Шрифт:
Что это — игра на публику? Конечно же, не Галилей изобрел подзорную трубу, но разве в этом дело? Главное, он был в курсе новейших открытий, увидел возможности, которые они давали, и позаботился об их реализации. В настоящее время мы знаем, что сочетание этих трех компонентов само по себе — достижение.
До определенного момента, а именно до 21 августа 1609 года, ни один астроном не наблюдал небо в подзорную трубу! Ни Тихо Браге, ни Кеплер, ни даже Коперник! Эта заслуга целиком принадлежит Галилею. Что же он увидел? На Луне есть горы и долины, вокруг Юпитера вращаются четыре спутника, существует значительно больше звезд, чем мы знали до сих пор.
Коперник был прав, Земля действительно вертится вокруг Солнца.
Галилей и в дальнейшем сделал целый ряд значительных открытий, но главная его цель остается прежней: подтвердить правильность той картины мироздания, которую построил Коперник; сегодня мы назвали бы его усердным пропагандистом достижений современной астрономии.
А в 1633 году ответный удар наносит противник — инквизиция. Галилей арестован, один за другим следуют четыре допроса, ему угрожают пытками, а ученый знает, что это такое: в этой же церкви, куда его посадили, 33 годами раньше приговорили к смерти еретика Джордано Бруно, и он был сожжен живым на костре. Конечно, Галилей известный ученый, но он уже немолод, ему 69 лет. Ладно уж. И вот произносится во всеуслышание клятва верности теории (все присутствующие знают, что она ложна), согласно которой Земля есть неподвижный центр системы планет.
Остается добавить еще две даты: 1835 год (то есть спустя 202 года), когда основной труд Галилея вычеркивается наконец из списка запрещенных работ, а через 335 лет (в 1968 году) на конгрессе лауреатов Нобелевской премии по физике в Линдау на Боденском озере кардинал Кениг сообщил, что церковь рассматривает вопрос о «реабилитации» Галилея. Однако в этой «реабилитации» уже никто не нуждается, идеи Коперника о вселенной и без того уже признаны всем миром.
Но гораздо более важным с нынешней точки зрения оказался призыв Галилея подвергнуть измерениям все, что есть в природе. С того времени на нас выливается поток все новых, все более уточняющих результатов, бесконечное количество фактов, ведь легче и проще вычислять, чем постигать сущность явлений. Если раньше полагали, что суть вещей можно понять благодаря нескольким экспериментам и глубокому их осмыслению, то теперь нередко предпочитают собрать побольше различных данных, а пусть кто-нибудь другой попробует их осмыслить. Эта точка зрения, как правило, ошибочна. Постепенно мы убеждаемся, что огромная масса накопленных измерений остается мертвым грузом, не имеющим значения для естествознания. Ниже мы увидим, как мало знаем о повседневных явлениях природы, несмотря на прилежную регистрацию их.
Начнем с того, чего мы не знаем о космосе, о мире вокруг нас. Когда датский астроном Тиге Браге, имя которого, как правило, известно нам в латинизированной форме — Тихо Браге, в 1576 году построил обсерваторию, то в его «Замке неба» на острове Хвен в Зунде имелись только большие «квадраты» — приборы для измерения углов. С их помощью определяют направление движения созвездий. Если Браге без всяких инструментов собрал достаточно данных о вселенной, чтобы составить близкое к идеям Коперника представление о нашей солнечной системе, то этим можно только восхищаться. После смерти Браге Кеплер по этим данным сможет вывести названные его именем законы движения планет! Но чего мы этим достигли? Немногим больше, чем древние люди, которые поэтично выразили свое представление о происхождении нашего мира в легендах и мифах. Чтобы понять явление, необходимо знать, как оно возникло, а об этом нам ничего не говорят ни законы движения планет Кеплера, ни наблюдения Галилея.
Наука владеет тремя путями, позволяющими ответить на вопрос о происхождении вещей.
Первый заключается в том, что мы изучаем объект во всех возможных аспектах. Если его нынешняя форма и состав — следствие имевших место ранее событий (если здесь применим закон причины и следствия), то мы можем проникнуть в прошлое объекта исследования. Пример: на поле с глинистой почвой мы нашли камень. Он явно занесен сюда. Камень плоский и округлый. Он имеет отшлифованные края. Его отшлифовал песок или вода. Но поскольку камень плоский, значит, песок, которым он отшлифован, принесен водой, а не ветром. Внутри камня обнаруживаются остатки маленьких раковин, значит, камень возник в те времена, когда эти существа еще жили. Камень из известняка, значит, он возник в меловой период истории нашей Земли, то есть ему около 185 миллионов лет. Остатки раковин позволяют установить и то, насколько теплым (или холодным) было море, где жили раковины и образовалась каменная масса. Таким образом, мы узнаем причины возникновения камня, а поскольку перечисленные факты сами имеют определенную причину, мы узнаем нечто и о других событиях. Как раз такой метод — попытки разгадать историю происхождения по нескольким каменным осколкам — используется в последние годы на Луне, и не без успеха.
Если попытка измерить возможно большее количество деталей, по которым делаются важные выводы, не дает результатов, следует попробовать второй путь: с максимально допустимой точностью измеряют детали на возможно большем количестве объектов исследования. Суммируя результаты, можно сделать выводы, позволяющие понять строение, становление и историю объекта исследования. Пример подобных исследований — постоянный поиск астрономами новых звездных миров.
Оба метода исследования идеальны, однако на практике ни один из них не оказывается достаточным. Наука всякий раз сталкивается с тем, что первый путь страдает неточностью измерений, а для второго не хватает подходящих объектов. Большинство исследователей принимают компромиссные решения, используя оба метода. Но совместить их не всегда оказывается возможным, а подчас и просто невозможно объединить друг с другом.
Задаваясь вопросом о происхождении мира, мы никак не можем воспользоваться третьим методом. Им часто пользуются химики: они пытаются искусственно создать исследуемый объект и проверить таким образом наши представления о его происхождении и свойствах. К сожалению, а может быть, к счастью, мы не можем пока создать новой вселенной в наших ретортах. (Правда, астроном может объявить о предстоящей лекции на университетской доске: «Упражнения по строению вселенной. Только для студентов старших семестров», а шутник подпишет внизу: «Не натворите бед», но здесь речь идет лишь о математических расчетах физики звездных систем.)
Таким образом, через три с половиной века после Галилея мы все еще задаем себе вопрос: как возникла наша вселенная? Предлагаются две взаимоисключающие теории. Одна из них гласит:
Вначале весь космический материал представлял собой нечто целое, затем произошел взрыв, в результате которого и был создан звездный мир.
Другая теория утверждает:
Вселенная с самого начала была такой, какой мы ее видим: звезды, их плотность, их перемещения в пространстве.
Приверженцы первой теории говорят об «изначальном хлопке» (big bang по-английски), об огненном шаре, который содержал частицы нашего мира и антимира, в котором материя превратилась в излучение и из которого возник известный нам космос. Согласно этой теории уже через две секунды после взрыва при температурах порядка 10 миллиардов градусов образовались протоны и нейтроны, из которых в последующие 11 минут (время распада свободных нейтронов) за счет захвата этих частиц образовались атомные ядра тяжелых элементов. Примерно через 10 тысяч лет возникли атомы водорода и гелия. Если принять время расширения вселенной равным примерно 10 миллионам лет, то за это время отдельные участки газа, который вначале равномерно заполнял мир, начали объединяться. Из этих газовых облаков образовались системы туманностей или звездные системы. В ходе развития нашей туманности большая часть первоначального газового облака трансформировалась в звезды; часть массы, связанной притяжением звезд, вновь распалась и была возвращена в межзвездную материю.