Монах Мерсенн, или Почтовая служба научной революции

Если бы в XVII веке существовал Интернет, Марен Мерсенн был бы его администратором. Если бы публиковались научные журналы — он был бы главным редактором всех входящих в первый квартиль. Если бы проводились конференции — он организовывал бы все сразу. Но ничего этого не было. Была только бумажная почта, монастырская келья на площади Вогезов в Париже и один монах-миним, который умудрился стать невидимым центром европейской науки.

Марен Мерсенн родился 8 сентября 1588 года в деревне Уазé в Мэне — во французской провинции вдали от научных центров Европы. Учился в иезуитском коллеже Ла-Флеш — одном из лучших учебных заведений Франции, куда несколькими годами ранее поступил Рене Декарт. Именно там Мерсенн получил классическое образование: изучил латынь, греческий, риторику, философию Аристотеля, начатки математики.

Потом он вступил в орден минимов — один из самых строгих монашеских орденов, основанный святым Франциском Паольским. Название «минимы» означало «наименьшие» — монахи этого ордена считали себя меньшими даже по сравнению с другими орденами. У них был строгий устав, поощрявший бедность и воздержание. И с 1619 года Мерсенн поселился в парижском монастыре минимов на площади Вогезов, где прожил до самой смерти в 1648 году.

Казалось бы, жизнь монаха должна означать уход от мира, сосредоточенность на молитве и богословских штудиях. У Мерсенна получилось ровно наоборот. Его монастырская келья стала одним из главных интеллектуальных центров Европы.

Научный архипелаг XVII века

Чтобы понять роль Мерсенна, нужно представить, как выглядела европейская наука в начале XVII века. Это был архипелаг изолированных островов. Декарт работал в Голландии, где скрывался от религиозных преследований. Галилей — в Италии, а после процесса 1633 года фактически находился под домашним арестом на своей вилле в Арчетри близ Флоренции. Пьер де Ферма жил в Тулузе и служил королевским советником парламента Лангедока. Блез Паскаль — в Париже, но по молодости лет еще только начинал свою научную карьеру. Пьер Гассенди преподавал в Collège Royal. Христиан Гюйгенс еще только начинал карьеру в Голландии.

Все они занимались примерно одним и тем же — новой механикой, новой математикой, новой космологией. Все отказывались от старой аристотелевской физики и строили новую картину мира. Но они очень мало знали о работах друг друга, хотя многие переписывались с избранными коллегами.

Представьте себе масштаб проблемы. Письмо из Парижа в Рим могло идти месяцами — если погода благоприятствовала и если на дорогах не было разбойников. Письмо из Парижа в Тулузу шло неделями. Иногда письма вообще не доходили — терялись, перехватывались, уничтожались. Работающие поодиночке ученые часто не знали, какие задачи уже решены где-то в другой стране, какие гипотезы обсуждаются, какие опыты поставлены, что делают коллеги в соседнем королевстве.

Повторные открытия были обычным делом. Два математика могли годами независимо работать над одной и той же задачей, не зная о работах друг друга. Интеллектуальная изоляция тормозила всё. Гениальная идея, высказанная в Италии, могла десятилетиями не доходить до Франции. Критическое замечание, сделанное в Париже, могло никогда не дойти до автора в Лейдене.

И вот появляется монах Мерсенн. Он вступает в научную переписку. Причем со всеми сразу. Декарт, Ферма, Паскаль, Галилей, Роберваль, Торричелли, Гюйгенс, Гассенди, Гоббс, Кавальери — все они рано или поздно начинали получать и отправлять письма через одного человека. Мерсенн пересылал задачи, копировал рукописи, передавал возражения, распространял новости об открытиях, организовывал дискуссии. По сути, он был живым научным журналом, где заодно выполнял функции редактора, а иногда и рецензента.

