Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее

Так постепенно формировалась картина с небесными светилами, способными активно вмешиваться в земные дела.

Огромную роль сыграл переход к земледельческому укладу. Рождался календарь и вместе с ним систематическая астрономия. Но если положение Солнца в том или ином зодиакальном созвездии требовало проведения определенных жизненно важных работ, вело к особой погоде, разливу рек и т. п., то, разумеется, представлялось полезным связать с практикой и другие небесные явления. Скажем, эллины приступали к подрезанию виноградной лозы, когда вечером всходила звезда Арктур. Начало разлива Нила определялось по появлению Сириуса. Отсюда один шаг до простой увязки — Арктур влияет на лозу, Сириус вызывает своим божественным действием разлив реки.

Как вы помните, одна из заслуг аккадского бога Мардука — создание небесных домов для коллег-богов, поддерживавших его в борьбе с Тиамат. Отождествление тех или иных созвездий, Солнца, Луны и планет с жилищами определенных богов укоренилось именно со времен Шумера и Египта. Месопотамским цивилизациям, особенно вавилоно-халдейской эпохе, принадлежит главная заслуга в развитии астрологии.

Постепенно сформировалось представление о 12 главных домах (зодиакальных созвездиях), и по положению планет относительно этих созвездий и кое-каким дополнительным данным стали оценивать различные события.

Разумеется, сам по себе восход Сириуса не может быть причиной разлива Нила, а нахождение Марса в том или ином созвездии — причиной поражения или победы войск. Однако причинно-следственные связи, их четкое выделение — это тоже продукт развития научного стиля мышления, возникшего на довольно поздней стадии. В древности же причинно-следственная связь очень часто подменялась связью по' смежности[53].

Итак, астрология, зародившаяся на основе астрономических наблюдений где-то на грани магико-тотемического и религиозного мировоззрения, стала своеобразным тупиковым, хотя и довольно обширным ответвлением картины Вселенной. Эта эволюционная ветвь познания исходила из неверно трактуемых связей земных и небесных явлений. В таком смысле астрологическое учение ошибочно, ошибочно в системе современной науки. Однако оно сыграло в становлении этой науки выдающуюся роль.

Прежде всего, именно астрологические задачи необычайно стимулировали астрономические наблюдения — и в смысле объема, и в смысле точности. Избегая астрологии, вообще невозможно понять, почему в древности наблюдения неба и интерпретация небесных движений получили столь широкое распространение. Объяснять это так называемым чисто познавательным интересом — значит, вообще ничего не объяснять. Знания вне идей их практического применения — не обязательно утилитарного и сиюминутного никогда не получали сколь-нибудь заметного развития. Не срабатывал мощнейший механизм усиления, именуемый социальным заказом.

Исследования же звездного неба довольно быстро вышли за рамки построения сельскохозяйственного календаря в направлении создания календаря всеобщего, регламентирующего практически все сферы человеческой деятельности. Почему, скажем, посев должен осуществляться при строго определенном взаимоположении небесных светил, а крупная торговая сделка или объявление войны — когда угодно? Такого рода сверхзадачи и пытались решать древние, бесконечно уточняя свои наблюдения и детально отрабатывая интерпретацию их результатов. В сущности, эта чрезмерная надежда на всеобщий календарь и обеспечила астрономам, занимающимся астрологическими задачами, возможность вести систематическую работу при неослабевающем общественном интересе. Сказки о чистом познании, зародившиеся из-за неверной трактовки ряда фрагментов античной истории в эпоху Возрождения и позднее у просветителей, никогда не могли объяснить пристальное внимание правящих классов и простого народа к деятельности «звездочетов». Интерес вызывали скорее гороскопы, чем уточнения модели Вселенной, и именно за гороскопы платили деньги…

Это прекрасно понимали ведущие астрологи прошлого, которые, как правило, были и крупнейшими астрономами. Их отношение к гороскопам — другое дело, далеко не все они верили в свою астрологическую работу и нередко даже иронизировали над ней. К примеру будет сказано, мало кто из современных ученых, связанных с военными заказами, не понимает, что занимается бессмыслицей, хуже того — крайне опасной бессмыслицей, однако кто станет отрицать, что особенно в нашем веке военные проекты необычайно стимулировали результативность естественных наук и обеспечили средства для их феноменально быстрого развития, как, впрочем, и кусок хлеба для тысяч ученых…

Но наряду с общеизвестной функцией сестры-кормилицы астрология выполняла еще немалую работу, которая обычно несколько оттирается на второй план. Речь идет о типично астрологическом представлении о некой магической силе, обуславливающей взаимодействие небесных тел, а также возможность из воздействия на окружающую человека природу, на судьбы отдельных людей и целых народов. В конечном счете, оказалось, что небесные тела действительно служат центрами отнюдь не мистической гравитационной силы, определяющей их взаимное движение. Луна и Солнце формируют земные приливы и отливы, но вряд ли сколь-нибудь существенную роль играют возмущающие действия со стороны планет. Совершенно неправдоподобно, что, скажем, Марс способен повлиять на исход сражения… Открыты циклы активности Солнца, оказывающие весьма серьезное радиационное действие на земную атмосферу. Более того, сейчас мы понимаем, что гравитационная и радиационная активность Солнца — среди важнейших факторов формирования жизни на нашей планете. И очень многие тонкие и трудноизмеримые эффекты космического влияния пока лишь пытаются постичь. В этом плане древние астрологические идеи в определенной мере оправдались — пожалуй, не менее ярко, чем, например, мечты алхимиков о взаимопревращаемости веществ.

