Том 37. Женщины-математики. От Гипатии до Эмми Нётер

Глава 3 Небесная интермедия

Все женщины, о которых мы расскажем в этой главе, были астрономами. Также все они одновременно были избраны членами Британского королевского астрономического общества — авторитетного учреждения, созданного в 1820 году английскими астрономами. Наши героини стали не полноправными, а лишь почетными членами общества — прославленные звездочеты, находившиеся во власти предрассудков, не допустили большего.

Астрономическое общество полностью открыло двери для женщин лишь в 1915 году. Из всех препятствий, которые чинили мужчины женщинам в науке, это выглядит особенно гротескным: по какой таинственной причине право смотреть на звезды имеют лишь мужчины? Мы никогда не найдем этому объяснений, как не сможем мы понять и самого Аристотеля, о котором писал Бертран Рассел.

Доступная нам картина звездного неба не вполне соответствует реальности: мы наблюдаем небосвод лишь ночью и, как правило, невооруженным глазом. Между тем на небесах разворачивается восхитительный спектакль: взрываются сверхновые, черные дыры поглощают материю, и перед нами появляются прекрасные и величественные картины, например крупные галактики удивительных форм и цветов.

Но все это живописное разнообразие доступно лишь обладателям хороших телескопов, невооруженным же глазом разглядеть можно очень немногое.

Первый орбитальный телескоп «Хаббл», запущенный NASA, расположен за пределами атмосферы, и ему не мешают ни световое загрязнение, ни загрязнение воздуха. «Хаббл» сделал доступными для всех удивительные изображения Вселенной — от их красоты и обилия деталей захватывает дух. В 2009 году Европейский союз запустил в космос свой телескоп под названием «Гершель». Он намного больше «Хаббла» (диаметр его зеркала составляет 3,5 метра), а наблюдения с его помощью производятся в инфракрасной части спектра. Если «Хаббл» заставил нас раскрыть рты от удивления, то «Гершель» покажется настоящим чудом.

Но обо всем по порядку. «Гершель» назван в честь величайшего астронома XVIII века Вильгельма Гершеля (1738–1822) — англичанина, который родился в Германии и при переезде на зеленые поля Британии сменил имя на Уильям. Он стал невероятно известен благодаря открытию планеты Уран: хотя астрономы наблюдали ее и ранее, они не идентифицировали Уран как планету. Разумеется, Гершель назвал новую планету Георг III, несколько по-лакейски отблагодарив английского короля — своего работодателя. Но кто мы такие, чтобы требовать от великого астронома полного равнодушия к мирским соблазнам. Достаточно сказать, что Уран с середины XIX века стал называться Ураном, а у Уильяма Гершеля была сестра, которая, как и он, занималась астрономией. О ней и пойдет наш рассказ.

Семья Гершелей, как и основатель английской правящей династии, происходила из немецкого города Ганновера. Глава семейства, Исаак, был военным музыкантом. Своего первенца он готовил к той же судьбе, и действительно, Вильгельм умел играть на гобое и даже принял участие в сражении. В каталогах музыкальных издательств сегодня можно найти записи концертов и симфоний Гершеля. Его мелодии говорят, что будущий астроном отличался определенной чувствительностью, а эти черты характера в то время не были присущи военным. Неудивительно, что Гершель после боевого крещения пропел «Ах, не зря даны мне ноги» и в 1766 году уехал в братскую Англию (в те времена Ганновером и Англией правил один король) в поисках мира и работы.

Его сестра Каролина, которая была на 12 лет моложе, осталась в Ганновере: ее матери была нужна помощь по дому, да и старшее поколение Гершелей твердо верило, что удел женщины — домашнее хозяйство. При этом Каролина по своему положению в доме практически приравнивалась к прислуге. В десять лет она переболела тифом и перестала расти. Она была просто крохотной, особенно по сегодняшним меркам — ее рост составлял всего 130 сантиметров, и вдобавок не отличалась приятной внешностью. Мать была уверена в том, что Каролина никогда не выйдет замуж (и в этом она оказалась права) и что ее единственным предназначением была работа по дому (а вот здесь, как вы увидите, она ошибалась).

Каролина помнила, как ее отец, когда она была еще совсем маленькой, показывал ей звезды и созвездия, а между ними — хвост кометы, которая была тогда видна на небе. Возможно, именно в тот момент в землю упало первое зернышко, из которого впоследствии выросло пышное дерево.

Портрет Уильяма Гершеля в возрасте 47 лет кисти английского художника Лемюэля Фрэнсиса Эбботта.

Каролина, должно быть, устала жить в заточении вместе с матерью и в 1772 году сбежала в Англию — ее брату тоже был нужен кто-то, кто взял бы на себя домашние хлопоты. Уильям недурно устроился на английской земле. Он зарабатывал на жизнь музыкой — давал концерты, играл на органе, дирижировал хорами. У Каролины оказался прекрасный голос, и, взяв несколько уроков пения, она стала солировать на концертах. Именно тогда с Уильямом произошло одно событие, которое, подобно падению апостола Павла с лошади, круто изменило его судьбу, а вместе с ней и судьбы многих других людей. В руки юноше попала книга по астрономии — по мнению многих историков, то была «Астрономия» Фергюсона (Astronomy explained upon sir Isaac Newton’s principles, 1750). Уильям полюбил науку о звездном небе, и любовь оказалась взаимной. Он сразу же понял, что будущее — за зеркальными телескопами-рефлекторами, и принялся как одержимый полировать зеркала, изготавливать и продавать все более совершенные телескопы. Со временем Каролина начала ему помогать — ее умелые руки, казалось, были созданы для этой работы.

Уильям, потративший немало времени на математику и астрономию, рассказал сестре все необходимое для того, чтобы она могла помогать ему в астрономических исследованиях. Следует отметить, что Каролина никогда не знала математики в совершенстве, да и не стремилась к этому. Она ограничилась тем, что взяла из обширного и богатого сада математики лишь самые необходимые плоды. Каролина стала управлять делами брата и проводила все трудоемкие тригонометрические расчеты до и после наблюдений.

Портрет Каролины Гершель в возрасте 79 лет.

По всей видимости, девушка попала в родную стихию, и ей одна за другой покорялись тайны небес и глубины тригонометрии. Настойчивость и правильная организация труда дали удивительные результаты, и постепенно Каролина овладевала астрономией все лучше. Она блестяще усвоила уроки, данные братом, и в 1782 году проводила наблюдения самостоятельно. Уильям выделил сестре отдельный телескоп, и Каролина с энтузиазмом принялась за наблюдения, в частности, занявшись «охотой» на кометы. Не будем забывать, что в 1781 году Уильям Гершель открыл планету Уран и стал известен на весь мир.

Славный момент первого открытия наступил 1 августа 1786 года. В 1786–1797 годах Каролина обнаружила восемь новых комет. Это было выдающимся достижением для любого астронома, и некоторые стали называть ее «первой леди комет». В ту эпоху было совершенно неслыханным, чтобы подобное совершила женщина, да еще и ростом всего 130 см. Каролина стала считаться самостоятельным астрономом, и за ее заслуги, а также за помощь первому астроному королевства в 1787 году Его Величество назначил ей жалованье, и весьма неплохое — 50 фунтов ежегодно. Каролина Гершель стала первой женщиной в мире, получавшей жалованье за научную работу. Как можно догадаться, она не ограничивалась кометами, а также открыла и внесла в каталоги несколько туманностей и звездных скоплений.

В 1788 году Уильям женился, и его отношения с сестрой, по всей видимости, заметно ухудшились. Но работать они продолжали вместе, и десять лет спустя Каролина завершила работу над собственным каталогом звезд, где описала все свои открытия и уточнила знаменитые результаты, полученные Джоном Флемстидом — королевским астрономом и современником Ньютона. Каролина внесла в каталог целых 560 новых звезд. К тому времени она стала уважаемым астрономом и даже трижды была приглашена к королевскому двору.

После смерти Уильяма Каролина решила вернуться в Ганновер. Шел 1822 год. Она продолжала работать, теперь чтобы помочь племяннику, Джону Гершелю, сыну и наследнику Уильяма и также великому астроному. Результатом многолетнего труда Джона стал каталог туманностей (некоторые из них впоследствии оказались галактиками), куда он включил все собственные открытия и открытия отца.

В подобных случаях обычно говорят, что Каролина, окончив труд всей своей жизни, испустила последний вздох, но это не так: она прожила еще долго и умерла в 98 лет, сохранив ясный ум и сравнительно неплохое здоровье. Дружба с ней считалась своеобразным знаком отличия в обществе. Ей даже нанес визит лучший математик и астроном эпохи, глава Гёттингенской обсерватории Карл Фридрих Гаусс (1777–1855).

Последние годы жизни Каролины стали для нее самыми счастливыми, так как принесли немало наград и почестей: Ирландская королевская академия избрала ее своим членом, Британское королевское астрономическое общество наградило ее золотой медалью в знак признания заслуг, а прусский король пожаловал ей еще одну медаль, когда Каролине исполнилось 96. Когда на следующий год прославленного астронома посетил с визитом наследный принц, ей хватило оптимизма и энергии, чтобы своим поставленным сопрано спеть несколько отрывков из музыкальных произведений покойного Уильяма. Вместе с Мэри Сомервилль, еще одной блестящей женщиной-математиком, Каролина Гершель была избрана почетным членом авторитетного Британского королевского астрономического общества — Каролина была женщиной, а согласно уставу общества, женщины не могли быть его полноправными членами.

Крупнейший телескоп, сконструированный Гершелем, под названием «Чудовище» имел зеркало диаметром 1,2 м — чуть меньше роста Каролины. Как-то раз во время наблюдений исследовательница повисла на крюке в опоре телескопа и серьезно поранилась.

Интерес представляют и почести, которые воздал Каролине Гершель мир науки после ее смерти. В Новом общем каталоге приведены объекты под номерами NGC 205, 225, 253, 381, 659, 891, 2349, 2360, 2548, 6633, 7380 и 7789. Все они открыты Каролиной Гершель. В ее честь назван астероид под № 281 «Лукреция». Также имя Каролины Гершель носит лунный кратер диаметром 13 километров. Не будем забывать и дань уважения, которую мы отдали этой исследовательнице на страницах нашей книги — возможно, довольно скромную, но, без сомнения, очень искреннюю.

* * *

* * *

В один и тот же день почетными членами Британского королевского астрономического общества были избраны сразу две женщины. Это было исключительное событие, так как мир астрономии ранее принадлежал исключительно мужчинам. Одной из этих женщин была Каролина Гершель — астроном с многолетним опытом, настоящий ветеран, закаленный многими тысячами ночей, проведенных у телескопа. Она была сестрой Уильяма Гершеля, который прославился, среди прочего, как первооткрыватель планеты Уран.

Другой женщиной была дама шотландского происхождения, на 30 лет моложе Каролины. Она была не столько астрономом, сколько математиком и носила еще не столь громкое в то время имя Мэри Сомервилль. О ней мы сейчас и расскажем.

Женщина, которая поняла Лапласа

Мэри Сомервилль родилась в шотландском графстве Файф. То немногое, что нам известно о ее детстве, изложено в воспоминаниях Мэри, написанных в соавторстве с ее дочерью. В девичестве Мэри носила фамилию Фэрфекс. Ее отец был высокопоставленным офицером флота и дослужился до вице-адмирала. Не следует думать, что уже в раннем детстве Мэри овладела иностранными языками или проявила какую-либо другую одаренность. Умственные способности Мэри, удивительные для любого ребенка ее лет, прошли мимо внимания ее родителей. Сама Мэри вспоминала об одиночестве и не слишком приятных годах в школе-пансионе. Талант девочки заметил лишь ее дядя и будущий свекор, преподобный Томас Сомервилль. Он единственный оценил способности Мэри по достоинству и счел, что их следует развивать, несмотря на то что женщины считались существами второго сорта. Вы уже знаете, что женщины в те годы в лучшем случае умели читать (умение писать считалось не столь важным), ткать, возможно, рисовать, играть на пианино и вести хозяйство, а все остальное было излишним либо предосудительным.

