Предчувствия и свершения. Книга 3. Единство
Шрифт:
Тихо Браге не дал себе труда придумать многочисленные сферы, способные, по примеру птолемеевых, обеспечить все согласованные движения этого механизма. Он, вероятно, сам не верил в то, что это хитросплетение сможет заменить кристальную ясность системы Коперника.
Лишь после смерти Тихо Браге его сотрудник Кеплер обнаружил, что простота системы Коперника маскирует какой-то скрытый в ней порок. Система Коперника позволяла вычислять моменты затмений и моменты сближения небесных тел гораздо проще, чем система Птолемея. Проще, но менее точно. Модель, мысленно построенная Птолемеем и пущенная им в ход много веков до явлений, зафиксированных Тихо Браге в точнейших таблицах, работала точнее, чем модель, придуманная Коперником.
В самом начале семнадцатого века,
Сухие цифры грозили разрушить новый порядок, усмотренный Коперником, заставить скромных вычислителей, каким считал себя Кеплер, вновь обречь себя изнурительным вычислениям, основанным на системе Птолемея.
Кеплер был настоящим ученым, не менее самоотверженным и более бесстрашным, чем Коперник. Ведь Коперник сравнивал свои вычисления со своими наблюдениями. И все сходилось. И это давало ему уверенность в том, что его система правильно отображает порядок, существующий в извечном движении планет, одной из которых он объявил Землю.
Кеплер понимал, почему у Коперника все сходилось. Он знал, что гений мысли измерял неточно. Так началась новая драма. Драма одинокого актера, драма, в которой декорациями служило звездное небо, а зрителей не было. Но больной, одинокий ученый знал, что трудится не для себя, а для истины, для человечества.
Он шел тернистым путем проб и ошибок. Догадка, затем невообразимо трудные и долгие вычисления… Результаты не сходятся с таблицами Тихо Браге. А этим таблицам следовало верить больше, чем библии, ибо божеством Тихо была точность. Еще одна попытка, еще дни и ночи, отданные вычислениям, еще одно разочарование.
И наконец озарение. Кеплер понял, что Коперник, отвергнув Птолемея, не порвал с Платоном. Великий греческий философ считал идеальной фигурой круг и учил, что небесные тела совершают идеальные движения, двигаясь по кругам. Кеплер нашел в себе силы отбросить не только догматы церкви, но и вековой догмат Платона. Он решил проверить, не движутся ли планеты по иными орбитам, например по эллипсам? И начал новые, еще более громоздкие вычисления. И был вознагражден. Все сошлось!
Система Коперника, идея Коперника была спасена. Ведь главное у Коперника не окружности. Главное — ответ на кардинальные вопросы: что неподвижно, что движется? Теперь все ясно. Земля и планеты движутся по эллипсам. Солнце неподвижно. Там, где находится центр Солнца, располагаются фокусы всех эллипсов, по которым движутся планеты и в их числе Земля. Пусть вычисления стали сложнее, но порядок восстановлен. Природа, воплощенная наблюдениями Тихо Браге, подтверждает: вычисления стали более громоздкими, но теперь они правильны.
Более того, впервые за многовековую историю астрономии в результате безбрежных вычислений Кеплеру удалось воплотить порядок, царствующий в природе, в удивительно простые математические формулы — в три закона, из которых теперь, когда они открыты, как бы вытекает во всем своем величии система Коперника. Теперь, когда открыты эти чудесные законы, вычисления вновь поразительно упростились!
Простота. Не является ли она признаком правильности?
В это время другой гений, за хребтами Альп, в солнечной Италии, совершил еще одну революцию в астрономии. Он изготовил зрительную трубу — впрочем, зрительные трубы до него делали и другие. Но он направил ее не на земные предметы, а в небо, И увидел множество звезд, ранее незримых, и горы на Луне, отбрасывающие тени, и четыре слабеньких звездочки, перемещающиеся вблизи планеты Юпитер. Перемещающиеся с поразительным постоянством, каждая по-своему. Галилео Галилей — таково его имя — показывал эти звездочки всем желающим и объяснял, что это луны Юпитера, его спутники. Что это видимая воочию система Коперника, ее миниатюрный вариант. И не только показывал и объяснял друзьям и знакомым, но осмелился написать об этом, издать книгу, в которой на основе наблюдений, доступных каждому обосновывал систему Коперника, уже проклятую к тому времени церковью и запрещенную под страхом страшных кар.
И кары не заставили себя ждать. Церковь безжалостно обрушила свою десницу на ученого, успевшего к тому времени не только вывести на свет детище Коперника, но проложить новый путь Науке, порвав с догмами Аристотеля, канонизированными церковью и поддержанными ее авторитетом.
Но дело было сделано. Путь проложен. Толчок дан. Движение началось, и остановить его уже оказалось невозможным.
В туманной Англии другой гений принял эстафету, выскользнувшую из руки Галилея. В юности он поставил перед собой цель и шел к ней до глубокой старости. Его цель — сделать физику такой же ясной и безупречной, как геометрия Евклида. Он понимал это так: обнаруживать в природе порядок и формулировать его в форме принципов; облекать эти принципы в математические формулы — законы; извлекать из этих законов новые, еще не известные следствия и подтверждать их истинность специально поставленными опытами. Только те, сформулированные человеком, законы являются законами природы, считал он, которые способны выявлять в природе явления, не известные ранее.
Выполняя поставленную перед собой программу, Исаак Ньютон создал на основе опытов Галилея и своих наблюдений три закона движения, а на основе трех законов Кеплера сформулировал четвертый закон — закон тяготения, связавший небесные движения с земными.
Для того чтобы извлекать следствия из этих четырех законов Ньютону пришлось создать новую математику, исчисление бесконечно малых величин, то, что мы теперь называем дифференциальным и интегральным исчислением.
Этим Ньютон провел черту между наукой, существовавшей до него, и тем, что началось его работами. Создал то, что впоследствии стало классической физикой.
Научная программа Ньютона содержала требование не выходить за пределы принципов, основанных на наблюдении природы и на специально поставленных опытах. Он сформулировал это требование коротко, афористично: «Гипотез не измышляю». Вся механика Ньютона удовлетворяет этому требованию. Оно может быть сформулировано и так: нужно понять, как происходят явления природы, нужно описать их при помощи математики, но не следует ставить вопросов о том, почему они происходят так, а не иначе.
Ньютон установил порядок, управляющий взаимным притяжением тел: сила тяготения, действующая между двумя телами, убывает в той мере, в которой увеличивается квадрат расстояния между ними, точнее — между их центрами тяжести. Ньютон не знал, почему так происходит. Это беспокоило его. В конце жизни он писал о своих сомнениях. Но, считал он, основная задача науки выводить законы и вычислять следствия. А это возможно и без знания глубоких причин.
Ньютон, как никто другой, понимал, сколь глубоко прячет природа свои тайны. И он считал, что не следует останавливаться в бессилии перед вопросом «почему», если можно ответить на вопрос «как». Ответить и идти дальше в надежде на то, что позже можно будет ответить и на вопрос «почему». Ответить по существу, а не измышлять гипотезы. Ибо, измыслив одну гипотезу, неизбежно придется измышлять и вторую, и третью, уходя от порядка, существующего в природе, так далеко, что уже нельзя будет находить верные ответы на вопрос «как». Нельзя будет формулировать законы и вычислять следствия.
Ньютон дал науке больше, чем кто-либо иной до него и после него, вплоть до наших дней. К нему не относятся слова Стефана Цвейга, смысл которых сводится к тому что боги не дарят смертному более одного великого деяния. Ньютону было дано совершить два. Он создал основы механики вместе с необходимой для этого математикой Он заложил основы оптики.
Но уже здесь боги сделали все, чтобы он не нарушил их запрета. Они заставили Ньютона изменить гордому девизу. Создавая оптику, он не смог обойтись без гипотез. И боги, толкнув его на этот путь, не преминули наказать за это. Его основная гипотеза — предположение о том, что свет состоит из частиц, — оказалась сметенной развитием волновой теории света.