Alkor (alkor_) wrote,
Alkor
alkor_

На правах рекламы: Индуктивный осёл, или Гений плюс высокомерие минус скромность

В продолжение http://users.livejournal.com/alkor_/412258.html по любезной наводке уважаемого ivanov_petrov:

Да, так вот, Галилей. Что уж нам рассказывали о нем в школе, о столкновении прогрессивной науки и отсталой Католической Церкви?

...инквизиция давно точила зуб на Галилея, но ему удавалось, благодаря своей знаменитости, отвертеться. Наконец, инквизиция до него добралась. На судилище ученого заставили отречься от защищаемой им гелиоцентрической модели мира и признать фактическую верность геоцентрической, с Землёй в центре мира. После этого его отправили в пожизненную ссылку. Отправляясь в ссылку, Галилей, как известно, сказал: "И всё-таки, она вертится!"...

Если глядеть на историю с высоты страусиного полёта, то можно сказать, что в целом так всё и было. Дьявол, как водится, в деталях. И я вовсе не имею в виду спор о том, пробормотал ли Галилей себе под нос ту самую фразу или нет. Впрочем, пойдём по порядку.

* * *


Гелиоцентрическая система Коперника отнюдь не побила систему Птолемея своей простотой. Почему, удивитесь вы? Все дело в том, что она не была проще Птолемеевой -- она была сложнее! В системе Коперника круговых траекторий разных точек было почти вдвое больше, чем в системе Птолемея. Более того, она не была, строго говоря, даже гелиоцентрической: центр орбиты у каждой планеты был свой. Система Коперника, однако, отказалась от птолемеевых эквантов.

Эквант -- точка, относительно которой угловая скорость движения планеты постоянна. В средневековой астрономии экванты рассматривались как некий дефект птолемеевой системы, нарушение аристотелева принципа небесного совершенства. В системе Коперника планеты движутся не просто по кругам, но движутся они ещё и равномерно, с постоянной угловой скоростью. Общее число сфер, правда, увеличилось, но зато все эти идеальные сферы стали крутиться идеально ровно.

Теория Коперника не решила большинства проблем, присущих Птолемеевой космологии. Упомянем для примера проблему яркости Венеры. И Птолемей, и Коперник предсказывают изменение яркости (в предположении, что Венера излучает свой собственный свет!), не имеющие ничего общего с реальностью. Другой большой проблемой было то, что Коперник не проводил своих наблюдений, а пользовался существующими, многократно перепубликованными данными, полными ошибок. В конечном счёте, таблицы, построенные по Копернику, были изданы, и были астрономы, предпочитавшие их. Но революции в части упрощения теоретической структуры Солнечной системы не произошло.

Церковь, кстати, не запрещала публикации труда Коперника -- напротив, друзья и коллеги о. Коперника кардинал фон Шонберг и епископ Гиз, прочитавшие рукопись, уговаривали её опубликовать. Коперник воздерживался от публикации оттого, что он уже был неоднократно высмеян за свою систему. По словам Флинна, "Возрождение заменило силлогизм [как инструмент дискуссии] едким выпадом". Естественным условием, проговоренным явно или нет, было изложение гелиоцентризма как математической диковины, гипотезы, если можно так сказать: если бы Коперник настаивал на истинности гелиоцентризма, это, пожалуй, было бы сочтено ересью. Неизвестно, верил ли сам о. Коперник в истинность своей системы. Явное указание на то, что гелиоцентризм лишь умственное упражнение, содержится в анонимном предисловии к опубликованной книге, но Коперник к моменту ее выхода был уже при смерти и, вероятно, в коме -- во всяком случае, комментарии его по этому поводу нам неизвестны.

* * *


Тихо взял за основу систему Коперника и математически "вывернул" её, поместив Землю в центр мира. Теперь Луна и Солнце стали обращаться вокруг Земли, а планеты вокруг Солнца (вернее, вокруг центров, не совпадающих с Солнцем -- все проблемы Коперника сохранились и в системе Тихо). Причин, по которым Тихо поместил Землю в центр, можно углядеть несколько. Прежде всего, это его религиозные воззрения. За ними следует здравый смысл: Тихо говорит, что невозможно представить себе движение вмороженной в третью сферу каменной Земли, такое же быстрое, какое возможно для эфирных огней. Невесомым огням Солнца, Луны и планет ничего не стоит крутиться в небесных шестеренках, а Земля, с её тяжестью, таких па с легкостью проделать не может.

Следующий аргумент связан с размером звёзд. Тихо полагал, что разглядел диски звёзд, но не обнаружил годичного параллакса -- видимого смещения звёзд из-за того, что Земля смещается на целый диаметр орбиты за полгода. Предположив, в контексте гелиоцентризма, что параллакс близок к предельной точности приборов (то есть, что мы его едва не обнаруживаем), Тихо получает размер звёзд, сопоставимый с диаметром земной орбиты. Если же параллакс ещё меньше, то размер звёзд оказывается ещё больше. Тихо не верил в звёзды такого размера, хотя его оппоненты и говорили, что, если Богу угодно создать звёзды такими здоровенными, то почему бы их такими и не создать? Примечательно, что Тихо учел даже эффект атмосферной аберрации, увеличивающей видимый размер диска, и уменьшил наблюдаемые "диски" на определённую величину, но недооценил её. Забегая вперед, заметим, что даже в лучшие современные оптические телескопы диски даже крупнейших и ближайших звёзд не разрешаются в диски, а годичный параллакс далеких звёзд оказывается значительно меньше точности, доступной в то время Тихо -- лучшему из астрономов-наблюдателей своего времени.

* * *


Кеплер получает должность ассистента Тихо. В первую голову, он работает над уточнением орбиты Марса, используя данные измерений Тихо. Однако, полного доступа к данным он не получает до самой смерти Тихо в 1601 г., когда данные передаются ему другим помощником Тихо Лонгомонтаном. Кеплер замещает должность Тихо при дворе Рудольфа, фактически становясь первым математиком и астрономом Европы.

Орбитальное движение Марса так и не укладывается в модель Коперника-Тихо. Никакими ухищрениями Кеплеру не удается вписать Марс в равномерно крутящеся эпициклы: даже в лучшей модели набегает ошибка в 3° от наблюдаемого положения. Кеплер понимает, что кругами он не обойдётся. Можно сказать, что Кеплер был одним из первых наблюдателей, уступивших фактам: вместо заколачивания фактов в модель, он меняет модель -- а он ведь неоплатоник, и отступление от идеальных кругов для него трудно вдвойне! В письме Фабрицию в 1604 г. Кеплер сожалеет, что не знает геометрии достаточно, чтобы оперировать эллипсами. Здесь сразу на ум приходит параллель с жалобой работавшего над общей теорией относительности Эйнштейна на то, как трудно ему даются тензоры. Возможно, физики частенько оказываются на пределе доступного им математического аппарата.

Восемь лет спустя, в 1609 г., Кеплер публикует "Новую астрономию", где формулирует первые два из трёх знаменитых законов, получивших впоследствии его имя. Никаких больше эпициклов или эквантов: Марс обращается по эллипсам, Солнце находится в одном из его фокусов, а радиус-вектор планеты отрезает равные площади за равные промежутки времени. Данные измерений Марса, полученные Тихо, вписались в новую теорию самым точным образом. Забегая вперёд, отметим, что Кеплер распространил эллиптическую модель и на все остальные планеты к 1615 г.

Галилей наотрез отказывается принимать эллипсы и даже не читает "Новую астрономию" невзирая на настоятельные увещевания его друга и основателя Академии деи Линчеи графа Федерико Чези. Впрочем, Декарт тоже отказался их принять.

Труд Кеплера не получает особого распространения, не только из-за сложного изложения (Кеплер впоследствии сетовал, что, не будь "Астрономия" его книгой, он не смог бы её понять), но и из-за технических трудностей вычисления в его модели. Закон угловой скорости требует интегрирования, а оно пока ещё неизвестно. Ученый мир не готов к прикладному применению теории Кеплера.

* * *


Галилей получает пожизненный профессорский пост в университете Падуи и работает над совершенствованием телескопа. В первых месяцах 1610 г. он публикует знаменитый "Звёздный вестник". В книге, написанной сухим, фактическим языком без свойственных тому времени украшений и философствования, изложены наблюденные Галилеем факты, и факты эти производят изрядное потрясение в рядах ученой публики.

На Луне обнаружены горы. Говоря собственными же словами Галилея, это показывает единую природу земной и лунной материи, и показывает несостоятельность философов-аристотеликов, утверждающих совершенную сферичность небесных тел. Иные усматривали в этом даже богохульство.

Звёзд оказалось в десять раз больше, чем видно невооружённым глазом. В Плеядах, кроме 7 видимых глазом звёзд, Галилей описал ещё 36, а Млечный путь распался на бессчётное число отдельных звёзд. Это поставило крест на идее того, что звёзды были созданы для созерцания человеком и его наслаждения. Здесь тоже можно заметить противоречие с буквальным прочтением Писания. Хоть "Вестник" и не вызвал никаких действий со стороны Церкви, но взрывоопасными идеями он всё же был начинен.

Но самое главное открытие в "Вестнике", конечно -- это спутники Юпитера. Наблюдения Галилея несомненно показывают, что четыре небесных тела обращаются вокруг Юпитера. Дальновидный Галилей называет новые спутники в честь четырёх братьев Медичи, а книгу посвящает герцогу Козимо Медичи, своему бывшему ученику -- и через эту лесть получает пост профессора в Пизе.

"Вестник" положил начало не только новому стандарту научного изложения наблюденных явлений, но и переходу астрономии из философско-математической дисциплины к физической, наблюдательной. Планеты после "Вестника" перестали быть сгустками небесного огня на сферах из чистой квинтэссенции (вспомним, что именно так писал ещЁ сам Тихо!), а перешли в разряд физических объектов, знания о которых получаются наблюдением, а не философским рассуждением. Впрочем, до окончательного укоренения этой мысли в умах сменится не одно поколение.

Вернемся, к спутникам. Вращение их вокруг Юпитера противоречит Птолемеевой модели, где все вращения возможны только вокруг Земли. Но доказывает ли это справедливость модели Коперника? Отнюдь нет. В модели Тихо уже есть вращения и вокруг другого тела -- Солнца, так что обращение спутников вокруг Юпитера не будет не укладывающимся в нее фактом. Вспомним, что основные таблицы того времени построены на основе модели Тихо, а Кеплер работает над их уточнением. Можно сказать, что модель Коперника в чистом виде уже устаревает...

* * *


После публикации "Вестника" Галилей стал знаменитостью -- и нажил множество врагов своим вздорным характером. И это, и многие другие события, происходившие вокруг Галилея, будут непонятны, если не оглянуться на его человеческие качества. Кратко и ясно сформулировал Кёстлер: "Отец Коперник был скорее невидимым человеком всю свою жизнь; никто из тех, кто встречался с обезоруживающим Кеплером, лицом к лицу или по переписке, не мог всерьёз испытывать к нему неприязнь. Но Галилей обладал редким даром разжигать вражду; не то немое восхищение, сменяющееся яростью, что вызывал Тихо, но холодную, неутихающую враждебность, какую гений плюс высокомерие минус скромность вызывает среди посредственностей".

Галилеевы телескопы, хоть и были самыми совершенными на тот момент приборами, были крайне сложны в обращении. Крошечная линза при длинном фокусном расстоянии означает чрезвычайно малый угол зрения; некто остроумно заметил, что более удивительным, чем наблюдение спутников Юпитера, было то, что Галилей вообще сумел навести свою трубу на Юпитер. Неудивительно, что многие даже из тех, кому Галилей позволил воспользоваться своим телескопом во время публичной демонстрации, сообщали, что спутников не видели (спасибо скверному характеру Галилея, они не особо и напрягали зрение).

Кеплер -- теперь уже не безвестный ученый, 13 лет назад приславший свою книгу на рецензию профессору Галилею, а первый астроном Европы -- вступился за Галилея публикацией 8-страничного памфлета-рецензии... Кеплер пишет Галилею с просьбой прислать ему телескоп, а то "лучший из инструментов здесь увеличивает лишь вдесятеро, а остальные вообще только втрое"... В письме от 19 августа 1610 г. Галилей, как и 13 лет назад, выражает симпатии Кеплеру, как единомышленнику по коперницианству, вновь витиевато ругает интеллектуальных противников, сообщает, что все телескопы он раздал высокородным покровителям, но, как только будут изготовлены новые -- в неопределённом будущем -- он непременно пришлёт один Кеплеру. Касаясь же доказательств наблюдения, Галилей не называет ни одного астронома, а в свидетели призывает тех самых Медичи, в честь которых он назвал спутники, и себя, любимого... От Галилея телескопа Кеплер так никогда и не получил: свои собственные наблюдения он провёл в начале августа 1610 г. с телескопом Галилея, подаренным тем герцогу Эрнесту Баварскому, позволившему, в свою очередь, Кеплеру воспользоваться инструментом.

* * *


Осенью 1610 г. Галилей открывает фазы Венеры и делает вывод, что Венера проходит за Солнцем. На астрономии Птолемея этим поставлен последний крест. Однако, никаких доказательств истинности системы Коперника (с неподвижным Солнцем), а не математически эквивалентной системы Тихо (с неподвижной Землёй) у Галилея так и нет. Тем не менее, Галилей полагает свое новое открытие ещё одним подтверждением модели Коперника -- настолько он уверен в ее истинности...

...Повторимся, что Церковь в то время пересматривала библейские интерпретации в той части, в какой они противоречили наблюдениям, только после того, как эти наблюдения подтверждались неоспоримо. Можно было бы, наверное, сравнить тогдашнюю скрупулезность в этом вопросе с сегодняшним присуждением Нобелевской премии по физике: пока не утихнут все споры и не улягутся разумные сомнения, Нобелевская премия обычно не присуждается -- а католическая теологическая доктрина не пересматривается. Рассмотрение противоречащих теологической догме гипотез позволялось, но ересью полагалось учение о том, будто гипотезы эти истинны, что они описывают реально положение вещей.

"Письмо [Великой герцогине Кристине]" Галилея, по словам Кёстлера, было "настоящей ядерной бомбой, радиоактивные осадки от которой ощутимы и сегодня". Брошюра эта -- настоящий манифест свободомыслия, независимости естественно-философского мышления от теологии. Дотоле молчавший о своей приверженности коперницианству из страха быть осмеянным коллегами, Галилей, став знаменитым, открыто встал на защиту учения Коперника -- не как гипотезы, а как факта. К сожалению, никаких доказательств верности гелиоцентризма у него не было -- ничего кроме горячего убеждения в его истинности (убеждения, заметим, ложного, поскольку верил он в идеально круговые орбиты Коперника и отвергал эллипсы Кеплера)...

...Брошюра Галилеля быстро разошлась среди ученой публики; долго ли коротко ли, но добралась она к 1615 г. и до Святой Палаты. Дважды инквизиция рассматривала заявления каноников о ереси Галилея, сначала доминиканского о. Лорини, а затем интригана о. Каччини. В обоих заявлениях, как нам теперь известно, слова Галилея были намеренно искажены; показания Каччини полны противоречий. Благодаря поддержке могущественного кардинала Маффео Барберини, покровительствовавшего Галилею, оба дела были быстро закрыты без обвинений. Галилей мог спокойно работать, не опасаясь инквизиции. Труды Коперника тоже не попали в число запретных. Но Галилей не был бы Галилеем, если бы на этом успокоился...

* * *


Галилей знал, что несомненным доказательством движения Земли вокруг солнца является параллакс далеких звёзд. Он даже задумал и произвел наблюдения параллакса. Найдем близкие яркую и тусклую звёзды -- для Галилея разница в яркости означала, что одна звезда намного дальше от нас, чем другая. Измерим угловое расстояние между ними сейчас и через полгода. Как мы сегодня знаем, Галилей провел это наблюдение -- журнал наблюдений сохранился. Параллакса он не обнаружил (даже с его усовершенствованным телескопом, измерение параллакса было бы вряд ли возможно). Это не поколебало его уверенности в гелиоцентризме, но доказательства у него тоже не появилось.

Доказательством движения Земли Галилей полагал приливы. Гравитационная теория приливов была к тому времени изложена Кеплером в "Новой астрономии". Эта теория предсказывала два прилива в сутки, как и происходит на самом деле. Галилей, однако, её отверг, обозвав астрологическими бреднями. Он разработал свою теорию, объясняющую приливы отставанием воды от суши при сложном движении Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца. Правда, с этой теорией была одна проблема: она предсказывала один прилив в сутки. Галилей прекрасно знал от моряков, что прилива в сутки бывает два, но это нимало не уменьшило его уверенности в своей теории.

С этой теорией он направляется в Рим в декабре 1615 г., хотя его пытаются отговорить и иезуитский астроном отец Гринбергер, и покровитель герцог Козимо, и даже кардинал Беллармино. В Колледже иезуитов на этот раз его не ждет ни чествование, ни банкет. В ходе споров с иезуитами Галилей умудряется разругаться почти со всеми своими бывшими друзьями: как обычно, он высмеивает оппонента вместе с его точкой зрения, что помогает победить в споре, но мешает дружеским отношениям...

Галилей пытается убедить приливной теорией самого папу Павла V. Ни Беллармино, ни дель Монте, ни Барберини не соглашаются представлять Галилея перед папой (и, надо полагать, хватаются за голову: если о скандале прознает папа, далеко не склонный покровительствовать наукам, дела примут совсем уж скверный поворот). В конце концов, Галилео убеждает 22-летнего кардинала Орсини представит его приливное доказательство папе.

Как и следовало ожидать, папа, не дослушав Орсини, пришел в ярость и немедленно вызвал к себе Беллармино. На последующем четырёхдневном разбирательстве Инквизиции, фракция "ретроградов" пыталась добиться осуждения взглядов Коперника и Галилея как еретических. Под давлением "прогрессивных" кардиналов, включая Барберини и Беллармино, принятая резолюция была всё же куда более умеренной. Коперник попал в список запрещенных книг "до исправления", Галилею было запрещено преподавать гелиоцентристское учение как факт.

Тривиальное исправление в труде Коперника было сделано, и книга вычеркнута из следующей редакции Списка через 4 года. Однако, она более не переиздавалась -- не из опасения перед инквизицией, разумеется, а по невостребованности.

Изданная Кеплером в 1617 г. Кеплером "Эпитома астрономии Коперника", где он распространил эллиптическую модель орбит на все известные планеты, Луну и спутники Юпитера, тоже попала в папский индекс запрещенных книг. Это не помешало её обращению (среди протестантов, разумеется), но идеям Кеплера предстояло дождаться Ньютона, чтобы получить признание.

* * *


Следующие несколько лет Галилей живет во Флоренции и часто болеет. Впрочем, за это время он умудрился разругаться с иезуитами. Отец Грасси описал наблюдения кометы 1618 г. и пришел к выводу, как и Тихо в 1577 г., что кометы движутся по некруговым орбитам, лежащим за пределами орбиты Луны. Галилей начинает настоящую перепалку с Грасси, завершающуюся в "Пробирных дел мастере", изданном в 1623 г., где утверждает, что кометы на самом деле являются артефактами наблюдения, преломлением света в земной атмосфере и испарениях -- то есть, возвращается к точке зрения Аристотеля...

...в 1623 г. черная полоса сменяется белой: папой избран земляк-флорентиец, друг и сторонник Галилея, академик деи Линчеи кардинал Барберини... Барберини в папстве принимает имя Урбан, и становится восьмым папой под этим именем. Он приглашает Галилея, но тот не может приехать на официальные папские церемонии из-за болезни. Только в начале 1924 г. он приезжает в Рим, где встречается с папой еженедельно на протяжении шести недель -- и они обсуждают, в числе прочего, устройство мира, гелиоцентризм и Коперника. Известно, что в результате этих бесед папа отказался отменить декрет 1616 г., однако дал Галилею понять, что он может писать о системе Коперника всё, что угодно, не вдаваясь только в богословие. Не исключено, что именно в этих беседах возникла идея следующей книги Галилея, где он опишет аргументы за и против различных теорий устройства Вселенной.

И вновь мы слышим повторяющуюся паки и паки тему: Урбан не отказывается пересмотреть католическую доктрину, но ему нужны для этого веские доказательства. Галилей берется за свой труд, имея в виду привести окончательные и неоспоримые аргументы за гелиоцентризм Kоперника. Беда в том, что этих аргументов у него нет. Параллакс не обнаружен; Галилей совершенно справедливо полагает, что причина в том, что звезды отстоят от нас дальше, чем это предполагается. Об эффекте Кориолиса Галилей, возможно, догадывается, но, даже если и так, то опытного подтверждения у него нет.

В "Диалоге о двух главнейших системах мира" Галилей рассматривает теории Птолемея и Коперника. Кеплера он упоминает вскользь, среди других имён "заблуждающихся"; Тихо упоминается в ещё более едких контекстах, и тоже в основном среди других имён; впрочем, однажды он упомянут отдельно -- когда говорится о "разглагольствованиях Тихо"... Аргументы за систему Коперника и против нее уже не так, мягко говоря, интеллектуально честны. Теория приливов, с которой начались злоключения Галилея в 1616 г., всё ещё приводится им как главный аргумент за движение Земли...

* * *


Несколько слов о том, чем закончилась история с двумя системами мира. Честную книгу, сравнивающую две системы, "Новый Альмагест", написал отец Ричьоли в 1651 г. Он привёл 49 аргументов за модель Коперника и 77 аргументов против неё, с анализом и контраргументами к каждому. Главными аргументами против системы Коперника Ричьоли считал отсутствие наблюдаемых предсказываемых теорией эффектов: параллакса далеких звёзд и кориолисова смещения. Здесь Ричьоли предвосхитил сэра Карла на 300 с лишним лет. Говоря о кориолисовом смещении, я не ошибся: Ричьоли предсказывает и эффект Кориолиса. Тому, что имя о. Ричьоли не упоминается в учебниках физики рядом с Галилеем и Ньютоном, остается только удивляться.

Хотя Птолемей и повержен, система Тихо перевешивает систему Коперника: она описывает наблюдаемые данные точно так же, и вдобавок объясняет, почему не наблюдается параллакса и кориолисова смещения движущихся тел.

Лишь в 1678 г., когда Ньютон обнародовал свою теорию гравитации, гелиоцентрическая система Кеплера получила обоснование. Удивительно, как Кеплер, долгие годы придерживавшийся гелиоцентризма, вдобавок протестант в католической стране, избежал церковного преследования. Удивительно и то, что ему не удалось совершить научного переворота при жизни. Правым оказаться недостаточно -- нужно быть правым вовремя...

В 1728 г. англичанин Джеймс Брэдли измерил аберрацию света от далекой звезды -- смещение видимого положения звезды из-за движения Земли по орбите, вызванное конечностью скорости света. Кориолисово смещение впервые измерил итальянец Джованни Гильемини в 1792 г., аккуратно определив отклонение падающего с высоты 29 м груза на 4 мм. Звездный же параллакс был наблюден, вероятно, впервые в 1806 г. Джузеппе Каландрелли, хотя обычно первым наблюдателем считается Фридрих Бессель, опубликовавший результаты кропотливых многолетних наблюдений в 1838 г.

Но было бы неверно думать, что лишь с этими успешными экспериментами, только с конца XVIII -- начала XIX века гелиоцентризм надежно занял свое место в ученом мировоззрении -- случилось это, несомненно, ранее, еще при жизни Ньютона. Как это произошло? ..произошло это потому, что упорные последователи геоцентризма умерли, а поколение Ньютона верило в гелиоцентризм. Возможно, скажете вы, слову "верило" здесь не место, ведь говорим мы о науке, а не религиозной системе. Но на самом деле идеи часто занимают свое место в умах ранее, чем они подтверждены -- или захватывают умы, а потом оказываются опровергнутыми. Именно так работает наука...


Полностью:
Tags: Астрономия, Графика, История, На правах рекламы, цЫтаты
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 2 comments