Помоги проекту - поделись книгой:
Аристотель (384–322 до н. э.) родился в Стагире, городке в северо-восточной Греции; отец его был личным врачом деда Александра Великого, царя Аминты III.
В юные годы Аристотель осиротел, и в семнадцать лет его отправили в Афины, учиться в Академии у Платона. Благодаря Платону слово «академия» стало означать место обучения, однако в те времена так назывался просто городской публичный сад на задворках Афин, где среди деревьев любили собираться вокруг Платона его ученики. Аристотель остался там на двадцать лет.
В 347 году до н. э. Платона не стало, и Аристотель покинул Академию, а через несколько лет стал учителем Александра. Неясно, почему царь Филипп II назначил его наставником своему сыну – у Аристотеля еще не сложилось репутации. Однако назначение в учители наследнику престола Македонии показалось Аристотелю, скорее всего, хорошей мыслью. Платили ему изрядно, достались и другие блага, когда Александр отправился завоевывать Персию и заметную часть остального мира. Но после того, как Александр принял царствование, Аристотель, в те поры почти пятидесятилетний, вернулся в Афины, где за следующие тринадцать лет создал почти все, что сделало его знаменитым. С Александром они больше не виделись.
Наука, которой учил Аристотель, – не вполне то же самое, что он выучил у Платона. Аристотель был примерным учеником Академии, но Платонова сосредоточенность на математике ему никогда не нравилась. Сам он предпочитал пристальное наблюдение за природой, а не абстрактные законы, что очень отличается и от науки Платона, и от научной практики наших дней.
Учась в старших классах, я любил химию и физику. Видя, как увлечен я этими дисциплинами, отец как-то раз попросил меня объяснить их ему. Сам он происходил из бедной еврейской семьи, которая могла себе позволить отправить его лишь в местную религиозную школу, и отец получил образование, сосредоточенное на теориях шабата, а не науки, и поскольку дальше седьмого класса продвинуться ему не пришлось, такая задача была мне по плечу.
Я начал наши с ним занятия со слов, что физика – это, в основном, исследование одного: изменения. Мой отец задумался на миг, а затем хмыкнул. «Ничего ты об изменениях не знаешь, – сказал он. – Ты слишком юн и перемен никогда не нюхал». Я возразил, что, конечно же, я перемены переживал, но он ответил мне старым еврейским присловьем – из тех, которые либо глубокие, либо дурацкие, в зависимости от вашей терпимости к старым еврейским присловьям. «Есть перемены, – сказал он, – а есть перемены».
Я отмахнулся от этого афоризма так, как это свойственно лишь подросткам. В физике, сказал я, нет перемен и перемен, есть только ИЗМЕНЕНИЕ. Можно даже сказать, что ключевой вклад Исаака Ньютона в создание физики в том виде, в котором она известна нам, – создание единого математического подхода, с помощью которого можно описать любые изменения, какие есть в природе. Аристотелева физика, родившаяся в Афинах за две тысячи лет до Ньютона, коренится в гораздо более интуитивном и менее математическом подходе к пониманию мира, и я подумал, что отцу он будет доступнее. И вот, в надежде, что смогу найти нечто более простое в объяснении, я принялся читать об Аристотелевых представлениях о переменах. Приложив немало усилий, я узнал, что, хоть Аристотель и говорил на греческом и ни слова в своей жизни не произнес на идише, верил он, по сути, вот во что: «Есть перемены, а есть перемены».
В версии моего отца второе произнесение слова «перемены» выходило зловещим, и он имел в виду перемены той насильственной разновидности, какие он сам пережил со вторжением нацистов. Это различение между простыми, или же естественными переменами, с одной стороны, и насильственными переменами – с другой, есть то же, какое проводил и Аристотель: он верил, что все преображения, наблюдаемые в природе, можно разделить на естественные и насильственные.
В теории мира по Аристотелю естественные перемены происходили из самого предмета[126]. Иными словами, причина природных изменений неотторжима от природы или свойств предмета. Рассмотрим, к примеру, изменение, которое мы именуем движением, – перемену положения физического тела в пространстве. Аристотель верил, что все сделано из разных сочетаний четырех первоэлементов – земли, воздуха, огня и воды, и в каждом есть встроенная склонность к движению. Камни падают на землю, а дождь – в океаны потому, что, согласно Аристотелю, земля и океан – естественные места упокоения этих субстанций. Чтобы камень полетел вверх, необходимо внешнее вмешательство, а вот падая, он следует прирожденной склонности и выполняет «естественное» движение.
В современной физике не требуется никакой причины, чтобы предмет покоился или находился в равномерном прямолинейном движении – с постоянной скоростью в одном и том же направлении. Сходно и в физике Аристотеля: нет нужды объяснять, почему предметы производят естественное движение, то есть почему предметы, составленные из элементов земли и воды, падают, а из воздуха и огня – возносятся. Такой анализ отражает наблюдаемое в окружающем мире, где воздушные пузырьки в воде движутся вверх, пламя – с виду – рвется ввысь, тяжелые предметы падают, океаны и моря покоятся на земле, а над всем нависает атмосфера.
Для Аристотеля движение было одним из многих естественных процессов, подобно росту, распаду, брожению, и все они управлялись одними и теми же законами. Он рассматривал природные перемены во всем их многообразии – горение полена, старение человека, полет птицы, падение желудя – как воплощение внутреннего присущего им потенциала. Природные перемены, в Аристотелевой системе взглядов, как раз и несут нас по жизни изо дня в день. От этих перемен мы и бровью не ведем – мы принимаем их как должное.
Однако иногда естественный ход событий нарушается, и движение, или же перемена, рождена чем-то внешним. Это происходит, когда камень бросают в воздух, когда виноградные лозы вырывают из земли, а кур забивают ради мяса, или же когда вы теряете работу или континент прибирают к рукам нацисты. Такие изменения Аристотель называл «насильственными».
При насильственном изменении, согласно Аристотелю, предмет меняется или движется вопреки своей природе. Аристотель пытался понять причину таких изменений и подобрал для нее название – «сила».
Как и в Аристотелевых представлениях о естественных переменах, взгляд его на перемены насильственные хорошо согласуется с тем, что мы наблюдаем в природе: твердая материя, например, устремляется вниз сама по себе, а вот заставить ее двигаться куда угодно еще – вверх или в стороны – требует приложения сил, или усилий.
Такой анализ изменения примечателен тем, что, хотя Аристотель наблюдал те же природные явления, что и все прочие великие ученые его времени, он, в отличие от остальных, засучил рукава и запечатлел свои наблюдения неслыханно подробно и энциклопедически – наблюдения перемен и в жизнях людей, и в природе. Пытаясь разобраться, что было общего у различных видов изменений, он изучал причины несчастных случаев, политическую динамику, буйволов, перевозящих тяжелые грузы, рост зародышей цыплят, извержения вулканов, метаморфозы дельты Нила, природу солнечного света, подъем тепла, движение планет, испарение воды, пищеварение у животных со множеством желудков, плавление и горение разных субстанций. Он вскрывал самых разных зверей, иногда сильно после их срока годности, а если кому-то рядом не нравилась вонь, Аристотель лишь презрительно усмехался.
Аристотель назвал свою попытку создать систематическую опись перемен «Физикой» – и тем объявил, что наследует Фалесу. Охват его физики широк, она включает в себя и живое, и неодушевленное, а также явления небесные и земные. Ныне различными категориями изменения занимаются целые отдельные направления науки – собственно физика, астрономия, климатология, биология, эмбриология, социология и так далее. Аристотель, на самом деле, был плодовитым автором – настоящим человеком-Википедией. Среди его исследований есть детальнейшие труды, когда-либо составленные человеком, у которого никогда не диагностировали невроз навязчивых состояний. Согласно античным записям, Аристотель подарил человечеству 170 исследовательских работ, примерно треть дошла до наших дней. Среди них «Метеорология», «Метафизика», «Этика», «Политика», «Риторика», «Поэтика», «О небесах», «О творении и разрушении», «О душе», «О памяти», «О сне и бессоннице», «О сновидениях», «О предсказательстве», «Долголетие», «Юность и зрелость», «Об истории и частях животных» и так далее.
Пока его бывший ученик Александр покорял Азию, Аристотель вернулся в Афины и основал школу, которую назвал Лицеем. Там, прогуливаясь по улице или по саду, он наставлял своих учеников в постигнутом им за годы[127]. Однако, хоть и был Аристотель великолепным учителем и блистательным – и плодовитым – наблюдателем за природой, его подход к знанию сильно отличался от того, который мы сейчас называем наукой.
По словам философа Бертрана Расселла, Аристотель «первым начал писать, как преподаватель… как профессиональный учитель, а не вдохновленный пророк»[128]. Расселл говорил, что Аристотель – это Платон, «разбавленный здравым смыслом». Аристотель эту черту и впрямь высоко ценил. Как и большинство из нас. Благодаря здравому смыслу мы не отвечаем на письма добрых людей из Нигерии, обещающих нам в ответ на присланные им нынче тысячу наших долларов сто миллиардов завтра. Однако, оценивая представления Аристотеля и зная то, что нам известно в наши дни, можно сказать, что именно в приверженности Аристотеля привычным взглядам состоит величайшая разница между сегодняшним и Аристотелевым подходами к науке – и в ней же один из величайших недостатков его физики. Бытовую логику сбрасывать со счетов нельзя, и все же частенько требуется именно логика не бытовая.
Чтобы чего-то добиваться в науке, часто требуется преодолевать то, что историк Дэниэл Бурстин называл «тиранией здравого смысла»[129]. Здравый смысл, к примеру, подсказывает: если толкнуть предмет, он начнет перемещаться, затем замедлит движение и остановится. Однако, чтобы воспринять законы движения, необходимо глянуть за пределы очевидного, как это удалось Ньютону, и представить, как двигался бы предмет в теоретическом мире, где нет трения. Аналогично, чтобы понять суть механизма трения, нужно суметь прозреть фасад материального мира насквозь, «увидеть» устройство предметов как состоящих из ненаблюдаемых глазом атомов, – такое представление сформулировали Левкипп и Демокрит за век до Аристотеля, но он его не принял.
Аристотель также выказывал большую приверженность общему мнению, учреждениям и взглядам своего времени. Он писал: «То, во что все верят, – истинно»[130]. А маловерам говорил: «Разрушающий эту веру вряд ли найдет что-либо убедительнее». Живой пример доверия Аристотеля распространенным истинам – и того, как это искажало его видение, – вымученное суждение, что рабство, которое принимали и он, и большинство его сограждан, есть врожденное природное свойство физического мира. Применяя подобный довод, до странности напоминающий его труды по физике, Аристотель заявлял, что «во всех предметах, входящих в состав сложного целого, сделанного из частей… проявляется различие между управляющими и подчиненными элементами. Такая двойственность существует среди живых существ, но не в них одних; она происходит из устройства Вселенной»[131]. Из-за этой двойственности, утверждал Аристотель, есть люди по природе своей свободные, а есть такие, кто по природе – рабы.
Современных ученых и других новаторов часто представляют чудаками и оригиналами. Думаю, в этом стереотипе есть доля истины. Знавал я одного преподавателя физики, который ежедневно составлял себе обед из соусов и приправ, предложенных в столовой бесплатно. Майонез – источник жиров, кетчуп был ему растительной составляющей, соленые крекеры – углеводной. Другой мой приятель обожал мясные закуски, а хлеб терпеть не мог и в ресторанах запросто заказывал на обед сиротливую горку салями, которую потреблял с ножом и вилкой, будто отбивную.
Традиционное мышление – не лучший подход для ученого, да и для кого угодно, желающего придумать что-то новое, хоть нетрадиционные взгляды иногда стоят вам отношения окружающих. Однако мы еще не раз убедимся, что наука – естественный враг предубеждений и власти авторитетов, включая даже авторитеты внутри научного сообщества. Революционные прорывы требуют готовности воспротивиться тому, во что верят все, и заменить старые взгляды на убедительные новые. Вообще, есть одна самая заметная преграда на пути прогресса на протяжении всей истории науки и человеческой мысли в целом – чрезмерная приверженность взглядам прошлого (да и настоящего). И потому, если бы я нанимал людей на творческую работу, я бы остерегался избытка здравомыслия, а вот чудаковатости записывал бы в колонку плюсов и следил бы, чтоб на столе с соусами и приправами всегда было всего вдоволь.
Еще одно важное противоречие между подходом Аристотеля и тем, который сформировался в науке позднее: первый – качественный, второй – количественный. Современная физика, даже в простейшем школьном виде, – количественная. Ученики, изучающие физику на базовом уровне, знают, что автомобиль, движущийся со скоростью шестьдесят миль в час, ежесекундно преодолевает восемьдесят восемь футов. Они знают, что, если уронить яблоко, его скорость каждую секунду падения будет возрастать на двадцать две мили в час. Они производят математические вычисления – например, сила, с которой ваша спина воздействует на спинку кресла, когда вы в него плюхаетесь, на долю секунды может составлять тысячи фунтов. В физике Аристотеля и близко ничего такого не было. Напротив, он шумно жаловался на философов, пытавшихся превратить философию в математику[132].
Во дни Аристотеля любая попытка сделать из натурфилософии количественные исследования была, конечно, затруднена состоянием знания в древней Греции. У Аристотеля не было ни секундомера, ни часов с секундной стрелкой, не сталкивался он и с представлением событий в понятиях их точной продолжительности. Кроме того, сферы алгебры и арифметики, потребные для обращения с подобными данными, развились не больше, чем во времена Фалеса. Как мы уже говорили, знаки плюса, минуса и равенства еще не были изобретены, не существовало и системы чисел или же представления о «милях в час». Однако в XIII веке и после ученые чего-то добились в количественной физике благодаря инструментам и математике ненамного сложнее античных, и потому это не единственные препятствия науке уравнений, измерений и численных предсказаний. Важнее тут другое: Аристотеля, как и всех прочих, попросту не интересовали количественные описания.
Даже изучая движение, Аристотель анализировал его исключительно качественно. Например, представления о скорости у него были довольно смутные: «некоторые предметы движутся далее прочих за одно и то же время». В наше время это утверждение смахивает на записку из печенья с предсказаниями, но во времена Аристотеля люди считали его достаточно точным. Обладая лишь качественными представлениями о скорости они располагали туманнейшими соображениями об ускорении, то есть об изменении скорости или направления движения, а мы учим этому детей в средней школе. С учетом таких фундаментальных различий, отправься кто-нибудь на машине времени и дай Аристотелю текст по Ньютоновой физике, античному ученому он был бы понятен в той же мере, что и книга рецептов приготовления пасты в микроволновке. Он не только не смог бы понять, что Ньютон имел в виду под «силой» или «ускорением», – ему было бы на это начхать.
Аристотеля в процессе его пристальных наблюдений интересовало движение и другие разновидности перемен, происходивших с неким результатом. Он понимал движение, к примеру, не как нечто измеримое, а как явление, в чьем назначении можно было разобраться. Лошадь тянет повозку, чтобы та перемещалась по дороге; коза бродит в поисках еды; мышь убегает, чтобы ее не слопали; кролики портят крольчих, чтобы получилось больше разных кроликов.
Аристотель считал, что Вселенная – единая громадная экосистема, созданная для гармоничного существования. Во всем, на что смотрел, он видел цель. Дождь идет, потому что растениям для роста нужна влага. Растения растут, чтобы животным было что съесть. Виноградные косточки превращаются в лозы, а яйца – в кур, чтобы реализовать потенциал, заложенный в эти косточки и яйца. С незапамятных времен люди всегда приходили к понимаю мира, проецируя на него собственные переживания. И потому в Древней Греции естественнее всего было оценивать предназначение событий физического мира, нежели пытаться объяснить их математическими законами, сформулированными Пифагором и его последователями.
Мы вновь видим, до чего важна для науки постановка вопроса. Даже если бы Аристотель воспринял Пифагоров взгляд на природу как подчиняющуюся количественным законам, он все равно упустил бы главное, поскольку был попросту менее заинтересован в количественных особенностях законов, чем в том, почему предметы им следуют. Что заставляет струну музыкального инструмента или падающий камень вести себя с численно выраженным постоянством? Вот что увлекало Аристотеля, и именно в этом состоит главная разобщенность его философии и того, как занимаются наукой в наши дни: то, что Аристотель воспринимал в природе как предназначение, нынешняя наука таковым не воспринимает.
Это свойство Аристотелева образа мыслей – тяга к поиску предназначения – мощно повлияло на дальнейшее развитие человеческой мысли. Оно сблизит с Аристотелем многих христианских философов, однако затормозит научный прогресс почти на две тысячи лет, поскольку совершенно несовместимо с великими принципами науки, направляющими наши современные исследования. Когда сталкиваются два бильярдных шара, дальнейшие события определяются законами, которые предложил Ньютон, а не вселенским предначертанием.
Наука родилась от фундаментального человеческого стремления познавать наш мир и его смыслы, и потому не удивительно, что жажда предназначения, двигавшая Аристотелем, близка многим и поныне. Представление, что «у всего происходящего есть причина», может утешать стремящихся понять природную катастрофу или иную трагедию. И что, по мнению науки, Вселенной не руководит никакая судьба, может создать о науке впечатление как о холодной и бездушной.
Но есть и другой способ смотреть на это – и мне он знаком благодаря моему отцу. Когда бы мы ни касались темы предназначения, мой отец часто ссылался не на доставшийся ему удел, а на один случай, который произошел с моей матерью до их знакомства, когда ей было всего семнадцать. Нацисты заняли ее город, и один их них, по неведомым для мамы причинам, приказал нескольким десяткам евреев, включая мою маму, встать в ряд на колени в снег. После чего он прошел вдоль всего ряда, останавливаясь каждые несколько шагов и стреляя своим пленникам в голову. Будь это частью божественного или природного великого замысла, мой отец не желал бы иметь с Богом ничего общего. Такие люди, как мой отец, находят облегчение в мысли, что наши жизни, какими бы трагическими или восхитительными ни были, суть результат тех же самых безучастных законов, из-за которых взрываются звезды, и что они, хороши ли, плохи ли, – в конечном счете дар, чудо, какое различимо в безжизненных уравнениях, правящих миром.
Хотя взгляды Аристотеля преобладали в представлениях о естественном мире вплоть до Ньютонова века, за годы нашлось множество наблюдателей, усомнившихся в Аристотелевых теориях. Возьмем, к примеру, мысль о том, что все предметы, не находящиеся в своем природном движении, станут перемещаться лишь под действием внешней силы. Аристотель сам понял, что тогда встает вопрос: что движет стрелой, копьем или любым другим снарядом после начального воздействия? Его объяснение: поскольку природа «не терпит» пустоты, частицы воздуха мчатся вслед снаряду после начального воздействия и толкают его дальше. Японцы, похоже, успешно применили этот взгляд – таким манером они запихивают пассажиров в вагоны токийского метро, – однако даже сам Аристотель не очень загорелся своей теорией. Ее слабость сделалась еще очевиднее в XIV веке, когда повсеместное применение пушек показало абсурдность представления, что частицы воздуха, мчащиеся позади тяжелых пушечных ядер, толкают их по траектории.
Важно и другое: солдат, стрелявших из пушек, нимало не заботило, частицами воздуха ли приводятся в движения ядра, или же крошечными невидимыми нимфами. Интересовала их траектория движения снарядов и, особенно остро, совпадает ли конечная точка этой траектории с головами их врагов. Эта разница иллюстрирует, какова пропасть между Аристотелем и теми, кто позднее станет называть себя учеными: вопросы вроде траектории снаряда, то есть его скорости и положения в пространстве в разных временных точках движения, Аристотелю виделись несущественными. Однако, если требуется применить законы физики для предсказаний исходов событий, эти вопросы становятся ключевыми. И поэтому науки, постепенно вытеснившие Аристотелеву физику, как раз позволяют, среди прочего, рассчитывать траекторию полета ядра и предоставляют количественные подробности процессов, происходящих в мире, – описывают измеримые силы, скорости и ускорения, а не цели или философские причины этих процессов.
Аристотель знал, что физика его несовершенна. Он писал: «Мой – лишь первый шаг и потому малый, хоть и предпринят ценой многих дум и тяжким трудом. На него следует смотреть как на первый шаг и не судить строго. Вы, мои читатели или же слушатели моих лекций, если думаете, что сделал я, сколько можно по справедливости ожидать от начинателя… признае́те то, чего я добился, и простите то, что я оставил довершить другим»[133]. Здесь Аристотель произносит вслух то, что чувствовало большинство гениев физики в дальнейшем. Мы считаем их, ньютонов и эйнштейнов, всезнающими, уверенными в своем видении – или даже высокомерными. Но мы еще убедимся, что они, подобно Аристотелю, многого не понимали и, как Аристотель, знали об этом.
Аристотель умер в 322 году до н. э., в шестьдесят два, судя по всему – от болезни желудка. За год до этого он вернулся в Афины, где после смерти его бывшего ученика Александра свергли про-македонское правительство. Хотя Аристотель провел двадцать лет в Академии Платона, он всегда считал себя в Афинах чужаком. Об этом городе он писал: «Что годится для гражданина, для чужака – нет; трудно остаться»[134]. Но Александр умер, и вопрос с пребыванием в Афинах встал остро: всем, связанным с Македонией, грозили возможные притеснения, и Аристотель знал, что политически мотивированная казнь Сократа создала прецедент применения цикуты как философского аргумента. Аристотель всегда был глубоким мыслителем и понял, что лучше стать беженцем, чем мучеником. Своему решению он дал возвышенное обоснование[135] – не дать афинянам погрешить «против философии», однако решение это, как и подход Аристотеля к жизни в целом, было очень практичным.
После смерти Аристотеля его взгляды из поколения в поколение передавали ученики Лицея и комментаторы его работ. Теории его, вместе с традицией обучения в целом, в Раннем Средневековье временно отошли в небытие, но вновь обрели звучание во время Позднего Средневековья – среди арабских философов, от которых о них узнали западные книжники. В несколько видоизмененном варианте его представления наконец стали официальной философией Римской Католической Церкви. Вот так все последующие девятнадцать столетий изучать природу означало изучать Аристотеля.
Мы разобрались, как наш биологический вид развил мозг для того, чтобы задавать вопросы, а также склонность их задавать, а заодно и инструментарий – письменность, математику и понятие о законах – с помощью которого можно подступаться к ответам. Благодаря грекам, научившись применять разум к рассуждению о мироздании, мы достигли берегов достославного нового мира науки. Однако то было лишь начало великого приключения-исследования, что ждало нас впереди.
Часть II
Науки
Догмы тихого прошлого несовершенны… и потому думать и действовать следует по-новому.
Глава 6
Новый способ рассуждать
Написав две книги в соавторстве с друзьями – физиком Стивеном Хокингом и духовным наставником Дипаком Чопрой, я приобрел ценнейший жизненный опыт. Их мировоззрения настолько далеки друг от друга, что могли бы происходить из разных вселенных. Мое видение жизни более или менее такое же, как у Стивена, то есть это взгляд ученого. А вот от Дипакова отличается изрядно, и, видимо, поэтому мы назвали нашу книгу «Война мировоззрений»[136], а не «Правда чудесно, что мы во всем друг с другом согласны?»
Дипак пылко убежден в том, во что верит, и, пока мы вместе ездили, он все время пытался обратить меня в свою веру и поставить под сомнение мой подход к пониманию мира. Он называл его редукционистским, поскольку я считаю, что математические законы физики могут рано или поздно объяснить в природе всё, в том числе и человека. Как и большинство других ученых, я считаю – и уже говорил об этом, – что всё, включая, опять-таки, нас самих, состоит из атомов и элементарных частиц материи, которые воздействуют друг на друга посредством четырех фундаментальных сил природы, и, если понять, как оно все работает, можно – по крайней мере, в принципе, – объяснить все происходящее в мире. На практике, разумеется, мы не располагаем ни всеми нужными данными об окружающей среде, ни достаточно мощными компьютерами, чтобы применить фундаментальные теории к анализу явлений вроде человеческого поведения, и потому вопрос о том, управляют ли законы физики умом Дипака, остается открытым.
Я в принципе не возражал, что Дипак меня характеризует как редукциониста, однако ощетинивался, когда он говорил это вслух, потому что произносил он это таким тоном, что я чувствовал себя неловко и насупленно: можно подумать, будто человек, у которого есть душа, не может разделять моих взглядов. По чести сказать, на собраниях поклонников Дипака я иногда ощущал себя, как ортодоксальный ребе на съезде производителей свинины. Мне всегда задавали наводящие вопросы типа: «Ваши уравнения сообщают вам, что я переживаю, глядя на картины Вермеера или слушая симфонию Бетховена?» или «Если ум моей жены на самом деле и волны, и частицы одновременно, как вы объясните ее любовь ко мне?» Приходилось признавать, что ее любовь к нему я объяснить не могу. С помощью уравнений я никакую любовь объяснить не в силах. С моей точки зрения, речь вообще не об этом. Речь вот о чем: как инструмент понимания физического мира, если не нашего умозрительного опыта (во всяком случае, пока), математические уравнения достигли беспрецедентного успеха.
Пусть мы не умеем рассчитывать погоду на следующую неделю, отслеживая движения каждого атома и применяя фундаментальные принципы атомной и ядерной физики, однако есть наука метеорология, использующая сложные математические модели, и завтрашнюю погоду она предсказывает неплохо. Мы применили науку и к исследованию океана, света и электромагнетизма, свойств материалов, заболеваний и десятков других аспектов нашей повседневности так, чтобы использовать накопленное знание в блестящих практических целях, о каких всего несколько столетий назад никто и не мечтал. Сегодня – по крайней мере, среди ученых, – в действенности математического подхода к пониманию физического мира практически никто не сомневается. Однако господствующими подобные взгляды стали далеко не сразу.
Принятие современной науки как метафизической системы, основанной на видении, что природа ведет себя в соответствии с определенными закономерностями, началось с греков, но наука не добилась первого убедительного успеха в применении своих законов вплоть до XVII века. Огромен скачок от философских идей Фалеса, Пифагора и Аристотеля к взглядам Галилея и Ньютона. И все же две тысячи лет – многовато даже для такого скачка.
Первым камнем преткновения на пути принятия греческого наследия и дальнейшего строительства с опорой на него стало завоевание римлянами Греции в 146 году до н. э. и Месопотамии – в 64-м до н. э. Расцвет Рима стал началом многовекового заката интереса к философии, математике и науке даже среди грекоговорящей интеллектуальной верхушки, поскольку римляне с их практическим умом не слишком ценили эти области исследования. Замечание Цицерона[137]дивно передает презрение римлян к теоретическим изысканиям: «Греки, – говорил он, – премного почитали геометров, и, соответственно, блистательнее всего у них развивалась математика. Однако мы определили предел этому искусству полезностью в измерении и счете». Так все и было: за примерно тысячу лет существования Римской республики и ее наследницы, Римской империи, римляне добились масштабных и впечатляющих инженерных успехов благодаря, разумеется, навыкам в измерениях и счете, однако, насколько нам известно, в тот период не возникло ни единого римского математика, достойного упоминания. Этот поразительный факт свидетельствует о громадном воздействии культуры на развитие математики и науки.
Хоть Рим и не обеспечил благоприятных для науки условий, после распада Западной Римской империи в 476 году н. э. все стало еще хуже. Города сжались, установилась феодальная система[138], христианство завладело Европой, и центрами интеллектуальной жизни сделались провинциальные монастыри, а чуть позднее – школы при соборах, а это значит, что образование сосредоточилось на религиозных вопросах, исследования же природы стали считаться легкомысленными и недостойными. Постепенно интеллектуальное наследие греков было для Западного мира утеряно.
К счастью для науки, в арабском мире правящий мусульманский класс, напротив, счел греческое знание ценным. Речь не о том, что в арабском мире искали знания ради него самого – такой поиск поощрялся исламской идеологией не больше, чем христианством. Однако состоятельные арабские покровители желали финансировать переводы греческих научных трудов на арабский, поскольку считали, что греческая наука – штука полезная. И, конечно же, несколько сотен лет[139] средневековые исламские ученые сами добивались замечательных успехов в прикладной оптике, астрономии, математике и медицине, обогнав европейцев, чья интеллектуальная традиция замерла без развития[140].
Тем не менее, к XIII–XIV векам[141], когда европейцы начали пробуждаться от длительной дремы, наука в исламском мире пришла в значительный упадок. Случился он, похоже, по нескольким причинам. Во-первых, консервативные религиозные силы принялись навязывать суженное понимание практической применимости, кою считали единственным приемлемым оправданием научным занятиям. Во-вторых, для процветания науке нужно процветающее общество, у которого есть возможности частного или государственного покровительства, поскольку большинство ученых не могло выживать в условиях открытого рынка. В поздние Средние века, однако, арабский мир подвергался атакам внешних сил – от Чингисхана до крестоносцев, а изнутри его раздирали междоусобицы. Ресурсы, прежде выделявшиеся на искусства и науки, теперь поглощала война – и борьба за выживание.
Еще одна причина упадка наук: школы, составившие значимую часть интеллектуальной жизни в арабском мире, не ценили своего положения. Эти школы назывались медресе и были благотворительными фондами, существовавшими на религиозные пожертвования, а основатели и попечители этих школ к наукам относились с подозрением. В результате все обучение должно было сосредоточиваться на религии и исключать философию и науку[142]. Любое преподавание этих предметов – вне школы. За неимением учреждения, поддерживавшего и объединявшего их, ученые отдалились друг от друга, что создало серьезную преграду для углубленного научного обучения и исследований[143].
Ученые не могут существовать в вакууме. Даже величайшие невероятно много получают от общения с коллегами в своей области. Недостаток контакта между исследователями в исламском мире создал неблагоприятную среду для перекрестного умственного опыления, необходимого прогрессу. Более того, без полезной здоровой критики стало непросто держать в рамках распространение теорий, которым не хватало эмпирической базы, и трудно собрать критическую массу поддержки тем ученым и философам, кто сомневался в привычных истинах.
Сопоставимое интеллектуальное удушье случилось и в Китае, другой великой цивилизации[144], которая могла бы развить современную науку прежде европейцев. Население Китая в период Высокого Средневековья (1200–1500 годы) составляло более ста миллионов человек, что примерно вдвое больше, чем в Европе того периода. Но китайская система образования, подобно той, что существовала в исламском мире, оказалась куда слабее развивавшейся в Европе – во всяком случае, в отношении науки. Ее строго контролировали и сосредоточивали на литературе и нравственном совершенствовании, а научным нововведениям и научному творчеству внимания уделяли мало. Положение дел практически не менялось, начиная с первых монархов династии Мин (1368 год) и до XX века. Как и в арабском мире, были достигнуты лишь скромные успехи в науке (в отличие от техники), и дались они не благодаря, а вопреки образовательной системе. Мыслителям, критиковавшим интеллектуальный «статус кво» и пытавшимся развить и упорядочить интеллектуальные инструменты, необходимые для поддержки жизни ума, сильно противодействовали – мешали и применению эмпирических данных для углубления познаний. Индийский[145] правящий класс, приверженный кастовому общественному устройству, тоже предпочитал стабильность в ущерб интеллектуальному совершенствованию. В результате, хоть и в арабском мире, и в Китае, и в Индии возникли великие мыслители в отдельных областях знания, однако ученых, равных тем, кто позднее сотворил на Западе современную науку, – не было.
Возрождение науки в Европе[146] началось ближе к концу XI века, когда монах-бенедиктинец Константин Африканский начал переводить древнегреческие медицинские трактаты с арабского на латынь. Как и в арабском мире, желание учить греческую мудрость произрастало из практических соображений, и первые переводы подогрели аппетит к переводу и других практических работ по медицине и астрономии. В 1085 году во время христианского похода на Испанию в руки к христианам попали целые библиотеки арабских книг, и за несколько следующих десятилетий множество их оказалось переведено, отчасти благодаря щедрому финансированию заинтересованных местных епископов.
Влиятельность новообретенных трудов трудно себе представить: вообразите, что современные археологи наткнулись на переводы табличек с древними вавилонскими текстами и обнаружили, что в них представлены научные теории куда сложнее наших. В следующие несколько столетий финансирование переводов среди светской и торговой элиты эпохи Возрождения стало символом положения в обществе. Вновь добытое знание распространилось за пределы Церкви и стало своего рода валютой, собираемой богатеями так, как нынче собирают предметы искусства, – и, разумеется, богатеи кичились своими книгами и картами, как в наши дни – скульптурами или живописными полотнами. Постепенно вновь возросшая ценность знания[147], независимого от его практической применимости, привела к почитанию научного поиска. Со временем это почитание посягнуло на церковное «владение» истиной. С истиной, открытой Писанием и церковной традицией, взялась состязаться другая – истина, открытая природой.
Но одного лишь перевода и чтения древнегреческих трудов для «научной революции» недостаточно. Развитие нового учреждения[148], университета, – вот что действительно преобразило Европу. Университеты стали движущей силой развития науки в современном нам виде, вывели Европу на передовой край науки на много веков и дали случиться величайшим научным прорывам, какие видел белый свет.
Революцию образования[149] питало укреплявшееся благоденствие и обилие профессиональных возможностей для хорошо образованной публики. Города вроде Болоньи, Парижа, Падуи и Оксфорда приобрели репутацию центров учености, студенты и наставники тянулись туда во множестве. Преподаватели начинали работу либо самостоятельно, либо под покровительством уже существовавшей школы. Постепенно из них сложились добровольные ассоциации – по образу ремесленных гильдий. Хотя ассоциации эти называли себя «университетами», поначалу то были просто объединения без земельной собственности и определенного месторасположения. Университеты в знакомом нам виде возникли несколькими десятилетиями позже: в Болонье – в 1088 году, в Париже – около 1200-го, в Падуе – около 1222-го, в Оксфорде – к 1250-му. Центром внимания в университетах стала естественная наука, а не религия, и ученые собирались в них общаться и вдохновлять друг друга[150].
Нельзя сказать, что университет средневековой Европы был райскими кущами. Например, даже в 1495 году немецкие власти сочли необходимым недвусмысленно запретить всем, имеющим отношение к университету, обливать первокурсников мочой – этого указа более не существует, однако я по-прежнему требую от своих студентов подчинения ему. Преподаватели же частенько не располагали подходящей аудиторией и вынуждены были читать лекции в доходных домах, церквях или даже борделях. Более того, педагогам обычно платили напрямую сами студенты – они могли нанимать и увольнять своих преподавателей. В Университете Болоньи бытовало еще одно причудливое отклонение от принятой в наши дни нормы: студенты штрафовали преподавателей за беспричинный пропуск занятия или опоздание – или же за неспособность ответить на трудный вопрос. А если лекция оказывалась неинтересной или ее читали слишком медленно или слишком быстро, учащиеся вопили и буянили. Агрессивные наклонности студентов настолько вышли в Лейпциге из берегов, что университету пришлось вменить правило, запрещающее швырять в преподавателей камни.
Вопреки этим практическим трудностям европейские университеты сильно поддержали научный прогресс – отчасти тем, что давали людям делиться соображениями и обсуждать их вместе. Ученые в силах выдержать отвлечения в виде вопящих студентов или даже – иногда – брошенный в них пузырь с мочой, а вот без академических семинаров, которым конца не видать, – немыслимо. Ныне бо́льшая часть научных новшеств произрастает из университетских исследований, как и должно быть, потому что именно в них вкладывается львиная доля финансирования фундаментальных разработок. Но, что исторически не менее важно, университеты были средоточием ума.
Считается, что научная революция, которая отдалила нас от аристотелизма, преобразила наши взгляды на природу и общество и создала основу того, кто мы есть ныне, началась с гелиоцентрической теории Коперника и достигла пика в Ньютоновой физике. Но такая картинка – упрощение: хоть я и применяю словосочетание «научная революция» для удобства и краткости, ученые, связанные с ней, имели крайне разнообразные цели и взгляды, а не являли собой единую команду, сознательно пытавшуюся создать новую систему мышления. Что еще важнее, изменения, описываемые как «научная революция», на самом деле происходили постепенно: грандиозный храм знания, построенный великими умами 1550–1700-х годов, и его вершина, Ньютон, не возникли из ниоткуда. Тяжкий труд закладки фундамента под эту постройку производили средневековые мыслители первых европейских университетов.
Громадная часть той работы была проделана группой математиков в Мёртонском колледже, Оксфорд, между 1325-м и 1359-м годами. Большинство людей знает, хотя бы смутно, что греки измыслили само представление о науке, а современная наука возникла во времена Галилея. Средневековой же науке почтения перепадает немного. Что печально, поскольку средневековые ученые добились удивительных результатов вопреки эпохе, в которой люди обыкновенно оценивали истинность высказывания не по эмпирическим доказательствам, а исходя из того, насколько хорошо оно вписывалось в уже существовавшую систему основанных на религии взглядах, – то есть вопреки культуре, враждебной науке в современном понимании.
Философ Джон Сёрль [Сёрл] писал об одном случае, иллюстрирующем фундаментальную разницу понятий, в которых средневековые мыслители видели мир, с нашими. Он рассказывал о готическом храме в Венеции под названием Мадонна делл’Орто (Мадонна Сада). Изначально церковь собирались назвать в честь Святого Христофора, но пока храм строили, в соседнем саду откуда ни возьмись появилась статуя Мадонны. Название изменили, поскольку решили, что статуя упала с небес, и это явление сочли чудом. В те времена никаких сомнений в сверхъестественных причинах появления статуи не возникло – как не возникло бы сомнений в обыденном объяснении в наше время. «Даже если бы эту статую сейчас нашли в садах Ватикана, – писал Сёрл, – церковное начальство не стало бы заявлять, что она свалилась с неба»[151].
Как-то раз я заговорил о достижениях средневековых ученых на одной вечеринке. Сказал, что меня впечатляет их работа – с учетом культуры, в которой они жили, и тягот, с которыми сталкивались. Мы, ученые, ныне жалуемся на время, профуканное на грантовые заявки, но у нас хотя бы кабинеты отапливаются, и нам не нужно охотиться на кошек[152], чтоб было чем поужинать, когда в городе все неважно с продовольствием. Не говоря уже о том, чтобы спасаться от Черной смерти 1347 года, унесшей половину населения.
На той вечеринке было полно ученых, и потому человек, с которым я разговаривал, не отреагировал на мои рассуждения так, как большинство людей, – то есть не бросился за новым бокалом «шардоннэ», внезапно осознав, что оно закончилось. Моя собеседница, напротив, с изумлением переспросила: «Средневековые ученые? Да ладно вам. Они оперировали без наркоза. Они составляли снадобья из сока латука, цикуты и желчи дикого борова. Сам Фома Аквинский, кажется, верил в ведьм?» Тут-то она меня к стенке и приперла. Я понятия не имел обо всем этом. Но потом проверил, и она оказалась права. И все же, несмотря на ее по всей видимости энциклопедические знания определенных сторон средневековой медицинской практики, она не слыхала о более значимых начинаниях в области физики, которые по сравнению с состоянием средневекового знания в других областях показались мне совсем уж чудесными. И потому, хоть и пришлось мне признать, что к средневековому врачу, прибудь он в наш век на машине времени, я бы не пошел, в отношении прогресса, которого средневековые ученые добились в физических изысканиях, я в своей правоте не сомневался.
Так что же они насвершали, эти забытые герои физики? Для начала, из всех разновидностей изменений, обдуманных Аристотелем, они выделили одну – смену положения в пространстве, то есть движение – как самую фундаментальную. Это глубокое и точное наблюдение: большая часть наблюдаемых нами изменений зависит от конкретных веществ в составе материи – протухание мяса, испарение воды, падение листвы с деревьев. Для ученого, ищущего нечто всеобъемлющее, эти процессы не слишком показательны. Законы движения же, наоборот, – фундаментальны и распространяются на любую материю. Но вот еще почему законы движения особенны: на субмикроскопическом уровне они – причина всех наблюдаемых нами макроскопических изменений. Это оттого, что, как мы уже поняли – и как предполагали некоторые древнегреческие атомисты, – многие виды изменений, которые мы переживаем в будничной действительности, можно в конечном счете понять, анализируя законы движения, которым подчиняются базовые строительные блоки материи – атомы и молекулы.
Хотя ученые из Мёртона всеобъемлющих законов движения не открыли, чутье подсказывало им, что законы эти существуют, и они подготовили почву для открытия – тем, кто пришел на века позже. Важнее всего созданная ими зачаточная теория движения, не имевшая ничего общего с наукой, изучавшей другие виды перемен, – и ничего общего с понятием о предназначении.
Задача, которую мёртонские ученые взялись решать, простой не была: математика, потребная даже для простейшего анализа движения, все еще оставалась примитивной. Но была и другая неувязка, и преодоление ее стало даже большей победой, чем успех силами наличной в то время математики, ибо речь не о технической преграде, а об ограничении, навязанном образом мыслей людей о мире: мёртонцы были, подобно Аристотелю, зажаты рамками мировосприятия, в котором время играло роль преимущественно качественного субъективного параметра.
Мы, воспитанные в культуре развитого мира, переживаем ход времени совсем не так, как его воспринимали жившие в ранние эпохи. Бо́льшую часть существования человечества время считалось чрезвычайно эластичной сеткой, растягивавшейся и сжимавшейся очень субъективно. Научиться воспринимать время как что-то не внутреннее, личное – трудный шаг с большими последствиями и столь же значимый прорыв в науке, каким было развитие языка или осознание, что мир можно постичь рассуждением.
К примеру, поиск закономерностей в продолжительности событий – представить, что камень, падающий с высоты в шестнадцать футов, всегда долетает до земли за одну секунду, было бы в эпоху мыслителей Мёртона революционным ви́дением. Для начала никто понятия не имел, как измерять время хоть с какой-то точностью, а о минутах и секундах никто и не слыхивал[153]. Первые часовые механизмы, показывающие часы одинаковой продолжительности, изобрели не раньше 1330 годов. До этого световой день, сколько бы ни длился, делили на двенадцать равных интервалов, а это означало, что «час» мог быть в июне в два с лишним раза дольше, чем в декабре (в Лондоне, например, он колебался от 38 до 82 современных минут). Из того, что это никого не беспокоило, следует, что людям ничего больше приблизительной качественной оценки проходящего времени не требовалось. И поэтому само понятие скорости – расстояния, преодоленного за единицу времени, – уж точно должно было казаться диковиной.
С учетом всех препятствий, то, что ученым Мёртона удалось создать понятийное основание исследования движения, кажется чудом. И все же они сформулировали первое в мире количественное правило движения – «мёртонское»[154]: «Расстояние, пройденное телом, равномерно ускоряющимся из положения покоя, равно расстоянию, пройденному телом, движущимся то же время со скоростью, половинной от предельной у ускоряющегося тела».
Ну и формулировочка, прямо скажем. Я с ней знаком давно, однако смотрю сейчас на нее и понимаю, что пришлось дважды прочитать, что написано, чтобы понять, о чем это. И все же смутность такого выражения служит определенной цели: она показывает, насколько проще стала наука с тех пор, как ученые поняли, как применять – и изобретать, вообще говоря, – подходящую математику.
В современном математическом языке расстояние, пройденное телом, равномерно ускоряющимся из состояния покоя, можно записать как (
Если ваши дни занятий алгеброй давно позади, спросите любого шестиклассника – он или она поймут написанное. Вообще-то средний шестиклассник в наши дни знает гораздо больше математики, чем даже самый передовой ученый в XIV веке. Можно ли будет утверждать то же самое о детях XXVIII века и ученых XXI-го – интересный вопрос. До сих пор владение математикой с каждым веком постоянно прогрессировало.
Бытовой пример того, о чем гласит правило Мёртона: если вы разгоняете автомобиль постоянно, с нулевой скорости до ста миль в час, вы пройдете то же расстояние, как если бы все время ехали со скоростью пятьдесят миль в час. Смахивает на то, как меня пилит моя мама за слишком прыткое вождение, но, хоть для нас с вами мёртонское правило – простой здравый смысл, мёртонцы не могли его доказать. Тем не менее, правило произвело некоторый фурор в интеллектуальном мире того времени[155] и быстро добралось и до Франции, и до Италии, и распространилось далее по Европе. Доказательство получилось довольно скоро, по ту сторону Ла-Манша, где в Университете Парижа трудились французские коллеги мёртонских ученых. Автор доказательства – Николай Орем (1320–1382), философ и теолог, позднее дослужившийся до епископа Лизьё. Чтобы произвести это доказательство, Орему потребовалось то же, что и всем физикам за всю историю науки, вновь и вновь: изобрести новую математику.
Раз математика – язык физики, недостаток подходящей математики не дает физику выражаться или даже рассуждать на заданную тему. Быть может, сложная незнакомая математика, понадобившаяся Эйнштейну, чтобы сформулировать общую теорию относительности, однажды вдохновила его сказать одной юной школьнице: «Не тревожьтесь о ваших трудностях с математикой – уверяю вас: мои куда больше»[156]. Или же, как говорил Галилей, «книга [природы] не может быть понята, если сначала не научиться понимать язык и читать буквы, которыми она написана. Она написана на языке математики, а знаки ее – треугольники, окружности и другие геометрические фигуры, без которых понять хоть одно слово – выше человеческих сил; без этого – лишь бродить в темном лабиринте»[157].
Дабы озарить светом этот темный лабиринт, Орем изобрел разновидность диаграмм, предназначенных для представления физики мёртонского правила. И хотя сам он понимал свои диаграммы не так, как мы в наши дни, можно считать их первым геометрическим представлением физики движения – а значит, и первым графиком.
Я всегда считал странным, что люди знают изобретателя математического анализа, хотя мало кто им пользуется, но при этом мало кто знает изобретателя графиков, однако ими пользуются все. Думаю, всё здесь оттого, что в наше время понятие графика представляется очевидным. Но в средние века мысль о том, что количества можно отображать линиями и фигурами в пространстве, была поразительно свежей и революционной, а может, и чуточку чокнутой.
Покажу вам, насколько трудно добиться даже самого простого изменения в образе человеческой мысли, – вспомним историю еще одного чокнутого изобретения, решительно нематематического: самоклеящиеся бумажки «Пост-ит», те листочки бумаги с клейкой полоской многоразового использования с одной стороны, которые можно легко приделывать к разным предметам. «Пост-ит» изобрел в 1974 году Арт Фрай, инженер-химик из компании «3М». Но предположим, что их тогда не изобрели, и вот прихожу я к вам, к инвестору, сегодня с этой затеей и бумажной пачечкой-прототипом. Вы тут же поймете, что это золотая жила, и ринетесь деньги вкладывать, да?
Как ни странно, а большинство-то людей, вероятно, не ринется: Фрай представил свою задумку маркетологам в «3М», компании, известной и клеящими продуктами, и новациями, и они как-то не вдохновились и решили, что продавать этот продукт будет непросто, потому что ему придется конкурировать по ценам с бумагой для заметок, которую новинка должна была вытеснить. Чего ж они не бросились к сокровищу, которое Фрай им предложил?[158] Потому что в до-«Пост-ит»-овую эпоху сама мысль, что кому-то может понадобиться лепить клочок бумаги со слабой клеевой полоской на вещи, была за пределами человеческого воображения. И потому Артуру Фраю труднее было изменить способ человеческого мышления, нежели изобрести новый продукт. Уж если с самоклеящимися бумажками пришлось принять неравный бой, можно лишь вообразить, до чего трудно пришлось тем, кто занимался вещами куда значимее.
К счастью, Орему для доказательства самоклеящиеся бумажки не требовались. Вот как он рассуждал. Для начала разметим время вдоль горизонтальной оси, а скорость – вдоль вертикальной. Теперь предположим, что некое тело начинает движение во временно й точке «нуль» и сколько-то времени движется с постоянной скоростью. Это движение представим в виде горизонтальной прямой. Если заштриховать площадь под этой прямой, получится прямоугольник. Постоянное ускорение же выглядит как прямая под некоторым углом, потому что со временем скорость меняется. Если закрасить область под этой прямой, получится треугольник.
Области под этими линиями – закрашенные участки – представляют скорость, умноженную на время, а это есть расстояние, пройденное телом. Рассуждая вот так и зная, как рассчитать площади прямоугольника и треугольника, легко показать, что мёртонское правило верно.
Орем не почитаем так, как до́лжно, потому, что издал он из своих работ немногое. Вдобавок, хоть я и объяснил, как мы интерпретировали бы его работу в наши дни, понятийный аппарат, который он применял, был и близко не таким подробным и количественным, какой применил я, и принципиально отличался от нашего современного представления о связи математики и физических количеств. Это свежее понимание возникнет из череды новых представлений о пространстве, времени, скорости и ускорении, и они – важнейший вклад великого Галилео Галилея (1564–1642).
Поделиться книгой: