Наука Ренессанса. Триумфальные открытия и достижения естествознания времен Парацельса и Галилея. 1450–1630

Несмотря на цветистый стиль, смысл мысли Бэкона вполне ясен: эксперимент – единственный истинный путь к познанию.

Было еще одно преимущество экспериментального метода, особенно важное для сообществ ученых (которые следует отличать от научных организаций): он позволял работать в команде, когда разные умы могли вносить свой посильный вклад в развитие науки. Факты, полученные из наблюдений или экспериментов, были полезны для ученого, исследовавшего природу. У людей, собиравших факты, и людей, их использовавших, были разные склады ума. Энциклопедия – предшественница научной теории, и человек, собирающий факты, мог не сомневаться, что вносит существенный вклад в прогресс знаний. Шла своего рода демократизация знаний, поскольку ослаблялась нужда в высоких интеллектуальных возможностях, без которых нельзя было обойтись при обобщении фактов. Бэкон писал: «Наш же путь открытия наук таков, что он немногое оставляет остроте и силе дарований, но почти уравнивает их»[146].

Он знал, что это преувеличение. И когда писал фрагментарный рассказ о научной утопии в «Новой Атлантиде», в его доме Соломона – островном научно-исследовательском центре – были люди, думавшие, планировавшие эксперименты, анализировавшие результаты и делавшие выводы, а также люди, наблюдавшие за событиями и выполнявшие эксперименты по указанию других. Хотя Бэкон испытывал необоснованный оптимизм относительно возможностей объединенного труда в науке, он видел фронт работ и для обычных людей, не научных гениев.

Бэкон никоим образом не считал свой экспериментальный путь чистым эмпиризмом. Он не приветствовал случайное экспериментаторство, без цели или руководящего принципа, хотя иногда и совершал ошибку, собирая «в одну кучу» слишком разные эксперименты. Не нравилось ему и исследование одного аспекта природы, такое как Гилберт с магнитом и химик с золотом. Он считал, что «никто не отыщет удачно природу вещи в самой вещи – изыскание должно быть расширено до более общего»[147]. На основании экспериментов следует выводить общие аксиомы или принципы, используя метод индукции, а это значит, что эксперименты следует планировать заранее.

Метод индукции стал претензией Бэкона на новую логику, чтобы заменить Аристотелеву. По этой причине он назвал книгу, в которой изложил этот логический метод, Novum Organum (1620). Этой книгой он открыто заявил, что считает себя серьезным философом. Тот факт, что поколения философов критикуют ее как наивную, непоследовательную и вообще неудачную, доказывает, что он добился по крайней мере одного: его приняли всерьез. Novum Organum задумывалась автором как труд небольшой по объему, поскольку она была второй частью его «Великого восстановления» – плана возрождения наук, возвращения им надлежащего достоинства и полезности. Ее первая часть – пересмотренная и дополненная латинская версия Advancement of Learning, объясняла необходимость развития новых наук. Novum Organum объяснял метод. Должны были появиться и другие труды по естественной истории и философии, иллюстрирующие возможности плана, демонстрируя, как перейти от факта к теории. Метод был прост. Индукция – это метод умозаключений, который «выводит аксиомы из ощущений и частностей, поднимаясь непрерывно и постепенно, пока наконец не приходит к наиболее общим аксиомам. Это путь истинный, но не испытанный»[148]. Метод индукции основан на методе эксперимента. При этом рассудок и чувственный опыт могут научиться поддерживать друг друга.

Слабость предложений Бэкона заключается в следующем: как бы хороши они ни были, они не убеждают; даже не надо долго читать, чтобы понять: Бэкон не мог оценить значение индивидуального эксперимента или экспериментального открытия, даже провозглашая его ценность. В какой-то степени так было потому, что он ожидал слишком многого: убежденный в огромном значении экспериментального пути, он не мог поверить, что его правильно применили, если он не дал немедленных удовлетворительных результатов. Так (в 1620 г., когда по этому поводу еще ничего не было опубликовано), он усомнился, окажется ли микроскоп действительно полезным научным инструментом – ведь пока что его испытывали на самых банальных предметах. Хотя Бэкон соглашался с тем, что это изобретение может оказаться весьма полезным, если только его можно применять при рассмотрении более крупных тел, например структуры ткани, драгоценных камней, жидкостей и т. д. Разумное ожидание, не правда ли? Он даже не был уверен в постоянной полезности телескопа: открытия Галилея, конечно, хороши, но ведь телескоп не делает открытий. Он относился с подозрительностью даже к самым первым открытиям, поскольку эксперимент на них остановился, а многие другие вещи, не менее достойные исследования, не открыты с использованием того же средства. Бэкон явно не желал проявлять в научных исследованиях терпение и понятия не имел, сколько времени они могут занимать.

Он осудил и труды Гилберта, хотя и на других основаниях. По его мнению, после экспериментов Гилберт создал философию из магнетита и увлекся самыми экстравагантными умозаключениями, а значит, нельзя быть уверенным в том, что эксперименты были действительно проведены и описаны. Бэкон пользовался информацией от Гилберта, но с большой осторожностью. Он опасался абстрактных умозаключений, не основанных на эксперименте, и потому не доверял такой чисто теоретической науке, как астрономия Коперника. Он читал труды по астрономии (среди которых, вероятно, были и отдельные работы Тихо Браге) и узнал, что Коперник приписал дополнительное и совершенно ненужное движение Земле, а астрономы вообще начали верить, что возможно создать систему мира, лишенную математических эпициклов, на чисто физической основе.

Но его самый сильный аргумент против Коперника заключался в том, что его система не имела экспериментального подтверждения. На самом деле он отдавал предпочтение системе Тихо Браге, вероятнее всего, потому, что этот астроном больше внимания уделял наблюдениям, чем астрономическим расчетам. Он присоединился к Тихо Браге и другим современным астрономам, отвергавшим особый характер небес, и даже пошел дальше, заявив, что физика небесной и земной сфер идентична. Слишком много явлений, таких как растяжение, сжатие, притяжение, отталкивание и многое другое, происходит и на земле, и в ее глубинах, и в небесах. Установить это можно только наблюдением. Наблюдения могут решить и другие вопросы: действительно ли звезды разбросаны на разных расстояниях в пространстве, правда ли (как утверждал Гилберт), что они вращаются, имеется ли мировая система, или есть только звезды и планеты, которые существуют независимо друг от друга? Астрономы могли протестовать, заявляя, что Бэкон проигнорировал достигнутое ими и потребовал, чтобы они ответили на вопросы, на которые у них нет никаких свидетельств. Но идеи Бэкона об астрономии были разнообразными и сложными, а также являлись весьма полезным антидотом к новой самоуверенности астрономов.

Мнение Бэкона о проблемах, которые ученые должны немедленно попытаться решить, часто неверно, и он испытывал необоснованный оптимизм, уверенный, что исключительно непонимание научного метода мешает получить немедленный ответ. Но он вовсе не был не прав всегда, оценивая, какие проблемы являются самыми интересными и каков правильный подход к их решению. Из всех частей натурфилософии самой важной и менее всего изученной, по мнению Бэкона, было «открытие форм». Здесь, как и в других трудах, Бэкон использовал терминологию знакомой теории Аристотеля о причинно-следственной связи – только она в то время была доступной, – но внес свои изменения. Поскольку все тела есть соединение материи и формы, должны существовать материальные и формальные причины всех вещей. Бэкон верил, что наука должна заниматься причиной и следствием, но формальная причина, хотя сама по себе не является достаточной, нуждается в разъяснении. Аристотель определил формальную причину – это то, что составляет основную природу вещи, сумму всех качеств, которые делают предмет принадлежащим к определенной категории или классу, поэтому, видя его, мы сразу знаем его название. Изначально Аристотель имел в виду, предположим, качества предмета мебели, по которым мы определяем, что это стул. В натурфилософии «форма» имеет более широкое значение: формальная причина нагревания чайника на огне – тепло, которое несет в себе огонь. А например, золото характеризуется такими формами, как плотность, пластичность, сопротивление коррозии, желтизна и т. д.

XVI век привнес много новых форм для объяснения химических превращений, а в новой физике их было еще больше. У Бэкона был свой взгляд на то, что такое форма. Он писал:

«Хотя в природе не существует ничего, кроме отдельных тел, совершающих чисто индивидуальные действия, согласно установленному закону, но в философии этот закон, его исследование, открытие и объяснение является основой как знания, так и действия. И этот закон со всеми его оговорками я имею в виду, когда говорю о Формах»»[149].

Не зная математических законов, Бэкон был вынужден ввести несколько громоздкий аппарат закона форм. Тем не менее все, что он имел в виду, вполне понятно и опровергает тезис, что он не стремился понять общие принципы природы. На самом деле Бэкон придавал большое значение открытию природных законов форм, результатом чего станет правда в рассуждениях и свобода в действиях[150].

Открытие форм означало изучение физических свойств материи. Такие вещи, как тепло, цвет, чернота и белизна, редкость и плотность, притягивание и отталкивание, являлись не случайным свойствами, а результатом подчинения материи определенным законам. Значительная часть второй книги Novum Organum посвящена взглядам на то, как исследуются и выводятся эти законы методом индукции. Там есть все: сбор фактов, классификация, сравнение, проверка, внесение исправлений, расчетные таблицы, подробнейшие примеры и многое другое, причем любое действие рассматривается в мельчайших деталях. Трудно поверить, что кто-то мог посчитать это единственно верным методом научных исследований. И тем не менее Бэкон получил результаты в точности такие же, как лучшие умы XVII века, пришедшие к своим выводам совершенно другим путем. Речь идет о следующем заключении: «Тепло есть движение, расширяющееся, ограниченное и действующее на мельчайшие частицы тел»[151]. Он даже предсказал, что будет обнаружено следующее: ряд других свойств – цвет, белизна, химическая активность и некоторые другие – также результат движения мелких частиц тел. Его язык непонятен, полон мистики, но Бэкон ясно сформулировал предпосылки того, что позднее будет практически повсеместно принято как научный принцип, получивший название механическая философия.

Природа достижения Бэкона в этом отношении с немалой степени «затуманена» утомительностью изложения. Он обсуждает использование форм только в труде, первоначально предназначенном для объяснения работы индуктивного метода, и раздел о формах был введен как пример этого метода. Он предупредил читателя, что в предлагаемом труде занимается логикой, а не философией. Стремясь не растекаться мыслью по древу, он всячески противился искушению отказаться от описания индукции ради закона форм. Он так и не объяснил, почему считает, что общий метод истолкования форм лежит в изучении материи и движения – хотя этот взгляд ученые следующего поколения, такие как Роберт Бойль, почерпнули именно от него.

Хотя философы и издатели XIX века часто считали доктрину форм Бэкона чуждой его философии только потому, что то, что они называли философией, сам Бэкон именовал логикой. По его мнению, рациональное экспериментальное исследование свойств тел было жизненно важным для развития новой натурфилософии. В этом он оказался пророком, поскольку механическая философия, происхождение физических свойств от структуры и движения материи, от размера формы и движения невидимых частичек, которые составляют видимые тела, стала одним из главных организационных принципов науки XVII века. Бэкон был одним из первых, открыто заявивших, что фундаментальная проблема натурфилософии – найти метод рационального объяснения «оккультных» свойств.

То же самое недвусмысленно, хотя и не так детально доказывал современник Бэкона Галилео Галилей. В своем знаменитом полемическом труде «Пробирных дел мастер» (Il Saggiatore, 1623) Галилей одновременно развивал ошибочную теорию природы комет и провел блестящий анализ своего собственного, весьма плодотворного научного метода. Как следствие необходимости подвергнуть критике взгляды его оппонента на природу тепла он провел грань между объективными и субъективными свойствами физических тел. Он писал:

«Но сначала я должен изложить некоторые соображения относительно того, что мы называем теплом, ибо я подозреваю, что люди обычно имеют об этом представление весьма далекое от истины. Они полагают, будто тепло – реальный атрибут материи, которая нас согревает. Представив себе какую-нибудь материю или телесную субстанцию, я тотчас же ощущаю настоятельную необходимость мыслить ее ограниченной, имеющей определенную форму, большой или маленькой в сравнении с другими вещами. Материя должна находиться в данном месте в то или иное время. Она может двигаться или пребывать в состоянии покоя, соприкасаться или не соприкасаться с другими телами, которых может быть одно, несколько или много. Отделить материю от этих условий мне не удается, как я ни напрягаю свое воображение. Должна ли она быть белой или красной, горькой или сладкой, шумной или тихой, издавать приятный или отвратительный запах? Мой разум без отвращения приемлет любую из этих возможностей. Не будь у нас органов чувств, наш разум или воображение сами по себе вряд ли пришли бы к таким качествам. По этой причине я думаю, что вкусы, запахи, цвета и другие качества не более чем имена, принадлежащие тому объекту, который является их носителем, и обитают они только в нашем сознании. Если бы вдруг не стало живых существ, то все эти качества исчезли бы и обратились в ничто».

Это удивительно понятная формулировка того, что позднее прославил Лок как разницу между первичными и вторичными свойствами. Первичные свойства – это отличительные черты тел, которые вызывают в нас ощущения, обычно приписываемые нами. Мы все, обычно в детстве, сталкивались со старой логической задачей: когда дерево падает в середине необитаемого леса, производит ли оно шум – ведь его никто не слышит. Галилей впервые дал исчерпывающий ответ. Подняв этот вопрос, он сделал вывод:

«Для возбуждения у нас ощущений вкуса, запаха и звука не думаю, что от внешних тел требуется что-нибудь еще, кроме размеров, форм, числа и медленных или быстрых движений. Я полагаю, что если бы уши, языки и носы вдруг исчезли, то форма, число и движение остались бы, но не запахи, вкусы или звуки. Я глубоко уверен, что без живого существа последние представляют собой не более чем имена».

Установив общий принцип, Галилей, как и Бэкон, обратился в качестве конкретного примера к теплу. Он желал продемонстрировать следующее: его оппонент заблуждается, думая, что тепло можно генерировать одним только трением. Следовательно, кометы не могут сиять только потому, что очень быстро проходят через атмосферу. Он не намеревался оспаривать то, что от трения тела нагреваются, а лишь хотел показать, что одного только трения недостаточно. Особенно Галилей хотел подчеркнуть, что нечто, быстро двигающееся в воздухе, не обязательно нагревается. Например, он привел рассказ о том, что вавилоняне варили яйца, вращая их в пращах. Сегодня такого результата никто не может добиться, значит, дело в чем-то другом, а не только во вращении. Галилей утверждал:

«Чтобы открыть истину, я буду рассуждать так: если нам не удается достичь эффекта, ранее достигнутого другими, то в наших действиях недостает чего-то такого, что способствует достижению эффекта, и если нам недостает чего-то одного, то это одно и есть причина эффекта. Мы не можем пожаловаться на нехватку яиц, пращей или крепких парней, которые приводили их во вращение; тем не менее яйца не варятся, а остывают быстрее, если были вложены в пращу горячими. А поскольку нам недостает лишь одного – что мы не вавилонцы, то свойство быть вавилонцем есть причина, по которой яйца становятся круто сваренными».

Отступив от темы полемики, Галилей пришел к выводу, что тепло – результат воздействия движущих частиц огня, содержащихся в материи, на наши органы чувств. Или, говоря его словами, те материи, которые производят в нас тепло и вызывают у нас ощущение теплоты, – мы делаем им общее название «огонь», – в действительности представляют собой множество мельчайших частиц, обладающих определенными формами и движущихся с определенными скоростями. Встречаясь с нашим телом, они, будучи идеально тонкими, проникают в него, и их прикосновение, когда они проходят сквозь нашу субстанцию, вызывает у нас ощущение, которое называется теплом.

Затем он добавляет: «Поскольку одних лишь корпускул огня недостаточно для возбуждения тепла, ибо необходимо что-то еще, чтобы они были в движении, утверждение, что движение есть причина тепла, представляется мне весьма разумным».

Только еще один мыслитель этого периода пытался объяснить свойства тел исходя из их структуры и движения элементарных частиц – малоизвестный голландец Исаак Бекман (1588–1637)[152]. Он не интересовался публикациями своих работ и довольствовался научными спорами с друзьями. Однако вел подробный дневник, в который записывал самые разные научные наблюдения, опыты и гипотезы. Он создал комплексную теорию материи еще до 1618 года, частично выведя ее из атомных теорий греческой Античности, но указывая дорогу к той же цели, что и открытие Бэконом форм, и размышления Галилея о причинах ощущений. Как и Галилей, Бекман верил, что тепло вызвано движением огненных частиц в теле, и, так же как Бэкон и Галилей, он считал, что движущиеся частицы ответственны за физические свойства тел. Он утверждал, что «все свойства являются результатом движения, формы и размера атомов, так что следует учитывать каждую из этих трех вещей»[153]. Хотя он так и не разработал эту мысль в деталях, но постоянно возвращался к ней и периодически делал попытки объяснить якобы таинственные природные явления исходя из материи и движения. (Так, он приписывал действие всасывающего насоса давлению атмосферы.) Утверждения Бекмана были бы всего лишь памятниками старины, если бы не один факт: он был другом и соратником Декарта и оказал существенное влияние на его научные взгляды. Правда, в этом случае Декарт принял общий принцип, заключающийся в том, что свойства тел связаны со структурой и движением мельчайших частиц, отверг вывод, что материя (вещество) состоит из атомов и вакуума.

К 1630 году создалось впечатление, что два поколения ученых не слишком преуспели, поскольку наука оставалась в неорганизованном состоянии. Но это было только внешнее впечатление, и следующему поколению предстояло наглядно продемонстрировать этот факт. На протяжении следующих тридцати лет наконец дали результаты попытки организовать науку путем создания научных обществ, развития работоспособных научных методов, принятия механистической философии и т. д.

Глава 9

Круги появляются в физиологии

Сердце животного – основа его жизни, его главный член, солнце его микрокосма, от сердца зависит вся его активность, от сердца идет его живость и сила[154].

Анатомия первых трех четвертей XVI века вполне удовлетворительно установила общее строение сердца, как и большинства органов; но с определением функций все было намного сложнее. Физиология, как продемонстрировали попытки Фернеля, не могла уйти далеко от Галена без дальнейших анатомических исследований. Но также, как показали работы Везалия, было совсем не просто уйти далеко от Галена на базе одной только точной анатомии. Трактат «О назначении частей» оставался стандартным справочником и руководством к действию, хотя современные авторы его исправили и модернизировали. Было нечто удивительно старомодное в постоянных ссылках на Галена со стороны людей, знавших анатомию намного лучше, чем он. Но пока они не могли разработать новый подход к физиологическим проблемам, система Галена оставалась актуальной.

На время анатомы были удовлетворены своим пониманием структуры и функций венозной и пищеварительной систем. Везалий, считавший, что у Галена слишком много ошибок, был уверен, что сумел их устранить. Он сохранил галеновскую картину строения сердца, артерий и легких практически неизменной. Возможно, отчасти по этой причине его современники обращали первоочередное внимание на физиологию сердца и легких, физиологию дыхания. Они не знали, что это останется непонятной проблемой до тех пор, пока пневматические исследования середины XVII века не предложат новый метод изучения и новые факты. Даже без новых фактов анатомы XVI века находили рассказ Галена о пути, которым жизненные духи попадали из воздуха в легкие, артерии и ткани, непонятным и неубедительным. И то, что вызывало активное нежелание Везалия вдаваться глубоко в предмет, ставший деликатным из-за теологического подтекста – «дух» и «душа» слишком тесно связаны, привлекало других ученых, придерживавшихся менее ортодоксальной философии.

Вполне вероятно, что именно теологический интерес заставил Михаэля Сервета (1511–1553) вникнуть в тонкости анатомии и физиологии артериальной системы, ведь, пока ему не выпал случай обсудить механизм, с помощью которого жизненный дух попадал к сердцу, Сервет не проявлял интереса к этой области медицины. Сервет изучал анатомию с учителем Везалия Гюнтером Андернахом и даже одно время работал его ассистентом. Но Сервет взял у своего учителя лишь глубокий интерес к филологическим аспектам медицинского гуманизма и выраженный галенизм, а вовсе не склонность к анатомическим или физиологическим исследованиям. Судя по всему, Сервет обратился к медицине как к профессии, лишь найдя литературу и филологию недостаточно полезными.

Подробности жизни Сервета запутанны, как и его теология, но главное – его страстная приверженность радикальному унитарианству вкупе с гуманистской преданностью трудам древних – сухим и строгим. Он родился в Наварре и вырос в Каталонии; отправленный семьей изучать богословие в Тулузу, он приобрел стойкую неприязнь к католической доктрине. Страстный антиклерикализм еще более усилился после путешествия в Рим, и он предпочел осесть во Франции. Его яростное унитарианство нашло выражение в двух книгах об ошибках троичности, опубликованных еще до того, как Сервету исполнилось двадцать один год. Книги оказались настолько радикальными, что Сервет приобрел репутацию опасного еретика даже в таких протестантских центрах, как Страсбург и Базель. Проявив осторожность, которой он никогда не показывал впоследствии, Сервет сменил имя на Вилланованус (по названию города, в котором прошло его детство), отправился в Лион и там несколько лет работал в издательском бизнесе с перерывами на учебу в Париже. Судя по всему, вначале он проявил некоторый интерес к прикладной математике, во всяком случае, на эту мысль наводит его первый печатный труд – новое издание «Географии» Птолемея (1535). Он также приобрел обширные знания в области астрологии. Свою склонность к полемике он удовлетворил, написав памфлет, полный нападок на ботаника Фукса, который в это время был занят дебатами с лионским врачом по фамилии Шампье. В чем заключалась причина спора, не вполне ясно, поскольку у обоих было очень много общих взглядов, но он дал предостаточно материалов для печати.

Возможно, именно это привлекло внимание Сервета к медицине. В 1536 году он начал посещать лекции Гюнтера в Париже и уже в следующем году написал трактат, в котором обсуждал роль «сиропов» в пищеварении. После этого он официально стал студентом-медиком, и почти сразу ему было предъявлено обвинение в занятиях астрологией. И хотя его защита оказалась успешной, Сервет второй раз в жизни отказался от неравного сражения и удалился в безвестность – стал практикующим врачом в маленьком городке неподалеку от Лиона. Через несколько лет он перебрался в Вену, восстановил контакты с лионскими издателями и продолжил врачебную практику. Он принял участие в подготовке нового издания Библии, что, возможно, снова возродило его интерес к теологическим дебатам. Как бы то ни было, к 1546 году он завершил труд «Восстановление христианства», который был опубликован в 1553 году под его именем и вызвал бурю возмущения и в католических, и в протестантских кругах. Сервет был вынужден бежать из католической Франции и по пути в Женеве был опознан как человек, который двадцатью годами ранее выступал с критикой Кальвина в своих первых теологических трактатах. Его арестовали, судили и казнили за ересь.

Семь книг «Восстановление христианства» были бесспорно радикально унитарианскими и еретическими. Понять, при чем здесь физиологические дебаты, нелегко. Но связь есть. В книге V говорится о Святой Троице, и здесь, обсуждая природу Святого Духа и то, каким путем Господь наделяет божественным духом человека, Сервет неожиданно обращается к физиологии. Связь прослеживается прежде всего филологическая: древнееврейское слово «дышать» то же, что и «дух». Сервет утверждает, что эти два слова имеют один смысл. После долгих рассуждений о духе и божественном дыхании ему в конце концов удается примирить превосходство сердца, необходимость воздуха для жизни и библейское отождествление крови и жизни с традиционной медицинской физиологией.

Прежде чем идти дальше, Сервет разъяснил, как и где образуется жизненный дух. Обычно считалось, что жизненный дух образуется в левом желудочке сердца. Сервет первоначально с этим согласился, но потом вступил в противоречие с самим собой. Позже он определил жизненный дух как «утонченный дух, выработанный силой тепла, красно-желтого и большой силы». Он объявил, что «красно-желтый цвет дается живой крови легкими, но не сердцем», потому что в сердце нет органов, способных смешать воздух с кровью и создать красно-желтый сильный дух»[155]. По мнению Сервета, этот сильный огненный дух вырабатывается в легких из смеси втянутого воздуха с утонченной кровью, которая из правого желудочка сердца передается в левый. Но эта передача идет не через серединную перегородку, как обычно считалось. Кровь гонится вперед по длинному пути через легкие. Она улучшается легкими, становится красно-желтой и попадает из легочной артерии в легочную вену. В легочной вене она смешивается с втянутым воздухом и при выдыхании очищается от темных отходов. Наконец, вся смесь, хорошо подготовленная для выработки жизненного духа, направляется дальше из левого желудочка сердца.

Это описание малого, или легочного, круга кровообращения, пути, по которому кровь действительно поступает с правой стороны сердца в левую. И это первое известное опубликованное описание нашего времени[156]. Как Сервет смог прийти к столь правильному заключению, представить невозможно. Да и многие анатомы, кроме Везалия, сомневались, что кровь пересекает межжелудочковую перегородку, но никто из них не предлагал альтернативу.

Не исключено, что Сервет пришел к правильному выводу благодаря простым умозаключениям. Его прежде всего интересовало, как и где воздух (содержащий очень важный для жизни дух) смешивается с артериальной кровью. То, что главную роль в этом играют легкие, то есть орган дыхания, – вполне разумное предположение. Как отметил Сервет, левый желудочек сердца очень похож на правый, и нет никаких оснований подозревать, что у него более сложные функции. Проще и разумнее предположить прохождение крови через легкие. Все сосуды, которые при этом используются, были хорошо известны даже человеку, обладавшему скорее галеновскими, чем эмпирическими анатомическими знаниями; никаких других знаний не требовалось, чтобы описать легочное кровообращение. Описав его, Сервет продолжил рассуждения о физиологии души.

Ситуация, сложившаяся в связи с опубликованием Серветом его теории малого круга кровообращения, и мученическая смерть послужили причиной его признания историками науки. Первым был Уильям Уоттон, который в 1694 году своей книге о древней и современной науке написал, что ему рассказал друг, имевший копию соответствующей страницы, сделанную кем-то еще, о первом обсуждении малого круга кровообращения в «Восстановлении христианства». Определенно, Сервет сообщил об этом первым. Надо ли обвинять анатомов более позднего периода, которые излагали то же самое в плагиате, вопрос сложный. Как мог узнать тот или иной анатом о работах Сервета, неясно; сомнительно, что кто-то из них, заинтересовавшись теологическими спорами, рискнул прочитать еретическую унитарианскую книгу неизвестного автора (ведь медиком и научным автором был Вилланованус, а не Сервет). Много экземпляров книги было уничтожено, еще больше сожжено вместе с автором, а уцелела лишь незначительная часть. Вряд ли какой-нибудь любопытный анатом мог ее прочитать, даже если бы захотел.

Вероятно, Сервета все же не стоит считать последователем идеи легочного кровообращения, ведь он мог быть ее создателем. Представляется, что вывод Везалия о том, что нет «прохода» для крови через межжелудочковую перегородку сердца, предполагает необходимость найти другой путь. Анатомы безусловно определят этот путь – через легкие, поскольку всегда считалось, что через них проходит часть крови. Тем более что проблемы дыхания все чаще становились объектом внимания анатомов. Можно даже предположить, что каждый из них, сказавший «никто никогда не видел этого до меня» – а они делали это часто, – говорил правду, хотя стандарты правды в те времена были низкими, особенно если речь шла о научном открытии.

В XVI веке о легочном кровообращении писал Реальд Коломбо. Его опубликованный посмертно труд «Пятнадцать книг по анатомическим вопросам» (De Re Anatomica Libri XV, 1559), очевидно, был текстом анатомических лекций[157], которые он читал сначала в Падуе, потом в Пизе и Риме, где послушать его приходили не только студенты, но и горожане. В Падуе Коломбо был претендентом на должность, которая досталась Везалию, но в 1544 году он ее оставил. И Коломбо не преминул отметить, что его успешный соперник допустил множество ошибок, в том числе связанных с функцией дыхания. Как и Везалий, Коломбо моделировал свою книгу по Галену, одновременно изливая гнев на галенистов. Он писал:

«Подумать только, некоторые авторы стойко привержены догмам Галена в анатомии и смеют утверждать, что к его трудам следует относиться как к Евангелию и в них нет ничего, что можно было бы счесть неверным. Просто удивительно, как увлекает людей эта доктрина, и светила анатомии предлагают ее толпе»[158].

Рассматривая строение сердца, Коломбо легко и убедительно отошел от убеждений галенистов. Описав анатомию правого и левого желудочков, он продолжил: «Между этими желудочками находится перегородка, через которую, как думают почти все авторы, есть путь, открытый из правого желудочка в левый. Если верить им, кровь проходит по этому пути, сделавшись жидкой благодаря духам жизни, чтобы этот проход был легче. Но это большая ошибка. Кровь переносится по вене в легкие и там, сделавшись жидкой, возвращается обратно вместе с воздухом в левый желудочек сердца. Этот факт никто никогда до сих пор не наблюдал и не записывал, хотя наблюдать его легко мог бы любой».

То, что это мнение совпадает с позицией Сервета, не должно вызывать удивления: да и как могло быть иначе? Ведь оба описывали ток крови из правого желудочка в легкие и в левый желудочек и ее насыщение воздухом в легких. Коломбо не интересовался теологическими аспектами. Для него душа – это нечто иное, отличное от воздуха, и он занимался исключительно физиологической ролью легочной вены. Он считал, что ее функция была неправильно истолкована Галеном и его последователями. Он писал:

«Анатомы… думают, что функция легочной артерии – нести измененный воздух в легкие, которые, как вентилятор, обдувают сердце, охлаждая этот орган, а не мозг, как считал Аристотель. Те же авторы считают, что легкие получают, не знаю какие, дымные испарения, выделенные из левого желудочка. Они определенно думают, что сердце – как дымоход, словно там есть сырые дрова, которые дымят, если их поджечь. Лично я придерживаюсь другого мнения, а именно что легочная вена была создана, чтобы обеспечить ток крови из легких, где она смешивается с воздухом, в левый желудочек. И это не только вероятно – так обстоят дела в действительности».

Функция легких – не только поставлять воздух для регулирования температуры, но также выработать и сохранить жизненные духи, полученные из воздуха[159]. А левый желудочек сердца – вместилище, а не полость для преобразование воздуха в жизненные духи.

Вероятно, Коломбо изменил бы мнение о других анатомах, знай он, что его книга будет пользоваться у них большой популярностью и вскоре почти все согласятся с его теорией легочного кровообращения. Она имела еще одно преимущество, отмеченное ботаником Цезальпином, последователем Аристотеля, – намного лучше увязывалась с теорией Аристотеля о превосходстве сердца, чем традиционный взгляд. К тому же она была антигаленистской, что для настоящего перипатетика еще один аргумент в ее пользу. Цезальпин был студентом в Пизе, когда Коломбо читал там лекции, и, несомненно, слышал от него о легочном кровообращении. Цезальпин имел четкое представление о соматическом кровообращении на поколение раньше Гарвея, однако утверждения Цезальпина часто противоречивы. У него определенно имелись аргументы, которые могли помочь ему постулировать «движение крови по кругу». Он совершенно правильно отметил, что, когда вена перевязана, она раздувается «на дальней стороне», из чего он сделал вывод, что движение крови происходит не только в наружном направлении от viscera к разным органам. Отсюда он сделал ошибочный вывод, что таким образом объясняется взгляд Аристотеля на сон. Цезальпин писал:

«Здесь разрешается сомнение, возникающие от того, что Аристотель писал относительно сна. Необходимо, чтобы то, что испарилось, было направлено в какое-то место, потом повернуто обратно и изменено, как Эврип[160]. Ведь тепло каждого живого существа естественным образом поднимается на более высокое место, но, когда оно достигает его, оно во многих случаях поворачивает обратно и переносится вниз». Вот что сказал Аристотель.

Цезальпин так объясняет эту весьма сумбурную доктрину:

«Когда мы бодрствуем, движение естественного тепла идет в наружном направлении, а именно к чувствительным участкам мозга. Зато когда мы спим, оно происходит в противоположном направлении – к сердцу. Поэтому можно сделать вывод, что, когда мы бодрствуем, большое количество крови и жизненных духов переносится к артериям, а оттуда – к нервам. Когда мы спим, то же тепло переносится обратно к сердцу, и не только артериями, но и венами. Естественный доступ в сердце обеспечивает vena cava, а не артерии. Доказательство тому – пульс. Когда мы бодрствуем, он полный, сильный, быстрый, а когда мы спим, замедляется. Во сне доставка естественного тепла к артериям уменьшается, но сразу возрастает, когда мы просыпаемся. Вены ведут себя иначе. Когда мы спим, они более наполненные, а когда бодрствуем – сжимаются»[161].

Трудно сделать вывод, что Цезальпин ясно представлял себе физиологию венозной и артериальной систем. Оставим пока вопрос, можно ли считать «естественное тепло» кровью. Судя по всему, он думал, что кровь и тепло вели себя по-разному во сне и во время бодрствования. Он не отвергал важности венозной системы, указав в своей последней книге, опубликованной посмертно в 1606 году, что vena cava имеет такую же важную физиологическую роль, как аорта[162]. Описание Цезальпина следует считать не аксиомой, а одним из многих вариантов того, как кровь может попасть из правого желудочка в левый. Ни точка зрения Цезальпина, ни других анатомов XVI века не вызвали интерес современников. Их теорию нельзя считать совершенно убедительной, поскольку не хватало неоспоримых доводов Гарвея.

Когда Уильям Гарвей (1578–1657) был уже очень старым человеком, тогда еще молодой ученый Роберт Бойль явился на профессиональную консультацию. Она не дала полезных медицинских результатов, но оба ученых искренне наслаждались научным общением. Среди прочих тем они говорили о кровообращении, и Гарвею был задан вопрос, как он пришел к такому выводу. Он ответил, что на эту мысль его натолкнули размышления о действии венозных клапанов в направлении венозной крови к сердцу. В своей опубликованной работе Гарвей первенство в «описании» клапанов отдал или Фабрицию, или Сильвию (1478–1553) из Парижа. На самом деле венозные клапаны были описаны несколькими анатомами XVI века[163], иными словами, они описывали маленькие мембраны, найденные в некоторых венах, но не определили их функции.

Самый полный рассказ о структуре и возможных функциях клапанов содержится в небольшом памфлете «О клапанах в венах» (De Venaram Ostiolis), опубликованном в 1603 году Фабрицием из Аквапенденте (1533–1619). Фабриций, получивший степень доктора медицины в Падуе в 1559 году, не утратив связи с университетом, одновременно в течение многих лет давал частные уроки анатомии. В 1565 году он стал профессором хирургии и занимал эту должность до 1613 года. Когда Гарвей впервые начал посещать его лекции в 1600 году, Фабриций, по его словам, описывал клапаны уже шестнадцать лет, и есть независимые свидетельства того, что он действительно упоминал их в 1578–1579 годах. В отличие от своих предшественников, он не только сообщил об их существовании, он также исследовал все вены, чтобы выяснить, в каких есть мембраны, дал анатомические иллюстрации их структуры и попытался объяснить функции. Он писал:

«Механизм, изобретенный здесь природой, очень похож на искусственные средства для управления мельницами. Строители мельниц помещают некие препятствия на пути воды, чтобы удерживать большие ее количества, накапливая для использования. Эти препятствия называются перемычками и дамбами. За ними в подходящем углублении собирается много воды – сколько необходимо. Так и природа работает в венах (которые похожи на русла рек) с помощью шлюзовых ворот, одиночных или парных»[164].

Возможно, самое важное в описании Фабриция – это гидравлический аспект венозной и артериальной систем. Он считал, что мембраны существуют, чтобы контролировать кровоснабжение. (Эту аналогию впоследствии использует и Гарвей.) Но хотя очевидно, что Фабриций пытался решить проблему крови как проблему простой гидравлики, также ясно, что он не понял роли клапанов для регулирования направления крови и вообще не думал о них. Используемое слово – ostiolas – для него означало скорее «шлюзовые ворота», чем «клапан», и что они служат для регулирования объема кровоснабжения, а не его направления. Он заметил вполне недвусмысленно:

«Природа создала их, чтобы в какой-то мере задерживать кровь, чтобы не дать ей всей массой устремиться к ногам, рукам и пальцам и собраться там»[165].

Иными словами, мембраны были помещены в вены, чтобы обеспечить равномерное распределение крови для питания разных частей тела. Фабриций не видел, что ему следовало выбрать в качестве модели не мельницу, а насос. На самом деле ему не удалось подойти к пониманию функций мембран ближе, чем его предшественникам, хотя он видел, что они играют механическую роль и связаны с проблемой движения крови. Не заметил он и связи между существованием клапанов и работой сердца. Дело в том, что Фабриций подходил к взаимоотношениям сердца и легких только с точки зрения дыхания (о чем он в 1615 г. опубликовал книгу), и помимо этого он никогда не рассматривал механизм работы сердца[166]. Кроме того, мембраны были обнаружены в венах. Будь они в артериях, Фабриций мог бы заметить связь с сердцем.

Но венозная система была связана с печенью и оставалась таковой до тех пор, пока Гарвей наконец не установил ее связь с сердцем.

В образовании Гарвея не было ничего, что могло бы побудить его подойти к проблеме иначе. Он изучал галеновскую медицину в Каюс-колледже, потом два года учился у Фабриция в Падуе, получил степень доктора медицины и стал успешным лондонским врачом. От Фабриция Гарвей, безусловно, что-то узнал о преимуществах механического подхода к физиологии, так же как о тенденции замены галеновского превосходства печени Аристотелевым превосходством сердца. Оригинальным стал интерес Гарвея к строению сердца и к таким проблемам, как разные функции двух структурно идентичных желудочков (один из которых управляет потоком духов, второй – потоком крови). Он думал, почему легочная вена служит для питания одних только легких, в то время как такая же вена питает все тело, почему легким нужно больше питания, чем другим органам, почему, если легкие двигаются, правый желудочек тоже двигается. Иными словами, правый желудочек существует только для использования легких?[167]Такой подход более поздние ученые вряд ли могли назвать механическим. Гарвей пытался найти конечные причины, и здесь, несмотря на теории Бэкона, конечные причины оказались богатыми на экспериментальные результаты.

Когда в 1616 году Гарвей начал читать лекции в Королевском коллеже, он уже активно работал над структурой и функциями сердца и легких. А в 1618 году он впервые сформулировал свою теорию кровообращения в точных и определенных терминах.

Из строения сердца очевидно, что кровь проходит постоянно через легкие в аорту. Доказано, что кровь проходит из артерий в вены. Отсюда следует, что движение крови постоянно идет по кругу и вызывается биением сердца.

Гарвей, очевидно, понял совершенно четко и ясно, как на самом деле течет кровь. Он осознал, что мембраны в венах и сердце действуют как откидные клапаны, которые открываются, чтобы позволить крови проследовать из легких к левой стороне сердца, но которые не открывались в обратном направлении. Далее Гарвей пришел к пониманию того, что это происходит во всем теле, так что кровь всегда течет из артерий в вены «по кругу» и обратно в сердце и легкие. Так что, пожалуй, именно Гарвея, больше чем любого другого анатома, можно считать открывателем венозных клапанов, поскольку он первым понял, что это именно клапаны.

В течение следующих десяти лет Гарвей продолжал исследование работы сердца и движения крови на животных; результаты были опубликованы в 1628 году в «Анатомическом исследовании движения сердца и сосудов у животных» (De Motu Cordis). Гарвей рассмотрел вопрос о деятельности сердца и движении крови с точки зрения анатома. Как и любой анатом XVI века, он с гордостью заявлял, что предпочитает изучать анатомию не по книгам, а в процессе вскрытия, познавать не догматы философов, а тайны природы. Он начал с пути, который указал Гален, и сумел интерпретировать его слова так, чтобы обеспечить поддержку своей новой доктрине. Он писал:

«Доказательство, которое приводит Гален, говоря о проходе крови от vena cava через правый желудочек в легкие, можно применить правильнее, если поменять названия [!], и сказать, что кровь течет из вен через сердце в артерии, и я буду использовать его именно так»[168].

Как и многие по-настоящему оригинальные мыслители, Гарвей не стремился совершить революцию; он не сомневался в своей уникальности, но не желал настраивать против себя людей больше. Уверенный, что он действительно сделал и увидел то, что никто не видел и не делал раньше, он стремился изложить свои открытия общепринятым языком.

De Motu Cordis – яркий пример научного исследования, основанного на экспериментальных свидетельствах. Гарвею было мало констатировать факт кровообращения, даже при наличии сильных аргументов; он хотел продемонстрировать свое открытие убедительно и бесспорно, а значит, полностью объяснить функцию сердца, его цель и средства для ее достижения. Результат – короткая, но удивительно сильная книга, в которой читателя поражает изобилие иллюстративного материала, наглядно подтверждающего правоту автора. Гарвей имел все основания утверждать:

«Все эти явления, которые можно видеть во время вскрытий, и множество других хорошо объясняют и полностью подтверждают то, что я утверждаю в этой книге, и отрицают широко распространенные взгляды. Потому что очень трудно объяснить иначе, почему все эти вещи были расположены именно так и функционировали таким образом, как я описал»[169].

Гарвей больше интересовался функциями сердца, чем легких, поэтому мог использовать для исследований хладнокровных животных, хорошо для этого приспособленных. Иными словами, он мог исследовать функции сердца так, как никто не делал ранее. Он утверждал:

«Не правы те, кто, желая, как все анатомы, описать, продемонстрировать и изучить части животных, удовлетворяются тем, что заглядывают внутрь одного только животного, а именно человека, да и того мертвого»[170].

Хладнокровные животные были идеальными объектами, и выводы, сделанные на основании исследований относительно функций их сердца, впоследствии подтверждались на теплокровных животных, биение сердца которых замедлялось при приближении смерти. Гарвей начал свои исследования с анализа движения и характеристик сердца. Он установил, что сердце – это мышца и что оно активно во время систолы – сокращения, в момент, когда выталкивается кровь, – а не во время диастолы, как считалось ранее. Иными словами, деятельность сердца заключается в выталкивании крови, а не ее всасывании. Далее Гарвей обнаружил, что он может соотнести расширение артерий, систолу сердца и биение пульса. Он сравнил сердце не с насосом, что мог бы сделать, а только с машиной: функция сердца, по Гарвею, «перенос крови и ее продвижение вперед по артериям по всему телу»[171].

Установив механику сердечной деятельности, Гарвей перешел к изучению легочного кровообращения, «путей, по которым кровь переносится из vena cava в артерии, или из правого желудочка сердца в левый»[172], снова при помощи анатомических экспериментов. Он препарировал живую рыбу, жабу, лягушку, змею, ящерицу и плод млекопитающего, прежде чем решил рассмотреть более сложный случай – млекопитающего. Единственное, что оказалось трудно решить, – это каким путем кровь проходит по ткани легких, и здесь он был вынужден прибегнуть к аналогиям. Теперь он был готов доказать существование систематического кровообращения, кругового движения крови с левой стороны сердца через артерии в вены и в правую сторону сердца через легкие обратно к левой стороне сердца. Это он сделал на основании анатомических свидетельств, подкрепленных телеологическими аргументами относительно соответствия разных структур функциям, которые он им приписал.

Но Гарвей прибег и к новым доводам. Интересно его использование количественного аргумента, основанного на аналогии между кровоснабжением и водопроводом. Он рассмотрел размер желудочка, количество содержимого, которое он выталкивает с каждым сокращением, и скорость сокращений. На основании этого он сделал вывод, что количество крови, посылаемое сердцем в артерии за полчаса, превышает количество крови во всем теле и что за день сердце выталкивает больше крови, чем весит все тело. Поскольку это невозможно, значит, вероятнее всего, через сердце проходит одна и та же кровь, иными словами, есть круговое движение. Количественные аргументы были очень редкими в XVII веке даже в физической науке, а тем более в медицине.

Факт циркуляции наконец объяснил цель венозных клапанов: «Они полностью предотвращают обратный поток от корней вен к ветвям, или из крупных в мелкие сосуды»[173]. Они гарантируют, что вся кровь потечет к сердцу – из мелких сосудов в крупные. Гарвей обнаружил, что клапаны настолько прочные, что он не смог ввести зонд в неправильном направлении. Осталась нерешенной только одна проблема: средства, при помощи которых кровь проходит из очень маленьких артерий к очень маленьким венам. Только здесь Гарвей был вынужден прибегнуть к чистым умозрительным построениям. Он сделал вывод, что должен существовать, как в легких, участок пористой ткани между артериями и венами, через которую просачивается кровь, пока не найдет входа в вену, – в целом слабое объяснение, поскольку оно никак не затрагивало постоянного и необходимого однонаправленного потока.

Тем не менее у Гарвея были все основания испытывать удовлетворение – «расчеты и визуальные демонстрации подтвердили все его предположения», и на их основании невозможно не прийти к выводу, что у животных кровь движется по кругу, это движение – результат сердечной деятельности[174].

Но на самом деле он не мог прекратить поиски новых аргументов, подтверждающих его точку зрения. Проанализировав все доводы – взятые из анатомии, опыта флеботомии и т. д., – он вернулся к цели циркуляции и отношений между структурой и функциями разных органов. Он писал: «Не будет… неуместным добавить, что, согласно также некоторым общим соображения, это обстоятельство должно быть неоспоримо признано»[175]. Иными словами, он прибегал к аргументам и на этом уровне тоже.

Большинство его аргументов было взято у Аристотеля. Любопытно, что анатомы, узнав больше и отвергнув Галена, обратились к Аристотелю за философской поддержкой обретенных новых знаний. Аристотель оказался особенно полезным для Гарвея благодаря его доктрине о превосходстве сердца. Этот взгляд Гарвей принимал всецело. Сердце, считал он, «можно назвать началом жизни, солнцем нашего микрокосма, а солнце, в свою очередь, можно назвать сердцем Вселенной». На самом деле научные рассуждения Аристотеля в других областях предлагали поддержку тезиса о круговом движении везде.

Мы имеем такое же право назвать движение крови круговым, как Аристотель, утверждавший, что воздух и дождь имитируют круговое движение небесных тел. Влажная земля, писал он, согревается солнцем и отдает испарения, которые конденсируются, поднимаясь вверх, и в конденсированной форме снова падают на землю, увлажняют ее, и она порождает новую жизнь. Аналогичным образом круговое движение солнца, то есть его приближение и удаление, вызывает штормы и атмосферные явления. Такое вполне может происходить и в теле с движением крови[176].

Труд De Motu Cordis исполнен дифирамбами, восхваляющими сердце и связанное с ним кровообращение, так же как астрономический трактат коперниканца мог возносить хвалу Солнцу. Сердце, как и Солнце, обеспечивает живые существа теплом, важным для жизни и усвоения пищи, оно – король и правитель микрокосма. Все это покрыто налетом мистики, но именно мистицизм воодушевлял Гарвея на исследование функций сердца совершенно не мистическими методами. Гарвею должны были понравиться труды Гилберта и даже Кеплера – он имел аналогичные философские взгляды.

Один аспект работы Гарвея остается загадкой: ничтожное влияние его открытия на медицинскую практику. Никто – даже сам Гарвей – не выдвинул предположения, что открытие кровообращения выявило ошибочность вековой практики кровопускания. Хотя Гарвей отметил факт, что животное может истечь кровью до смерти, если перерезать артерию, как свидетельство существования кровообращения, он даже не попытался сделать следующий шаг и признать, что кровопускание может принести большой вред. Тем не менее он описал, как существование кровообращения может быть использовано для объяснения некоторых специфических медицинских фактов: почему, например, отравленный или зараженный орган может вызвать болезнь всей системы, почему некоторые болезни сердца затрагивают дыхание, почему лекарства, примененные наружно, влияют на внутренние органы. Почему, к примеру, чеснок, привязанный к ступням ног, помогает отхаркиванию?[177] Все это были попытки рационализировать «факты», имевшие, как считалось ранее, мистическое или оккультное толкование.

Противодействие взглядам Гарвея часто было очень сильным, но никоим образом не всеобщим. Даже во Франции, где консервативный медицинский факультет в 1650 году полностью отверг новую доктрину, было немало тех, кто ее принял и поддержал. Она стала одним из основных принципов «новой науки» и была признана такими фигурами, как Декарт, и умными молодыми врачами, которые в 1645 году начали встречаться в Грешем-колледже, ставшем зерном, из которого впоследствии выросло Королевское научное общество. Кровообращение стало важным примером в новой экспериментальной натурфилософии. Бэкон не дожил до этого открытия, но ученые более позднего времени посчитали, что Гарвей превосходно проиллюстрировал то, что они считали бэконовским методом, и для них это была высшая похвала.

Глава 10

Круги исчезают из астрономии

Тихо Браге сделал то же, что и Гиппарх. Это послужило фундаментом здания. Тихо Браге выполнил величайшую работу. Мы не можем все делать всё. Гиппарху нужен Птолемей, который строит теорию пяти других планет. Пока Тихо был жив, я достиг этого. Я построил теорию Марса, причем такую умную, что расчеты полностью соответствуют наблюдениям[178].

Из всех астрономов после Коперника труднее всего понять и оценить Йоганна Кеплера. Он не был наблюдателем – помешало плохое зрение, но активно настаивал на более близком соответствии между теорией и наблюдениями, чем любой другой астроном. Страстный математик-вычислитель, математик-мистик – неоплатонист, он интересовался только математическими формулами, способными представить физический мир. Мистик и рационалист, математик и квазиэмпирик, он постоянно трансформировал очевидную метафизическую чепуху в астрономические взаимоотношения чрезвычайной важности и оригинальности. В высшей степени надменный, непоколебимо убежденный в том, что обладает ключом к тайнам Вселенной, и даже к структуре, запланированной Господом в процессе творения, он всегда признавал свой долг перед предшественниками. Он принимал свои достижения с большой серьезностью и оставил причудливый след в виде сложной процедуры, посредством которой он пришел к эпонимическим законам поведения планет, которыми запомнился. Но Кеплер никогда не называл их законами и не отличал от других, для него одинаково ценных. Большинство из них по праву забыто. Целиком зависимый при выполнении своей работы от наблюдений Тихо Браге, он был твердым, убежденным коперниканцем. Он был трудоголиком, автором двух дюжин книг по астрономии, оптике, математике и религии и одновременно вел масштабную переписку. Его теории мало влияли на современников, поскольку работы, в которых они излагались, были выполнены в стиле, чуждом даже для самых способных астрономов его времени, людей с ясными головами, слишком презирающими оккультизм и мистику, чтобы пытаться их понять. А поколение коперниканцев-мистиков, таких как Диггес и Гилберт, к 1600 году уже осталось в прошлом. Парадоксально, но факт: идеи Кеплера сначала были высоко оценены исключительно рациональным поколением ученых, работавших после 1660 года, которые видели, что их можно применить к механическим системам Вселенной, убрав мистический контекст, куда Кеплер их поместил.

Кеплер принадлежал к первому поколению истинных коперниканцев. Он изучил элементы коперниканизма под руководством Местлина, еще будучи студентом. Хотя Местлин долго читал лекции только по системе Птолемея, его лекции в Тюбингене, когда там учился Кеплер, включали представление и о новой, и о старой астрономии. И это во вступительном курсе. Сначала Кеплера не привлекла астрономия. Он родился в 1571 году в небольшом городке Вюртемберге в респектабельной, но обедневшей благочестивой лютеранской семье. Родители решили, что старший сын должен принять сан, и потому он стал учиться в семинарии, чтобы подготовиться к поступлению в протестантский университет Тюбингена. В начале учебы Кеплер проявил себя старательным студентом, твердым в вере, но, вероятно, не сумел вынести жесткости лютеранской доктрины. Его религиозные взгляды впоследствии никогда не были целиком приемлемыми для лютеранских конгрегаций разных городов, в которых ему доводилось жить. Да и темперамент не позволял видеть в нем успешного пастора. В то же время Кеплер имел заметную склонность к математике. Вот факультет в Тюбингене и предложил ему пост районного математика и учителя математики в протестантской семинарии австрийского города Граца. Поскольку духовный пост ему никто не предлагал, Кеплер в 1594 году с большой неохотой стал учителем математики.

Что бы ни думал в это время Кеплер, он был прекрасно подготовлен к своей новой работе. Местлин был одним из самых уважаемых в Германии преподавателей астрономии и одним из немногих, кто в своих лекциях касался и птолемеевской, и коперниковской астрономии. Он предлагал своим ученикам серьезно взвешивать все за и против двух систем. В предисловии к своей первой книге Кеплер, всегда старавшийся объяснить историю появления своих идей, писал:

«Со времени в Тюбингене, шесть лет назад, когда я наслаждался общением с выдающимся наставником – Михаэлем Местлином, я чувствовал, насколько неудовлетворительна концепция многих движений в мире. Одновременно я почувствовал восхищение Коперником, которого мой наставник часто упоминал в своих лекциях, и не только часто защищал его взгляды в диспутах по физике с другими студентами, но даже составил целую речь в защиту его тезиса о том, что «первое движение» берет начало от вращения Земли»[179].

Ясно, что Кеплер получил лучшее и более современное образование в теоретической астрономии, чем любой другой астроном его возраста.

Профессиональные обязанности в Граце не были обременительными. От Кеплера ждали подготовки ежегодных календарей, содержащих полную астрономическую информацию, щедро приправленную астрологическими предсказаниями (против которых он не имел ничего), и обучения студентов, пожелавших изучать его предмет. Таковых было немного. В отличие от крупных университетов, в Граце астрономия не была востребованной, а Кеплер был недостаточно хорошим лектором, чтобы пробудить интерес к предмету. Никого не интересовало, есть у Кеплера студенты или нет. Тем не менее его услуги оставались доступными, если в них возникнет необходимость. Да и календари он составлял исправно. Так что была полная возможность делать то, что его интересует. А занимался он устройством личной жизни (после долгих ухаживаний он в 1596 г. женился на молодой вдове) и исследованиями в области теоретической астрономии. Весь 1595 год посвятил разработке новой теории математических связей, затрагивающих размеры планетарных орбит. Результаты он с гордостью отослал Местлину, который в 1596 году опубликовал Mysterium Cosmographicum.

Кеплер был невероятно горд своей победой и отослал экземпляры своей первой книги князьям, которые могли предложить ему лучшую должность, и видным ученым, среди которых был Тихо Браге. Как минимум один экземпляр попал в Италию, где его увидел Галилей, тогда еще профессор математики в Падуе, неизвестный как астроном. Галилей написал молодому человеку весьма приветливое письмо: разъяснил, что не сумел прочитать его работу от начала до конца, но похвалил за преданность теории Коперника, приверженцем которой он и сам являлся. После этого Кеплер сделал попытку начать регулярную переписку с Галилеем. Тихо Браге тоже ободрил молодого ученого. Мистицизм книги не мог оттолкнуть того, кто верил, как и Тихо Браге, что алхимия и астрология – пути к истине. Он увидел, что Кеплер – способный и старательный астроном-вычислитель и сможет стать отличным помощником в Ураниборге. Поэтому Тихо Браге настоял, чтобы Кеплер присоединился к нему, пообещав доступ к своим наблюдениям. Но Кеплер отказался. Тогда, как и позже, он не хотел покидать немецкоязычную страну и не видел никаких причин покидать Грац.

Но ситуация в Австрии и на юге Германии быстро ухудшалась. Силы католической Контрреформации медленно, но верно отодвигали протестантские границы. Осенью 1597 года всем протестантским священнослужителям и преподавателям было предписано покинуть Грац. Исключение было сделано только для Кеплера – подобное будет повторяться и впредь в аналогичных ситуациях. Он считался ненадежным элементом среди ортодоксальных лютеран, считавших его слишком либеральным (и слишком склонным к кальвинистской доктрине, хотя, вероятно, католические власти этого не знали). Также он был в хороших отношениях со многими католиками, включая некоторых иезуитов – авангардную силу католицизма. Кеплер никогда не отказывался от религиозной дискуссии, хотя в конце твердо отвергал предложения иезуитов о переходе в другую веру. При этом он вежливо разъяснял, что и так католик, поскольку является христианином. Он, безусловно, не был непримиримым антикатоликом, как большинство его собратьев по вере. Гражданские власти, вероятно, считали, что лучше иметь в своем распоряжении районного математика, который одновременно является способным астрономом и составителем гороскопов, чем человека, который будет исправно посещать мессы, забывая о звездах. И Кеплер остался в Граце еще на три года, в течение которых размышлял о таинствах Солнечной системы.

Но к 1600 году требования религиозного единообразия стали настойчивее. Кроме того, Тихо Браге покинул Данию и обосновался в Богемии, став придворным математиком императора – на этом посту он мог использовать ассистентов. Кеплер решил узнать, осталось ли в силе первоначальное предложение Тихо и можно ли все устроить на основе, удовлетворяющей и его гордость, и его кошелек. Он отправился в Прагу, и после долгих переговоров были определены условия, приемлемые для обоих астрономов. Кеплер быстро устроился и стал с большим энтузиазмом исследовать орбиту Марса, используя информацию, собранную на протяжении многих лет. Это исследование привело его к таким замечательным открытиям, что он по праву мог считать себя создателем новой астрономии.

Смерть Тихо Браге в 1601 году почти ничего не изменила для Кеплера. Пришлось только потратить время на переговоры с императором и наследниками Тихо. В конце концов, Кеплер сохранил доступ к бумагам Тихо Браге и продолжил его работу, а потом занял и его должность придворного математика. Должность не была обременительной – требовалось только затратить немалую энергию, чтобы получить обещанную плату. Кеплер составил несколько гороскопов для императора, а также намеревался завершить планетарные таблицы, основанные на данных Тихо Браге, которые должны были быть составлены еще до смерти Тихо. Кеплер работал над ними годами, никогда не забывая о них, но постоянно отвлекаясь на другие, более интересные работы. Наконец, в 1623 году они были закончены, но их выпуск задержался еще на пять лет из-за хаоса войны. И лишь в 1627 году увидевшие свет таблицы Рудольфа – рудольфины – стали достойным памятником Тихо Браге от его самого достойного ученика.

Занимаясь своими официальными обязанностями, Кеплер одновременно решал множество проблем, касающихся орбиты Марса, оптики рефракции, новой звезды (1604), математики, рассмотрения новых астрономических наблюдений Галилея. Также он вел обширную научную переписку. Но Кеплер не был полностью счастлив в Праге. Император старел (он умер в 1612 г.), и политические беспорядки, которые предшествовали началу Тридцатилетней войны, показывали, что Прага перестала быть подходящим местом для научной работы. Встревоженный Кеплер переезжает в австрийский город Линц.

Здесь должность математика лучше оплачивалась, чем в Граце, да и расположен он был ближе к Южной Германии, куда ученый всегда надеялся – и напрасно – вернуться. Кеплер прожил в Линце четырнадцать лет, до тех пор, пока война не вынудила его перебираться в другое место для обустройства рудольфин, теперь полностью законченных, и для жительства своей семьи. Таблицы были опубликованы в 1627 году в Ульме.

Кеплер приобрел широкую известность как научный наследник Тихо Браге, чему способствовали и его расчеты, основанные на наблюдениях старого ученого, и его собственные труды 1604 года о новой звезде. В 1610 году поэт Джон Донн написал в своем сатирическом произведении Ignatius his Conclave, что после смерти Тихо Браге Кеплер заботится, чтобы ничто в небесах не происходило без его ведома. Таково было мнение человека, далекого от науки. Астрономы знали, что Кеплер написал четыре работы по теоретической астрономии: «Тайна мира» (Mysterium Cosmographicum, 1596), «Новая астрономия» (Astronomia nova,1609), «Коперниканская астрономия» (Epitome of Copernican Astronomy, 1617–1621), «Гармония мира» (Harmonices Mundi, 1619). Все они имели коперниковскую направленность и имели отношение к новой, смелой и не вполне понятной форме астрономической теории, основанной на математике. Эти труды создали репутацию Кеплера, но были невысоко оценены после его смерти.

В системе Коперника Кеплер видел высший порядок и гармонию. С самого начала своих астрономических размышлений Кеплер был убежден, что во Вселенной больше порядка и гармонии, чем могут выявить обычные астрономические методы. Под порядком и гармонией Кеплер подразумевал два немного отличающихся аспекта космоса: один – отражение свойств божественного Создателя, другой – набор математико-физических связей: мистическая гармония и математическая. Именно эта концепция привела Кеплера к рассмотрению символов Бога через наблюдения Тихо Браге, не отказываясь ни от мистического видения, ни от фактов, полученных из наблюдений. Он постоянно работал, пока два аспекта не стали одним. Как Кеплер сообщил читателям Mysterium Cosmographicum, «суть трех вещей особенно интересовала меня – почему они устроены так, а не иначе: число, размеры и движения небесных орбит. Так получилось из-за удивительного соответствия вещей неподвижных – Солнца, неподвижных звезд и промежуточного пространства – и Бога Отца, Сына и Святого Духа. Этой аналогии я буду следовать дальше в Mysterium Cosmographicum»[180].

Это была его излюбленная аналогия, подсказавшая Кеплеру причину для исследования и мистическое видение вопроса. Двадцать лет спустя в Epitome of Copernican Astronomy он опять сравнит центр мира с Богом Отцом, сферу неподвижных звезд – с Сыном, а планетарную систему – со Святым Духом. Причем это был не один только пантеистический мистицизм, как для Джордано Бруно. Это был одновременно религиозный комфорт и мощный стимул к исследованиям – физическим исследованиям. Гармонии мира ничего не значили для Кеплера, если они не соответствовали точным наблюдениям. Даже в первой попытке, еще до работы с Тихо Браге, Кеплер повторял свои вычисления снова и снова в течение всего лета, прежде чем нашел математическое выражение, достаточно близкое к лучшей информации, которую он сумел получить. Поскольку он надеялся, что более точная информация позволит ему открыть еще более чудесные взаимосвязи, он в свое время захотел работать с Тихо Браге. Как-то он заметил: «Поскольку всемилостивейший Господь дал нам такого в высшей степени внимательного наблюдателя, как Тихо Браге… нам следует с благодарностью принять такой дар»[181]. Кеплер признавал, что именно наблюдения Тихо Браге сделали ошибки более ранних теорий понятными. Независимо от того, помогало ему это или мешало, но Кеплер лояльно принимал работы Тихо Браге и считал их совершенным фундаментом, на котором он должен строить свои теории, с готовностью отбрасывая месяцы работ, если вычисления показывали, что его теория не настолько точна, как того требуют наблюдения. Никогда раньше астроном не придерживался столь жестких взглядов о необходимом соответствии между наблюдениями и теорией. И никогда раньше вычислитель не делал таких точных, последовательных и надежных наблюдений, на основании которых работал. Кеплеру повезло иметь такую обширную базу наблюдений, и его гений позволил ему в полной мере воспользоваться их точностью. Никто, кроме него, не смог так полно использовать труды Тихо Браге – этот факт Кеплер всегда с готовностью признавал, но даже лояльность не могла заставить его принять систему Тихо Браге вместо системы Коперника.

Убежденный коперниканец Кеплер подчинялся предписаниям Тихо Браге и оправдывал свое использование работ Тихо, увеличивая расчеты. В «Новой астрономии» (это первая его работа на основе информации Тихо Браге) он рассчитал все элементы орбиты Марса для трех систем: Птолемея, Тихо Браге и Коперника. В 1619 году он заметил, что его изучение совершенной гармонии небесных движений и их происхождения имеет в своей основе те же эксцентриситеты, полудиаметры и периоды, что и в системе Тихо Браге и Коперника. (К тому времени, как он подошел к оформлению титульного листа пятой книги «Гармонии мира», он уже не видел необходимости упоминать систему Птолемея.) Так он ублажал свою совесть, оставаясь твердым коперниканцем. Но в других отношениях он был скорее последователем Тихо Браге, чем Коперника. Как и Тихо, он отвергал идею кристаллических сфер (хотя, опять-таки как Тихо, сохранял окружающую сферу, расположенную за неподвижными звездами, дававшую границы миру). Это позволило ему принять теорию комет Тихо Браге (который считал их телами в небесах, движущимися между орбитами Венеры и Марса). Как и Тихо Браге, Кеплер трансформировал планетарные сферы в орбиты, но, в отличие от Тихо, он понял, что необходимо найти физическую причину сохранения орбит. Недостаточно утверждать, что планеты движутся по фиксированным орбитам, имеющим постоянный размер и форму, расположенным в пространстве на определенных расстояниях от центра Вселенной. Кеплер считал необычайно важным выяснить, почему это происходит, и был готов искать причину, пока не найдет ее.

Кеплер, словно маленький мальчик, был одержим поиском ответов на многие неясные вопросы. Почему половина Вселенной (центр и окружение) находится в покое, а другая половина – в движении? Почему внешние планеты движутся медленнее, чем внутренние? Почему планеты имеют орбиты такой формы, а не другой? Почему существует шесть планет, а не больше или меньше? Для Кеплера ответы должны были иметь физический и матемагический аспекты. Сказать, что шесть – совершенное число, как это делали греки, называвшие так числа, равные сумме всех своих делителей, недостаточно. Кеплер снова спрашивал: почему? Какова физическая суть этого математического факта? Именно всеобъемлющее любопытство стало основой его первой книги. Могут ли геометрические фигуры использоваться, чтобы дать конкретную реальность численной связи? Вокруг вершин треугольников, указывающих разные положения соединения[182] Юпитера и Сатурна, можно провести круг. Но, к сожалению, его расчеты не соответствовали истинным размерам планетарных орбит. Значит, хотя геометрическая «гармония» казалась привлекательной, Кеплер неохотно отказался от этого расчета. В любом случае необходимо отыскать геометрическую взаимосвязь, включающую все планеты. Кеплер писал:

«Я подумал, что если для объяснения размеров и пропорций шести орбит, принятых Коперником, можно отыскать среди бесконечно многих фигур пять, отличающихся от других какими-то особыми свойствами, получится то, что я хочу. И тут я устремился вперед с новыми силами. Какое отношение имеют плоские фигуры к пространственным орбитам? Тут скорее следовало бы обращаться к пространственным телам. Теперь, любезный читатель, ты знаешь мое открытие и предмет всей книги»[183].

Несколько наивно Кеплер считал твердые тела более физическими и менее геометрическими, чем плоские фигуры, а значит, более важными. Он был настолько восхищен своим новым открытием, к которому пришел, рассматривая платоновы тела, что не сдержался и сообщил об этом читателям уже в предисловии. Открытие заключалось в следующем:

«Орбита Земли есть мера всех орбит. Вокруг нее опишем додекаэдр. Описанная вокруг додекаэдра сфера есть сфера Марса. Вокруг сферы Марса опишем тетраэдр. Описанная вокруг тетраэдра сфера есть сфера Юпитера. Вокруг сферы Юпитера опишем куб. Описанная вокруг куба сфера есть сфера Сатурна. В сферу Земли вложим икосаэдр. Вписанная в него сфера есть сфера Венеры. В сферу Венеры вложим октаэдр. Вписанная в него сфера есть сфера Меркурия. Теперь вы имеете обоснование числа планет».