Эпоха открытий

Второй вопрос, которым задался Коперник, был философского свойства. Таблицы составили на основе Птолемеевой модели небес, которую Коперник считал слишком запутанной и неэлегантной, неспособной отразить замысел Бога. Птолемей считал, что Земля неподвижно стоит в центре Вселенной, – этот очевидный факт ежедневно подтверждался восходом и заходом солнца. Но планеты двигались менее предсказуемо. Если смотреть с Земли, они исполняли какой-то странный танец, сновали из стороны в сторону, через неравные промежутки времени становились то ярче, то темнее. Чтобы объяснить все это, Птолемей разработал сложную систему циклов, эпициклов и эквантов – странные и сложные правила движения Солнца, Луны и планет, которые оставались в силе на протяжении 1400 лет просто потому, что они работали. Они более или менее надежно предсказывали, когда и где будут находиться все небесные тела – с погрешностью в одну-две недели времени и один-два градуса расстояния.

Эти вопросы не давали Копернику покоя следующие десять лет, пока в 1510 г. у него не случилось озарение [2]. Это озарение было настолько ясным в своей простоте, что казалось ниспосланным свыше, и вместе с тем настолько ошеломляющим, что он ждал более тридцати лет, прежде чем опубликовать свои размышления, – и тогда сделал это лишь благодаря настойчивости своего ученика, который был потрясен теорией Коперника, изложенной им небольшой группе ученых друзей около 1514 г. Предположим, что центром Вселенной является не Земля, а Солнце; предположим, что день сменяет ночь не в результате движения Солнца, а в результате вращения Земли вокруг своей оси; представим, что Земля обращается вокруг Солнца, как любая другая планета.

Этот набор заявлений казался абсурдным. Если Земля действительно вращается с запада на восток вокруг собственной оси, тем самым обеспечивая смену дня и ночи, то скорость этого вращения должна быть огромной. Почему тогда все, что находится на поверхности земли – здания, деревья, люди, – стоит прямо? Почему инерция этого движения не разбрасывает птиц и облака по всему небу? Этого Коперник не знал. Более того, если Земля вращается вокруг Солнца, почему звезды остаются неизменными? Когда мы закрываем один глаз, а затем другой, находящиеся перед нами предметы двигаются из стороны в сторону (этот эффект называется параллакс), – и если мы действительно перемещаемся вокруг Солнца с одной стороны на другую, то и звездное поле должно каждый год двигаться из стороны в сторону. Убежденный в истинности своей теории, Коперник мог только высказать догадку, что звезды действительно двигаются, но они находятся так далеко от нас – в тысячи раз дальше, чем осмеливался предположить Птолемей, – что наши глаза и оптические инструменты просто не улавливают разницы. Появившиеся в начале XIX в. новые телескопы доказали, что поляк был прав, но в XVI в. современники насмехались над его не поддающейся проверке теорией. Тихо Браге посвятил свою жизнь составлению как можно более подробного описания небес, чтобы доказать, что Коперник ошибается. Как ни странно, именно эти данные помогли утвердить превосходство коперниканской модели над Птолемеевой и ускорили ее принятие.

Коперник поставил под сомнение представления, на которые опиралась вся астрономия прошлого, и перевернул их с ног на голову. В XX в. философ Томас Кун предложил называть такого рода открытия сменой парадигмы, или переворотом в сознании. Рабочие гипотезы пускают в нашем мышлении глубокие корни, и добиться такого переворота чрезвычайно трудно. (Книга Коперника «О вращении небесных сфер» (De revolutionibus orbium coelestium), опубликованная в 1543 г., более двухсот лет находилась под церковным запретом.) Но он исключительно важен, поскольку у каждой парадигмы сознания есть свои пределы, и рано или поздно с этими пределами необходимо встретиться лицом к лицу. Иначе прогресс остановится. Гелиоцентрическая теория Коперника имела свои недостатки – на самом деле Солнце является центром Вселенной не больше, чем Земля, – но она вывела астрономию за рамки, установленные Птолемеем, и обозначила множество новых направлений продуктивного исследования. Как доказать, что планеты вращаются вокруг Солнца, а не вокруг Земли? В 1610 г. этот вопрос побудил Галилео Галилея (1564–1642) направить новое голландское изобретение (телескоп) вверх и собрать данные о фазах Венеры и спутниках Юпитера. Как точнее всего описать орбиту планеты? В виде эллипса, обнаружил Иоганн Кеплер (1571–1630). Он вывел три закона движения планет, благодаря которым погрешности в новых альманахах сократились до двух десятых градуса[18]. И почему, если Земля действительно вертится и перемещается в пространстве, никто этого не чувствует? Инерция, ответил сэр Исаак Ньютон (1642–1727), – и этот ответ стал первым из найденных им трех законов динамики. Открытие Коперника вышло далеко за пределы эпохи Ренессанса и далеко за пределы астрономии. Он заложил новый фундамент, на котором была построена вся современная физика.