Помоги проекту - поделись книгой:
Хоть средневековые ученые, трудившиеся в университетах в XIII–XIV веках, и продвинулись в развитии традиции рационального и эмпирического научного метода, великий взрыв европейской науки произошел не сразу. Общество и культуру Европы Позднего Средневековья сначала преобразили изобретатели и инженеры – то был период первых ласточек Возрождения, которое длилось, грубо говоря, с XIV по XVII век.
Эти новаторы раннего Возрождения создали первую цивилизацию, не влекомую преимущественно силой мышц. Водяные и ветряные колеса, новые виды механических сочленений и другие приспособления разрабатывались или совершенствовались и встраивались в деревенскую жизнь. Они питали энергией лесопилки, мукомольни и множество хитроумных инструментов. Техническая новизна их[159] с теоретической наукой была связана слабо, но она создала предпосылки для дальнейшего развития[160], принеся новые материальные богатства, которые помогли поддержать расцвет образования и грамотности, а также позволили осознать, что понимание природы может облегчить нам жизнь.
Предпринимательский дух раннего Возрождения породил одно техническое нововведение, прямо и мощно повлиявшее на дальнейшее развитие науки, да и общества в целом: печатный станок. Хотя китайцы придумали подвижной шрифт на несколько веков раньше – около 1040 года, – он был относительно непрактичен, поскольку в китайском применялись пиктограммы, а это означало, что литер должно быть много тысяч. В Европе же появление примерно в 1450 годах механических печатных станков с подвижными литерами изменило все. В 1483 году, к примеру, за подготовку набора книги печатники из Риполи просили втрое больше, чем писец – за переписывание одной книги. Однако в Риполи с готового набора могли произвести тысячу копий или даже больше, а писец – лишь одну. В результате всего за несколько десятилетий книг было напечатано больше, чем писцы в Европе смогли произвести за все предыдущие века, вместе взятые.
Печатный станок укрепил возникший средний класс и совершил переворот в обмене мыслями и сведениями по всей Европе. Знание и сведения внезапно сделались доступны куда большему числу граждан. В первые же несколько лет[161] были изданы первые математические тексты, а к 1600 году – почти тысяча. К тому же пошла новая волна восстановления античных текстов. Что не менее важно, люди со свежими замыслами внезапно обрели куда более широкую аудиторию, а те, кто, подобно ученым, жил изучением и развитием мыслей других людей, вскоре получил гораздо более прямой доступ к работам коллег.
Благодаря этим переменам в европейском обществе правящий класс оказался менее жестко ограничен и однороден, чем в исламском мире, Китае или Индии. Эти общества сделались неподатливыми и сосредоточились на консервативном мировосприятии. Европейскую элиту же, меж тем, мотало во все стороны из-за конкурирующих интересов города и деревни, церкви и государства, Папы и императоров, равно как и из-за требований новой светской интеллигенции и растущих потребительских желаний. Европейское общество развивалось[162], искусства и науки получали все больше возможностей меняться – и менялись, и в результате укреплялся и практический интерес к природе.
Интерес к природе сделался душой Возрождения – и в искусстве, и в науке. Само название эпохи означало новые начинания и в физическом существовании, и в культуре: Возрождение зародилось в Италии сразу вслед за эпидемией Черной смерти, унесшей жизни от трети до половины населения Европы, после чего движение ее замедлилось, и до северной Европы она дошла лишь в XVI веке.
В искусстве скульпторы Возрождения исследовали анатомию, а художники – геометрию, и те, и другие увлеклись созданием более точных отображений действительности на основе пристального наблюдения. Человеческие фигуры теперь изображали в естественном окружении и с анатомической точностью, а трехмерность изображениям придавали с помощью света, тени и линейной перспективы. Персонажи художников являли теперь реалистичные чувства, лица их лишились плоского, неземного качества, свойственного прежнему средневековому искусству. Музыканты Возрождения изучали акустику, архитекторы вглядывались в гармонию пропорций зданий. А ученые, увлеченные натурфилософией, которую мы ныне зовем наукой, по-новому начали относиться к сбору данных и извлечению из них выводов, отвлекшись наконец от применения чистого логического анализа, искаженного желанием подтвердить те или иные религиозные взгляды.
Леонардо да Винчи (1452–1519), вероятно, лучше всех воплощает научные и гуманистические идеалы того времени, не распознававшего четкой границы между наукой и искусствами. Ученый, инженер и изобретатель, он был еще и художником, скульптором, архитектором и музыкантом. Во всех своих начинаниях Леонардо пытался прозреть человеческий и природный миры через пристальное наблюдение. Его записки и исследования в науке и инженерном деле занимают более десяти тысяч страниц, как художник он не довольствовался простым наблюдением за позирующими моделями – он изучал анатомию и препарировал трупы. Ученые до него рассматривали природу в понятиях общих качественных черт, Леонардо же и его современники прилагали колоссальные усилия, чтобы увидеть мельчайшие точки природного промысла – и обращали меньше внимания на авторитет и Аристотеля, и Церкви.
Вот в таком интеллектуальном климате ближе к концу Возрождения и родился в 1564 году в Пизе Галилей, всего за два месяца до появления на свет другого титана – Уильяма Шекспира. Галилей был первым из семерых детей Винченцо Галилея, известного лютниста и теоретика музыки.
Винченцо происходил из почтенной семьи[163] – не в том смысле, в каком мы их себе представляем сейчас: люди, которые ездят на лисью охоту и пьют чай каждый день после обеда, а из тех, кто именем своим добивается получения заказа. Винченцо, может, хотел бы себе почтенности первого рода – он любил лютню и играл на ней, где только мог: гуляя по городу, верхом, стоя у окна, лежа в постели, но практика эта приносила ему в виде звонкой монеты немного.
Надеясь направить сына по пути благополучия, Винченцо отправил юного Галилео в Университет Пизы, учиться медицине. Однако юношу больше медицины интересовала математика, и он стал брать частные уроки по трудам Евклида и Архимеда – и даже Аристотеля. Много лет спустя он говорил друзьям, что лучше бы забросил университет и взялся за рисование и живопись. Винченцо же подталкивал его к более практическим занятиям, в соответствии с вековой отеческой теорией, что стоит пойти на некоторые компромиссы, но избежать жизни, в которой «ужин» означает «суп с конопляными семечками и говяжьи потроха».
Винченцо, узнав, что Галилео увлекся математикой, а не медициной, должно быть, счел, что сын выбрал специальность «жизнь на наследство», каким бы чахлым то ни было. Но это все едва ли имело значение. Галилео не доучился ни до чего – ни в медицине, ни в математике, ни в чем бы то ни было еще. Он бросил занятия и вступил на жизненный путь, на котором, несомненно, его ожидало безденежье, а частенько – и долги.
Оставив учебу, Галилей поначалу кормился за счет частных уроков математики. Как-то раз он прослышал о некой незначительной вакансии в Университете Болоньи. Хотя ему было двадцать три, он все равно предложил на это место себя, применив свежий подход к округлению – написал, что ему «около двадцати шести». Университет, видимо, искал сотрудника «около» чего-нибудь постарше и нанял тридцатидвухлетнего человека, еще и, вообще-то, доучившегося по специальности. И все-таки, даже через несколько веков, любого, кому отказали в найме на ученую должность, должно утешать: этот опыт у вас с Галилеем общий.
Двумя годами позже Галилей все же стал преподавателем в Пизе. Там он учил своему любимому Евклиду, а также преподавал курс по астрологии, нацеленный помочь студентам-медикам определять, когда пора делать пациенту кровопускание. Да, человек, столько сделавший для научной революции, наставлял начинающих врачей, как влияет положение Водолея на места постановки пиявок. Ныне астрология лишена всякого доверия, однако в прежние времена, пока мы еще мало что знали о законах природы, представление о том, что небесные тела влияют на наши жизни на Земле, казалось вполне разумным. В конце концов, правда же, что Солнце, да и Луна, как давно было известно, неисповедимо связаны с приливами и отливами.
Галилей составлял астрологические прогнозы и из личного интереса, и ради заработка, и брал со своих студентов по двенадцать скуди за прогноз. Если получалось пять прогнозов в год, ему удавалось удвоить свою учительскую ставку в шестьдесят скуди – ее едва хватало на жизнь. А еще его тянуло к азартным играм, а в ту пору, когда никто почти ничего не знал о математике вероятностей, Галилей стал не только первым, кто рассчитывал вероятность выигрыша, он еще и блефовал неплохо.
Ближе к тридцати, высокий, статный, светлокожий и слегка рыжеволосый Галилей людям нравился. Но его преподавательской практике в Пизе не суждено было длиться долго. Хоть в целом начальство он и чтил, но позволял себе саркастические высказывания и мог быть язвителен и к своими интеллектуальным противникам, и к университетским управленцам, если те гладили его против шерсти. В Пизе его однажды «погладили» так, что Галилей вышел из себя: университет упрямо настаивал, чтобы профессора носили академические облачения не только когда преподают, но и если просто перемещаются по городу.
Галилей, любивший писать стихи, в ответ сочинил стихотворение, посвященное университетскому начальству. Предмет сочинения – одежда, Галилей выступил против нее. По его мнению, это обман. К примеру, невеста могла бы взглянуть на своего жениха, будь он без одежды, и «Увидать, не мал ли он, иль французским хворям сдался, тот, кто так осведомлен, хошь бросай, а хошь – хватайся»[164]. Таким стихотворением парижан не умилишь. В Пизе оно тоже не понравилось, и юный Галилей опять оказался на рынке труда.
Как выяснилось, все к лучшему. Галилей вскоре получил приглашение работать близ Венеции, в Падуе, с начальным годовым заработком в 180 скуди, втрое выше его первой ставки, и позднее описывал пребывание там как лучшие восемнадцать лет своей жизни.
Ко времени переезда в Падую Галилей уже успел разочароваться в Аристотелевой физике[165]. По Аристотелю, наука состояла в наблюдении и теоретизировании. Для Галилея в этом не доставало ключевого шага – экспериментов, и в руках Галилея экспериментальная физика развилась в той же мере, в какой и теоретическая. Ученые веками ставили эксперименты, однако те в основном были направлены на иллюстрирование уже принятых взглядов. Ныне же, напротив, ученые проводят опыты ради строгой проверки своих взглядов. Эксперименты Галилея – нечто среднее. То были исследования – больше, чем просто иллюстрации, но пока все же не строгая проверка выводов.
У подхода Галилея к эксперименту есть две важнейших стороны. Во-первых, получая удивительный для себя результат[166], он его не отвергал – он сомневался в правильности своих рассуждений. Во-вторых, его эксперименты были количественными, что вполне революционно для его времени.
Эксперименты Галилея очень походили на те, которые ныне показывают в средней школе на уроках физики, хотя, конечно, его лаборатория отличалась от современной школьной: в ней не было электричества, газа, воды и прикольного оборудования – а под «прикольным оборудованием» я подразумеваю, к примеру, часы. И потому Галилею приходилось быть Макгайвером[167] XVI века – создавать сложные приборы из того, что в эпоху Возрождения могло заменить скотч и вантуз. К примеру, чтобы сделать себе секундомер, Галилей провертел дырочку в дне здоровенного ведра. Когда требовалось засечь протяженность того или иного события, он наливал в эту емкость воду, собирал вытекшее и взвешивал его – масса воды была пропорциональна продолжительности события.
Галилей применял эти «водяные часы», пытаясь разобраться с противоречивыми вопросами свободного падения – процесса, при котором предмет падает на землю под воздействием силы тяжести. Для Аристотеля свободное падение – разновидность естественного движения, которое подчиняется определенным ключевым правилам, например: «Если половинный вес проходит расстояние за данное время, двойной вес [то есть целый] пройдет это же расстояние за половину времени». Иными словами, предметы падают с постоянной скоростью, пропорциональной их весу.
Если вдуматься, это вполне соответствует здравому смыслу: камень падает быстрее древесного листка. И поскольку измерительных и записывающих инструментов под рукой еще не было, а об ускорении знали мало, Аристотелево описание свободного падения должно было казаться разумным. Но если вдуматься, оно же и противоречит здравому смыслу. Как отмечал астроном-иезуит Джованни Риччоли, даже мифологический орел, убивший Эсхила, уронив ему на голову черепаху, интуитивно понимал, что предмет, сброшенный кому-нибудь на голову, нанесет больший урон, если сбросить его откуда-нибудь повыше[168], а это значит, что предметы, падая, ускоряются. Ввиду всех этих рассуждений успела сложиться давняя традиция думать о свободном падении и так, и эдак, и различные ученые в разные века выражали свой скептицизм относительно Аристотелевой теории.
Галилей знал о высказанной критике и хотел провести личное исследование этого явления. Понимал он и то, что его водяные часы недостаточно точны для экспериментов с падающими предметами, а потому требовалось придумать процесс, протекавший медленнее, но все равно по тем же физическим принципам. Он решил измерить время, нужное гладко отполированным бронзовым шарам, чтобы скатиться по гладким мосткам, наклоненными под разными углами.
Изучать свободное падение, замеряя время качения шаров по пандусам, – все равно что покупать наряд, исходя из того, как он смотрится в интернете: нельзя исключать, что на вас он будет смотреться не так, как на роскошной модели. Однако, вопреки опасностям, подобный ход мысли есть суть мышления современных физиков. Искусство планирования хорошего эксперимента состоит преимущественно в понимании, какие стороны задачи важно сохранить, а на какие не обращать внимания – и как потом толковать полученные результаты.
В случае свободного падения гений Галилея должен был измыслить эксперимент с катящимися шарами, не позабыв о двух критериях. Первый: требовалось, чтобы процесс происходил медленнее – тогда можно успеть все измерить; второй, не менее важный: минимизировать воздействие сопротивления воздуха и трения. Хотя трение и сопротивление воздуха – часть нашего повседневного опыта, Галилей чуял, что они смущают простоту фундаментальных законов, правящих природой. Камни в естественных условиях, может, и падают быстрее перьев, но законы, стоящие за любым падением, предполагал Галилей, постановляют, что в вакууме и камень, и перышко будут падать с одной и той же скоростью. Нужно «освободиться от этих трудностей, – писал он, – и, открыв и явив эти теоремы для случая, когда отсутствует сопротивление, […] применять их [к реальному миру]… с теми ограничениями, какие покажет опыт»[169].
Для небольших углов наклона в эксперименте Галилея все происходило довольно медленно, и данные добывались без особых усилий. Он заметил, что при малых углах расстояние, пройденное шаром, всегда пропорционально квадрату времени в пути. Можно математически доказать: это значит, что шар набирает скорость равномерно, то есть равномерно ускоряется. Более того, Галилей отметил и то, что скорость падения шара не зависит от его массы.
Поразительно было другое: это утверждение оставалось верным и когда пандус наклоняли под большими углами; каким бы ни был угол наклона, расстояние, пройденное шаром, не зависело от массы шара и было пропорционально квадрату времени, потребного для качения. Если это верно для наклона в сорок, пятьдесят, шестьдесят или даже семьдесят градусов, чего б и не девяносто? И вот тут-то Галилей приводит очень современное рассуждение: он говорит, что его наблюдения за шаром, скатывающимся по наклонной плоскости, должны быть верны и для свободного падения, которое можно рассматривать как «предельный случай» наклона плоскости под прямым углом. Иными словами, он рассудил гипотетически, что, если приподнять плоскость вплоть до вертикального положения, и шар при этом фактически падал, а не катился, скорость он все равно будет набирать равномерно, а это означает, что усмотренная им для случая наклонных плоскостей закономерность распространяется и на свободное падение.
Так Галилей заместил Аристотелев закон свободного падения своим собственным. Аристотель говорил, что все тела падают со скоростью, пропорциональной их весу, но Галилей, постулируя идеальный мир, в котором фундаментальные законы природы являют себя наблюдателю, пришел к другому выводу: в отсутствие сопротивления среды – к примеру, воздуха, – все тела падают с одним и тем же постоянным ускорением.
Помимо склонности к математике Галилей тяготел и к абстрактному мышлению. И до того оно было у него развито, что ученый временами любил обдумывать что-нибудь целиком и полностью умозрительно. Не-ученые называют это фантазиями, ученые – мысленными экспериментами, по крайней мере – когда говорят о физике. Хорошо в мысленных экспериментах то, что их можно проводить целиком у себя в голове и не возиться со сборкой работающих приборов, но с их помощью проверять логические следствия тех или иных соображений. Таким манером, потопив Аристотелеву теорию свободного падения посредством практических экспериментов с наклонными плоскостями, Галилей, применив мысленный эксперимент, присоединился к обсуждению одного из предметов Аристотелевой физики, подвергшегося острейшей критике, а именно – движения снарядов.
Что движет снарядом после того, как к нему приложена начальная сила? Аристотель предположил, что его толкают частицы воздуха, устремляющиеся вслед снаряду, но даже сам он к своему объяснению относился критически, и мы в этом уже убедились.
Галилей взялся разбираться с этой темой, вообразив корабль в море: в трюме моряки играют в салки, летают бабочки, в склянке на столе плавают рыбки, из бутылки капает вода. Он «заметил», что все это происходит одинаково независимо от того, движется корабль равномерно или же покоится. Галилей заключил, что, поскольку все на корабле движется вместе с ним, движение корабля должно «запечатлеваться» на предметах у него на борту, и когда корабль начинает двигаться, его движение становится чем-то вроде подложки для всего, что на нем находится. Может ли движение снаряда быть на нем «запечатлено»? Может ли это быть силой, поддерживающей полет пушечного ядра?
Размышления Галилея привели его к глубочайшему выводу – и к еще одному разрыву с Аристотелевой физикой. Отвергнув утверждение Аристотеля о том, что снаряду для движения нужна причина – сила, Галилей заявил, что все тела, находящиеся в равномерном движении, обыкновенно продолжают двигаться равномерно и дальше, в точности как тела в покое покоятся и далее.
Под «равномерным» Галилей понимал движение по прямой и с постоянной скоростью. Положение «покоя» – попросту пример равномерного движения, в котором скорость равна нулю. Наблюдение Галилея стало называться законом инерции. Ньютон позднее видоизменил его и сделал первым законом движения.
Через несколько страниц после формулировки закона Ньютон добавляет, что открыл его Галилей – редкий случай, когда Ньютон вообще отдавал кому-нибудь должное[170].
На основании рассказанного мной о Галилее отцу, он, любивший сравнивать любого значимого человека с какой-нибудь фигурой в иудейской истории, назвал Галилея Моисеем науки. Он сказал, это потому, что Галилей вывел науку из Аристотелевой пустыни к земле обетованной. Сравнение это тем более действительно вот из-за чего: подобно Моисею, сам Галилей до обетованной земли не добрался – не выделил гравитацию как силу, не смог описать ее математически, чего пришлось ждать до Ньютона, и по-прежнему цеплялся за некоторые Аристотелевы взгляды. К примеру, Галилей верил в некое «естественное движение», которое не равномерно, однако не требует силы для того, чтобы начаться: движение вокруг центра Земли. Галилей, судя по всему, думал, что это разновидность естественного движения, позволяющего телам никуда не деваться с вращающейся планеты.
Чтобы родилась настоящая наука движения, необходимо было отринуть и эти пережитки Аристотелевой системы взглядов. По этим причинам один историк писал о Галилеевых представлениях о природе как о «невозможной амальгаме несовместимых элементов, порожденной взаимоисключающими мировоззрениями, меж которых он оказался»[171].
Вклад Галилея в физику подлинно революционен. Однако знаменит он в наши дни в основном конфликтом с Католической церковью, возникшим из-за его утверждения, противоположного взглядам Аристотеля (и Птолемея), что Земля – не центр Вселенной, а лишь обычная планета, вращающаяся, как и все остальные, вокруг Солнца. Представление о гелиоцентрической Вселенной существовало со времен Аристарха, с III века до н. э., но за современное видение можно благодарить Коперника (1473–1543).
Коперник – довольно противоречивый революционер науки, не ставивший цели критиковать метафизику своего времени; он просто разбирался с древнегреческой астрономией: ему не давало покоя, что для того, чтобы придать геоцентрической модели Вселенной[172] устойчивость, необходимо было водить множество специальных геометрических построений. Его модель, напротив, была куда точнее и проще, даже изящнее. В согласии с духом Возрождения он ценил не только научную достоверность, но и эстетичность замысла. «Думаю, в это проще верить, – писал он, – нежели вносить путаницу множеством Сфер, какие нужны, чтобы Земля оставалась в средине»[173].
Коперник сначала, в 1514 году, описал свою модель только для себя, а потом не одно десятилетие производил астрономические наблюдения в поддержку этой модели. Но, подобно Дарвину столетия спустя, он излагал свои представления в кругу близких доверенных друзей, боясь осуждения народа и Церкви. И все же Коперник ощущал опасность, а также понимал, что при должных политических маневрах реакция Церкви может быть смягчена, и когда Коперник наконец все же опубликовал свою работу, он посвятил ее Папе, с пространным объяснением, почему его взгляды – не ересь.
В конце концов труд Коперника так и остался достоянием ученых кругов: он не был опубликован вплоть до 1543 года, а к тому времени Коперник уже лежал на смертном одре – говорят, свою напечатанную книгу он увидел лишь в день смерти. Как ни удивительно, даже после издания книга ни на что не повлияла, пока позднейшие ученые, в том числе Галилей, не приняли его взглядов и не начали говорить о них.
Хотя Галилей не сам придумал, что Земля – не центр Вселенной, он привнес нечто не менее важное: применив телескоп (который собрал сам, на основе гораздо более простой модели, изобретенной незадолго до этого), он обнаружил поразительные и убедительные доказательства этой модели.
Все началось случайно. В 1597 году Галилей писал и давал лекции в Падуе о Птолемеевой системе, почти никак не показывая, что сомневается в ее состоятельности[174]. Меж тем, примерно тогда же в Голландии произошел случай, напоминающий нам о том, как важно оказаться в нужном месте (Европа) в нужное время (в частности, всего через несколько десятилетий после Коперника). Случай, который в конце концов заставил Галилея сменить точку зрения, произошел с двумя детьми, которые играли в лавке никому не известного изготовителя очков по имени Ханс Липперсгей [Липперсхэй], – они приложили друг к другу две линзы и посмотрели сквозь них на флюгер на шпиле далекой городской церквушки. Он оказался увеличенным. Галилей позднее записал, что Липперсгей глянул сквозь эти две линзы, «одну выпуклую, другую вогнутую… и увидел неожиданное; вот и [изобрел] инструмент»[175]. Он создал подзорную трубу.
Мы склонны представлять себе развитие науки как череду открытий, каждое ведет к следующему путем усилий отдельных интеллектуальных исполинов, располагающих ясным и необычным видением. Но видение великих открытий в интеллектуальной истории куда чаще замутнено, чем ясно, а своими достижениями они обязаны в большей мере друзьям и коллегам – и удаче, – нежели выходит, если судить по легендам и по признаниям самих первооткрывателей. В данном случае подзорная труба Липперсгея давала всего двух– или трехкратное увеличение, и когда Галилей несколько лет спустя, в 1609 году, впервые о ней услышал, его это не очень впечатлило. Интересно ему стало лишь потому, что его друг Паоло Сарпи, описанный историком Дж. Л. Хейлброном как «непримиримо анти-иезуитский монах-энциклопедист», усмотрел в этом приспособлении потенциал – он подумал, что, если это изобретение усовершенствовать, его можно отлично применить для военных нужд Венеции, не укрепленного стенами города, чье выживание зависело от своевременного обнаружения угрозы вражеского нападения.
Сарпи обратился за помощью к Галилею, который, среди многого всякого, что делал ради подпитки своих доходов, занимался созданием научных инструментов. Ни Сарпи, ни Галилей никакой теорией оптики не владели, однако методом проб и ошибок Галилей за несколько месяцев смог создать прибор, позволявший девятикратное увеличение. Он подарил это преисполнившемуся благоговением Венецианскому сенату в обмен на пожизненное продление свой ставки и удвоения своей тогдашней платы за труды до тысячи скуди. Галилей постепенно усовершенствовал свой телескоп до тридцатикратного увеличения, а это практический предел для телескопа такой конструкции (плоско-вогнутый визир и плоско-выпуклый объектив).
Примерно в декабре 1609 года, когда Галилей уже добился от своего телескопа двадцатикратного увеличения, он обратил его ввысь и нацелился на крупнейший объект ночного небосвода – Луну. Это наблюдение – и другие, сделанные им же, – подарило нам лучшее для того времени доказательство, что Коперник верно определил место, которое планета Земля занимает в мироздании.
Аристотель утверждал, что небеса образуют отдельное царство, из другой материи, и оно подчиняется другим законам, из-за которых все небесные тела вращаются вокруг Земли. Галилей же увидел, что Луна, «неровная, шершавая, вся в вогнутостях и выпуклостях, не отличается от лика земного, изрезанного горными цепями и глубокими долами»[176]. Луна, иными словами, не казалась телом другого «царства». Галилей увидел также, что у Юпитера есть свои луны. Факт, что луны эти обращаются вокруг Юпитера, а не вокруг Земли, противоречил космологии Аристотеля, зато поддерживал представление о том, что Земля – не центр Вселенной, а лишь одна из многих планет в ней.
Отмечу: говоря, что Галилей «увидел» что-то, я не имею в виду, что он приставил телескоп к глазу, навел его куда-то и с восторгом узрел революционно свежий набор образов, будто посмотрел показ в планетарии. Напротив, его наблюдения требовали долгих, непростых и настойчивых усилий: ему приходилось часами щуриться в несовершенное, скверно установленное (по теперешним понятиям) стекло и пытаться извлечь хоть какие-то выводы из увиденного. Глядя на Луну, к примеру, он мог «видеть» горы, лишь неделю за неделей кропотливо описывая и интерпретируя движения теней, которые эти горы отбрасывают. Более того, он видел лишь одну сотую поверхности единовременно, и для того, чтобы создать сборную карту целого, ему пришлось произвести множество дотошно скоординированных наблюдений.
Все эти трудности с телескопом показывают, что гений Галилея – не столько в совершенствовании прибора, сколько в способе его применения. К примеру, когда он замечал нечто, смахивающее, скажем, на лунную гору, он не просто доверялся тому, как это выглядит, – он изучал свет и тени и применял теорему Пифагора для оценки высоты горы. Увидев луны Юпитера, он поначалу решил, что это звезды. И лишь после многократных пристальных наблюдений и расчетов, связанных с известным движением Юпитера, он понял: положение этих «звезд» относительно Юпитера меняется так, что можно сделать вывод об их вращении вокруг Юпитера.
Сделав эти открытия, Галилей, не желая залезать на теологическое поле, признания все же пожелал. И начал посвящать немало сил изданию своих наблюдений – и пустился во все тяжкие во имя замены принятой космологии Аристотеля на гелиоцентрическую систему Коперника. Для этого он опубликовал в марте 1610 года «Звездный вестник» – брошюру, описывающую виденные им чудеса. Книга мгновенно стала бестселлером, и, хотя была всего около шестидесяти страниц (в современном формате), потрясла мир ученых: она описывала чудесные, прежде неведомые черты Луны и других планет. Вскоре слава Галилея распространилась по всей Европе, и все захотели посмотреть в телескоп.
В сентябре того же года Галилей переехал во Флоренцию – занять престижное место «главного математика Университета Пизы и философа великого герцога». Плату за работу ему сохранили прежней, но преподавать – или даже проживать в Пизе – от него не требовалось. Властитель, о котором идет речь, – Козимо II Медичи, великий герцог Тосканы, а назначение Галилея случилось не только благодаря его великим достижениям, но и благоволением династии Медичи. Он даже назвал свежеоткрытые луны Юпитера «планетами Медичи».
Вскоре после назначения Галилей сильно заболел и многие месяцы был прикован к постели. Как ни смешно, возможно, с ним приключилась «французская хворь» – сифилис, результат пристрастия к венецианским проституткам. Но, даже болея, Галилей продолжил пытаться убедить влиятельных мыслителей в состоятельности своих открытий. И к следующему году, когда он выздоровел, звезда его взошла так высоко, что его пригласили в Рим читать лекции по его изысканиям.
В Риме Галилей познакомился с кардиналом Маффео Барберини и был удостоен встречи с Папой Павлом V в Ватикане. Поездка оказалась во всех отношениях победной, Галилей вроде бы утряс все противоречия с официальным церковным мировоззрением, и никаких обид не возникло – возможно, потому, что лекции его в основном были посвящены наблюдениям, которые он произвел в телескоп, без подробностей дальнейших выводов.
Впрочем, Галилей в своих последующих политических маневрах со временем неизбежно вошел в конфликт с Ватиканом, поскольку Церковь официально признавала вариант аристотелизма, предложенный Святым Фомой Аквинским и несовместимый с наблюдениями и толкованиями Галилея; вдобавок, в отличие от своего политического предшественника Коперника, Галилей был неисправимо высокомерен, даже в разговорах с теологами о догматах Церкви. И потому в 1616 году Галилея вновь призвали в Рим – на сей раз оправдываться перед собранием высокопоставленных лиц Церкви.
Эта встреча вроде бы закончилось вничью[177]: Галилея не осудили, книг его не запретили, и ему даже позволили еще одну аудиенцию с Папой Павлом; но ему возбранили читать лекции о том, что центр Вселенной – Солнце, а не Земля, и что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. В конце концов этот запрет доставил ему грандиозные неприятности, поскольку обвинение Галилея Инквизицией, которое произошло через семнадцать лет, упирало именно на то, что церковные шишки недвусмысленно запретили Галилею учить людей коперниканству.
Но на некоторое время напряжение спало, особенно после того, как друг Галилея кардинал Барберини сделался в 1623 году Папой Урбаном VIII. В отличие от Папы Павла, Урбан в целом положительно относился к науке и в ранние годы своего папства с готовностью встречался с Галилеем.
В этой более дружелюбной среде, при Урбане, Галилей взялся за работу над новой книгой, которую закончил в свои шестьдесят восемь, в 1632 году. Плод его трудов назывался
«Диалог» Галилей составил в форме дружеского разговора между Симпличио, приверженного последователя Аристотеля, Сагредо, умной нейтральной стороны, и Сальвиати, предлагавшего убедительные аргументы в пользу взглядов Коперника. Галилей писал эту книгу беззаботно, поскольку рассказал о ней Урбану, и тот ее вроде бы одобрил. Но Галилей уверил Папу, что цель этой книги – защитить Церковь и итальянскую науку от нападок, дескать Ватикан запретил гелиоцентризм из-за своего невежества, и одобрение Урбана основывалось на договоренности, что Галилей представит интеллектуальные доводы обеих сторон без предубеждения. Если Галилей и пытался этого добиться, получилось у него из рук вон плохо. По словам его биографа Дж. Л. Хейлброна, «Диалог» Галилея «пренебрег философами, приверженными взглядам о неподвижной Земле, как недолюдьми, нелепыми, зашоренными, тупоумными идиотами и воспел коперниканцев как причастных к высшему разуму»[179].
Книга нанесла еще одно оскорбление. Урбан желал, чтобы Галилей включил в книгу пояснение – текст, подтверждающий состоятельность мировоззрения Церкви, но вместо того, чтобы написать этот текст от своего имени, как просил Урбан, Галилей вложил его в уста своего персонажа Симпличио, которого Хейлброн именует «дурындой». Папа Урбан, совсем не дурында, страшно обиделся.
Когда звездная пыль улеглась, Галилея обвинили в нарушении указа Церкви от 1616 года о запрете распространения учения Коперника и потребовали отречения от его взглядов. Преступление Галилея – в той же мере нарушение границ власти и контроля, или же «владения» истиной, как и в мировоззренческих особенностях[180]. Большая часть интеллектуальной верхушки Церкви понимала, что взгляды Коперника, возможно, верны, однако восставали они против ренегата, распространявшего эти взгляды и ставившего под сомнение учение Церкви[181].
22 июня 1633 года облаченный в белую рубаху узника Галилей склонил колени перед обвинявшим его трибуналом и сдался требованию подтвердить верховенство Писания: «Я, Галилей, сын покойного Винченцо Галилея, флорентинец, семидесяти лет отроду… клянусь, что всегда веровал, верую и с Божьей помощью буду веровать и далее во все, что принимает и проповедует и чему учит Святая Католическая и Апостольская Римская Церковь».
Вопреки заявлению, что он всегда принимал учение Церкви, Галилей, тем не менее, продолжил признанием, что поддерживал осуждаемую теорию Коперника, даже «после того, как было сделано официальное внушение» Церковью, чтобы он, по словам Церкви, «оставил ложное мнение, что Солнце есть центр мира и неподвижно, и что Земля – не центр мира и движется…»
Интереснее всего формулировка Галилеева признания: «Я написал и издал книгу, – сказал он, – в которой описываю новое, но уже осужденное учение, и привожу в его пользу доводы великой убедительности». Даже объявляя о своей приверженности Церковной версии истины, он по-прежнему защищает содержание своей книги.
Галилей завершает покаяние, говоря «желая устранить из умов вашего Святейшества и всех честных христиан сильное подозрение, справедливо против меня бытующее, с искренним сердцем и неподдельной верой я отрекаюсь, проклинаю и презираю вышеупомянутые ошибки и ереси. и клянусь в будущем никогда не говорить и не утверждать, устно или на письме, ничего, что может дать повод для подобных же подозрений касательно меня»[182].
Галилей не подвергся столь же зверскому наказанию, на какое обрекла Инквизиция Джордано Бруно, который тоже утверждал, что Земля вращается вокруг Солнца и за свою ересь сгорел на костре в Риме в 1600 году. Однако суд на Галилеем обозначил позицию Церкви вполне отчетливо.
Через два дня Галилея отпустили под опеку флорентинского посла. Он провел последние годы жизни под своего рода домашним арестом у себя на вилле в Арчетри, близ Флоренции. Еще в Падуе Галилей прижил троих внебрачных детей. Дочь, с которой он был чрезвычайно близок, умерла от чумы в Германии, вторая дочь отдалилась от него, а сын Винченцо, живший неподалеку, с любовью заботился об отце. И хотя Галилей был узником, он имел право на посетителей, даже еретиков – лишь бы не математиков. Одним из них был юный английский поэт Джон Мильтон [Милтон] (позднее он поминал Галилея и его телескоп в поэме «Потерянный рай»).
Как ни парадоксально, именно во время своего затворничества в Арчетри Галилей записал наиболее подробные соображения о физике движения – в книге, которую сам считал своей величайшей работой: «Рассуждения и математические доказательства, касающиеся двух новых наук»[183]. Книгу в Италии издавать было нельзя, поскольку Папа запретил его труды, и потому рукопись контрабандой доставили в Лейден и напечатали там в 1638 году.
К тому времени здоровье Галилея совсем испортилось. В 1637 году он ослеп, а на следующий год у него начались страшные беды с пищеварением. «Все мне кажется отвратительным, – писал он, – вино совершенно скверно для головы и глаз, от воды болит в боку… аппетита никакого, ничто меня не привлекает, а если что и привлекает, [врачи] запретят»[184].
И все же ум его оставался подвижен, и один гость, повидавший его незадолго до смерти, говорил, что, невзирая на запреты на посетителей с такой профессией, Галилей на днях с удовольствием слушал спор двух математиков. Он умер в семьдесят семь, в 1642-м – в год, когда родился Ньютон, – на руках у сына Винченцо, и – да, в присутствии нескольких математиков.
Галилей желал быть похороненным рядом с отцом в главной Базилике Санта-Кроче во Флоренции. Фердинандо, наследник великого герцога Козимо, даже собрался выстроить для него величественную усыпальницу – напротив усыпальницы Микеланджело. Однако Папа Урбан дал понять, что «нехорошо это – строить мавзолей такому [человеку]… поскольку добрые люди могут возмутиться и впасть в предубеждение относительно Святейшей власти»[185]. И потому родственники Галилея упокоили его останки в гробнице размером с чулан, под церковной колокольней, и провели скромные похороны, на которых присутствовали только близкие друзья, родня и последователи. И все же многие, даже в самой Церкви, ощутили утрату. Смерть Галилея, как отважно писал хранитель архивов при дворе кардинала Барберини в Риме, «затрагивает не только Флоренцию, но и весь мир и весь наш век, получивший от этого божественного человека больше великолепия, чем от почти всех остальных обыкновенных философов»[186].
Глава 7
Механическая вселенная
Опубликовав «Рассуждения и математические доказательства, касающиеся двух новых наук», Галилей подвел человеческую культуру к границе нового мира. Исаак Ньютон сделал последние великанские шаги и по ходу дела завершил построение системы совершенно нового мышления. Вслед за Ньютоном наука отказалась от Аристотелева взгляда на природу, движимую предназначением, и приняла Вселенную Пифагора, движимую числами. Вслед за Ньютоном, ионийское утверждение, что мир можно понять посредством наблюдения и рассуждения, преобразилось в метафору: мир подобен часам, его механизмами управляют численные законы, придающие любому аспекту природы – включая, как многие считали, и взаимодействия между людьми – полную предсказуемость.
В далекой Америке отцы-основатели страны приняли Ньютоново мировоззрение вдобавок к теологии и закрепили в Декларации независимости, что «законы природы и ее Бога наделяют»[187] людей правом на политическое самоопределение. Во Франции после Революции с ее неприятием науки Пьер-Симон де Лаплас поднял Ньютонову физику на новый уровень математической сложности и заявил, что, применяя теорию Ньютона, высокоразвитый интеллект способен «объять одной и той же формулой движения и величайшие тела во Вселенной, и мельчайшие атомы – ничто для него не останется неопределенным, и будущее, как и прошлое, явлено будет взгляду его».
Ныне мы все рассуждаем по-ньютоновски. Мы говорим о силе применительно к человеческому характеру и об ускорении – к распространению заболевания. Мы говорим о физической или даже умственной инерции и об импульсе, приобретенном спортивной командой. Мыслить в таких понятиях до Ньютона было непредставимо, не мыслить в таких понятиях непредставимо в наши дни. Даже те, кто ничего не слыхал о законах Ньютона, взращены на его взглядах. И потому изучать работы Ньютона означает изучать наши собственные корни.
Поскольку мировоззрение Ньютона для нас совершенно естественно, чтобы оценить потрясающий гений его творения, нужно хорошенько постараться. В средней школе, когда мне впервые рассказали про «законы Ньютона», они показались мне настолько простыми, что я удивился, с чего такой сыр-бор. Странное дело: чтобы придумать нечто, понятное мне, пятнадцатилетнему мальчишке, за пару уроков, понадобился один из умнейших людей в истории науки – и многолетний труд. Как вышло, что совершенно доступные для меня представления оказались труднейшими для понимания несколько столетий назад?
Мой отец, кажется, понял, почему. Я рассказываю своим детям историю про «Пост-ит», а мой отец обычно обращался к преданьям старины. Когда люди смотрели на мир сотни лет назад, говорил он мне, они видели действительность совсем не так, как мы воспринимаем ее сегодня. Он рассказывал мне о временах, когда, еще подростками в Польше, они с друзьями набрасывали на козу простыню и загоняли ее в дом. Старшие родственники думали, что это привидение. Ладно, дело было на еврейский праздник Пурим, а старшие были изрядно пьяны, но отец объяснял их реакцию не опьянением: он говорил, что они истолковывали увиденное в контексте своих верований, а привидения были привычной их частью. Я, может, считаю это невежеством, говорил он, но то, что Ньютон сказал миру о математических законах Вселенной, вероятно, казалось людям того времени столь же странным, сколь привидения – мне. Так и есть: ныне, даже если вы никогда не изучали физику, дух Исаака Ньютона хоть самую малость, но в вас есть. Но не вырасти мы в Ньютоновой культуре, те законы, что вроде бы самоочевидны, были бы для большинства из нас непостижимы[188].
Описывая незадолго до смерти свою жизнь, Ньютон так характеризовал свой вклад в науку: «Мне неизвестно, кем я кажусь миру, но сам себя я вижу мальчишкой, который играл на берегу моря и радовался, находя камешек глаже или ракушку красивее прочих, а великий океан истины раскинулся предо мной, непознанный»[189].
На любом из Ньютоновых камешков ученые менее одаренные и плодовитые могли бы сделать потрясающую карьеру. Помимо работ, посвященных силе тяготения и движению, он отдал много лет раскрытию тайн оптики и света, изобрел известную нам ныне физику, а заодно и математический анализ. Когда я изложил все это отцу, который до того, как я взялся изучать работы Ньютона, и не слыхал о нем, отец нахмурился и сказал: «Не будь как он. Занимайся чем-нибудь одним!» Поначалу я отнесся к этому наставлению с той разновидностью высокомерия, в которой подростки большие мастера. Но вообще-то отец в некотором смысле дело говорил. Ньютон подошел опасно близко к тому, чтобы стать гением, который за все берется и ничего не доводит до конца. К счастью, как мы знаем, вмешался рок, и Ньютон ныне считается провозвестником всей революции мышления.
Одного Ньютон не делал никогда – не играл на морском берегу. Хоть он и извлек немало пользы из эпизодического общения с учеными и в Британии, и на континенте, зачастую – почтой, он никогда не покидал окрестности небольшого треугольника, связывавшего его родной Вулсторп, его университет в Кембридже и Лондон. Да и вообще не «играл» он – ни в каком смысле слова из тех, какие мы в него вкладываем. Ньютон обошелся в жизни без друзей и родственников, с которыми он ощущал бы близость, не было в его жизни места даже для какой-нибудь возлюбленной, хоть одной: по крайней мере, до его более взрослых лет заставить Ньютона общаться было примерно равносильно попытке уговорить котов сыграть в «Скрэббл». Вероятно, точнейшим можно считать замечание одного дальнего родственника, Хамфри Ньютона, трудившегося у него помощником пять лет: он сказал, что Ньютон рассмеялся всего раз – когда кто-то спросил его, зачем вообще изучать Евклида.
Ньютоном владела чистая безучастная страсть понимать мир, а не желание сделать его лучше на благо человечеству. Он достиг великой славы при жизни, но разделить ее ему было не с кем. Добился интеллектуальных побед, но никак не любви. Принял высочайшие звания и почести, но большую часть времени посвятил интеллектуальным сварам. Было бы мило иметь основания утверждать, что этот исполин интеллекта был сердечным, приятным человеком, но, если и были у него подобные наклонности, он изрядно постарался их подавить и являть себя миру высокомерным мизантропом. Он был из тех людей, какие, заметь вы при них, что день сер, скажут: «Нет, небо на самом деле голубое». Что еще неприятнее – он мог это доказать. Физик Ричард Фейнман (1918–1988) выразил эти чувства многих погруженных в себя ученых, написав книгу «Не все ли равно, что думают другие?»[190]. Ньютон не написал мемуаров, однако, случись такое, он, вероятно, назвал бы их «Надеюсь, я как следует вас достал» или, может, «Отвяжись от меня, болван».
Стивен Хокинг однажды сказал мне, что в этом смысле он рад своему параличу: тот позволил сильнее сосредоточиться на работе. Полагаю, Ньютон мог
Наука – предмет потрясающей красоты. Но, хотя развитие науки требует перекрестного опыления мыслями, какое может случиться лишь при взаимодействии с другими творческими умами, оно требует и долгих уединенных часов, что может представляться однозначным преимуществом тем, кто не склонен к общению или даже предпочел бы жить совсем отдельно. Как писал Альберт Эйнштейн, «одна из сильнейших мотиваций, какие толкают людей в искусства и науки, – побег от повседневной жизни с ее мучительной грубостью и безнадежной скукой… Всяк делает это мироздание и его сотворение стержнем своей эмоциональной жизни, чтобы так обрести покой и уверенность, какие не находятся в тесном водовороте личного опыта»[192].
Ньютоново презрение к повседневным заботам мира позволило ему заботиться о своих интересах и нимало не отвлекаться, но также заставило его скрыть значительную часть своей научной работы – он решил не издавать огромный массив своих изысканий. К счастью, он от них и не избавлялся – был таким барахольщиком, что заслужил бы личного реалити-шоу, однако Ньютон копил не скелеты домашних животных, старые журналы или обувь, из которой вырос еще в семь лет, а записи обо всем на свете – от математики, физики, алхимии, религии и философии до отчетов о каждом потраченном пенни и описаний своих чувств к родителям.
Ньютон сберег практически все, что написал за жизнь, – даже листки с никчемными расчетами и старые школьные тетради, – позволив тем, кто желал копаться, постичь в беспрецедентных подробностях эволюцию Ньютоновых взглядов. Большая часть его научных бумаг досталась библиотеке Кембриджа, его интеллектуального дома. Но другие документы, в общей сложности включающие миллионы слов, были постепенно распроданы на аукционе Сотби, где экономист Джон Мэйнард Кейнс [Мейнэрд Кинз], участвуя в торгах, скупил почти все труды Ньютона по алхимии.
Биограф Ньютона Ричард Уэстфолл посвятил двадцать лет изучению жизни ученого и пришел к заключению, что Ньютона «нельзя оценивать по критериям, с которыми мы подходим к пониманию людей»[193]. Но даже если Ньютон был инопланетянином, он по крайней мере оставил нам своим дневники.
Ньютоново стремление понять мир происходило от чрезвычайной любознательности – мощного побудителя к открытиям, какой исходил словно бы полностью изнутри, подобно импульсу, толкнувшему моего отца обменять кусок хлеба на математическую разгадку. Но в случае Ньютона эту тягу питало что-то иное. Хотя ему поклоняются как идеалу научной рациональности, его интерес к природе Вселенной был, как и у всех вплоть до обитателей Гёбекли-Тепе, сложно переплетен с духовностью и религией. Ньютон верил, что Бог явлен нам и в слове его, и в деле[194], и потому изучение законов природы есть изучение Бога, а рвение в науке – разновидность религиозного пыла.
Ньютонова тяга к уединению и многие часы ежедневной работы – большое преимущество, по крайней мере, для его интеллектуальных достижений. Однако, хоть его затворничество в пространстве ума стало для науки настоящим подарком, сам Ньютон заплатил за них дорого, и, похоже, это результат болезненного детства, проведенного в одиночестве.
Учась в школе, я сочувствовал детям, которые никому не нравились, особенно потому, что сам был таким. Ньютону пришлось еще хуже. Он не нравился собственной матери. Он появился на свет 25 декабря 1642 года эдаким непрошенным рождественским подарком. Отец умер за несколько месяцев до этого, а мать Анна [Ханна], вероятно, полагала, что существование Исаака – лишь краткосрочное неудобство, поскольку родился он недоношенным и вряд ли бы выжил. Более восьмидесяти лет спустя Ньютон сказал мужу своей племянницы, что при рождении был так мал, что поместился бы в квартовый горшок, и так слаб, что потребовался валик на шею – удерживать голову на плечах. Так скверно шли дела у маленького болванчика, что женщины, отправленные за пару миль добыть припасы, не слишком торопились – были уверены, что ребенок к их возращению уже будет мертв. Но они ошиблись. Для сохранения младенцу жизни не понадобилось никаких других технических ухищрений, кроме валика.
Может, Ньютон не видел никакого смысла в людях в своей жизни потому, что его мать никогда, похоже, не видела смысла в нем самом. Когда ему было три, она вышла замуж за богатого ректора, преподобного Барнэбэса Смита. Преподобный Смит был старше Ханны в два с лишним раза, ему хотелось юной жены – но не юного пасынка.
Нельзя сказать наверняка, к какому духу в семье это могло привести, однако более или менее уверенно можно предположить, что некое напряжение имелось, поскольку, много лет спустя, в записях о детстве Ньютон вспоминает, что «угрожал отцу и матери Смит сжечь и их, и дом вместе с ними»[195]. Исаак не сообщает, как родители отозвались на его угрозу, однако известно, что вскоре его услали прочь и вверили заботам бабушки. Та с Исааком ладила получше, но много ль ему было надо. Близки они точно не были – нигде в записях и черновиках, оставшихся после Ньютона, нет ни единого нежного воспоминания о прародительнице. Впрочем, мило, что нет и воспоминаний о том, как он хотел ее поджечь и спалить дотла ее дом.
Когда Ньютону было десять, преподобный Смит помер, и Исаак ненадолго вернулся домой, где теперь обитало еще трое детей его матери от второго брака. Через пару лет после смерти Смита Ханна отправила старшего сына в пуританскую школу в Грэнтэм, в восьми милях от Вулсторпа. Учась в Грэнтэме, Ньютон жил в доме аптекаря и химика по имени Уильям Кларк; тот восхищался Ньютоном и поддерживал в нем изобретательность и любопытство. Юный Исаак научился толочь химические вещества пестиком в ступке, измерял силу штормового ветра, прыгая по направлению его и против и сравнивая потом длину прыжка, мастерил маленькие мельницы с приводом от колеса, которое крутила мышь, а также четырехколесную телегу, которую приводил в движение, сидя в ней и крутя ручку. А еще сделал воздушного змея, к хвосту которого привязал светильник и запускал по ночам, пугая соседей.
Поделиться книгой: