы назвать уздечкой, ибо время регулировалось маленькой пружиной из закаленной стали, которая с одной стороны крепилась к колесу баланса, а с другой стороны — к корпусу часов. Работает это таким образом, что если движения колеса баланса неравномерны и если некоторая нерегулярность зубчатого движения будет стремиться увеличить нерегулярность, то пружина сдерживает это, заставляя
всегда проходить один и тот же путь...”. Ничего подобного в протоколах зарегистрировано не было. Профессор Е. Андраде, ссылаясь на спор между Гюйгенсом и Гуком, говорит: “Если вспомнить, что Ольденбург имел денежный интерес в часах Гюйгенса, так как Гюйгенс предоставил ему патентные права и так как его просьба о патенте зарегистрирована в записи, то, очевидно, можно поверить, что он не был полиостью беспристрастным” '. Астрономией Гук занимался еще со времени пребывания в Оксфорде. В связи с изучением теории света он сконструировал ряд астрономических инструментов. Так, в 1666 г. он построил прибор для определения расстояния от Лупы до неподвижных звезд, в 1667 г. создал отражательный телескоп; некоторые его астрономические изобретения описаны в кутлеровской лекции “Гелиоскоп* В протоколах Королевского общества от 27 июля 1681 i есть такая запись: “М-р Гук показал свою новую апер туру Для длинных телескопов, которая может открываться и закрываться так же, как зрачок человеческого глаза, оставляя круглое отверстие в середине линзы любого желаемого размера, что и было одобрено” 8. Таким образом, первое упоминание об присной диафрагме связано с именем Гука.Среди инструментов, изобретенных и построенных в Оксфорде, был и барометр. По словам самого Гука, он занялся этим прибором для того, чтобы проверить гипотезу Декарта о том, что приливы вызываются давлением Лупы на воздух. Но, по наблюдениям Гука, изменение уровня ртути в барометре зависело не от лунного притяжения, а от разной величины давления воздуха на поверхность Земли
. Несколько ранее величину атмосферного давления нашел Паскаль. Однако результаты Гука были совершенно независимы и подошел он к ним, так сказать, “от противного” — проверяя одно неправильное предположение, сообщенное ему Реном.На каждом заседании Королевского общества ставилось, как правило, несколько различных экспериментов. План проведения экспериментов готовил Гук. Например, на заседании Общества 26 ноября 1662 г. Гук сформулировал следующие вопросы для экспериментального исследования:
Королевское общество тогда же постановило, что по
этим вопросам следует обменяться мнениями на следующем заседании, а автора просить показать несколько экспериментов из этого списка, а также подготовить опыт, доказывающий возможность спрессовки кусков стекла. Гуку поручалось также продумать несколько экспериментов относительно замораживания.3 декабря 1662 г. в протоколе появилась запись о нескольких опытах со взвешиванием разряженного и обычного воздуха в маленьких стеклянных шариках, причем была найдена разница в весе; произведено измерение степени его расширения. Гук решил также произвести взвешивание тел при их движении в воде и эксперимент с водой, вымороженной от воздуха.
Опыты, выполненные учепым, также касались исследований свойств воды и воздуха. Гук проводит опыты на разных высотах, производит измерение веса тел в воде, опытным путем находит, что вес тел при их удалении от земной поверхности уменьшается. Постоянно рождаются и новые темы. Так, 18 февраля 1663 г. на заседании Общества он демонстрирует два эксперимента из области падения тел и преломления света в призме, опущенной в воду. Тогда же “лорд виконт Броункер вспомнил об эксперименте, который ему ранее рекомендовали, относительна определения скорости тел. Было приказано м-ру Гуку подготовить эксперимент относительно скорости падающих тел, который точно показал бы время, в течение которого они пройдут то или иное расстояние.
Было приказано м-ру Гуку составить схему экспериментов относительно воздуха, как того, который он уже выполнил, так и иного на тот же предмет, который он задумает провести в дальнейшем”
10.Речь здесь идет о подготовке таких экспериментов, которые были предложены самим Гуком и являлись неотъемлемой частью его исследовательского метода. Он ставит большое число вопросов, ответы на которые, полученные в результате целой серии экспериментов, должны возможно полнее описать исследуемое явление или изучаемый объект. Примером могут служить вопросы, составленные Гуком для опытов по конденсации воздуха, которую можно было бы выполнить с помощью компрессора. Он представил их на заседании Общества 28 апреля 1663 г., и ему было поручено показать на следующих заседаниях некоторые из указанных экспериментов. Гук включил в список следующие вопросы:
“1. До какой степени можно сжать воздух в компрессоре?
Будут ли рыбы жить в воде, находящейся под давлением? Каковы они и как они переносят давление? Станут ли они с увеличением давления тяжелее и опустятся ли на дно сосуда? Не станут ли некоторые тела, которые плавают в воде на открытом воздухе, тонуть при увеличении давления?” и
Некоторые из отмеченных экспериментов Гук подготовил и показал. В частности, опыт со взвешиванием воздуха был продемонстрирован королю, который очень смеялся над таким несерьезным, на его взгляд, занятием своих академиков. Кроме этого, Гук должен был показать королю самые интересные эксперименты с микроскопом и преподнести свою “Микрографию” в красивом переплете.
Гуку принадлежало много тем экспериментальных исследований. У него было очень богатое воображение, и, кроме того, он очень детально разрабатывал порядок проведения полного исследования того или иного вопроса. Правда, ему приходилось выполнять и много “заказных” экспериментов. Так, 18 мая 1664 г. Гуку поручили проверить силу обычного пороха, для чего он должен был придумать и построить соответствующее оборудование. 25 мая прибор был готов. Но опыт не удался, и потребовалось улучшить уплотнение прибора. Гук изготовил более плотный прибор, и опыт был повторен 1, 8, 15 июня и 6 июля.
Трудно “разложить по полочкам” все те эксперименты, которые Гук устраивал и показывал на заседаниях Королевского общества. Они чрезвычайно разнообразны, и не всегда можно уловить важнейшую тему его занятий. До это обстоятельство находит объяснение: эксперименты должны удовлетворить запросы всех членов большого научного общества, многие из которых были весьма далеки от науки. Поэтому определенным ориентиром научных интересов Гука могут служить его многочисленные вопросники, которые составлялись им не только для экспериментов, по и как планы предполагаемых исследований в самых различных областях наук.
Так, 14 января 1663 г. Гук ставит перед Обществом вопросы по Гренландии, а на следующем заседании зачитывает подобную серию вопросов по Исландии. Она состоит из 48 вопросов, среди которых и такие: “Как глубоко промерзает грунт? Какой ветер самый холодный? Какие у них реки и источники? Анатомия китов и других очень больших рыб? Строение легких и дыхательных органов других рыб и моржей?” Гука интересует высота ледяных гор, их глубина под уровнем моря, составляющее их вещество (пресная вода или снег), слоистое их строение. Он задумывается над магнитными явлениями, над тем, как животные переносят там зиму и какого преимущественно цвета их. шкуры? Такие схемы, предложенные Гуком для географических исследований, если и не являются исчерпывающими, то, во всяком случае, дают определенное направление работе ученого.
В 1663—1664 гг. Гук работает над созданием уникальной системы мер. Поначалу он решил построить ее на основе колебаний маятника, причем время колебаний брал минимальное
12. Однако вскоре он сам высказал ряд возражений против этой идеи: длина маятника может меняться, на маятпик влияют как гравитация, так и магнитные свойства Земли и т. д. Гук повторил подобные эксперименты Гюйгенса, а затем провел серию экспериментов с коническим маятником. Как упоминает Берч, 23 мая 1666 г. Гук доложил на очередном заседании Королевского общества об изобретенном им коническом маятнике. В 1673 г. Гюйгенс в своем мемуаре “Маятни-ковые часы” описал конический маятник, ни словом не Упомянув авторство Гука.В 1665 г. Гук много времени посвящает опытам, связанным с гравитацией Земли, экспериментирует с артиллерийской стрельбой, вновь занимается выяснением роли
Позже Гук предложил в качестве единицы мер и весов принять каплю ртути, опущенную при определенных условиях в воду из
воздуха в процессе гврения тел. Эти эксперименты он проводит во второй половине 60-х и в начале 70-х годов. В 1674 г. Гук много времени уделяет опытам с магнитом: его интересуют изменения направления магнитной иголки в разных местах поверхности Земли.Одновременно с экспериментальной работой он продолжает и свою изобретательскую деятельность. В сущности, оба эти направления его творчества настолько тесно связаны друг с другом, что отделить их почти невозможно: для проведения опытов Гук изобретает новые приборы и оборудование, одновременно экспериментирует со своими новыми “выдумками”. О ряде его изобретений речь уже шла выше. Отметим еще некоторые его творения.
Так, в конце 1663 г. Гук изобретает прибор для определения глубины моря (эхолот) и для забора морской воды с любой глубины. В январе следующего года он предъявляет Обществу воздушное ружье, пуля из которого пробивает дверь на расстоянии 20 ярдов. Тогда же он занимается усовершенствованием барометра, предложенного Реном, строит секундомер, предлагает модель фермы для подвески длинных телескопов. В 1665 г. Гук изобретает прибор для шлифовки оптических стекол. Примерно
к тому же времени относится изобретение прибора для точного деления зубчатых колес, изготавливаемых часовщиками,— прообраз делительной головки. В июне 1665 г. он представляет Обществу изобретенный им секстант, объясняет его устройство и способ пользования.В апреле 1666 г. Гук на очередном заседании Общества продемонстрировал новые часы своего изобретения, движение которых регулировалось естественным магнитом, а баланс представлял собой стальной стержень. Президент Общества оценил эти часы как лучшие из всех, которые ему приходилось видеть, но выразил сомнение в том, сможет ли магнит постоянно равномерно регулировать их ход.
Одним из важных направлений изобретательского гения Гука явилось создание им приборов для метеорологических наблюдений. В сущности ему принадлежат все важнейшие приборы для наблюдения погоды. Некоторые из них до настоящего времени сохраняют принцип, положенный Гуком в основу их конструкции. Так, барометр, описанный в “Микрографии”, основан на том же принципе, что и современные барометры.
Последним его изобретением оказался морской барометр. В “Микрографии” изложены принципы калибровки термометров: Гук предложил принимать за нуль точку замерзания дистиллированной воды. Гук сконструировал прибор для измерения силы ветра; последняя определялась отклонением пластины прибора от вертикального положения. Приборы такого типа строились еще в годы первой мировой войны.Гук построил прибор для измерения влажности воздуха и дождемер. Использовав идею Рена, он создал “часы погоды” — над ними он работал в
течение многих лет, постоянно их совершенствуя, <3ти часы каждые четверть часа записывали на бумажной ленте показания барометра, термометра, гигрометра, дождемера и ветромера. Бумажная лента прибора приводилась в движение при помощи маятниковых часов 13. “Часы погоды” были предъявлены Гуком Королевскому обществу на заседании 29 мая 1679 г. u Есть сведения о том, что эти часы работали длительное время, хотя и с перерывами: так, 2 апреля 1684 г. Гук со своими ассистентами ремонтировал их.В сентябре 1666 г., как уже говорилось, Гук представляет Обществу свою модель перестройки Сити. Несколько позже он ставит эксперимент по переливанию крови между двумя животными. По-видимому, микроскопические исследования натолкнули Гука на возможность анатомического исследования животных. Об этом свидетельствуют и эксперименты по рассечению собак, и “вопросники” к географическим исследованиям: Гука постоянно интересует строение тела и внутренних органов животных и рыб.
Гук весьма близко подошел к изобретению стетоскопа. Он считал, что есть возможность обнаружить внутренние движения и действия животных, растений или мини ралов по тем звукам, которые они производят. Можно было бы, думал он, прослушивать различные части человеческого тела и таким путем устанавливать, какая часть “машины” не в порядке. В частности, он прослушивал пульс сердца.
К маю 1664 г. относится изобретение оптического телеграфа. Гук не только разработал систему оптической передачи сигналов, но и продумал ее до мельчайших подробностей, изобрел систему знаков. По его системе можно было передавать сигналы на расстояние до 30 или 40 миль (приблизительно 45—70 км). Мачты, на которых устанавливались сигналы, он снабдил телескопами, позволяющими рассмотреть сигналы, передаваемые противоположной стороной.
В 1667 г. Гук строит машину для производства кирпичей, работает над механизмами, включающими универсальный шарнир, изобретает микрометр и редуктор. В 1668 г. он предлагает новую модель барометра, метод шлифовки эллиптических колес, новый тип маятниковых часов, приспособленных для астрономических наблюдений.
К середине 70-х годов относится изобретение гелиоскопа и бароскопа. Интересно, что с этого времени Гук начинает обращать особенное внимание на конструирование приборов для воспроизведения различных математических кривых, машин и приборов для вычисления. Около 1670 г. он изобрел машину для умножения и деления, описанную С.
Морлендом в 1672 г.15 Гук продолжал работать над ее усовершенствованием и далее. Как указывает Уоллер, в 1674 г. Гук предъявил Королевскому обществу свою машину, предназначенную для выполнения всех арифметических операций. Однако Уоллер не приводит в своей книге “подробное описание этой машины и других приборов”, сохраняя “их до другого удобного случая” 16. К сожалению, такого случая не наступило и многие бумаги Гука остались неопубликованными.Влияние Гука на современных ему изобретателей было значительным. Так, в 80-х годах он переписывался с Ньюкоменом; темой их переписки была атмосферическая машина и машина Папена. Гук, поддерживая с Па-пеном дружеские отношения, был в курсе всех его идей
и изобретений; об этом он неоднократно писал в “Дневнике”. Гук обсуждал с Ньюкоменом паровую машину Папена, делал для него эскизы и высказал ряд замечаний. Известно, что Ньюкомен позже работал вместе с Севери, чья паровая машина в 1699 г. была предъявлена для демонстрации Королевскому обществу. Очевидно, что какие-то вопросы, связанные с изобретением этой машины, решал и Гук17.Сейчас было бы трудно составить свод изобретений и научно-технических предложений Гука. Многие его изобретения исчезли, а возможно, вышли в свет под другими именами. Достаточно сказать, что из многих приборов и аппаратов, построенных Гуком и находившихся в распоряжении Королевского общества, до наших дней не дожило, пожалуй, ни одного. В этом в какой-то мере повинен и сам Гук. Многие неприятности, которые ученому пришлось пережить в результате чересчур “свободного” обращения третьих лиц с его изобретениями и предложениями, не могли не отразиться па
характере Гука. С годами он становился молчаливее и скрытнее и уже не всегда с охотой помогал каждому, как это случалось раньше.Гук начинает зашифровывать свои изобретения, чтобы они раньше срока не попали в чужие руки. В его “Описании гелиоскопа и некоторых других инструментов”, в значительной степени посвященном изобретениям самого Гука, имеется приложение. По словам Гука, оно просто заполнило пустое место на последней странице. Однако приложение содержит перечень десяти изобретений, которые он в разное
время намеревался предать гласности. (В пунктах 2, 3, 9, 10 Гук добавляет анаграмму латинского определения изобретения.) “Я надеюсь,— пишет Гук,— что большинство из них будут полезны для человечества, тем более что они еще не известны и новы.3. Верная теория упругости пружин и частное ее объяснение для некоторых предметов, для которых она имеет место. А также способ вычисления скорости тел, движимых ими ceiiinosssttuu.
4. Очень ясный и практичный способ взвешивания
жидкостей. Весьма применим в гидравлике. Открыт.5. Новый вид объективов для телескопов и микроскопов, значительно превосходящий любые, применяемые
теперь. Открыт.6. Новый селеноскоп, достаточно простой в изготовлении и в применении, с помощью которого можно совершенно ясно различить малейшие неровности на поверхности Луны и ее диска.
Открыт.7. Новый тип горизонтальных крыльев для мельницы,
выполняющих большинство того, что способны любые горизонтальные крылья таких же размеров, но, кроме того, имеющих различные иные применения. Открыт.10. Новое изобретение в механике, удивительного применения, превосходящее механизм Чаймерла для вечного
движения для различного использования aaaaabccddeeeeeegiiilmmmnnooppqrrrrsttuu aaeffmiiillnrrsstuu” I8.Работа “Описание гелиоскопа” относится к так называемым “Кутлеровским лекциям”. Как в этой, так и в других лекциях Гук неоднократно возвращается к своим изобретениям и к методике экспериментального исследования.
1
Gunther R. Т. Early Science in Oxford. Oxford. 1930, vol. 6, p. 121,
|
|
 |
