Лекции о Солнце

Рис. 4. Система Птолемея. Неподвижная Земля находится в центра мира, планеты движутся по эпициклам, центры эпициклов – по деферентам (орбитам вокруг Земли). У Луны и Солнца эпициклов нет

Птолемей блестяще справился с этой задачей. Он предложил систему, которая в результате длительных и сложных вычислений давала поразительную точность определения положения планеты на небе в данный момент времени – всего лишь до 10 угловых минут! Учитывая, что система при этом была принципиально неверна (Птолемей исходил из того, что Земля неподвижна и не вращается, а светила движутся вокруг нее, причем планеты – по очень сложным составным траекториям, участвуя в перемещении одновременно по многим окружностям), это была тем более сложная проблема. Но Птолемею удалось подобрать такой набор окружностей (эпициклов) с разными диаметрами. Планеты в системе Птолемея двигались по эпициклам: планета – по первому эпициклу, центр первого эпицикла – по второму эпициклу, центр второго – по третьему, и так далее, причем диаметры и скорости вращения для каждого из эпициклов были точно подобраны. Эта невероятно сложная аналоговая система, как было указано выше, прекрасно работала и позволяла с приемлемой точностью рассчитывать перемещения планет, Солнца и Луны на фоне звездного неба.

Замечательно, что после Аристарха было известно, что Солнце значительно больше Земли. Птолемей прекрасно понимал, что движение огромного светила вокруг нашей небольшой (по сравнению с Солнцем) планеты выглядит не очень логичным. Но в пользу системы Птолемея работал набор доказательств неподвижности Земли, который 2000 лет назад выглядел вполне убедительным.

В соответствии с утверждавшейся в те годы научной методологией, которая успешно работает и сегодня, каждое научное утверждение должно быть доказано. По тем временам, убедительных доказательств вращения (и движения) Земли не было. Зато доводы в пользу неподвижности нашей планеты казались вполне логичными. Например, Птолемей считал, что в случае вращения Земли вокруг своей оси мы должны наблюдать облака, уносящиеся в направлении, противоположном вращению планеты. Это правильное рассуждение: если бы все окружающее Землю пространство было заполнено бесконечным воздухом, и облака принадлежали бы этому пространству. Кто мог подумать во времена Птолемея, что Земля вращается вместе с атмосферой, в которой плавают облака, а светила разделяет безвоздушное пространство… Были и другие соображения, работавшие в пользу идеи о неподвижности Земли. Знаний не хватало, и логика позволяла строить концепции на уровне тех знаний, которые были…

В описаниях системы Птолемея ничего не говорится о сущности Солнца. Здесь основное внимание уделялось кинематике – законам движения, которые сводились к многочисленным вращениям вокруг множества осей. Продолжала работать идея Аристотеля, предлагавшая считать Солнце сгустком таинственного эфира.

«Альмагест» оказался результатом грандиозной работы всей древнегреческой культуры. Начиная с III века этот труд изучался и комментировался. Из Греции он попал на арабский Восток и в Индию.

В начале нашей эры отношение молодой, энергичной и потому агрессивной и нетолерантной христианской религии к концепции Птолемея было скорее негативным. Помимо прочего, дело было в том, что новая религия поддерживалась не очень образованными людьми. Сложные геометрические построения в «Альмагесте» были для них абсолютно чуждыми. Даже представление о шарообразности Земли вызывало резкое неприятие: этого не могло быть! Ведь люди не могли жить на «нижней» полусфере планеты – они должны были отрываться и падать «вниз». Так рассуждал, например, христианский богослов Лактанций (250–330). А Тертуллиан (150–222) утверждал прямо: «Нам после Христа не нужна никакая любознательность, не нужно никакого исследования». Подразумевалось, что все, что следует знать человеку, содержится в Священном Писании. Если же чего-то там нет, то это неслучайно: видимо, Создатель счел нецелесообразным сообщать людям нечто. И значит, попытки узнать это нечто (сверх Писания) расценивались как ненужные и греховные, и их надлежало рассматривать как ересь.

Византийский купец и путешественник Косма (Козьма) в 547 году явил миру книгу под недвусмысленным названием «Христианская топография Вселенной, основанная на свидетельствах Священного Писания, в коем христианам нельзя сомневаться». Согласно этому труду, мир походил на внутренность гигантского сундука с плоским прямоугольным дном (Землей), боковыми стенками и крышкой (небосводом). Заход Солнца за огромную гору на севере приводил в этой системе мира к наступлению ночи, проливание воды сквозь отверстия в крышке – к осадкам. Что такое Солнце, разумеется, здесь не сообщалось. Эта картина мира, близкая к самым примитивным взглядам первобытных культур, возобладала в Европе (во всяком случае, в Восточной). Когда-то и на Руси учили космографии по творению этого авторитетного автора – Козьмы Индикоплевста (или Индикоплова, т. е. плававшего в Индию). Спорить с ним было невозможно – он ездил в Индию, всюду был и все видел, а значит, знал, о чем писал…

Рис. 5. Система мира Козьмы Индикоплевста. Земля плоская и прямоугольная, небесный свод твердый, ночь наступает, когда Солнце прячется за гору

Такая система мира в гораздо большей степени соответствовала библейскому описанию, чем «Альмагест». Поэтому первые столетия христианской эпохи в Европе прошли без использования интеллектуальных достижений древних греков. Труд Птолемея сохранился на Востоке, откуда он снова пришел в Европу в IX веке на арабском языке. Но потребителей «Альмагеста», тех, кто мог бы по достоинству оценить этот великий труд, здесь не было: культурная традиция средневековой Европы практически исключала научные исследования, тем более в области постижения устройства мира. На рубеже VIII–IX веков некий Алкуин, наставник и друг короля франков Карла Великого, в своем учебнике для дворцовой школы характеризует дневное светило следующим образом: «Солнце – это блеск Вселенной, краса небес, прелесть природы, делитель часов». Это, собственно, почти все, что можно было сказать о природе Солнца 1000 лет назад.

Система мира Птолемея, тем не менее, не умерла. Со временем ее идеология была взята на вооружение христианскими богословами. Центральное место Земли в «Альмагесте» вполне соответствовало первым стихам Библии, из которых следовало, что мир целенаправленно создавался для человека: Земля – чтобы жить на ней, Солнце и Луна – чтобы освещать мир для человека днем и ночью, животные и растения – чтобы обеспечить человеку питание. Отбросив сложные математические построения Птолемея, Римская католическая церковь приняла и адаптировала идею о центральном месте и неподвижности Земли во Вселенной и особом (но неизвестном) божественном устройстве всего того, что видно на небе, включая Солнце. В этом виде система Птолемея существовала вплоть до XVI века. Природа Солнца оставалась неизвестной, как и полтора тысячелетия тому назад.

Лекция вторая

Солнце в центре мира

Вся история науки на каждом шагу показывает, что отдельные личности были более правы в своих утверждениях, чем целые корпорации ученых, <….> придерживающихся господствующих взглядов.

    В. И. Вернадский

Во все века людям хватало наличных сведений для объяснения всего на свете.

    Л. Леонов

В научной и философской литературе есть устойчивое словосочетание – «коперниканская революция». О чем идет речь?

В 1543 году в Польше была издана знаменитая книга «Об обращениях небесных сфер». Ее автором был польский мыслитель, астроном и математик Николай Коперник (1473–1543).

Структура сочинения Коперника повторяет «Альмагест» Птолемея, хотя по объему труд польского ученого значительно меньше (шесть книг против тринадцати). Коперник пытается донести до современников идеи своего великого предшественника, так сказать, в современном изложении.

Рис. 6. Страница из рукописи Н. Коперника. В центре мира находится Солнце, все планеты движутся вокруг него, вокруг Земли обращается Луна

В пятой книге нового сочинения «мнение древних» подвергается критике, и движение планет рассматривается на новой, гелиоцентрической основе (Солнце в центре мира). Помимо существенного упрощения чрезмерно усложненной системы Птолемея, некоторые ее загадки естественным образом разрешались введением новой сущности – движения Земли вокруг Солнца.

«Коперниканской революции» посвящено множество книг, написанных за последние века. Речь идет, конечно же, о революции, которая совершилась в мировоззрении людей. Центр мира, гигантская Земля, сотворенная, согласно Священному Писанию, Создателем для человека, и сама представлявшая собой громадный разнообразный мир, для которого небо с его светилами воспринимались лишь как окружающие Землю декорации, превращалась в заурядную планету, одну из многих, не самую большую и не самую маленькую, не самую близкую и не самую далекую от центра мира. Новым же центром мира становилось Солнце – по-прежнему необъяснимое и удивительное.

Надо сказать, что понятие «коперниканская революция» не следует воспринимать как сиюминутное событие. Процесс перехода к новому восприятию шел мучительно долго и трудно. Даже спустя почти полтора столетия после выхода в свет книги Коперника безусловный последователь Коперника великий Исаак Ньютон очень осторожно излагал его концепцию в первом издании своих знаменитых «Математических начал» (1687) – не под первым номером в списке других, альтернативных картин мира, особенно ее не выделяя. Это означало, что далеко не вся просвещенная Европа «на ура» восприняла идеи Коперника.

Отчасти, разумеется, дело было в том, что далеко не все знали о его теории (особенно те, кто не умел читать), а многих вообще не интересовало, что вокруг чего вращается. Заметим, что таких людей немало и сегодня. Поэтому нельзя сказать, что острие общественных интересов было нацелено на проблему устройства мира, поэтому изменения в сознании «простых людей» происходили крайне медленно.

Столетия спустя в одном из своих рассказов о Шерлоке Холмсе сэр Артур Конан Дойл вложил в уста своему герою прагматическое рассуждение – великий сыщик знать не хотел, что находится в центре мира, поскольку это не оказывало никакого влияния на его повседневную деятельность. Впрочем, похоже, что Холмс просто, как обычно, слегка подшучивал над ужаснувшимся от его рассуждений доктором Ватсоном. Но социологические опросы, проводившиеся в начале «космического» XXI века, показали, что и сегодня в Европе живут люди, которые считают, что Солнце летает вокруг Земли, – люди, далекие от естественных (и, видимо, любых) наук. Автору этой книги лично известны несколько человек, считающие себя образованными, чьи представления о Вселенной соответствуют взглядам в лучшем случае пятисотлетней давности… Впрочем, разумеется, Ньютон писал свои труды не для такой категории людей.

Был еще один важный фактор, препятствовавший распространению новых идей. Католическая церковь, первоначально вполне лояльно воспринявшая труд Коперника (если математикам удобнее вычислять положения планет на основе гелиоцентрической гипотезы – это их дело), впоследствии очень резко выступила против коперниканства. В 1616 году появился вердикт католической церкви, в котором говорилось, в частности, следующее:

«Учение, что Солнце находится в центре мира и неподвижно, ложно и нелепо, формально еретично и противно Священному Писанию, а учение, будто Земля не лежит в центре мира и движется, вдобавок обладая суточным движением, ложно и нелепо с философской точки зрения, с богословской же – по меньшей мере ошибочно».

Согласно этому вердикту, учение Коперника запрещалось упоминать, на него нельзя было ссылаться, – в общем, следовало вести себя так, как будто никакого Коперника и его идей в мире никогда не было. В результате даже в протестантской Англии, где последовавшее католическое осуждение теории Коперника не действовало, Ньютон писал о новой концепции крайне аккуратно, перечисляя (представляя читателю) различные гипотезы о строении мира и стараясь не проявлять свое к ним отношение. Согласно указанному вердикту, и автор настоящей книги, и ее читатели совершили преступление: нельзя было ни писать, ни читать эту книгу.

Это печальный этап в жизни человечества, и особо печален он для истории религии. Это очередной (к сожалению, не первый и не последний) пример того, как неразумно – а называя вещи своими именами, просто глупо – привязывать факты из области естествознания к какой бы то ни было идеологии. В истории с коперниканством церковь проявила себя как крайне консервативная, догматическая сила, не желающая слушать доводы и аргументы. В представлении католического Рима, первые стихи Библии свидетельствовали об особом месте Земли в нашей Вселенной, определенном Богом, и ее низвержение с центрального положения до статуса рядовой планеты выглядело святотатством и еретичеством.

Мыслящие люди, – и верующие, и атеисты – сегодня прекрасно понимают, что конкретный вид строения мира не может ни подтвердить, ни опровергнуть никаких религиозных воззрений. Если Бог существует и он действительно создал наш мир, он мог поставить Солнце и в центре, и не в центре Солнечной системы, и положение нашего светила тогда ровным счетом ничего не доказывает. Это, по-видимому, наконец осознали современные иерархи католической церкви, и Папа Римский Иоанн Павел II незадолго до конца ХХ века официально признал вердикт 1616 года ошибочным.

Не могу удержаться, чтобы не заметить, что и в наше время недальновидная часть религиозных деятелей воюет с современным дарвинизмом, возражая против результатов генетических исследований так же, как 400 лет назад их идейные собратья пытались запретить гелиоцентризм. Идет процесс наступания на те же грабли. Кончится это, безусловно, очередным конфузом, в который раз компрометирующим фундаменталистское крыло приверженцев религии. Разумные (просвещенные и образованные) религиозные деятели давно прекратили воевать с наукой, прекрасно понимая, что концепция эволюции (как и любая естественная наука) на самом деле не затрагивает никаких фундаментальных религиозных представлений – кроме разве что буквальной веры в то, что Бог действительно вылепил человека из праха собственными руками.

Возвращаясь к событиям давно прошедшим, нужно сказать еще о следующем. Ряд современных исследователей обращают внимание на важный аспект коперниканской революции. Дело в том, что к моменту выхода в свет книги Коперника доводов в пользу новой идеи у ее автора было не больше, чем у последователей Птолемея! Новых астрономических наблюдений почти не было, а те, что были, не отличались в смысле точности в лучшую сторону по сравнению с теми, на которых основывал свою концепцию Птолемей полтора тысячелетия назад. Новых фактов, говоривших о том, что Земля все-таки вращается вокруг своей оси и летит вокруг Солнца, за эти века не появилось. По-прежнему наши чувства говорили об обратном: массивная Земля казалась неподвижной, а Солнце на глазах у всех двигалось по небу. Более того, расчеты положений планет, которые можно было выполнять по новым правилам, давали даже худшие результаты по сравнению с системой Птолемея, а практика, как справедливо заметил Карл Маркс, – критерий истины!

Причина первоначально невысокой точности методики расчетов по Копернику заключалась в том, что польский ученый по-прежнему считал, что во Вселенной возможны только движения по окружностям. До открытия законов Кеплера (движения планет по эллипсам) оставалось несколько десятилетий. Поэтому принципиально неверная, но тщательно сконструированная и хорошо подогнанная теория Птолемея оказывалась более точной!

Разумеется, мощным доводом в пользу системы Коперника была ее относительная простота по сравнению с системой Птолемея. Но нужно заметить, что это упрощенный взгляд! Историк астрономии А. И. Еремеева точно подметила – правильнее говорить не о большей простоте, а о меньшей сложности. Конечно же, в системе Птолемея использовались 80 эпициклов (окружностей), по которым двигались планеты. Эта сложнейшая система имела целью учесть неравномерности в видимом движении планет и Солнца, связанные на самом деле с тем, что сама Земля двигается, при этом существенно неравномерно. Но для того чтобы учесть неравномерность движения Земли, о которой Коперник не догадывался и которая приводила к ряду заметных эффектов в видимых движениях светил, автору новой концепции все-таки пришлось сохранить 34 эпицикла.

Это, конечно, лучше, чем 80, но назвать подобную систему простой очень трудно. Были и другие вынужденные элементы системы, которые ее, мягко говоря, не упрощали. В итоге получается, что гелиоцентрическая система Коперника первоначально вовсе не обладала явными преимуществами по сравнению с древней геоцентрической системой Птолемея. Сам Коперник не настаивал на том, что физический мир действительно устроен в соответствии с его идеей. Он указывал на то, что гелиоцентрический подход упрощает вычисления, и не более того…

С этой точки зрения, как утверждала философ Л. М. Косарева, сама коперниканская революция в мировоззрении людей выглядит чудом! Естественно-научных предпосылок (в области астрономии, математики) для нее, как сегодня кажется, не было. Идея Коперника выглядела сумасбродной, точности вычислениям не добавляла, вдобавок ко всему против нее была направлена вся мощь католического Рима. Тем не менее, коперниканская революция – очевидный свершившийся факт. Как такое могло произойти?

В своем обзоре «Коперниканская революция: социокультурные истоки» и ряде других работ Л. М. Косарева обосновывает следующую идею, которая близка автору этой книги. Теория Коперника появилась в те времена, когда общественные настроения в католической Европе пребывали в состоянии кризиса. Происходила ломка патриархального экономического уклада, все глубже проявлялась в новых условиях разрушения феодальных устоев и зарождения новых капиталистических отношений несостоятельность господствовавшей тогда «этики послушания». Нестабильность переходного периода требовала новых этических ориентиров.

Ощущение разрушения привычного образа жизни, чувство господства несправедливости (которое, конечно же, усиливалось благодаря тотальному контролю за духовной жизнью человека со стороны католической церкви) приводили к новому восприятию мира уже не только и даже не столько образованных и читающих людей, сколько широкие массы. Прекрасный, совершенный, гармоничный и разумный космос Аристотеля и Птолемея, содержащий традиционные понятия о справедливости, добре и зле, выглядел все более неубедительным. Создавалось ощущение, что эта мрачная, несправедливая, полная смятения, порока, мерзости и безумия Тридцатилетней войны «тусклая Земля, обитель неразумия и колыбель ветхой жизни» не может являться вершиной творения Создателя, средоточием его благости и центром мира!

Ощущения, характерные для той эпохи, выразил ее замечательный поэт Джон Донн, отрывок из стихотворения которого в переводе В. Томашевского приводит в своем обзоре Л. М. Косарева:

Все в новой философии – сомненье:
Огонь былое потерял значенье.
Нет Солнца, нет Земли – нельзя понять,
Где нам теперь их следует искать.

Все говорят, что смерть грозит природе,
Раз и в планетах и на небосводе
Так много нового;
Мир обречен,
На атомы он снова раздроблен.

Все рушится, и связь времен пропала,
Все относительным отныне стало.

(Этот потрясающий отрывок подозрительно подходит к описанию естественно-научной мысли на рубеже XIX–XX веков, да и для нынешней ситуации он звучит удивительно современно. Может быть, дело в осовременившем мысли поэта переводе?..)

Но вот еще один отрывок из произведения Джона Донна:
Мы созерцаем бедствий страшный час:
Второй потоп обрушился на нас,