Кстати, по духу и методу астрология — сестра таких учений, как алхимия и парапсихология. Все они — проявления древнейшего магического мировосприятия, все они в немалой степени способствовали развитию тех или иных разделов науки.

Алхимики ставили перед собой сверхзадачу создания всеобщей рецептуры преобразования веществ — в чем-то аналогичную астрологической сверхзадаче всеобщего календаря. Сами по себе бесчисленные химические опыты составляли не единственную и, пожалуй, даже не главную заботу алхимика. Решающую роль играла его вера в определенные ритуалы составления смесей. Сочетания веществ могли вести к желательным результатам только в том случае, когда они соответствовали правильному сочетанию символов, в целом реализующему какое-либо магическое заклинание — ведь каждому веществу алхимик сопоставлял свой символ, очень часто астрологического характера. Разумеется, это была игра с недостаточными средствами, но она формировала колоссальный опыт в обращении с химическим материалом. Поиск философского камня не кажется столь уж бессмысленной затеей, если учесть, что именно идея получения золота открывала перед подвижниками души и кошельки владетельных князей (как сказали бы сейчас — каналы моральной и финансовой поддержки химических исследований).

Нечто похожее происходило и с парапсихологией, основанной на представлении о присущей человеку магической способности передавать свои мысли на расстоянии (телепатия) и даже непосредственно действовать силой мысли на окружающий материальный (телекинез) и духовный (спиритизм) мир[54]. Длительный опыт деятельности в этой сфере стимулировал многие великолепные достижения в психологии, привел к пониманию глубины человеческой психики, к практическому освоению такого важного явления, как гипноз.

Другая очень интересная проблема — глубокая связь еще формирующейся в эпоху верхнего палеолита магии с высокой аффективной активностью человека, чей язык тоже находился лишь в стадии формирования. В тесном мирке охотничьей общины при крайне ограниченной языковой коммуникации человек должен был обладать весьма развитой чувствительностью к жесту, мимике, тону — к так называемым аффективным проявлениям собеседника. Относительно узкий круг образов позволял буквально угадывать мысли друг друга вероятно, отсюда и берет начало идея об экстрасенсорном восприятии (в частности, о телепатии). В такой ситуации практически каждый член общины служил отличной мишенью для воздействий гипнотического типа. Очень правдоподобно, что эта повышенная внушаемость древнего человека, его предельная эмоциональная открытость вызвали к жизни представления об особой силе, свойственной волевым людям (шаманам, вождям), представления, которые по ступенькам тотемизма, анимизма и антропоморфных образов людей-светил перекочевали на небо и закрепились там в астрологической форме.

Таким образом, астрология — не случайность. Она входит в обширнейший комплекс знаний, возникший еще в глубокой древности, который можно было бы определить как паранауку. Этот комплекс основан на неограниченной экстраполяции магических представлений и ритуалов на самые разные сферы практики — небо, вещество, человека и его духовный мир. Эти представления формировались тогда, когда еще не было эксперимента в современном понимании, и частное, но достаточно авторитетное свидетельство вполне заменяло нынешние тома тщательно обработанных экспериментальных данных.

Строгий научный опыт по установлению связи двух явлений требует очень сложной и подчас дорогостоящей деятельности по изоляции этих явлений от действия случайных и второстепенных факторов. Такая постановка задачи совершенно нелепа для слитого с окружающим миром первобытного человека и, во всяком случае, непонятна для человека эпохи ранних цивилизаций. Но именно она и определила на рубеже Нового Времени вступление в науку. Паранаука этого барьера не преодолела, да, пожалуй, и не ставила такой цели.

Когда мы торжественно утверждаем наступление эры научного стиля мышления, не следует забывать, что он связан с довольно сильными ограничениями на методы и темпы получения знаний об окружающем мире. Всякий новый шаг требует значительных усилий по проверке, иногда даже превосходящих возможности общества в целом. Ряд проблем, поставленных в рамках преднауки и довольно лихо ею решаемых, не имеет пока собственно научного решения, и эти проблемы нередко становятся предметом мистических спекуляций.

Подлинная наука никогда не занималась огульным отрицанием возможности обнаружения новых космических или психических феноменов. Но любое положение, чтобы стать предметом научного утверждения или отрицания, должно, как минимум, включиться в систему науки — особую и довольно четко ограниченную структуру общечеловеческой культуры, стать предметом экспериментального исследования. При этом важно понимать, что на каждом данном этапе наука «может то, что может», тогда как свободное мышление способно оперировать и сугубо вненаучными категориями. Поэтому линия разграничения (и в какой-то мере — борьбы) проходит по границе признания, скажем, астрологического факта фактом научным. Именно в этом вопросе ученые проявляют твердость. При этом они неплохо понимают, что собственно научная традиция, связанная с выделением определенного явления, искусственным его обособлением от других факторов, может не всегда вести к успеху.

Современная наука только стоит на пороге изучения сверхсложных систем, где законы функционирования исследуемых подсистем могут резко искажаться как раз самой попыткой изоляции. С явлениями такого рода наука столкнулась при анализе биологических и социальных структур.

Типичная проблема, например, — феномены экстрасенсорики, выходящие за рамки того, что связано с проявлением обычных форм человеческой чувствительности. Трудно сомневаться в том, что бесконтактные взаимодействия способны изменить состояние партнеров, оказывать целебное действие на одного из них и т. п. Но что здесь играет решающую роль гипотетическое «биополе», некий непосредственный физический агент, перераспределяющий электрические потенциалы организма, или суггестивное (основанное на внушении) перевозбуждение психики, ведущее, в конце концов, к аналогичным перераспределениям и соответствующим перестройкам организма? Собственно научное выяснение этой альтернативы — длительный и очень сложный процесс, более того, непонятно, идет ли речь об альтернативе или о каком-то трудноуловимом сочетании «биополя» и суггестивной восприимчивости.

Трудно иметь дело и с феноменами, существование которых с точки зрения статистики эксперимента находится на грани достоверности. Таково, например, положение в телепатии, где сам факт передачи мысли на расстоянии фиксируется на уровне 30–70 % положительных результатов. Разумеется, такого рода явление пока нельзя считать научно установленным.

С учетом всех этих замечаний следует относиться и к астрологии. Трудно отрицать, что космос может влиять на земные события каким-то еще не известным образом. Необходимо также высоко оценить усилия астрологов древности, чрезвычайно много сделавших для развития астрономии. Однако в любом случае не стоит смешивать собственно научные и паранаучные результаты — смесь бывает не только комична, но подчас и взрывоопасна…

Глава 5: Вступление в науку

Пора чудес прошла, и нам

Подыскивать приходится причины

Всему, что совершается на свете.

В. Шекспир

Открытие Солнечной системы — 2 акт

Начало 17 века — своеобразный рубеж астрономических эпох, время, когда на смену подвижническим наблюдениям невооруженным глазом пришло нечто новое, головокружительно раздвигающее горизонты — телескоп. Он стал тем незаменимым прибором, с помощью которого была завершена коперниковская революция, а впоследствии создана современная картина Вселенной.

В 1609 году телескоп с 3-кратным увеличением построил 45-летний руководитель кафедры математики падуанского университета Галилео Галилей (1564–1642). Вскоре он же соорудил трубу с 32-кратным увеличением, и небо стало раскрывать перед пытливым итальянцем настоящие чудеса.

Идеальные, согласно античным представлениям, небесные тела оказались даже не гладкими, они обнаруживали явные черты сходства с Землей. На Луне Галилей увидел горы и кратеры. Оказалось, что Солнце вращается и на нем божественном светиле! — есть какие-то затемнения-пятна. В течение одной недели Галилей обнаружил 4 спутника Юпитера (Ио, Европу, Ганимеда и Каллисто), которые вообще ни в какой схеме Солнечной системы не фигурировали. Открытие ранее невидимых элементов строения космоса, а главное — огромного числа звезд, недоступных глазу, расщепление гигантской светящейся туманности Млечного пути на отдельные звезды — все эти факты оказали взрывообразное действие на мировоззрение образованных современников. Действительно, с помощью вроде бы немудреного прибора [55].

Галилей буквально за считанные месяцы получил больше принципиально новых астрономических результатов, чем все астрономы мира за предыдущие 3–4 тысячи лет.

В марте 1610 года Галилей публикует знаменитый «Звездный вестник», где излагаются результаты его работы. Восторг — вот главное в реакции любознательных людей, ознакомившихся с этой книгой. Но восторг — это еще не понимание. Истинная глубина открытия Галилея — возможность огромного усиления органов чувств с помощью приборов, что может вести иногда к полной переоценке существующих концепций. И понимание этого было еще впереди. С галилеева телескопа астрономия, а вслед за ней физика и другие науки вступают в область приборного эксперимента, резко расширившего наше знание.

Однако первоначальный восторг перед новыми фактами чередовался с весьма критическими оценками. В какой-то степени Галилей увидел то, что хотел увидеть, вернее то, что предчувствовал. Первые телескопы были весьма несовершенны, и, кроме того, они требовали особых наблюдательских навыков. На публичных демонстрациях, которые устраивал Галилей, зачастую мнения разделялись — многие любопытствующие попросту не видели того, что видел он, у других оставалось лишь смутное впечатление. Поэтому немалая часть людей оценивала тогда открытие Галилея как оптический фокус, очень забавный, но все-таки фокус. Недоумение вызывала даже сама правомерность использования телескопа в качестве посредника при наблюдениях.

Но пока накапливались, отливаясь до поры до времени в форму тайного злопыхательства, сомнения, в судьбе Галилея наступает пора взлета. В 1611 году он становится придворным философом флорентийского герцога Козимо II Медичи, одновременно занимая должность первого математика местного университета. При этом оговаривается необязательность чтения лекций, что для Галилея-исследователя было сущим благом. Теперь он, казалось бы, мог целиком сосредоточиться на концентрации славы, всячески уточняя и популяризируя свои недавние достижения. Но именно здесь, во Флоренции, Галилей вступает на свой крестный путь к застенкам инквизиции.

Если в жизни Кеплера основную роль сыграли обстоятельства именно его времени и его характера, сформировавшегося в особо неблагоприятных условиях, то с Галилеем дело выглядело несколько иначе. В его жизни сфокусировались многие особенности первопроходческих судеб самых разных времен.

