Глава вторая
Предвидение Галена
И тот, кто даст удовлетворительное объяснение
этих явлений, должен быть поистине Изобретателем
и человеком, очень сведущим в Управлении и
Внутреннем Устройстве таких Анатомических Машин.
Г. Пауэр
Экспериментальная философия, 1664 г.
Почему глаз видит? Почему в памяти сохраняются, как живые, картины прошлого? Где прячется память? Эти «детские» вопросы человек стал задавать себе, должно быть, с того самого времени, как осознал себя человеком.
Невнятные рассуждения о душе, глядящей на мир через зрачки глаз, словно в открытую дверь, даже в древности успокаивали любопытство только тех, кто не желал задуматься. Критически настроенные умы требовали настоящей, материальной пищи. Тит Лукреций Кар иронизировал:
...Коль глаза только двери у нас заменяют.
То с устранением их, очевидно, гораздо бы лучше
Видеть способен был дух коль, самих косяков бы не стало.
Философский трактат, из которого взяты эти строки, был облечен в изящную форму поэмы «О природе вещей». Лукреций в I в. до н.э. как бы подводил итог достижениям науки античности. Вслед за Эмпедоклом, от которого Лукреция отделяло четыре столетия, поэт-философ считал, что
...Есть у вещей то, что мы за призраки их почитаем;
Тонкой они подобны плеве, иль корой назовем их.
Ибо и форму, и вид хранят отражения эти
Тел, из которых они, выделяясь, блуждают повсюду.
Чтобы сделать свою мысль убедительнее, он обращался к аналогиям. Вы ведь видели легкий дым костра, ощущали невидимый жар огня, дивились сброшенной шкуре змеи, повторяющей до мельчайших подробностей форму ее тела? Таковы и «призраки» – легкие, невидимые и неощутимые до той поры, пока они не встретятся с глазом:
...Ясно теперь для тебя, что с поверхности тел непрерывно
Тонкие ткани вещей и фигуры их тонкие льются.
«Призраки», «образы предметов» нужны были древнегреческим философам, чтобы объяснить механизм зрения. Эмпедокл учил, что в глазу образы соединяются с исходящим из зрачков «внутренним светом» (вот, оказывается, какого почтенного возраста «лучистые глаза»!). Контакт порождает ощущение – человек видит предметы. Так что душе нет надобности глядеть через зрачки: работа зрения, по Эмпедоклу, – это, как мы сказали бы сегодня, обыкновенный физический процесс.
Вполне физическими, материальными были у древних греков и «образы». Демокрит, живший примерно в 460...370 гг. до н.э., для которого в мире не существовало ничего, кроме атомов, утверждал: «призраки» – суть тончайшие атомные слои, улетевшие с поверхности тел в пространство. Они-то и проникают через зрачок в глаз. А глаз тоже состоит из атомов, и среди них непременно найдутся сродные тем, которые прилетели. Подобное соединяется с подобным, возникает «чувственный оттиск», приводящий в движение атомы души, а душа живет в мозгу. Разумная, чувствующая душа, в отличие от животной, обретающейся в сердце, и растительной, находящейся в животе...
Но вот что приводило в недоумение. Коль мозг есть «чувствующая душа», он должен ощущать. Между тем, медицина свидетельствовала, что мозг не воспринимает боли, когда его оперируют.
И величайший ученый древнего мира Аристотель, не одобрявший воззрений Демокрита, делает в конце IV в. до н.э. вывод: «Нет разумного основания считать, что ум соединён с телом». Следовательно, нет и причин делать вместилищем ума мозг.
С телом, утверждал Аристотель, соединена душа. Она есть «причина и начало живого тела», и место ей в сердце (вот вам истоки «сердечных склонностей» и прочего в том же роде). Мозгу же философ отводил роль холодильника, умеряющего сердечный жар. Анатомические представления того времени особой точностью не отличались, мнение знаменитости опровергать никто не посмел. А потом... Потом авторитет Аристотеля высился незыблемо добрых полтора тысячелетия.
На протяжении этих пятнадцати веков только однажды физиологические воззрения Аристотеля были подвергнуты – и успешно – критике. Сделал это Клавдий Гален (Клавдиус Галенус, писали его имя по-латыни), второй после Гиппократа гигант древней медицины.
Грек по национальности, Гален родился в Пергаме, столичном городе римской провинции, бывшем городе царей Пергамского царства. Точная дата этого события неизвестна, его принято относить к 130 г. н.э.
