Преступление Галилея, или Оболганный Аристотель

В разных источниках сообщается, что живший в III веке до н. э. и являющийся современником Архимеда, Аристарх Самосский впервые поставил в центр мироздания Солнце. Оснований не доверять этим источникам нет, но, к сожалению, в единственном дошедшем до нас его сочинении «О расстояниях Солнца и Луны» он придерживается ещё геоцентрической точки зрения. Также сторонником гелиоцентризма был Селевек из Селевкии, живший во II веке до н. э. Гелиоцентрическая точка зрения вызывала у Птолемея смех, аналогично и Архимед потешался над гелиоцентрическими воззрениями Аристарха Самосского.

В борьбе геоцентризма и гелиоцентризма в древности победа оставалась за первым. Впрочем, никакой серьёзной борьбы в общем-то и не было: господствовали геоцентрические учения, а гелиоцентризм казался абсурдным. Помимо уже вышеназванных причин неприятия гелиоцентризма имело сильное влияние древнее представление о противоположности земного и небесного, и в рамках этого представления Земля не могла рассматриваться как одна из планет – её подобие другим планетам отрицалось.

Птолемеево учение стало хорошо известно европейцам лишь в XVI веке. Перевод с арабского на латинский был осуществлён в 1175 г. итальянским математиком и астрологом Герардом Кремонским. Книгопечатание тогда ещё не было изобретено, а потому перевод существовал лишь в рукописях. С изобретением книгопечатания «Альмагест» впервые был издан в Венеции – первые шесть книг в 1496 г., а в полном варианте – в 1515 г. О гелиоцентризме же в то время ничего не слышали – до выхода книги Николая Коперника.

1.4. Николай Коперник

Николай Коперник родился в 1473 г. в польском городе Торуне. В связи с тем, что это была территория Пруссии, и Торунь в то время была преимущественно заселена немцами, у биографов возник вопрос о национальности Коперника – многие считают, что, по крайней мере, его отец был немцем, в отношении же матери вопрос более спорный: она была либо также немкой, либо славянского происхождения… Большую роль в судьбе Коперника сыграл его дядя – епископ Ватзенроде… Благодаря его протекции в 1491 г. Коперник поступил в Краковский университет на факультет свободных искусств, однако, проучившись там три года, вернулся домой, так и не закончив обучение. Епископ Ватзенроде, по-прежнему помогая своему племяннику, способствовал выдвижению его кандидатуры на административную должность каноника капитула Фромборкского собора. Но поскольку у Коперника не было законченного образования, решение о его избрании было отложено. Для дальнейшего обучения он направляется в Италию и в 1496 г. поступает на факультет канонического права в Болонский университет. Однако докторскую степень он получает только 21 мая 1503 г. в университете Феррары (50, с. 51). По свидетельству Ретика, единственного ученика Коперника, в 1499 г. он стал профессором математики Римского университета и заслужил на этом посту весьма приличную репутацию (15, с. 93). Также есть сведения, что Коперник занимался изучением медицины в Падуанском университете.

В 1503 г. Коперник возвращается в Польшу и становится личным врачом своего дяди Ватзенроде, который умер в 1512 г. Ватзенроде очень хотел, чтобы место епископа перешло к его племяннику, однако Коперник предпочёл более скромную должность каноника – скорее всего потому, что она не отнимала много времени и позволяла заниматься астрономией. В 1510 г. Коперник окончательно переезжает во Фромборк, где уже поселяется до конца жизни, занимая место каноника местного собора – в башне собора ему было выделено помещение для проживания.

Как астроном Коперник приобрёл известность ещё задолго до опубликования своей главной работы. Об этом, как минимум, говорит тот факт, что когда в 1516 г. на Лютеранском соборе был поднят вопрос о неточности Юлианского календаря, глава созданной тогда комиссии обратился с письмом о содействии в этом вопросе в том числе и к Копернику. Результаты своих наблюдений Коперник отправил в Рим, но тогда вопрос о новом календаре не был решён. Позднее же данные, изложенные Коперником в его основном произведении, легли в разработку Григорианского календаря. Продолжительность года, на основе которой был составлен Юлианский календарь, равнялась 365,25 дней, а согласно расчётам Птолемея, она была 365 дней, 5 часов, 55 минут; Коперник же к итоговым данным Птолемея добавил ещё 57 секунд.

Первый набросок своей теории Коперник изложил в небольшой работе «Краткое описание гипотезы движения небесных тел», которая в виде рукописи распространялась среди его знакомых. Точная дата написания этой работы неизвестна, но самый ранний срок – 1514 г. (50, с. 343). Что же касается сочинения «О вращении небесных сфер», то, согласно общему мнению, излагаемому в историко-научных работах, Коперник завершил над ним работу в 1530 году. Как говорит сам Коперник, он писал его «до четвёртого девятилетия», т. е. 27 лет. Несмотря на то, что своё учение Коперник почти не распространял, оно было хорошо известно в Пруссии ещё до выпуска его главной книги. Известно, что этим учением интересовался Алессандро Фарнезе – вскоре после того, как он стал понтификом Павлом III (в 1534 г.), Коперник даже был приглашён к нему, чтобы прочитать лекцию о своих основных выводах относительно движения небесных тел.

У Коперника вовсе не было стремления к непременному опубликованию своих произведений. Для современного человека это может показаться странным, ведь считается, что если ты нечто создал, то нужно скорее донести это до других, либо заработав на этом денег, либо получив популярность. «А иначе зачем вообще что-либо открывать?» – так скажет большинство современных людей. Но Коперник, можно сказать, руководствовался новозаветным принципом «Не метайте бисер перед свиньями». В предисловии к своей главной книге, посвящённому Павлу III, Коперник про пифагорейцев и других, кто передавал свои учения тайно, говорит: «они, конечно, делали это не из-за какой-то ревности к сообщаемым учениям, как полагали некоторые, а для того, чтобы прекраснейшие исследования, полученные большим трудом великих людей, не подвергались презрению тех, кому лень хорошо заняться какими-либо науками, если они не принесут им прибыли, или если увещания и пример других подвигнут их к занятиям свободными науками и философией, то они вследствие скудости ума будут вращаться среди философов, как трутни среди пчёл» (31, с. 11). Всё это, а также «боязнь презрения за новизну и бессмысленность» заставило Коперника первоначально делиться своим учением только с друзьями и знакомыми, и даже поставило под вопрос вообще его обнародование. Его весьма положительное отношение к пифагорейцам, скорее всего, и положило начало их восхвалению среди представителей естествознания.

Вполне возможно, что главное произведение Коперника, сыгравшее огромную роль в истории науки, так и осталось бы неизданным, если бы его друзья Николас Шёнберг (кардинал Капуи) и Тидеман Гизе (епископ Кульма) не уговорили бы его эту работу опубликовать. Значимую роль здесь сыграл и молодой профессор математики Ретик, который приехал в 1539 г. к Копернику и на протяжении двух лет у него обучался. Благодаря Ретику в 1540 г. было издано краткое изложение коперниковой теории под названием «Первое повествование», а в 1542 г. вышли в свет отдельной книгой две главы основного произведения, посвящённые треугольникам. Приняв всё же решение о публикации своей главной работы, Коперник отдаёт рукопись Тидеману Гизе, позволив ему самому решать вопрос о месте печати. Тот, в свою очередь, встретившись с Ретиком, передаёт сочинение в его руки. Местом печати Ретик выбирает Нюрнберг, где его друг, лютеранский богослов Андреас Осиандр, с большим энтузиазмом берётся за издание этого сочинения. Перед изданием он обменивается с Коперником несколькими письмами, где задаёт разные уточняющие вопросы, касающиеся опубликования. Понимая, что сторонниками Птолемея и Аристотеля книга будет встречена с негодованием, Осиандр предлагает обозначить во вступительном слове, что это не более как гипотеза (50, с. 58). Коперник отказывается, но Осиандр всё равно пишет такое вступительное слово, которое позже стали ошибочно приписывать самому Копернику.

Поскольку книга была выпущена в протестантской стране, она первоначально была плохо известна в католической Европе. Что касается протестантов и кальвинистов, то особых волнений сочинение Коперника не вызвало, хотя негативные отзывы и имели место. Так Мартин Лютер о Копернике говорил: «Этот дурак хочет перевернуть всю астрономию. Но ведь в священном писании сказано, что Иисус Навин остановил солнце, а не Землю» (цит. по: 24, с. 386). Сподвижник Лютера Ф. Меланхтон называл учение Коперника «безбожным» и предлагал его запретить, противником этого учения также был наиболее известный в то время немецкий астроном Региомонтан, негативно отнёсся к коперниковскому учению и «реформатор научного метода» Ф. Бэкон… В 1566 г. в Базеле состоялось второе издание книги, и она получила распространение уже среди католиков. Никакой бурной реакции также не последовало – книга отнюдь не вызвала споров и возмущений. В отношении же того, преподавалась ли система Коперника в университетах, информация противоречивая. Так, например, П. Таннери говорит: «изучение его системы сделалось обязательным» (47, с. 40), Р. Тарнас пишет, что сочинение Коперника «изучалось на кафедрах астрономии в католических университетах» (48, с. 211), а вот Ч. Хаммель утверждает обратное: «учение о гелиоцентрической системе мира не могли преподавать открыто» (50, с. 63).

Теперь перейдём непосредственно уже к основным положениям коперниковской теории. Конечно же, Коперник разделяет мысль о шарообразной форме Земли, а объясняет это аристотелевским положением о стремлении всех её частей к центру. Но только это не стремление к центру Вселенной, как считал Аристотель, а именно стремление к центру Земли – Коперник считает, что притяжением обладает центр каждого небесного тела. Эмпирические доказательства шарообразности Земли у него сводятся к различиям в наблюдении звёзд на юге и на севере, затмений Солнца и Луны на востоке и западе, а также к тому, как скрываются корабли из виду и как с них становится видна земля.

Подобно всем более ранним астрономам, Коперник считает движения небесных тел круговыми: «их движения являются или круговыми, или составленными из нескольких круговых, так как неравенства этого рода подчиняются определённому закону и правильным возвращениям, чего не могло бы случиться, если бы эти движения не были круговыми. Действительно, только круг может возвратить назад прошедшее» (31, с. 21). Мы видим, что представление о равномерном круговом движении здесь отнюдь не является предрассудком, как принято считать многими историками науки, – Коперник, как и Аристотель, обосновывает этот тип движения.

Ставя под сомнение центральное положение Земли, Коперник указывает на одну из основных трудностей, с которой здесь можно столкнуться: «состояние неподвижности считается более благородным и божественным, чем состояние движения и неустойчивости» (31, с. 29). И это было одной из причин считать Землю неподвижной. Признать движение Земли – значит признать её лишь одной из планет. Также неравномерное видимое движение планет, наблюдаемое с Земли, не соответствует её центральному положению.

Усомнившись в геоцентризме, Коперник стал искать в истории астрономии другие взгляды на устройство Вселенной. Ознакомившись с сочинением Цицерона, где тот говорит про Гикета Сиракузского, а также с работой Плутарха, который упоминает о Филолае, он рассматривает гипотезу о движении Земли и становится её сторонником. Движение небосвода теперь он предлагает рассматривать как иллюзию, порождённую суточным вращением Земли. В качестве основного аргумента против такого вращения он называет представление о том, что все тела, притягиваясь к центру Земли, как бы скрепляются друг с другом, а стремительное суточное вращение препятствовало бы этому скреплению, и все тела попросту разлетелись бы в небо, а Земля распалась бы на кусочки. Коперник приписывает данный аргумент Птолемею, однако у последнего он выглядит несколько по-иному и вовсе не относится к суточному вращению Земли. В ответ на этот, непонятно кому на самом деле принадлежащий, аргумент, Коперник говорит, что данное опасение напрасно, ибо движение Земли не насильственное, а естественное – она движется «по природе», распасться же на части может только то, что движется благодаря внешнему воздействию некоторой силы. При этом Коперник ничего не говорит о позиции Аристотеля, согласно которой каждое тело может иметь лишь одно естественное движение – и если у Земли есть естественное движение к центру Вселенной, то другого естественного движения у неё быть не может. Также Коперник возражает против доводов о том, что в случае суточного вращения Земли мы не наблюдали бы отвесно падающих тел, а висящие в воздухе тела постоянно двигались бы на запад. Этот довод справедлив только в том случае, если бы вращалась сама Земля, а воздух оставался неподвижным. И Коперник занимает точку зрения, известную ещё во времена Птолемея, согласно которой воздух также движется вместе с Землёй. При этом возражения Птолемея по этому поводу обходятся стороной.

Ставит под сомнение Коперник и наличие границы небосвода. Но если такая граница существует, то она, при представлении неподвижности Земли, должна вращаться с огромной скоростью, ибо находится от нас на огромном расстоянии. В отношении того, что Земля является несоизмеримо малой по сравнению с размерами неба, Коперник совпадал во взглядах с Птолемеем.

Подводя итог своим базовым утверждениям об устройстве небосвода, Коперник в качестве принципов и гипотез принимает «что мир сферичен, неизмерим и подобен бесконечности, что вмещающая всё сфера неподвижных звёзд находится в покое, что все остальные небесные тела имеют круговое движение» (31, с. 41). Помимо этого Земля обладает тремя видами движения: суточное обращение вокруг своей оси, годовое вращение вокруг Солнца, деклинационное годовое вращение, заставляющее ось Земли постоянно оставаться как бы в неподвижном состоянии (быть параллельной самой себе в движении).

Но если Земля имеет годовое вращение вокруг Солнца, то каждые шесть месяцев она оказывается как бы на противоположных полюсах этого движения, и с этих полюсов расположение звёзд должно выглядеть по-разному, т. е. мы должны наблюдать звёздный параллакс, однако этого не происходит. Коперник даёт этому объяснение: «А то, что ничего подобного не замечается у неподвижных звёзд, только доказывает неизмеримую их высоту, которая даже заставляет исчезать из вида даже орбиту годового движения или её отображение, так как всякому видимому предмету соответствует некоторая величина расстояния, за которой он больше уже не замечается» (31, с. 35). Одним словом, звёздный параллакс мы не можем наблюдать по причине слишком большой удалённости от нас звёзд.

Новый взгляд на устройство Вселенной позволял и по-новому посмотреть на теорию эпициклов. Наблюдаемая остановка и попятное, петлеобразное движение планет Коперник истолковывает лишь как эффект, вызываемый разной скоростью движения по своей орбите Земли и других планет: поскольку Земля совершает оборот по своей орбите быстрее, нежели другие планеты, то она в определённый момент попросту их обгоняет, и именно здесь возникает иллюзия их остановки и попятного движения. Теория эпициклов в ходе своего многовекового существования постоянно сталкивалась с тем, что реальное движение планет несколько отличалось от предсказанного этой теорией. А потому теорию постоянно усложняли, вводя всё новые и новые эпициклы, по каждому из которых двигался центр другого. Простое же предположение о движении Земли заменяло собой в объяснении данного явления достигшую к тому времени весьма большой сложности теорию эпициклов. Вместе с тем полностью от эпициклов Коперник всё же отказаться не смог – считая движение планет не эллипсоидным, а круговым, он объяснял это отклонение от круговой орбиты эпициклами.

В целом, Коперник относился к утверждению движения Земли весьма осторожно. Он не говорит об этом как окончательной истине и лишь называет такое движение «более вероятным», нежели неподвижность Земли.

После Коперника следующие шаги в развитии гелиоцентризма делали параллельно Кеплер и Галилей. Здесь может возникнуть вопрос: а как же Джордано Бруно? Ведь многие считают, что он был сожжён именно за поддержку и развитие коперниканства. Джордано Бруно возражал против Аристотеля и перипатетиков, отдавая предпочтение коперниковской теории и по-своему её развивая. Но только его нельзя назвать астрономом. Его представление о бесконечной множественности миров относится не к астрономии, а к натурфилософии. Был ли он осуждён именно за это представление? Дело в том, что однозначно сказать, за что был осуждён Джордано Бруно нельзя, ибо в приговоре говорится о восьми пунктах обвинения, а называется только один: он считал кощунством говорить, что хлеб пресуществляется в тело Христово. В отношении же других пунктов обвинения стоит просто «и т. д.». Но при этом можно предполагать, что в этих пунктах всё же отсутствует поддержка коперниковской теории – просто потому, что к ней в то время у Католической церкви не было никаких претензий: она не считалась ни еретической, ни даже заблуждением. Кроме того, вопреки распространённому мифу, казнить учёного только за то, что он считает верным гелиоцентрическую модель, тогда не могли. Разные учёные того времени высказывались в поддержку гелиоцентризма, но их отнюдь не отправляли за это под суд Инквизиции. До тех пор, пока Галилей не начал свою бурную деятельность по пропаганде гелиоцентризма, над ними чаще всего лишь смеялись, иногда спорили, но не более. Но как же тогда обстоит дело с самим Галилеем, которого, как считается, именно за это и осудили? К теме Галилея, его борьбы с перипатетиками и последующего осуждения мы теперь и переходим.

2. «Звёздный посланник»

Галилео Галилей родился 15 февраля 1564 г. в итальянском городе Пизе, в семье Винченцо Галилея – музыканта, преподавателя и теоретика музыки. В 1572 г. Винченцо переехал во Флоренцию, куда за ним спустя два года последовала и его семья вместе с Галилео. Из-за постоянных финансовых трудностей Винченцо хотел, чтобы его сын занялся медициной, которая в то время являлась весьма доходным делом. Винченцо сделал всё для того, чтобы Галилей в семнадцатилетнем возрасте начал получать медицинское образование в Пизанском университете, хотя это и сопряжено было с серьёзными финансовыми затратами, которые на него выпадали. Но сам Галилей отнюдь не тяготел к медицине и стал ей обучаться лишь по настоянию своего отца. В конечном итоге он всё же не выдержал изучение того, что ему не интересно, и спустя четыре года покинул университет, так и не завершив обучение. Он тяготел больше к математике и физике. Ещё обучаясь в университете, он втайне от отца договорился с его другом Остилло Риччи, преподававшем математику во Флорентийской художественной академии, чтобы тот занялся с ним изучением работ Евклида. Однако Винченцо всё же был поставлен его другом в известность и сперва лишь делал вид, что ничего об этом не знает. Но позже, когда он увидел, насколько серьёзно Галилео увлёкся математикой, стал этому сопротивляться и даже вовсе запретил ему посещать Остилло Риччи. Он боялся, что Галилео забросит занятия медициной и покинет университет, что, в конце концов, и произошло. Несмотря на запрет отца, Галилео продолжал брать уроки тайком и поставил его в известность об этом, только когда достиг в математике приличного уровня. Теперь Винченцо оставалось лишь смириться с той дорогой, которую Галилео выбрал себе сам.

Продолжая занимаясь домашним образованием у Остилло Риччи, Галилей начинает писать свои первые работы, которые хоть и не были опубликованы, но стали известны в узком кругу математиков. У Галилея появляются и первые друзья из научного сообщества, среди них – маркиз Гвидобальдо дель Монте, который через своих влиятельных знакомых помогает ему получить должность доцента математики Пизанского университета – эту должность Галилей и занимает в возрасте 25 лет. Годом ранее он пытался получить место профессора математики в Болонье, но потерпел поражение в борьбе за эту должность. Поскольку математика в то время считалась малополезной в практических целях, оклад профессора по этой дисциплине был значительно ниже оклада профессора медицины, которым мог бы стать Галилей, если бы окончил университет – профессора медицины получали до 2000 скуди в год, Галилей же на посту профессора математики максимум в своей жизни получал 1000 скуди. А начинающему доценту Галилею был установлен совсем мизерный оклад – 60 скуди в год. Взойдя на должность доцента, Галилей стал тут же демонстрировать свой строптивый характер. Наибольшую известность получила история об его отказе носить докторскую мантию, за что ему был выписан штраф. При этом Галилей написал целую поэму, где высмеял в непристойных выражениях ношение мантии, и эта поэма гуляла из рук в руки в стенах университета. Прославился он и своими спорами, в которые вступал регулярно – в том числе и спорами по поводу физики Аристотеля.

Достаточно популярным является рассказ о том, как Галилей якобы вызвал на спор профессоров, чтобы устроить эксперимент с падением двух предметов разного веса, брошенных с самого верха Пизанской башни – согласно Аристотелю, тяжёлый предмет должен был обогнать в падении лёгкий. Галилей же утверждал, что они упадут одновременно. В многочисленных учебно-познавательных материалах можно встретить рассказы о том, как Галилей тогда «утёр нос» профессорам-перипатетикам. Впервые об этом написал ученик Галилея Винченцо Вавиани. Однако сам факт наличия такого опыта ставится под сомнение как биографами Галилея, так и историками науки. Вместе с тем многие считают, что такой опыт всё же был на самом деле. Посмотрим, что пишет Галилей. В «Диалоге» он утверждает: «ядро в фунт, десять, сто и тысячу фунтов проходит те же сто локтей в одно и то же время» (18, с. 480). Сегодня в интернете можно найти видеозаписи подобных экспериментов, и они отнюдь не подтверждают правильность слов Галилея: тяжёлый шар приземляется несколько раньше, нежели лёгкий. Видимо, сам убедившись в этом, уже в «Беседах» Галилей представляет итоги данного эксперимента несколько по-другому:

«Аристотель говорит: „железный шар, весом в сто фунтов, падая с высоты ста локтей, упадет на землю, в то время как другой, весом в один фунт, пройдет пространство в один локоть“. Я утверждаю, что оба упадут одновременно. Проделав опыт, вы найдете, что больший опередит меньший на два пальца, так что когда больший упадет на землю, то меньший будет от нее на расстоянии толщины двух пальцев. Этими двумя пальцами вы хотите закрыть девяносто девять локтей Аристотеля и, говоря о моей небольшой ошибке, умалчиваете о громадной ошибке другого» (17, с. 166).

Мы видим, что появляется оговорка о «двух пальцах». Но каким образом Галилей смог измерить разницу в падении в два пальца? Мера длины «палец» равна 0,0185 метра или 1,85 см. Два пальца – это 3,7 см. Сто локтей – это 55 метров, высота семнадцатого этажа современного дома. Разве можно невооружённым глазом подметить столь ничтожную разницу, когда шары приземляются с огромной скоростью с такой высоты?! Это можно сделать только с помощью фиксации падения шаров специальной аппаратурой, которой в те годы не было. Тем самым Галилея можно заподозрить в подтасовке данных[4 - Подробней мы разберём вопрос о свободном падении тел и подтасовки данных в главе «„Разгромленный“ Аристотель».].

Своими постоянными спорами Галилей создал себе в Пизанском университете не очень хорошую репутацию, ещё в годы учёбы здесь он получил прозвище «задира», а став доцентом, это прозвище вполне оправдывал. Весьма вероятно, что это послужило одной из причин того, что Галилей даже не стал пытаться продлевать закончившийся в 1592 г. договор. Вместо этого он начинает добиваться места профессора математики в Падуанском университете – с помощью того же Гвидобальдо дель Монте. Основным конкурентом на эту должность стал Джованни Маджини, у которого заканчивался договор в Болонском университете, и с которым Галилею ещё предстоит в жизни неоднократно встретиться. В конце концов, должность досталась всё-таки Галилею… Переезд в Падую был для него благоприятен со всех сторон: он не имел здесь испорченной репутации и мог начинать с нуля строить отношения с другими профессорами, кроме того, размер жалованья был значительно выше, нежели в Пизе.

В Падуе достаточно явно проявляется способность Галилея к изобретениям. Сначала он изобретает термоскоп – предшественник термометра, а потом – геометрический и военный компас. Последний имел хорошую коммерческую ценность, ибо был весьма полезен баллистикам и кораблестроителям. Поскольку материальное положение у Галилея было весьма скудным, изобретение этого компаса оказалось весьма кстати – он поставил его производство на поток, наняв ремесленника, который вместе со своей семьёй поселился в его доме. Дополнительный заработок в немалой степени способствовал тому, что Галилей смог оплатить спустя пару лет приданое своей сестре. В то же время его младший брат – музыкант Микеланджело, переехавший в Германию – отказался платить свою долю приданого, и эту долю стали требовать с самого Галилея…

Другим средством дополнительного заработка для Галилея становятся частные уроки. И одним из его учеником был не кто иной, как Козимо II Медичи. Галилея письмом уведомляли о желании воспользоваться его услугами, и он отправлялся на герцогской карете в один из дворцов Медичи, где жил в роскошных условиях и занимался обучением юного наследника. У Галилея сложились хорошие отношения как с самим наследником, так и с его родителями – Галилей даже был гостем на свадьбе Козимо II и Марии Магдалины Австрийской. Когда в 1609 г. Фердинандо I Медичи внезапно тяжело заболел и умер, великим герцогом Тосканским стал Козимо II. Галилей тут же принялся своё знакомство с ним использовать для получения должности придворного математика. Однако первоначально его попытки остались без ответа.