Когда Мэри было 13, ее родители переехали в Эдинбург. Девочка правильно, пусть и нарушая существовавшие правила приличия, отвечала на вопросы, которые гувернеры задавали ее брату, и ей разрешили присутствовать на его занятиях — в качестве слушательницы. Как-то раз на уроке рисования учитель, знаменитый пейзажист Нейсмит, рассказал брату Мэри о том, каких высот геометрии достиг древний мудрец по имени Евклид. Мэри попросила учителя раздобыть для нее «Начала» Евклида, быстро прочла книгу — самостоятельно, поскольку Нейсмит не был математиком, — и попросила учителя, которому потомки должны быть благодарны, раздобыть другие книги в том же стиле, в том числе труды Леонарда Эйлера. Ее страсть к алгебре была так сильна, что родители начали беспокоиться о здоровье Мэри: они боялись, что увлечение математикой в столь нежном возрасте плохо скажется на умственном развитии девочки.

Шотландия в ту пору была отсталым районом Великобритании, поэтому Мэри самостоятельно постигала науки, особенно математику, и в 24 года вышла замуж за некоего Сэмюэла Грейга, который, как и ее отец, был моряком, но вскоре овдовела. Как объясняла Марта, дочь Мэри, господин Грейг был человеком своего времени: он не проявлял ни малейшего интереса к увлечениям жены и был твердо убежден, что женщины должны исполнять роль служанок при мужчинах. После смерти Грейга Мэри осталась юной вдовой, получила некоторую свободу и смогла продолжить обучение.

Мэри Сомервилль.

Свободой Мэри воспользовалась сполна: мир науки открылся ей совершенно неожиданным способом — благодаря развлекательным женским журналам, в частности The Ladies' Diary. Она щелкала головоломки и задачи словно орешки и завела себе друзей в мире науки, которые открыли молодой женщине путь к профессиональной математике и помогли подобрать учебники. Мэри прочла «Астрономию» Джеймса Фергюсона (Astronomy explained upon sir Isaac Newton's principles) — английскую астрономическую Библию, а также другие довольно трудные тексты, например «Математические начала натуральной философии» Ньютона и «Небесную механику» Лапласа. Кроме того, Мэри подробно изучила сферическую тригонометрию. В те времена английская математика страдала от десятилетий изоляции, препятствовавшей притоку свежих идей с континента, поэтому знакомство с трудами Лапласа оказалось для Мэри весьма плодотворным.

В 1812 году она вновь вышла замуж. Вторым мужем Мэри стал ее двоюродный брат Уильям Сомервилль, который в то время работал инспектором больниц. Он относился к таланту жены и ее стремлению к знаниям совершенно иначе, нежели господин Грейг: Уильям не только был сторонником обучения женщин, но и вскоре понял, что жена намного умнее его самого (и не замедлил открыто сказать ей об этом). Уильям всегда был лучшим помощником Мэри и при необходимости даже переписывал ее рукописи.

Супруги в итоге переехали в Лондон, так как Уильям получил повышение и спустя некоторое время даже был избран членом Лондонского королевского общества. Теперь Мэри интересовалась всем, начиная от ботаники и заканчивая геологией, и познакомилась со многими учеными, главным образом в поездках по континентальной Европе вместе с мужем. Среди новых знакомых были Био, Лаплас, Пуассон, Араго и многие другие. Затем Уильяма вновь повысили по службе, и Сомервилли обзавелись домом в лондонском Челси — районе, который, можно сказать, в то время был центром мира.

В Англии Мэри познакомилась с Бэббиджем и Гершелями, а также посоветовала продолжить занятия математикой некой леди Лавлейс, дочери лорда Байрона (у нас еще будет возможность сказать несколько слов и о ней). Наконец Мэри Сомервилль оценили по достоинству, и она была избрана членом многих научных обществ — часто лишь почетным членом, ведь бородатые академики не забывали, что Мэри была всего лишь женщиной. Премьер-министр лорд Мельбурн от имени правительства Ее Величества назначил ей жалованье в размере 300 фунтов в год.

* * *

Слева — разворот «Небесной механики» в английском, точнее американском, переводе. Автором перевода, лишенного каких бы то ни было комментариев и упрощений, был американский математик Нафанаил Боудич. Его труд оказался титаническим: взглянув на иллюстрацию, вы оцените сложность оригинала. В 1831 году Мэри Сомервилль подготовила популярный перевод этой книги — точный, но в то же время понятный, — который носил название «Небесная механика» (Mechanism of the Heavens). Одна из страниц этого перевода изображена справа.

* * *

Семья Сомервиллей из-за слабого здоровья мужа переехала во Флоренцию. Здесь они остались на много лет, за это время Мэри написала «Физическую географию» — самую успешную свою книгу: подобно бестселлерам Элизе Реклю (1830–1905) по геофизике, даже несколько десятков лет спустя книга Сомервилль по-прежнему не теряла популярности у широкой публики.

Даже в 90 лет, незадолго до смерти, Мэри все еще ежедневно посвящала математике 4–5 часов в день. Многие хотели бы отличаться подобной ясностью ума в таком возрасте. Умерла Мэри Сомервилль во сне. Разумеется, ее именем назван лунный кратер (на видимой стороне Луны) — как посмертное признание заслуг со стороны коллег-астрономов.

* * *

Пьер-Симон Лаплас.

* * *

Доступным языком

Мэри Сомервилль можно назвать первым в истории автором научно-популярных книг. Иными словами, сначала она подробно изучала различные темы, а затем излагала их так, чтобы их могли понять менее одаренные читатели. В некрологе, напечатанном в газете «Таймс», эта сторона ее творчества отмечена особо: так, указывается, что хотя первые попытки Мэри экспериментально связать ультрафиолетовые лучи и магнетизм оказались безуспешными, при этом особого упоминания заслуживают книги, вышедшие из-под ее пера.

Логично, что первым среди ее трудов упоминается титанический перевод «Небесной механики». Лорд Генри Брум, который в то время председательствовал в палате лордов, бывший студент-математик и филантроп, предложил перевести этот памятник математической и астрономической мысли и включить его в число публикаций Общества распространения полезных знаний Великобритании, которое он в то время возглавлял. Однако этот проект, утвержденный после длительных обсуждений, требовал поистине колоссального труда. Мэри попыталась сделать доступной для всех книгу, которая изначально предназначалась для немногих. Когда Мэри завершила свой труд, он оказался столь велик, что у почтенного общества не хватило бы средств на публикацию. Сэр Джон Гершель, прочитав книгу, предложил подготовить ее популярное издание (его опубликовал Джон Мюррей в 1831 году), и, ко всеобщему удивлению, оно имело успех. Это издание носило название Mechanism of the Heavens, или «Небесная механика».

В 1834 году была опубликована книга Мэри под названием «Взаимосвязь физических наук» (The Connexion of the Physical Sciences) — общее описание природы, получившее крайне благосклонные отзывы критиков за точность и полноту. В книге была изложена настоящая «космология», достойная самого Александра фон Гумбольдта, автора «Космоса» и человека, который знал о мире все. В издании от 1842 года привлекает внимание описание предполагаемых отклонений Урана от орбиты. Прочитав книгу, астроном Джон Куч Адамс (1819–1892) заинтересовался вопросом и в итоге… открыл планету Нептун. Во «Взаимосвязи физических наук» обсуждаются самые разные темы, начиная от поляризации света и заканчивая задачей трех тел.

Следующей книгой Мэри Сомервилль стала «Физическая география» — история Земли, изложенная с позиций тогдашней науки. Обе эти книги принесли Мэри известность, и в 1869 году Королевское географическое общество наградило ее медалью королевы Виктории. В том же году была опубликована ее последняя книга — «Молекулярная и микроскопическая наука», в которой были изложены все простые и сложные знания, известные в то время о микромире.

Александр фон Гумбольдт писал: «Госпожа Сомервилль сильна в чистой математике». В этом он оказался совершенно прав. Также она была феминисткой и с годами все больше сил посвящала борьбе за права женщин.

В вестибюле Сомерсет-хауса, где расположено уважаемое и влиятельное Лондонское королевское общество, установлен бюст Мэри Сомервилль работы скульптора Френсиса Чантри. Рассказывают, что однажды скульптор уступил просьбам своей подруги, которая хотела познакомиться с известным астрономом — госпожой Сомервилль. Через несколько дней Чантри пригласил Мэри и свою подругу на дружеский обед и с удовольствием увидел, что дамы прекрасно поладили. Однако он не сказал подруге, что ее обаятельной и приятной собеседницей, сведущей в опере и других «фривольностях», была госпожа Сомервилль. Когда его подруга узнала об этом, то очень удивилась: она никогда бы не подумала, что эта удивительно «нормальная» дама была прославленным ученым.