Отец Галена, архитектор, человек состоятельный, дал юноше великолепное образование. В Пергамской библиотеке, насчитывавшей около двухсот тысяч книг (по своему богатству она уступала только книгохранилищу Александрии), Клавдий познакомился с сочинениями Платона и Аристотеля, трудами философов-стоиков и их непримиримых противников – философов-эпикурейцев.
Гален изучал медицину у лучших врачей Пергама, потом четыре года путешествовал по городам, знаменитым своими учеными. Он побывал в Смирне, Коринфе и, конечно, в Александрии, где медики считались хранителями древнего эллинского искусства врачевания. Еще в III в. до н.э. Гарофил и Эразистрат вскрывали здесь трупы, ставили первые робкие опыты над животными...
Вернувшись из странствий, Гален получил место врача в школе гладиаторов. То, что ему предложили занять эту должность, свидетельствовало о таланте молодого медика. Бойцы стоили дорого, поставить их на ноги после жестоких ран, которые наносили им дикие звери или товарищи-противники, было в интересах хозяина, и плохому доктору путь в школу был закрыт. Впрочем, в гладиаторской школе Гален пробыл недолго. Город наместника одной из многочисленных провинций Римской империи казался убогим и скучным при одной только мысли о Риме – великолепном, пышном, средоточии людей искусства, философов, ученых...
Рим притягивал таланты, отправился в Рим и Гален. Он быстро завоевал там известность («громкую известность», подчеркивают историки) и как практикующий врач, и как теоретик медицины. На его лекции всегда сходилось множество народу. Он стал знаменитостью, и когда попытался было удалиться назад в Пергам, император Марк Аврелий вызвал его оттуда и сделал придворным медиком. Галену было тогда около 40 лет.
Император-философ (Марк Аврелий был последним крупным стоиком, его книга «Наедине с собой» оставила о нем куда более глубокую память, нежели все его войны и государственные распоряжения) по достоинству ценил талант своего врача.
Никто не мешал Галену в его научных занятиях. Он стал первым в истории науки физиологом-экспериментатором: делал животным трепанации черепа, обнажал головной мозг и, удаляя его по частям или рассекая, пытался постигнуть связь отделов мозга с глазами и другими органами чувств, перерезал нервы, чтобы выяснить их назначение.
Препарируя животных, Гален первым описал семь пар нервов, идущих от мозга к ушам, носу и другим частям тела, обнаружил в мозге зрительные бугры (он назвал их так, думая, что они связаны со зрением, однако много веков позже было доказано, что это верно лишь частично), а в глазу – сетчатку, от которой прямо к мозгу протянулся зрительный нерв.
Зрение, считал Гален, возникает благодаря «светлой пневме», которая находится между хрусталиком и радужной оболочкой. Она непрерывно поступает сюда из мозга через зрительный нерв. Именно она и воспринимает световые лучи. Образовавшееся от такого слияния светоощущение приходит к «центральному зрительному органу» – так называл ученый зрительные бугры...
«Чтобы создалось ощущение, – писал он, – каждое чувство должно претерпеть изменение, которое затем будет воспринято мозгом. <...> Вот почему мозг посылает частицу самого себя к хрусталиковой влаге, дабы узнавать получаемые ею впечатления. <...> В глазах <...> световые впечатления быстро достигают заключенной в глазу части мозга (курсив мой. – В.Д.) – сетчатой оболочки».
Какое замечательно прозорливое заключение! Оставим в стороне аристотелеву пневму, которую мозг якобы посылает к глазам (впрочем, по воззрениям некоторых современных нам физиологов, центральная нервная система посылает в сетчатку сигналы, управляющие чувствительностью клеток). Пренебрежем тем, что роль светочувствительного элемента отдана хрусталику, а не сетчатке (все догаленовские и многие позднейшие врачи и философы делали ту же ошибку). Не станем требовать от исследователя ответов сразу на все вопросы.
Полюбуемся лучше тем, как убедительно возвращена мозгу его истинная роль, которая с тех пор уже никем не оспаривалась, кроме безнадежных схоластов. И отдадим должное смелости утверждения, что глаз – неотъемлемая часть мозга.
Ибо в энциклопедиях наших дней зафиксирована чеканная фраза: «Глаз – это часть мозга, вынесенная на периферию»...
Галена отличала отвага, присущая всем истинным ученым. Он был готов защищать самые невероятные с точки зрения «здравого смысла» гипотезы, лишь бы объяснить действие живого органа без таинственных и непознаваемых сил. Такую гипотезу он, в частности, выдвинул для разрешения загадки, весьма смущавшей всех, кто только занимался зрением: как ухитряются проникать в крошечный зрачок «образы», летящие к глазу от предметов и сохраняющие их, предметов, натуральные размеры?
Когда из глаз выглядывала наружу душа, вопроса не существовало: она их видела. Но что делать с «образами» без нее?
И Гален отбрасывает «образы» вместе с душой. Мы видим в его рукописи первый в истории науки чертеж, иллюстрирующий работу глаза так, как она представлялась ученому: орган зрения – это некое подобие нынешнего радиолокатора.
Да, говорит Гален, правы были Эмпедокл и Платон: из глаз действительно исходят лучи. Но они нужны не для того, чтобы соединяться с летящими от предметов «образами». Лучи ощупывают предметы как бы тонкой невидимой спицей. Пусть башня или гора будут сколь угодно громадными – маленький зрачок сумеет своим «лучом» ощутить их формы. Вам кажутся наивными рассуждения Галена? А локатор на самолете показывает пилоту землю именно так...
Спустя немногим более четверти тысячелетия после смерти Галена пала Западная Римская империя. Античную науку забыли в Европе почти на десять веков. К счастью, в отличие от европейцев, персы и подвластные им сирийцы, а особенно завоевавшие в VII в. Персидскую империю арабы относились к знаниям греков и римлян с огромным уважением. На сирийский язык еще в V в. были переведены некоторые труды Аристотеля, затем Плиния. Появились по-сирийски и сочинения Галена.
Неторопливо текли столетия, менялись правители, расцветали и приходили в упадок города, а с ними и философские школы. В IX в. центром науки Востока стал Багдад, сказочный город халифов. Там, а затем в Каире, столице халифата династии фатимидов, жил замечательный мыслитель, физик, математик и медик Абу Али Ибн-аль-Хайсам, известный в средневековой Европе под именем Альгазена, Альгацена, Альхазана – в разных странах произносили на свой лад. Он родился в 965 г. по христианскому летосчислению в Басре. Кто был его отец – неизвестно, неясно и то, как получил он знания, сделавшие драгоценными для нас все его книги (увы, по большей части исчезнувшие). Но его «Оптика», к счастью, избежала гибели и в течение нескольких столетий была руководством для ученых средневековой Европы.
Альгазен утверждал, что никаких лучей глаз не испускает. Наоборот, это предметы посылают в глаз лучи каждой своей частицей! И каждый луч возбуждает в глазу соответствующую точку хрусталика (тут, увы, Альгазен был вполне согласен с Галеном и полагал хрусталик «чувствующим органом»).
Масса лучей – и один зрачок... Не будут ли они путаться, переплетаться? Альгазен ставит эксперимент, зажигает несколько свечей перед маленькой дырочкой, просверленной в коробке. И что же? На противоположной отверстию стенке возникают изображения каждой из свечек, – никаких искажений, никакой путаницы!
Вывод: любой луч движется сквозь дырочку самостоятельно, не мешая другим, и принцип этот «необходимо принять для всех прозрачных тел, включая прозрачные вещества глаза».
Итак, Альгазен изобрел камеру-обскуру, как много веков спустя стали называть такие ящики с дырочками. Но, как часто бывает, ученый прошел мимо изобретения, не придал своему опыту того значения, которое он заслуживал с практической точки зрения: Альгазен решал теоретическую задачу. А ведь стоило направить дырочку не на свечи, а на улицу, и... Ибн-аль-Хайсам не сделал решающего шага, слава первооткрывателя модели глаза ускользнула от него.
А может быть, модель не получилась потому, что озадачило исследователя странное обстоятельство: картинка на задней стороне ящика оказалась перевернутой. Мир в глазу – «кверху ногами»? Невозможно, ведь мы видим его прямым!
Альгазен был знаком с «Оптикой» Евклида, хорошо разбирался в вопросах преломления света. Может быть, «прозрачные вещества» глазного яблока изменяют путь света так, что изображение в глазу поворачивается «как надо»? Под этот заранее заданный ответ и подогнал ученый чертеж хода лучей. А подгонка под ответ, как мы хорошо знаем, не приносит успеха даже школьникам. Альгазен не поверил результату опыта и не совершил открытия. Более того, предложенные им модели глаза и хода лучей стали грузом, тянущим назад других исследователей.
Поддался авторитету Ибн-аль-Хайсама даже такой гений инженерного искусства, как Леонардо да Винчи, на столетия опередивший время своими техническими идеями. Противоречие между перевернутым изображением и «прямым» восприятием Леонардо разрешал «по-альгазеновски»: строил ход лучей в глазу так, чтобы картинка на задней стенке хрусталика была «вниз ногами»...
И здесь пропустим порядочное число лет, чтобы сразу познакомиться с Джамбатистой делла Портой, богатым итальянским аристократом, человеком незаурядным и противоречивым. (Немецкий историк физики Ф. Розенбергер дал ему такую характеристику: «полудилетант, полуневежда, а в значительной степени шарлатан», с чем, однако, другие исследователи не соглашаются и считают столь резкую оценку перегибом.)
Любознательность делла Порты была невероятной, он был неутомим в разыскании новых научных сведений и мастерски проводил различные опыты, иные из которых снискали ему притягательную и опасную славу чернокнижника.
Строил он и хорошо уже известные тогда камеры-обскуры, а во время возни с ними сделал замечательное изобретение. «Я хочу открыть тайну, о которой до сих пор имел основание умалчивать, – писал он в 1570 г. – Если вы вставите в отверстие двояковыпуклую линзу, то увидите предметы гораздо яснее, так ясно, что будете узнавать в лицо гуляющих по улице, как будто бы они находились перед вами».
Затем делла Порта сравнивал свою камеру-обскуру с глазом и совершенно правильно указывал, что хрусталик играет роль линзы в камере и проецирует изображение на заднюю стенку глазного яблока. Но тут же (увы, дилетантизм дает о себе знать!) делла Порта вопреки всякой логике утверждает, что чувствительным элементом глаза является все-таки не сетчатка, а хрусталик!..
Зато для человека, умеющего размышлять и знакомого с анатомией глаза лучше делла Порты, все становится на свои места. Через 13 лет после публикации сообщения о новой камере-обскуре (что поделать, век нетороплив) про нее узнает врач и анатом Феликс Платер, которого Иоганн Кеплер называл знаменитым. У Платера нет сомнений: камера – это великолепная, очень точная аналогия глаза. И он вновь поднимает на щит мысль Галена о том, что сетчатка есть чувствительный отросток мозга, находящийся в глазном яблоке.
Правда, Платеру не удалось нарисовать картину хода лучей через хрусталик. Математические знания его оказались для такой работы недостаточными. Последний штрих на картину наносит Кеплер (построивший, кстати, большую камеру-обскуру в Линце для наблюдения солнечного затмения 1600 г.): он подводит итог мыслям делла Порты и Платера.
Казалось бы, какое дело астроному до физиологии зрения? Но в те времена каждый серьезный ученый был философом, а значит, интересовался наукой широко, не замыкаясь в скорлупу профессиональных интересов. И спустя четыре года после постройки камеры Кеплер издает трактат «Дополнение к Вителлию», где в четвертой и пятой главах высказывает свою точку зрения на работу глаза. Геометрические построения не оставляют сомнений в том, что «правая сторона предмета изображается на сетчатке слева, левая – справа, верх – внизу, а низ – вверху».
В отличие от своих предшественников Кеплер не смутился полученным результатом. Для астронома мир устроен так, как он устроен, а не так, как нам желается. Кеплер не стал придумывать искусственные способы переворачивания изображения «ногами вниз» внутри глаза. К чему? Ведь картинка, полученная на задней стенке глазного яблока, «не завершает акта зрения до тех пор, пока изображение, воспринятое сетчаткой в таком виде, не будет передано мозгу».
Наука вновь обрела идеи Галена, чтобы иметь возможность двигаться вперед.
Но тогда, в начале XVII в., никто не восхитился прозорливостью великого врача. Ведь средневековые схоласты превратили труды Галена со всеми их ошибками – но можно ли обойтись без них в попытках понять столь сложную вещь, как зрение? – в непререкаемо священные книги, яростно преследовали любого, кто осмелился уточнить или исправить написанное там. Книги Галена были «тяжелой артиллерией» обскурантизма, их требовалось отвергнуть ради прогресса медицины, и их отвергали, уже не отделяя зерен от шелухи...
Только много-много лет спустя, когда обскурантизм был окончательно побежден и стал лишь печальной главой в истории средневековья, наука сумела очистить груды великого врача (всего их насчитывается до 500 по различным вопросам медицины, философии и этики) от всего наносного, что прилепили к ним схоласты.
Ибо, как сказал известный английский естествоиспытатель XIX столетия Гексли, «всякий, кто читал произведения Галена, невольно удивляется как многообразию его познаний, так и ясному представлению о путях, которыми должна развиваться физиология».