Один историк науки прекрасно охарактеризовал его: «Если Декарт был архитектором новой философии, то Мерсенн был ее почтовой службой». А иногда почтовая служба оказывается важнее архитектуры.

Переписка Мерсенна: масштаб явления

Чтобы понять масштаб деятельности Мерсенна, достаточно взглянуть на его переписку, изданную в XX веке. Семнадцать томов. Тысячи писем. Десятки корреспондентов по всей Европе. Это не просто частная переписка одного любознательного монаха — это почти полная документация научной жизни Европы 1620–1640-х годов, бесценный источник знаний о науке того времени, об истоках научной революции.

В этих письмах — задачи Ферма, возражения Декарта, эксперименты Паскаля, наблюдения Гассенди, геометрические конструкции Роберваля, идеи механики Галилея. Здесь обсуждаются вопросы о пустоте, о природе света, о законах падения тел, о квадратуре круга, о простых числах, о музыкальных интервалах, об изучении планеты Юпитер с помощью телескопа.

Мерсенн не просто пересылал письма. Он был активным участником дискуссий. Он задавал вопросы, требовал уточнений, предлагал проверить гипотезы, указывал на противоречия. Он был редактором в современном смысле — человеком, который помогает авторам сформулировать мысль яснее, убрать лишнее, добавить необходимое.

Когда Декарт писал нечто непонятное, Мерсенн просил объяснить попроще. Когда Ферма предлагал метод без доказательства, Мерсенн требовал обоснования. Когда Паскаль делал смелое утверждение, Мерсенн спрашивал, а как это проверить экспериментально. Он был придирчивым, дотошным, настойчивым, он обладал всеми качествами, которые отличают хорошего научного редактора.

Первое peer review в истории: Декарт

В 1641 году Декарт готовил к печати свои «Размышления о первой философии» («Meditationes de prima philosophia») — одну из самых влиятельных философских книг века. Это было философское обоснование новой механистической картины мира, доказательство бытия божия через рациональные аргументы, попытка построить всю философию на твердом фундаменте достоверного знания.

И вот Мерсенну приходит в голову весьма неочевидная по тем временам идея. Он разослал рукопись «Размышлений» нескольким ведущим философам и математикам Европы с просьбой написать критические замечания. Не хвалебные отзывы — именно критику, возражения, указания на слабые места.

Так появились знаменитые «Возражения и ответы» («Objectiones et Responsiones»). Томас Гоббс прислал свои замечания — жесткие, материалистические, часто прямо противоположные позиции Декарта. Пьер Гассенди написал развернутую критику — он не соглашался с доказательствами Декарта и предлагал свои контраргументы. Антуан Арно, ведущий теолог-янсенист, прислал богословские возражения. Другие философы — свои замечания.

Мерсенн собрал всё это и переслал Декарту. Декарт был взбешен. Особенно его возмутили возражения Гоббса и Гассенди, которые он счел излишне материалистичными. Но он всё же ответил на каждое возражение подробно и вдумчиво. Эти ответы тоже прошли через Мерсенна.

Трактат, возражения и ответы были опубликованы под одной обложкой. Читатель получал всю интеллектуальную дискуссию: тезис Декарта, возражение Гоббса, ответ Декарта, возражение Гассенди, ответ Декарта и т. д.

Это был почти первый пример того, что мы сегодня называем рецензированием, или peer review. Научный текст обсуждается до публикации. Критические замечания компетентных специалистов пересылаются автору, тот на них отвечает. В результате опубликованная работа, как правило, становится лучше.

Мерсенн фактически создал систему научной проверки идей и сделал это не из абстрактных методологических соображений, а просто потому, что это казалось ему естественным способом работы с текстом.

Математическая дуэль Декарта и Ферма

Самая забавная (и, пожалуй, самая поучительная) роль Мерсенна проявилась в конфликте Декарта и Ферма. Это была не просто научная полемика, а настоящая интеллектуальная дуэль, и Мерсенн оказался ее главным организатором и секундантом.

В 1637 году Декарт публикует «Геометрию» («La Géométrie»), революционную работу, заложившую основы аналитической геометрии — применение алгебры к геометрическим задачам; в частности, он продемонстрировал, показал, что кривые на евклидовой плоскости можно описывать уравнениями.

Мерсенн, как обычно, рассылает книгу ведущим математикам Европы. Среди получателей — Пьер де Ферма, юрист, чьим хобби была математика. Он считался одним из сильнейших математиков своего времени.

Ферма читает «Геометрию» и сообщает Мерсенну, что многие задачи, которые Декарт решает довольно громоздко, можно решить гораздо проще и элегантнее. И присылает свои решения.

Мерсенн пересылает их Декарту.

Декарт раздражен. Он пишет Мерсенну: «Я не нахожу в его рассуждениях ничего такого, чему стоило бы удивляться». Потом тон становится жестче: «Я не понимаю, что он хочет сказать, и сомневаюсь, что он сам это понимает».

Декарт сильно встревожен. Он чувствует угрозу, боится потерять первенство. Он потратил годы на разработку своего метода, а тут какой-то провинциальный юрист из Тулузы присылает решения, которые выглядят проще и элегантнее.

Мерсенн пересылает нелестные слова Декарта Ферма. Тот отвечает спокойно, почти флегматично: «Я не претендую на то, чтобы быть его учителем; я только предлагаю свое решение». И присылает новые задачи — еще более сложные, еще более элегантно решенные.

Так начинается многолетняя математическая дуэль. Декарт и Ферма почти не пишут друг другу напрямую. Весь спор идет через Мерсенна. Он пересылает задачи от Ферма Декарту, пересылает возражения Декарта Ферма, пересылает решения туда-обратно. Фактически Мерсенн организовал первую дистанционную научную полемику.

Что особенно интересно: Мерсенн не просто механически пересылал письма. Иногда он смягчал острые формулировки, чтобы избежать прямых столкновений, иногда добавлял свои комментарии, объясняя одному корреспонденту, что имел в виду другой, иногда просил уточнений, требовал доказательств, предлагал дополнительные задачи.

Спор не закончился победой ни одной из сторон. Аналитическая геометрия Декарта стала основой новой геометрии и вошла во все хорошие школьные учебники. Методы Ферма — особенно его способ нахождения максимумов и минимумов, его метод касательных — стали основой будущего дифференциального исчисления. Через тридцать лет Ньютон и Лейбниц объединят оба подхода, что вызовет жесткий спор о приоритете, но это совсем другая история.

Без Мерсенна эти идеи распространялись бы гораздо медленнее. Возможно, Декарт и Ферма вообще никогда не узнали бы о работах друг друга. Возможно, развитие математики пошло бы совсем другим путем. Как знать…

Парижская академия Мерсенна

В монастыре минимов на площади Вогезов регулярно собирались ученые. Это не были формальные заседания с протоколами и голосованиями. Скорее неформальные встречи людей, интересующихся новой наукой. Математики, философы, инженеры, астрономы, врачи, образованные аристократы.

Эти встречи иногда называют «Академией Мерсенна» («Académie Mersenne»), или «Собранием Мерсенна». Это был прототип будущей Парижской академии наук, основанной в 1666 году, уже после смерти Мерсенна.

Среди постоянных участников были: Пьер Гассенди — философ и астроном, защитник атомизма; Жиль Персон де Робервал — один из сильнейших математиков Франции, профессор кафедры в Collège Royal; Этьен Паскаль, отец Блеза Паскаля, сам неплохой математик; позже — молодой Блез Паскаль; Томас Гоббс во время своего пребывания в Париже в 1630-х и 1640-х годах; Клод Миддорж — геометр и оптик; иногда приезжали Декарт и другие.

Почему именно у монаха возникла идея такого научного клуба? Причины были вполне практические. Монах не нуждался в заработке — орден обеспечивал его всем необходимым. Он имел стабильное место жительства в центре Парижа и имел постоянный адрес — монастырь на площади Вогезов, в одном из самых престижных районов города. Он мог тратить много времени на переписку и встречи — у него не было семьи, коммерческих обязательств, необходимости зарабатывать на жизнь.

Парадоксально, но именно монашеская жизнь помогла создать научную сеть. Орден минимов, конечно, требовал молитв и соблюдения устава. Но он не запрещал научных занятий. Наоборот, изучение природы рассматривалось как познание замыслов Творца.

Математические челленджи: как Мерсенн изобрел научные вызовы

Мерсенн изобрел еще одну вещь, которая сегодня кажется нам совершенно естественной, но тогда была новшеством, — систему математических вызовов (challenge problems).

В XVII веке математики редко публиковали подробные доказательства своих результатов. Печатать книгу было дорого, а публиковать статьи было негде, ведь научных журналов еще не существовало. Вместо этого математики часто делали другое — предлагали друг другу задачи, публично или в переписке формулировали трудную проблему и бросали вызов коллегам: попробуйте решить!

Это был способ проверить мастерство соперника, продемонстрировать собственную силу, привлечь внимание к новой технике. Если математик решал задачу, с которой не могли справиться другие, это доказывало, что у него есть метод, неизвестный остальным. Мерсенн стал систематически распространять такие задачи по всей Европе. Вот как это работало.

Мерсенн получал задачу от одного математика — например, от Ферма или Роберваля. Это могла быть задача о нахождении касательной к кривой, о нахождении площади некоторой фигуры, о разложении числа на множители, о построении геометрической конструкции. Он рассылал эту задачу другим математикам своей сети: Декарту в Голландию, Гассенди в Париже, другим корреспондентам.

Через некоторое время — недели или месяцы — начинали приходить решения. Или сообщения, что задача слишком трудна. Мерсенн собирал решения, сравнивал их, пересылал автору исходной задачи, распространял лучшие ответы среди других математиков.

Так возникала сеть интеллектуального соперничества. Математики знали, что их работу увидят и оценят коллеги по всей Европе, если же они сами не смогут решить задачу, то об этом также узнают другие… Наконец, особо элегантное решение могло упрочить репутацию ученого.

Некоторые из этих задач стали знаменитыми и повлияли на развитие математики. Задачи Ферма о числах, например о представлении чисел в виде суммы двух квадратов, о простых числах (позднее названных числами Ферма), о Великой теореме Ферма… проблемы экстремумов, касательных к кривым — всё это распространялось через Мерсенна и повлияло на развитие теории чисел, аналитической геометрии и будущего математического анализа.

Несостоявшийся диалог: Мерсенн, Галилей и Декарт

Одна из самых драматических — и печальных — страниц деятельности Мерсенна связана с Галилео Галилеем.

В начале 1630-х годов Мерсенн был одним из главных распространителей идей Галилея во Франции. Он пересылал французским ученым известия о работах великого итальянского математика и физика. Обсуждал его механику, астрономические открытия, споры с перипатетиками. Защищал его от критики консервативных философов.

Мерсенн мечтал организовать интеллектуальный обмен между Галилеем и ведущими французскими математиками — особенно Рене Декартом. Казалось, что это было естественно. Оба — и Галилей, и Декарт — развивали механистическую философию природы. Оба отказывались от старой аристотелевской физики. Оба пытались математизировать природу, описать ее через числа и геометрию. Их идеи должны были вступить в плодотворный диалог. Но в 1633 году произошло событие, которое изменило всё.

22 июня 1633 года Римская инквизиция осудила Галилея за поддержку гелиоцентрической системы Коперника. Его заставили публично отречься от учения о движении Земли. Его «Диалог о двух главнейших системах мира» был запрещен. Галилей был приговорен к домашнему аресту в своей вилле в Арчетри близ Флоренции. Свободная научная переписка стала почти невозможной — письма Галилея могли перехватываться, его корреспонденты могли попасть под подозрение.

Декарт, узнав о процессе Галилея, был потрясен. Он писал Мерсенну 1 ноября 1633 года: «Я был настолько поражен этим событием, что решил сжечь почти все мои бумаги, или по крайней мере не показывать их никому… Должен признаться, что если движение Земли ложно, то ложны и все основания моей философии, потому что оно очевидно доказывается ими». А в другом письме он говорил: «Я ни за что в мире не пожелаю, чтобы мною было написано сочинение, в котором оказалось бы хоть одно слово, не одобренное Церковью». Декарт даже не решился опубликовать свою книгу «Мир» («Le Monde»), где тоже защищал движение Земли вокруг Солнца. Она была опубликована только после его смерти.

Прямой диалог Галилея и Декарта не состоялся. И очень жаль, потому что Декарт писал Мерсенну: «Что касается указанных вами опытов Галилея, я их все отрицаю. И пушечное ядро, выстреленное с вершины башни, должно опускаться гораздо медленнее, чем при падении по отвесу, потому что оно на своем пути встречает больше воздуха, и это мешает ему не только двигаться параллельно горизонту, но и опускаться».

Не менее интересна и его критика метода Галилея в другом письме Мерсенну: Декарт признаётся, что Галилей «рассуждает гораздо лучше, чем это обычно делают (que le vulgaire), всячески опровергая ошибки Школы (т. е. последователей Аристотеля. — В. М.), и старается рассматривать вопросы физики, привлекая математические соображения. В этом я с ним вполне согласен, и я того мнения, что нет другого способа обнаружить истину. Но мне кажутся недостатком его постоянные отступления и то, что он не дает исчерпывающих объяснений. Это показывает, что он вел исследования не планомерно и не рассматривая первопричин природы, а искал объяснения только некоторых частных явлений, следовательно, он строил без фундамента».

Потом они обменялись лишь несколькими письмами через посредников, и эти письма были осторожными, дипломатичными, не содержали настоящей научной дискуссии.

Мерсенн же не сдался. Он продолжал распространять идеи Галилея во Франции, несмотря на цензуру. Он распространял известия о работе Галилея над «Беседами о двух новых науках» и способствовал их известности во Франции. «Беседа о двух новых науках» — последняя великая работа Галилея, написанная уже в заточении. Мерсенн организовывал обсуждения механики Галилея в своем парижском кружке. Он добивался, чтобы работы Галилея публиковались за пределами Италии — в Голландии, где цензура была слабее.

Фактически Мерсенн наладил канал проникновения идей Галилея в европейскую науку, невзирая на запреты инквизиции. Тихая, незаметная, но чрезвычайно важная работа. Благодаря Мерсенну механика Галилея стала достоянием всей Европы, а не осталась похороненной в итальянских архивах.

Мерсенн-богослов: борец с атеизмом и защитник механицизма

Ранние работы Мерсенна носили не научный, а богословский и полемический характер. Все-таки он был прежде всего служителем церкви.

В 1623 году, когда Мерсенну было тридцать пять лет, он опубликовал огромную книгу под названием «Знаменитейшие вопросы о Книге Бытия» («Quaestiones celeberrimae in Genesim»). Это был толстый фолиант почти в полторы тысячи страниц, написанный на латыни.

Книга была направлена против нескольких течений, которые Мерсенн считал опасными, — против атеизма, который, по его мнению, начинал распространяться в образованных кругах; против магии и оккультизма, бывших популярными в начале XVII века; против герметической философии с ее мистическими учениями о тайных силах природы и алхимических превращениях.

Позиция Мерсенна была характерной для раннего Нового времени и очень показательной. Он был убежден, что новая механическая наука не подрывает религию, а наоборот, укрепляет ее. Математические законы природы, регулярность небесных движений, упорядоченность мироздания — всё это, по его мнению, свидетельствует о существовании разумного Творца, установившего эти законы.

Именно поэтому монах Мерсенн мог без малейших противоречий заниматься одновременно богословием и физикой, защитой христианской веры и популяризацией механистической философии Декарта и Гассенди. Для него это были не противоречащие друг другу, а взаимодополняющие занятия.

Позднее, в 1630-х и 1640-х годах, Мерсенн стал одним из главных популяризаторов новой механистической философии. Он распространял идеи Декарта о природе как машине, идеи Гассенди об атомистическом строении материи, идеи Галилея о математическом описании движения. И делал это не вопреки своему монашескому статусу, а именно благодаря ему — потому что видел в новой науке доказательство мудрости Творца.

Это очень важный момент для понимания научной революции. Часто ее изображают как борьбу науки против религии. На самом деле многие ключевые фигуры — в том числе Мерсенн — были глубоко религиозными людьми, которые считали, что изучение природы приближает нас к Богу.

Числа Мерсенна: от ошибочного списка до GIMPS

Собственные математические работы Мерсенна сегодня известны гораздо меньше, чем его роль посредника и организатора науки. Но есть одно блестящее исключение — числа Мерсенна.

Числа Мерсенна — это числа вида Mp = 2p — 1, где p — простое число. Например: M₂ = 3, M₃ = 7, M₅ = 31, M₇ = 127.

Эти числа интересны не сами по себе, а своей связью с совершенными числами, интересовавшими ученых с античных времен. Совершенное число — это число, равное сумме всех своих собственных делителей (то есть делителей, меньших самого числа).

Например:

6 = 1 + 2 + 3 (делители 6, кроме самого числа: 1, 2, 3)

28 = 1 + 2 + 4 + 7 + 14 (делители 28: 1, 2, 4, 7, 14)

Еще Евклид в «Началах» доказал теорему: если 2p — 1 является простым числом, то (2p-1) × (2p ^–1) — совершенное число.

Проверим: если p = 2, то 2²–1 = 3 — простое. Тогда 2¹ × 3 = 6 — совершенное. Если p = 3, то 2³–1 = 7 — простое. Тогда 2² × 7 = 28 — совершенное.

В XVIII веке Эйлер доказал обратное: всякое четное совершенное число имеет такой вид. (Существуют ли нечетные совершенные числа — одна из старейших нерешенных задач математики.) Поиск простых чисел Мерсенна эквивалентен поиску четных совершенных чисел.

В 1644 году в своей книге «Физико-математические рассуждения» («Cogitata Physico-Mathematica») Мерсенн опубликовал список показателей p ≤ 257, для которых, как он утверждал, числа 2p — 1 простые:

p = 2; 3; 5; 7; 13; 17; 19; 31; 67; 127; 257.

Список оказался верным лишь частично. Мерсенн пропустил несколько простых чисел: для p = 61; 89; 107 числа Mp тоже простые. И включил несколько ошибочных: для p = 67 и p = 257 числа Mp составные.

Но именно этот список стал стартовой точкой многовекового исследования. Математики следующих столетий проверяли утверждения Мерсенна, находили ошибки, открывали новые простые числа Мерсенна.

В 1772 году Леонард Эйлер, уже будучи слепым и диктуя вычисления помощнику, доказал, что M₃₁ = 2³¹–1 = 2 147 483 647 — простое число. Это было выдающееся достижение ручных вычислений.

В 1876 году Эдуард Люка доказал, что число M₁₂₇ = 2¹²⁷–1 простое. Оно содержало 39 цифр. Это было на пределе возможностей ручного счета. Люка использовал специальный метод проверки, который позднее был усовершенствован Дерриком Лемером и теперь называется тестом Люка — Лемера.

Этот тест замечателен тем, что позволяет проверить, простое ли число Мерсенна, гораздо быстрее, чем обычные методы проверки. В XX веке, с появлением компьютеров, поиск простых чисел Мерсенна стал областью вычислительной математики.

В 1952 году компьютер SWAC (Standards Western Automatic Computer) нашел пять новых простых чисел Мерсенна — это была сенсация. Впервые машина открыла новый математический факт. С тех пор почти все рекордные простые числа — т. е. самые большие известные простые числа — имеют форму чисел Мерсенна.

В 1996 году был запущен проект GIMPS (Great Internet Mersenne Prime Search) — распределенной сети вычислений, объединяющей тысячи компьютеров по всему миру. Любой желающий может скачать программу, и его компьютер в свободное время будет проверять, простое ли найденное число.

Каждое новое открытие простого числа Мерсенна становится мировой новостью. Самое большое известное на сегодня простое число — это M_{82 589 933} = 2^{82 589 933}–1, открытое в декабре 2018 года. Это число содержит 24 862 048 цифр. Если напечатать его обычным шрифтом, понадобится около девяти тысяч страниц. Это число по-прежнему остается самым большим известным простым числом.

Историческая ирония поразительна. Мерсенн сделал ошибки в своем списке. Он не доказал ни одного из своих утверждений, не мог проверить большие числа — у него не было даже логарифмических таблиц в современном виде. Но через 380 лет после его смерти его имя стало символом самых больших чисел, которые человечество умеет находить. Проект GIMPS, объединяющий тысячи компьютеров, ищет именно числа Мерсенна. Каждое новое рекордное простое число носит его имя.

Акустика и «Harmonie universelle»

Мерсенн занимался не только математикой и организацией научной переписки. Одна из важнейших его собственных научных работ касается физики звука и музыки.

В 1636 году он опубликовал огромный трактат «Всеобщая гармония» («Harmonie universelle») — энциклопедическое исследование музыки, акустики и гармонии. Книга содержала теорию музыкальных интервалов, описание музыкальных инструментов, законы колебаний струн, экспериментальные данные по распространению звука.

Там Мерсенн сформулировал законы колебаний натянутой струны. Он установил, что частота колебания струны зависит от:

• ее длины (обратно пропорционально);
• ее натяжения (пропорционально квадратному корню из натяжения);
• ее плотности (обратно пропорционально квадратному корню из линейной плотности).

Эти зависимости до сих пор называют законами Мерсенна.

Книга содержала не только теоретические рассуждения, но и огромное количество экспериментальных данных. Мерсенн измерял частоты звуков разных инструментов, изучал явление резонанса, исследовал, как устроены орган, лютня, виола, труба.

Он также предпринял одну из первых попыток измерить скорость звука экспериментально, поставив такой опыт: один человек выстреливал из мушкета на определенном расстоянии, другие наблюдатели засекали промежуток времени между вспышкой выстрела и звуком.

Результат Мерсенна (около 450 м/с) был не вполне точным — настоящая скорость звука в воздухе при нормальных условиях около 340 м/с, — но сам метод заложил основу для будущих, более точных измерений.

Эта работа была одной из первых настоящих физических исследовательских программ XVII века — систематической попыткой получить численные данные о природном явлении экспериментальным путем.

Последние годы и смерть: разрыв научной сети

Мерсенн умер 1 сентября 1648 года в Париже в возрасте шестидесяти лет. Его смерть стала переломным моментом в научных коммуникациях Европы.

Современники сразу же отметили, что с уходом Мерсенна переписка между учеными стала менее интенсивной. Исчез человек, который соединял всех. Декарт больше не получал писем от Ферма. Гассенди не узнавал о работах Роберваля. Паскаль оказался в относительной изоляции.

Темпы научной коммуникации в Европе замедлились. Идеи распространялись медленнее. Конфликты разгорались острее, потому что не было человека, который мог бы смягчить формулировки и организовать их спокойное обсуждение. Понадобилось почти двадцать лет, чтобы возникли новые институты, которые взяли на себя функции Мерсенна.

В 1603 году, еще при жизни Мерсенна, в Италии была основана Accademia dei Lincei, однако в 1630 году умер ее основатель и деятельность этой академии скоро прекратилась. В 1660 году в Лондоне было основано Королевское общество (Royal Society) — первая настоящая научная академия в современном смысле. В 1665 году начал выходить первый научный журнал — Philosophical Transactions Королевского общества.

В 1666 году в Париже была основана Королевская академия наук (Académie Royale des Sciences) — прямая наследница «Академии Мерсенна». В 1665 году начал выходить французский научный журнал Journal des Sçavans.

Эти институты — академии и журналы — взяли на себя роль, которую раньше играл один человек. Марен Мерсенн в одиночку занимался организацией научной переписки, распространением идей, посредничеством в спорах.

Почему Мерсенн оказался так важен?

Когда мы излагаем историю науки, мы обычно строим рассказ вокруг великих имен и великих идей. Коперник и гелиоцентризм. Галилей и законы падения. Декарт и аналитическая геометрия. Ньютон и закон всемирного тяготения.

Мерсенн не сделал ни одного великого открытия, но дал всем нечто иное — создал среду, в которой открытия могли появляться быстрее. Он ускорил циркуляцию идей. Теория вероятностей Паскаля и Ферма распространялась через него. Аналитическая геометрия Декарта обсуждалась в его кружке. Новая механика Галилея приходила во Францию по его каналам. Числа Ферма рассылались в его письмах.

Без Мерсенна всё это происходило бы гораздо медленнее. Возможно, Паскаль и Ферма вообще не начали бы свою переписку о вероятностях. Возможно, Декарт и Ферма никогда не узнали бы о методах друг друга. Возможно, идеи Галилея остались бы похоронены в Италии после процесса инквизиции.

Историки науки всё чаще приходят к выводу: научная революция XVII века была не только революцией идей, но и революцией коммуникации. Новое знание о природе возникло не просто потому, что появились гениальные ученые — гениальные ученые были и раньше. Оно возникло потому, что эти ученые смогли быстро обмениваться идеями, критиковать работы друг друга, учиться друг у друга, соревноваться и сотрудничать.

И в этой революции коммуникации Мерсенн сыграл центральную, хотя и невидимую роль. Он был узлом сети, которая держала всю структуру. Один из современных историков науки писал: «Если бы история была справедливее к инфраструктуре, чем к теориям, Мерсенн стоял бы в одном ряду с Декартом и Галилеем. Не потому, что открыл что-то столь же великое, а потому, что без него они открывали бы гораздо медленнее».

Сегодня имя Мерсенна известно в основном из-за чисел Мерсенна и проекта GIMPS. Это почти случайная деталь его биографии. Его настоящая заслуга была в другом — он помог создать научное сообщество как сеть общения, обмена, критики и сотрудничества.

Он был операционной системой науки XVII века, ее системным администратором. Без операционной системы программы работать не могут. Мерсенн был той средой, в которой работали гении. И это, возможно, не менее важно, чем любое открытие.

Мне кажется, что поначалу Мерсенн надеялся сделать что-то выдающееся в математике, но довольно скоро понял, что он не ровня Паскалю или Ферма, или даже склочному Робервалю. Другой на его месте махнул бы на себя рукой и полностью погрузился в богословские проблемы. Мерсенн же совершил самопожертвование. Он посвятил всю жизнь служению другим — более проницательным, более способным, более умным, и это ему зачлось по самому строгому гамбургскому счету.

Виталий Мацарский

Shapin S. The Scientific Revolution. Chicago: University of Chicago Press, 1996.

Bots H. Correspondance et information: la République des Lettres au XVIIe siècle. Paris: Éditions du Seuil, 1984.

Dear P. Mersenne and the Learning of the Schools. Ithaca: Cornell University Press, 1988.