Внешне жизнь Галилея на протяжении многих десятилетий кажется удивительно гладкой. В 25 лет он получил свою первую кафедру математики в родном пизанском университете. Через три года перебрался в Падую, где за последующие 18 лет достиг мировой известности. Потом был восторженный прием в Риме, великолепное положение во Флоренции[56]…

Но за всем этим внешним благополучием стояла напряженная работа, которая привела Галилея в лагерь опаснейших противников Птолемеевой картины мира и, в конечном счете, католической церкви. Он очень рано поверил в истинность модели Коперника, однако предпочитал молчать до тех пор, пока его собственные исследования и авторитет в ученом мире позволят по-настоящему способствовать ее торжеству.

Яростная пропаганда идей Коперника приводит на костер Джордано Бруно, а через 16 лет коперникианство вообще подвергается запрету.

И если протестанту Кеплеру обстоятельства позволяют осуществить в 1617–1620 годах издание многотомного «Краткого изложения астрономии Коперника», сразу же включенного в Индекс запрещенных книг (впрочем, без особых последствий для автора), то для католика Галилея, работающего в самом центре католического мира, ситуация складывается совсем по-иному.

Он тоже стал проводить апологию коперниковской модели, но в очень (как ему казалось!) хитрой форме — в работе, посвященной механизму приливов и отливов[57]. Эта книга, которая первоначально так и называлась «Диалог о приливах и отливах», была подготовлена во Флоренции, и в 1620 году Галилей воспользовался восшествием на святой престол сочувствовавшего ему кардинала Маффео Барберини (папы Урбана VII), чтобы добиться разрешения на публикацию. После долгих путешествий по цензорским инстанциям книга увидела свет во Флоренции в феврале 1632 года под названием «Диалог Галилео Галилея» и сразу же попала в поле зрения инквизиции. При внешне безобидной и объективной форме дискуссии о Птолемеевой и Коперниковой системах в книге сразу усматривалась блестящая защита последней. Словами одного из собеседников (Сальвиати) автор прямо утверждает: «Все болезни гнездятся в системе Птолемея, все же лекарства в учении Коперника».

Осенью 1632 года Галилей вынужден отправиться в Рим, где под угрозой пыток и костра приносит отречение и публично, стоя на коленях, кается в церкви Святой Марии… Но, видимо, не боязнь телесных страданий стала основной причиной отречения 69-летнего ученого. Он спасал свое еще не напечатанное и главное детище — «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых наук — механики и локального движения». Казнь могла уничтожить не только Галилея, но и рукопись его последнего труда. И ради него ученый пошел на все[58].

В приговоре римской инквизиции от 21 июня 1633 года прозвучала следующая гротескно-вещая ученая резолюция: «…богословы-квалификаторы постановили следующие два положения:

1. Считать Солнце центром Вселенной и стоящим неподвижно есть мнение нелепое, философски ложное и крайне еретическое, ибо оно явно противоречит Священному писанию.

2. Считать Землю не центром Вселенной и не неподвижным есть мнение нелепое, философски ложное и, с богословской точки зрения, также противное духу веры».

Последние 9 лет жизни Галилей проводит в качестве узника инквизиции, мыкаясь по разным местам ссылки. Он казнен самой страшной для мыслителя казнью — запретом на творчество. Ему запрещено не только печатать свои труды, но и вообще обсуждать проблемы строения Вселенной.

Но идеи Галилея уже вырвались в мир. В 1635 году голландская фирма Эльзевиров в Лейдене издает латинский перевод «Диалога». Рукопись «Бесед» Галилей нелегально и с большим риском переправляет к протестантам через французского посла. Книга выходит опять-таки в Лейдене в 1638 году — в ней заложены основы механики, она считается стартом будущей теоретической физики.

В 1641 году ослепший Галилей диктует письмо флорентийскому послу в Венеции Риннучини: «Все аргументы Коперника и его последователей опровергаются аргументом о всемогуществе Бога, для которого все возможно, даже то, что представляется нелепым. Но система Аристотеля и Птолемея еще ошибочней, ибо для их опровержения нет нужды прибегать к авторитету церкви и к всемогуществу Бога, а достаточно простого человеческого разума…»

Отсюда хорошо видно, что великий итальянец внутренне никогда не отрекался от своих идей. А католическая церковь, применив чисто административный прием решения космологических проблем, нанесла себе же невосполнимый урон. Такова судьба всех организаций, пытающихся силой пресечь развитие культуры, и случай с Галилеем стал лишь одной из граней того процесса, который начался в 15–16 веках и о котором Галилей с горечью писал:

«Учение Коперника теперь под запретом в Италии и в странах католицизма; но пусть не думают, что это произошло лишь потому, что в Риме не в состоянии понять доктрину Коперника; нет, эрудиция и таланты живы в Италии».

Речь идет об углублении раскола между католической и реформаторскими церквями. Протестантское движение, поддерживаемое широкими кругами рвущейся к экономическому и культурному господству буржуазии и некоторыми монархами, стремящимися к национальной самостоятельности, охватило Германию, Нидерланды, Англию и Скандинавию и возобладало здесь. Острая борьба шла во Франции, разделенной на два огромных враждующих лагеря.

Произошло нечто, напоминающее схизму 11 века, когда восточная христианская церковь, целиком попавшая под диктат византийских императоров, законсервировала реакционные теистические концепции, практически пресекла исследовательскую активность, в частности, в области астрономии.

Теперь аналогичную роль сыграл Рим, попытавшийся морем костров затопить эволюцию мышления, приостановить социальное и культурное развитие. Эта операция (во многом благодаря Реконкисте) успешно завершилась на Пиренейском полуострове, где методы познания надолго занормировались схоластической теологией. И соответственно, очень быстро, уже к 17 веку, Испания и Португалия оказались в числе отстающих европейских государств. Обилие заокеанского золота не смогло компенсировать общего технологического и познавательного торможения.

Потом пришла очередь Италии — под ударами инквизиции этот главный очаг Возрождения стал быстро приходить в упадок, что усиливалось и феодальной раздробленностью, и таким важным экономическим фактором, как сдвиг основных торговых морских путей в Атлантику.

Длительные успехи католицизма во Франции и здесь привели к заметному отставанию, хотя и не в столь сильной форме, как в Испании или в Италии. Однако оно ощущалось во всех сферах экономики и культуры, вплоть до революционных событий конца 18 века.

Галилей неплохо чувствовал этот процесс, видел, что свобода уходит из колыбели христианского мира на север в протестантские страны. А вместе со свободой мысли — пусть и весьма относительной — на север перемещалась исследовательская активность[59].

Создатель великолепных телескопов голландец Христиан Гюйгенс (1629–1695) открывает кольца Сатурна и один из его спутников (Титан), впервые наблюдает полярные шапки на поверхности Марса и полосы на Юпитере. Видимо, Гюйгенс впервые попытался всерьез определить расстояние до звезд, используя идеи созданной им волновой теории света. Предположив, что истинные яркости Солнца и Сириуса одинаковы и сравнивая их по видимой яркости, Гюйгенс нашел, что Сириус находится на расстоянии 200 тыс. астрономических единиц (3.1013 км), то есть ошибся примерно в 400 раз (на самом деле Сириус много ярче Солнца). Однако этот расчет способствовал переоценке размеров Вселенной.

В 1671 году французский астроном Жан Рише (1630–1696) и директор парижской обсерватории Джованни Доменик Кассини (1625–1712) довольно точно определяют астрономическую единицу — среднее расстояние от Земли до Солнца. Они наблюдали Марс из обсерватории в Париже и в Кайенне (Французская Гвиана). Одновременно зафиксировав положение Марса относительно звезд, они использовали измеренный угол и известное расстояние между Парижем и Кайенной, чтобы вычислить расстояние до Марса. Но в Кеплеровой модели одного этого расстояния было достаточно для полного определения масштабов Солнечной системы. Полученная таким образом астрономическая единица (140 млн. км) всего на 7 % отличалась от истинного значения. Масштабы Солнечной системы почти в 20 раз возросли по сравнению с античными!

На уникальном в то время телескопе Парижской обсерватории Кассини открывает 4 новых спутника Сатурна (Япет, Рею, Диону и Тетис).

В 17 веке центр исследований Вселенной начинает перемещаться в Англию. Именно здесь наметился наиболее быстрый рост капиталистической системы хозяйства, технического изобретательства. Эти факторы наряду с огромной морской и колониальной экспансией обусловили все возрастающий запрос на точные и рационально организованные знания. Давление Рима здесь ощущалось слабо, и в рамках английской церкви наметилась явная склонность к прогрессивным деистическим тенденциям. Бог был важен постольку, поскольку он не вмешивался в земные дела и планы предприимчивых англичан. Папа тоже воспринимался терпимо, если не слишком рьяно критиковал короля и парламент.

Англиканская церковь отошла от католицизма гораздо менее других реформаторских течений — ровно на ту дистанцию, которая была необходима для независимости королевской власти от Рима, а потом — в период революции и диктатуры Кромвеля — чуть дальше, чтобы обеспечить духовную базу быстроразвивающегося капитализма. Зато Англия избежала и многих извращений, свойственных, скажем, радикальным реформаторам Швейцарии, усердствовавшим в чистоте веры не меньше своих католических коллег.

Где-то к середине 17 века английское естествознание нашло разумный баланс со своей церковью, выдвигая в высшей степени рациональные методы познания мира и непременно восхваляя Всевышнего за столь разумную его, этого мира, организацию.

Провозвестником нового направления мысли стал Фрэнсис Бэкон (1561–1626), блестящий философ, полемист и политик. Его головокружительная карьера началась с восшествия на престол Якова I Стюарта в 1603 году. Через 14 лет Бэкон достиг поста лорда хранителя печати, а потом и лорда-канцлера. Его политическая карьера, к счастью для науки, резко оборвалась судебным процессом в 1621 г. Бэкон был помилован королем, но от дальнейшей административной деятельности отошел.

Жесточайшая критика типично схоластического метода ссылки на древние авторитеты, широкая и остроумная пропаганда экспериментального знания — вот основные достижения Фрэнсиса Бэкона, оказавшие большое влияние на взгляды современников и на систему организации английских научных учреждений. «Истина — дочь времени, а не авторитета», — прямо заявлял он.

Огромную роль в становлении науки сыграла деятельность французского математика и философа Рене Декарта (1596–1650), чья военная и светская карьера завершилась в 1629 году эмиграцией в Нидерланды. Вдали от опасной парижской суеты Декарт разработал аналитическую геометрию и самое главное свою концепцию научного познания. Как и Бэкон, Декарт был рационалистом, считал опыт высшим критерием любой новой идеи, но очень важно, что на первый план он выдвинул скептический взгляд на мир, точнее, на существующие картины мира. Сомнение — своеобразный первотолчок познания. Допустим любой подход вопреки любым авторитетам, лишь бы его можно было оправдать наблюдениями. Эта идея свободного конструирования гипотез, не противоречащих экспериментальным данным, стала колоссальным стимулом в развитии теоретического естествознания.

Есть много проблем, в решении или постановке которых Декарт считается первым. Начнем с того, что именно он ввел в обращение понятие «законы природы» — едва ли не основное в естественных науках. Он первым попытался ответить на вопрос о природе сил тяготения, формирующих Солнечную систему. Опираясь на свою общую концепцию материи, безгранично делимой и непрерывно заполняющей пространство, Декарт считал, что движение планет и их происхождение обусловлено некими тончайшими материальными вихрями. В его модели планеты двигались подобно щепочкам в круговороте.

Разумеется, историческая близость схоластических времен и беспредельный рационализм нередко приводили Декарта к очень громоздким, неверным, или, во всяком случае, несвоевременным гипотезам. Скажем, четко разграничивая духовный и телесный мир, Декарт пытался объяснить взаимодействие между человеческой душой и телом функционированием особой железы. Так и осталась неразгаданной природа придуманных им вихрей. Однако важны не столько заблуждения, сколько направление мысли. В той же вихревой модели возникает первое предчувствие будущих теоретико-полевых представлений для гравитации и других сил. В этом плане Декарт пошел дальше не только современников, но и ближайших последователей, пытаясь единым законом охватить проблемы структуры и эволюции Солнечной системы.

Между тем, строгое математическое объяснение модели Коперника и Кеплеровых законов стало весьма актуальной задачей. К решению ее устремились многие крупнейшие ученые, среди них — Гюйгенс, Гук и Ньютон.

Видимо, первым, кто ясно осознал связь между эллиптическими орбитами планет и законом гравитационной силы (обратной пропорциональностью силы квадрату расстояния), стал английский ученый Роберт Гук (1635–1703), удивительно разносторонний исследователь и изобретатель[60]. Это произошло в 1679 году.

Однако проблема оказалась глубже — дело было не в конкретном законе взаимодействия небесных тел, а в отсутствии достаточно общих законов движения. Не хватало понятийного и математического аппарата, связывающего воедино все достижения того времени.

Гигантскую работу по созданию такого аппарата теоретической механики удалось выполнить Исааку Ньютону (1642–1727). Начало его жизни совпало с бурным периодом английской истории — казнью Карла I, диктатурой Кромвеля и реставрацией Стюартов. В 1661 году Ньютон поступил в знаменитый Тринити-колледж Кембриджского университета, чтобы пройти славный и, в общем-то, спокойный путь от сына простого фермера до президента Лондонского Королевского общества и директора королевского Монетного Двора. Жесткие ветры времени почти не коснулись его семьи, но, несомненно, создали особую атмосферу, его взрастившую.

В какой-то степени на пользу Ньютону пошла даже разразившаяся в 1665 году в Лондоне эпидемия чумы, заставившая молодого магистра удалиться в деревню и с головой уйти в опыты и размышления. Видимо, в этот период у него начали формироваться новые идеи по поводу небесной механики и оптики. Во всяком случае, возвратившись в Кембридж, он продемонстрировал превосходный телескоп-рефлектор, а немного позднее, в 1671 году, — новый зеркальный телескоп. Последнее изобретение и послужило поводом для его приема в члены Лондонского Королевского общества. Успешно работая в области оптики и в математике, Ньютон шаг за шагом создает главный труд своей жизни — «Математические начала натуральной философии». Книга увидела свет и то благодаря активному напору друзей — лишь в 1687 году[61].

Телескопы. схемы линзового рефрактора и зеркального рефлектора

Развернув общую теорию механического движения по образцу Евклидовых «Начал», Ньютон дал четкую формулировку закона всемирного тяготения (F = Gm₁m₂/r2) и доказал, что такая сила обуславливает движение материальной точки по одному из трех типов кривых — эллипсу, параболе или гиперболе. Это позволяет не только объяснить кеплеровские законы движения планет, но и включить в описание способные уходить за пределы видимости кометы, казавшиеся каким-то случайным фактором в картине ночного неба.

Первой наглядной демонстрацией предсказательной силы ньютоновской теории послужила работа его друга Эдмунда Галлея (1656–1742), замечательного английского астронома. Галлей, видимо, раньше всех ознакомился с результатами Ньютона — он издавал «Начала» на свои средства. Наблюдая в 1682 году комету, Галлей смело отождествил ее с кометами, появлявшимися в 1456, 1531, 1607 годах. Он считал, что это полноправный член Солнечной системы, обладающий очень сильно вытянутой орбитой с периодом около 76 лет (комета Галлея и на самом деле уходит за орбиту Нептуна). В этом плане комета Галлея — крупнейшее открытие нового типа объектов после галилеевских спутников Юпитера. На умы современников сильно подействовало то, что в отличие от других тел Солнечной системы — планет и их лун, движущихся почти по круговым орбитам, — эллипсоидальный характер траектории кометы выбивался за всякие эпициклы и эксцентры. В 1705 году в своем «Очерке кометной астрономии» Галлей на основе расчетов по ньютоновской теории предсказал, что комета вернется в 1758 году, и она действительно вернулась[62] — вечный памятник могуществу теоретического знания.

Увлекшись ретроастрономией — анализом старых наблюдений, Галлей не остановился на кометах. Он стал первым астрономом, удачно покусившимся на святая святых — неизменность звездной сферы. Анализируя старые каталоги, Галлей нашел, что три ярких звезды — Сириус, Альдебаран и Арктур — изменили свое положение в созвездиях, то есть являются подвижными телами.

Наряду с этими важнейшими конкретными открытиями происходили и общемировоззренческие сдвиги.

Сам Ньютон, воодушевленный идеями английского деизма, довел в своих работах деистическую концепцию едва ли не до логического конца. Факты вмешательства божественного начала он видел только там, где научный анализ оказывался бессильным. Например, он понимал, что закон всемирного тяготения объясняет лишь форму орбит небесных тел, но одного его недостаточно для объяснения светимости звезд.

Пораженный открывшейся перед ним гармонией, Ньютон писал:

«Эта прекраснейшая система Солнца, планет и комет могла возникнуть только по мысли и воле разумного и могущественного Существа. И если неподвижные звезды являются центрами других таких же систем, то и они, будучи созданы той же мудрой мыслью, должны все подчиняться воле Одного»[63].

Завершая экскурс в ньютоновскую эпоху, стоит задержать внимание еще на одном обстоятельстве. Как и многие крупнейшие ученые, Ньютон сам творил методологию науки. Огромный успех его механики, математики и оптики на долгое время создал исключительный авторитет его лозунгу «Гипотез не изобретаю». В отличие от Декарта Ньютон допускал в качестве схемы объяснения не любую мысленную конструкцию, согласующуюся с опытом, но только ту, которая как бы из опыта выводится. Тем самым он неявно предполагал, что каждая экспериментальная ситуация может лишь единственным образом описываться в теории. В 3-й книге своих «Начал» («О системе мира») он даже формулирует особые «правила философствования» (1. «Не должно принимать в природе иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений» и т. д.).

Эти правила очень практичны, если знать заранее, что есть истинная причина и чего именно достаточно для объяснения явлений… На самом деле реальная работа теоретика всегда требовала изобретения гипотез, и Ньютон был искуснейшим их изобретателем, что особенно хорошо видно в его оптике. В каждой области науки существуют десятки ярких примеров, когда к описанию одного и того же явления подходят с разными моделями. Однозначность описания появляется на сравнительно поздних стадиях — при построении общей теории, синтезирующей отдельные частные модели. Видимо, Ньютон полагал, что механика нуждается в чем-то таком — общем.

Его правила заметно повлияли на будущий подход к построению физики. Направленные в первую очередь на борьбу с последователями Декарта (картезианцами)[64], они в какой-то степени отражали неудовлетворенность Ньютона физическим содержанием закона всемирного тяготения — фактическим отсутствием такого содержания. Трудно было понять, каким образом малейшее изменение относительного расстояния между планетами, разделенными миллионами километров, мгновенно сказывается на поведении обеих планет. Причем сказывается без всякого посредника — представление о гравитационном поле как особом виде материи развилось позднее. И отвергая Декартовы вихри, Ньютон оставался с чисто математической формой…

Некоторые последователи Ньютона возвели его разумный рационализм и неудовлетворенность в трактовке гравитации едва ли не в ранг философии науки. Механика стала для них чем-то вроде абсолютного образца в трактовке всех деталей картины Вселенной. Механицизм превращался в своеобразное мировоззрение. Вопросы, на которые не сумел ответить Ньютон, подчас объявлялись бессмысленными.

Но время берет свое — впоследствии обе тенденции, картезианская и ньютонианская, слились в стройном здании теоретической физики 19 века.

Новое и неведомое

Основные результаты Эдмунда Галлея — открытие кометы как нового элемента Солнечной системы и собственного движения звезд — в какой-то степени предопределили главные линии развития астрономии 18–19 веков.

Во-первых, выделилось особое направление поиск — новых объектов в Солнечной системе. Астрономы стремились не только отыскать их, но точнейшим образом определить их движение для дополнительной проверки ньютоновской теории. С другой стороны, интерес исследователей все больше обращался к звездам, чья природа пока казалась загадочной.

Вспыхнувшая сразу вслед за Галлеем охота за кометами необычайно стимулировала наблюдения нестандартных событий.

Историю открытия принципиально новых объектов стоит начать с опубликованной в 1733 году работы Жан-Жака Дорту де Мэрана. В своем «Физическом и историческом трактате о северном сиянии» он смело связал красивейшее явление северного неба с влиянием солнечной активности, а не со свечением вулканических испарений, как это делалось до него. Мэран полагал, что солнечная атмосфера — та корона, которая наблюдается во время солнечных затмений, — может в отдельных случаях простираться на огромные расстояния и достигать Земли, вступая в сильное взаимодействие с земной атмосферой. Иными словами, родилась гипотеза о существовании особого элемента Солнечной системы — того, что сейчас называют солнечным ветром, причем этот элемент должен заметно влиять на состояние околопланетного пространства. Разумеется, в доспутниковую эру не было возможности проверить гипотезу Мэрана прямым экспериментом, но качественно она вполне оправдалась. После ньютоновской теории приливов, обусловленных гравитационным влиянием Луны и Солнца, это была, пожалуй, первая неастрологическая идея о воздействии небесных тел на земные события. В мае 1761 года русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов (1711–1765), человек необычайной одаренности и широты увлечений — от физики до литературы, наблюдал необычное явление. Край Солнца как бы пузырился или размывался при прохождении через него Венеры вокруг диска планеты возникал тончайший светящийся ободок. Этот эффект был правильно истолкован Ломоносовым в его брошюре «Явление Венеры на Солнце, наблюденное в Санкт-Петербургской Академии наук». Размывание солнечного диска он связал с наличием у ближайшей соседки Земли мощной атмосферы «таковою (лишь бы не большею), какова обливается около нашего шара земного». Так — по сути, впервые со времен Галилея — удалось дополнительно доказать схожесть Земли и других планет. Старые сугубо умозрительные гипотезы об атмосферах небесных тел получили столь сильное подтверждение, что фантасты и популяризаторы науки 18–19 веков стали считать чуть ли не само собой разумеющимся, что всякая планета имеет подходящий для человека воздушный океан.

Принципиально новый тип небесного тела — астероид, или малую планету, обнаружил в первый день 19 столетия итальянский астроном Джузеппе Пиацци (1746–1826). Орбита первого астероида, названного Церерой, была заключена между орбитами Марса и Юпитера. В течение нескольких следующих лет немецкий астроном Генрих Вильгельм Ольберс (1758–1840) снова зарегистрировал Цереру и обнаружил два других астероида — Палладу и Весту. Вскоре между орбитами Марса и Юпитера были найдены и другие планетки. Это позволило Ольберсу предложить гипотезу о существовании в очень давние времена особой планеты Фаэтона, которая по неизвестным причинам взорвалась, и ее осколки образовали астероидный пояс. Эту идею до сих пор трудно обосновать или окончательно опровергнуть, но она, бесспорно, стимулировала интерес к законам эволюции Солнечной системы и отдельных планет.

Так обогащались представления о Солнечной системе, но самое впечатляющее открытие этого времени, завершившееся триумфом ньютоновской теории, было опять-таки связано с кометным бумом.

13 марта 1781 года 42-летний астроном-любитель Вильям Гершель открыл, как ему показалось, новую комету, наблюдая звезды между созвездиями Тельца и Близнецов.

Фридрих Вильгельм Гершель (1738–1822), сын ганноверского военного музыканта, сам композитор и музыкант, приехал в Англию 18-летним юношей. Здесь он, преобразовавшись в Вильяма, длительное время зарабатывал на жизнь музыкальными уроками. Постепенно он увлекся астрономией, и к 33 годам осознал, что только этот предмет по-настоящему для него интересен. Свой первый телескоп Гершель достроил в 1773 году и через год приступил к систематическим наблюдениям. К моменту упомянутого открытия он все еще оставался любителем, хотя и проявил незаурядное упорство в конструировании телескопов и наблюдениях.

26 апреля 1781 года Вильям Гершель представил в Лондонское Королевское общество «Сообщение о комете» и, возможно, стал бы очередным счастливцем из немалой тогда когорты кометчиков, если бы не странное поведение предмета его мартовского открытия. Объект не увеличивал яркость, то есть не желал приближаться к Солнцу. Уже в мае французский астроном Жан Сарон установил, что новое небесное тело находится за орбитой Сатурна, а несколько позже петербургский академик, ученик Л. Эйлера, Андрей Иванович Лексель (1740–1784) показал, что оно вообще ведет себя как планета, обращаясь вокруг Солнца с периодом около 84 лет.

Так произошло открытие седьмой большой планеты — Урана. Впрочем, мудрый Гершель первоначально предложил назвать ее Георгом в честь здравствующего короля. Это предложение не прошло — оно противоречило тысячелетней традиции называть планеты именами античных богов, но сыграло свою положительную роль в судьбе Гершеля. В том же 1781 году он стал членом Лондонского Королевского общества, а через год благодарный Георг III назначил его своим придворным астрономом с годовым жалованием в 200 фунтов. Это позволило Гершелю целиком погрузиться в любимую работу.

С именем Вильяма Гершеля справедливо связывается целая эпоха в астрономии, а его достижения и объем работы сопоставимы среди предшественников, пожалуй, только с деятельностью Гиппарха и Тихо Браге.

Хотя открытие Урана стало в глазах современников ярчайшей вехой его жизни, главное его достижение заключается в ином — в колоссальном подъеме уровня систематичности наблюдений и в изменении их ориентации.

Гершель обратился к звездам. Именно звездные системы интересовали его в первую очередь.

В 1783 году он показал, что обнаруженное Галлеем изменение положения звезд частично обусловлено движением Солнечной системы в сторону созвездия Геркулеса[65]. Это нанесло сильнейший удар по гелиоцентрической картине Вселенной — Солнце становилось рядовой звездой, мчащейся среди других светил.