Грегори Гбур - Загадка падающей кошки и фундаментальная физика

Глаза Мейсонье были полны любопытства и изумления. «Как! — вскричал он. — Все эти годы мои глаза обманывали меня!» — «Машина не может лгать», — ответил губернатор Стэнфорд. Художник никак не мог позволить убедить себя; бросившись в другую комнату, он вернулся с миниатюрной лошадью со всадником, сделанными из воска его собственными руками. Невозможно представить себе что-то более совершенное, более красивое, чем эта статуэтка.

…

Зрелище того, как старик горестно отказывается от убеждений, которых придерживался столько лет, было почти жалким, и глаза его наполнились слезами, когда он воскликнул, что слишком стар, чтобы забыть все, что знал, и начинать заново {16} .

В этом отрывке, взятом из источника, подписанного лишь как «Парижский автор писем», реакция Мейсонье, возможно, преувеличена. Поскольку неясно, кто мог находиться в комнате во время этого разговора, кроме Стэнфорда и Мейсонье, можно предположить, что эту историю, желая похвастаться своими достижениями, рассказал кому-то сам Стэнфорд. Тем не менее фотографии выполнили свою задачу: Мейсонье согласился написать портрет Стэнфорда в обмен на новые фотографии животных в движении.

Так что первым на фотографии Мейбриджа, кажется, отреагировал мир искусства. В статье в Scientific American 1878 г., однако, прозорливо замечено, что «всякий, кто интересуется физиологией движения животных… найдет фотографии мистера Мейбриджа совершенно необходимыми». Всего через пару месяцев после ее выхода во французском журнале La Nature в номере за 28 декабря 1878 г. появилось письмо, это доказывающее.

Дорогой друг,

Я в восхищении от мгновенных фотографий месье Мейбриджа, которые вы опубликовали в последнем номере La Nature . Не могли бы вы связать меня с автором? Я хотел бы попросить его помочь в решении некоторых задач физиологии, которые очень трудно решить другими методами {17} .

Это письмо написал французский физиолог Этьен-Жюль Марей, которому предстояло превратить высокоскоростную фотографию в революционный научный инструмент изучения движения животных — и при помощи этого инструмента запутать физиков с задачей о падающей кошке.

Эдвард Мейбридж, художник, получил первую в истории серию мгновенных фотографий и использовал их для того, чтобы рассмотреть движение живых существ. Этьен-Жюль Марей, ученый, развил эту технику и превратил ее в самый строгий и точный из научных инструментов, предназначенных для изучения движения животных, людей и различных объектов. Кроме того, в процессе работы он заложил основы для киноиндустрии. Занимаясь научным исследованием движения — а он собрал невероятный объем данных в этой области, — Марей как бы мимоходом проиллюстрировал фотографиями движение переворачивающейся в воздухе кошки и потряс тем самым мировое физическое сообщество.

Марей родился в 1830 г. (тогда же, когда и Мейбридж) во французском городе Бон и был единственным сыном Мари-Жозефины и Клода Марей. Семья была достаточно состоятельна, поскольку Клод работал сомелье в Боне, крупном винодельческом центре. О нем тоже можно рассказать историю, уже несколько раз повторенную в этой книге. С раннего возраста юный Этьен-Жюль демонстрировал ум и склонность к занятиям механикой: у него были «умные руки» {1} . Поступив в 18 лет учиться в местный колледж, он не только показал великолепные успехи в учебе и завоевал множество наград, но и подружился с коллегами-студентами: пользуясь навыками механика, он делал для них хитроумные игрушки.

Испытывая страсть к машинам и имея навыки работы с ними, Марей мечтал учиться на инженера. Однако — и здесь история вновь повторяется — его отец хотел, чтобы сын стал врачом. Так что в 1849 г. Этьен-Жюль поступил в медицинскую школу в Париже. Несмотря на то что медицину в качестве профессии молодой человек выбрал под давлением, учился он хорошо и, более того, выделялся среди студентов новаторским и творческим мышлением.

Поворотным пунктом для Марея, судя по всему, стала возможность поработать в 1854 г. какое-то время в лаборатории физиолога — доктора Мартина Магрона. Физиологию можно определить как науку о том, как действуют и работают живые организмы и их взаимосвязанные части; в частности, в нее входит изучение того, как выполняют свою функцию суставы, мышцы и различные органы живого существа. Для склонного к механике Марея это было точное попадание, и в конечном итоге он сосредоточился на изучении системы кровообращения. В 1859 г. Марей защитил диссертацию на тему «Циркуляция крови в нормальных и патологических состояниях», и вскоре после этого разработал свой первый диагностический медицинский аппарат — сфигмограф, способный непосредственно измерять и вычерчивать на листе бумаги пульс человека на запястье.

В этом аппарате биение человеческого пульса создавало давление и заставляло штифт двигаться вверх и вниз, оставляя следы на листе покрытой сажей бумаги, которую протягивал под ним специальный часовой механизм. Пульс животных измеряли и раньше, но Марей первым придумал устройство, способное измерять его без использования инвазивного зонда, который надлежало вводить в исследуемый организм. Медики сразу же признали сфигмограф важным медицинским инструментом и стали активно им пользоваться. В результате довольно мрачной случайности дела Марея пошли еще лучше после неудачи другого врача, о которой рассказано ниже:

Месье Бруардель однажды рассказал мне, что Наполеон III, прослышав о сфигмографе, послал за Мареем, которого попросили провести несколько демонстрационных экспериментов. Среди линий [пульса], полученных при помощи аппарата у присутствующих, он заметил одну линию, которая ясно указывала на аортальную недостаточность. Через несколько дней человек, сфигмограмма которого показала эту патологию, был найден мертвым в постели; он пал жертвой одного из тех обморочных припадков, которые так часто случаются при той сердечной болезни, которую сфигмограф показал Марею {2} .

Примерно в это же время медицинская карьера Марея переживала серьезные трудности. После защиты диссертации он успешно сдал квалификационный экзамен на право работать врачом, но провалил другой, сдача которого позволила бы ему преподавать медицину. Поэтому Марей открыл в Париже медицинскую практику, но прогорел всего через год. Поскольку никаких других вариантов у него не осталось, он объявил себя частным исследователем физиологии; деньги на работу брал из авторских отчислений за изобретение сфигмографа и зарабатывал частными уроками. В доме, где Марей и жил, и работал, собрался чудный зверинец из разных существ, ожидавших своей очереди на изучение в движении. Один из коллег, посетивший его в 1864 г., так описывал обстановку в доме: