Стивен Вайнберг - Объясняя мир. Истоки современной науки Страница 35

В позднем Средневековье сохраняется появившееся у арабов разделение на астрономов-математиков, которые пользовались системой Птолемея, и врачей-философов, последователей Аристотеля. Среди астрономов XV в., в основном немецких, следует отметить Георга Пурбаха и его ученика Йоганна Мюллера фон Кенигсберга (также известного как Региомонтан), которые вместе продолжали работать над теорией эпициклов Птолемея{167} и внесли в нее дополнения. Позже Коперник почерпнул много полезных сведений из краткого изложения «Альмагеста», сделанного Региомонтаном. Среди врачей-философов были Алессандро Акиллини (1463–1512) из Болоньи и Джироламо Фракасторо (1478–1553) из Вероны. Оба получили образование в Падуе в то время, когда там царило засилье аристотелевских идей.

Фракасторо своеобразно объяснял причины конфликта:

«Вы хорошо знаете, что те, чьей профессией является астрономия, всегда испытывали трудности в связи с описанием движения планет. Из-за этого существует два способа их расчета: первый, с использованием всех этих сфер, называется концентрическим, другой – с помощью так называемых эксцентрических сфер [эпициклов]. У каждого из этих методов есть свои опасности и камни преткновения. Те, кто использует гомоцентрические сферы, никогда не способны дать объяснение явлений. Те, кто использует гомоцентрические сферы, могут более адекватно объяснить явление, это правда, но их концепция этих божественных тел ошибочна, можно сказать, что почти нечестивая, ибо они приписывают небесным телам такие формы и расположения, которые не подходят для Неба. Мы знаем, что среди древних с такими трудностями много раз сталкивались Евдокс и Калипп. Гиппарх был среди первых, кто предпочел принять эксцентрические сферы вместо того, чтобы искать лучшее объяснение явления. Птолемей последовал за ним, и вскоре почти все астрономы были побеждены Птолемеем. Но протесты продолжались. Что я имею в виду? Философию? Нет, природа и небесные тела сами неустанно протестуют. До сих пор так и не нашелся философ, который бы позволил этим ужасным сферам существовать среди божественных совершенных тел»{168}.

Справедливости ради следует отметить, что наблюдения не всегда соответствовали только теории Птолемея и не подтверждали Аристотеля. Одной из ошибок системы гомоцентрических сфер Аристотеля, которая, как мы уже говорили, была обнаружена примерно в 200 г. Сосигеном, было расположение всех планет на одинаковом расстоянии от Земли. Это противоречило тому факту, что яркость планет то возрастает, то уменьшается, когда они якобы совершают свой оборот вокруг Земли. Но теория Птолемея, кажется, зашла слишком далеко. Например, в соответствии с ней максимальное расстояние от Земли до Венеры в 6,5 раз больше минимального расстояния между ними. Следовательно, если Венера светит своим собственным светом, то, поскольку видимая яркость обратно пропорциональна квадрату расстояния, для Венеры она должна составить величину, в 6,5² = 42 раза превышающую ее минимальную яркость, чего, разумеется, на самом деле нет. На основании этого в Венском университете теорию Птолемея критиковал Генрих Гессенский (1325–1397). Решение проблемы заключается, конечно же, в том, что планеты не светят своим собственным светом, а отражают свет Солнца, поэтому их видимая яркость зависит не только от расстояния до Земли, но, как и яркость Луны, от их фазы. Когда Венера дальше всего от Земли, она находится по другую сторону от Солнца по отношению к Земле, поэтому ее диск полностью освещен. Когда же Венера ближе всего к Земле, она оказывается между Землей и Солнцем и мы видим ее темную сторону. Вследствие этого для Венеры эффекты фазы и расстояния частично взаимно компенсируются, уменьшая изменения ее яркости. Никто не понимал сути этого явления, пока Галилей не открыл фазы Венеры.

Вскоре противоречия между астрономией Птолемея и Аристотеля ушли в прошлое под натиском нового, более серьезного конфликта между теми, кто вслед за Птолемеем и Аристотелем считал, что небеса вращаются вокруг неподвижной Земли, и сторонниками вновь возродившейся идеи Аристарха о том, что Земля обращается вокруг неподвижного Солнца.

Часть IV

Научная революция

Ранее историки всегда принимали как должное то, что физики и астрономы были инициаторами революционных изменений в науке XVI и XVII вв., после которых физика и астрономия приняли практически современную форму, обеспечив парадигму для будущего развития остальных наук. Важность этой революции кажется самоочевидной. Тем не менее историк Герберт Баттерфилд{169} заявлял, что научная революция «затмила все события с тех пор, как началась эра христианства, и снизила значение Возрождения и Реформации всего лишь до эпизодов, каких-то внутренних смещений в средневековой христианской системе»{170}.

В этой распространенной точке зрения есть нечто, что всегда привлекало скептическое внимание позднейшего поколения историков. В последние несколько десятилетий некоторые из них выражали сомнения относительно важности и даже самого факта существования научной революции{171}. Например, Стивен Шейпин начал свою книгу с известной фразы: «Такого явления, как научная революция, не существовало, и моя книга рассказывает об этом»{172}.

Критика научной революции имеет два противоположных течения. С одной стороны, некоторые историки утверждают, что открытия XVI и XVII вв. были всего лишь естественным продолжением научного прогресса, который уже начался в Европе и/или исламском мире в Средние века. В частности, такой точки зрения придерживался Пьер Дюэм{173}. Другие историки указывают на пережитки донаучного мышления, которые продолжали существовать и после предполагаемой научной революции: например, Коперник и Кеплер местами пишут почти как Платон, Галилей составлял гороскопы, даже когда за них никто не платил, а Ньютон считал Солнечную систему и Библию двумя ключами к пониманию Бога.

И в том и в другом мнении есть доля истины. Тем не менее я убежден, что научная революция была настоящим прорывом в интеллектуальной истории человечества. Я сужу об этом с точки зрения современного ученого. За исключением нескольких очень ярких греческих ученых, вся наука до XVI в. кажется мне совершенно непохожей на то, с чем я ежедневно сталкиваюсь в своей работе или с тем, что я вижу в работах своих коллег. До научной революции наука была насыщена религией и тем, что мы сейчас называем философией; кроме того, все еще не был выработан математический аппарат. После XVII в. в физике и астрономии я чувствую себя как дома. Я узнаю многие черты науки моего времени: поиск объективных законов, выраженных математически, которые позволяют предсказывать широкий спектр явлений и подтверждены сравнением этих предсказаний с наблюдением и экспериментом. Научная революция все-таки была, и вся оставшаяся часть книги рассказывает о ней.

11. Решение вопроса о Солнечной системе

Независимо от того, была научная революция революцией или нет, но началась она с Коперника. Николай Коперник родился в 1473 г. в Польше в прусской семье, предыдущее поколение которой эмигрировало из Силезии. В возрасте десяти лет Николай потерял отца, но, к счастью, его поддерживал дядя, который разбогател, служа в церкви, и несколько лет спустя стал епископом Вармии (Эрмланд) в северо-восточной Польше. Закончив университет в Кракове, где он, возможно, прослушал курс астрономии, Коперник в 1496 г. стал студентом канонического права в университете Болоньи и начал вести астрономические наблюдения как помощник астронома Доменико Мария Наваро, который был учеником Региомонтана. В Болонье Коперник узнал, что при участии своего дяди он был утвержден в качестве одного из шестнадцати каноников кафедрального епископства во Фромборке в Вармии. С этого поста он до конца жизни получал хороший доход, исполняя весьма необременительные церковные обязанности. Коперник так и не стал священником. Изучив азы медицины в университете Падуи, в 1503 г. Коперник получил степень доктора юриспруденции в университете Феррары и вскоре вернулся в Польшу. В 1510 г. он поселился во Фромборке, построил небольшую обсерваторию и прожил в городе до самой своей смерти в 1543 г.

После своего возвращения во Фромборк Коперник анонимно написал небольшую работу, позже получившую наименование «Малый комментарий о гипотезах, относящихся к небесным движениям» (De hypothesibus motuum coelestium a se constitutis commentariolus), которую часто называют «Комментарий» или «Малый комментарий»{174}. «Комментарий» был опубликован только после смерти автора и не оказал особого влияния на развитие науки, в отличие от его дальнейших сочинений, но дает хорошее представление об идеях, которые в будущем оказывали влияние на работу Коперника.