Грегори Гбур - Загадка падающей кошки и фундаментальная физика

Пытаясь отыскать эти многочисленные взаимосвязи, Марей разрабатывал инструменты, подобные его же сфигмографу, изобретенному в 1860 г. и способному вычерчивать график изменения кровяного давления человека во времени. Марей хотел найти способы точно вычерчивать и измерять как все внешние движения животных, так и внутреннюю деятельность. Его усилия в этом направлении оказались исключительно успешными. Для нас, пожалуй, наибольший интерес представляют его исследования, связанные с движением животных. Для человека и лошади он придумал набор пневматических трубок, которые шли от ног бегущего существа к ручному прибору, куда передавалось давление воздуха при отталкивании ногой от земли. Устройство записывало, в какие моменты и как долго каждая нога существа оставалась в контакте с грунтом.

Данные Марея, которые вы можете видеть в нижней части его иллюстрации, размещенной здесь, показывают удары копыт рысящей лошади с течением времени (на рисунке время движется вправо). Горизонтальные разрывы между ударами копыт о землю показывают, что лошадь на рыси все же испытывает мгновения полета — мгновения, когда все четыре ее копыта одновременно находятся в воздухе. Публикация Марея с этими результатами во французском издании Animal Mechanism вышла в 1872 г.; первые фотографии Оксидента на рыси, сделанные Мейбриджем, вышли в 1873 г. Получается, что Марей опередил Мейбриджа в получении ответа на вопрос о лошадиной рыси! Его выводы, однако, не убедили, судя по всему, далеких от науки людей, возможно потому, что зрительно графический метод Марея не производил такого же сильного впечатления, как фотографии Мейбриджа.

В своих методах Марей сильно отличался от многих коллег тем, что категорически возражал против вивисекции как способа изучения анатомии животных и функций различных органов. Там, где его современники без колебаний вскрывали живые существа, чтобы изучить, как у них внутри все работает, Марей был глубоко убежден, что подобные методы дают неверные научные результаты. Физическое обездвиживание и оперативное вмешательство изменяют естественную жизнедеятельность животного, считал он, и это делает любые выводы, сделанные на основании подобных исследований, сомнительными. Марей старался регистрировать жизненные процессы без вмешательства в них, как можно более незаметными способами.

Эту же философию он перенес и на изучение живых существ в полете. Чтобы исследовать движение крыльев насекомых, он удерживал насекомое на месте и позволял ему хлопать крыльями по вращающемуся цилиндру, вымазанному сажей. Кончики крыльев сбивали сажу и оставляли после себя следы, по которым можно было судить, как крылья двигались во времени. С птицами такой метод неприменим — их невозможно удерживать на месте, поэтому Марей разработал аппарат, реагирующий на давление и похожий на тот, что использовался при изучении лошадей, чтобы измерить у птицы в полете махи крыльями вверх и вниз. Птица могла свободно лететь, но на нее была надета специальная сбруя, с которой вниз свисали пневматические трубки. Научный аппарат, естественно, вмешивался в действия птицы и, скорее всего, изменял ее естественные движения — это неизбежно. Но Марею необходим был способ записи движений птицы без необходимости прикасаться к ней.

Мы можем почти зрительно представить, как Марей «падает с кресла», впервые прочитав материал 1878 г. о сделанных Мейбриджем фотографиях лошади. Именно в фотографии Марей увидел потенциальное решение проблем. Через четыре дня после получения номера La Nature со снимками Мейбриджа Марей, как мы видели, с огромным энтузиазмом написал в журнал. Мейбридж с готовностью откликнулся: он рад был принять участие в дальнейшем изучении движения:

Я с большим интересом прочел письмо… касающееся фотографий, представляющих движения лошади, которые вы оказали мне честь воспроизвести в вашем уважаемом журнале; лестные замечания, которые вы там сделали, доставили мне огромное удовольствие. Будьте так любезны, передайте заверения в моем уважении профессору Марею и сообщите ему, что именно чтение его знаменитого труда о механике движения животных вдохновило губернатора Стэнфорда и внушило ему первую идею о возможности решения проблемы движения при помощи фотографии. Мистер Стэнфорд проконсультировался со мной по этому вопросу, и по его запросу я принял решение помочь ему в этой задаче. Он поручил мне провести серию более полных экспериментов.