Ли Смолин. Возрожденное время: От кризиса в физике к будущему вселенной - Юрий Артамонов

    Но это не полный ответ. Галилей не использовал приспособлений, которые были бы недоступны грекам, так что должны были иметься некоторые концептуальные основания для

к оглавлению

отсутствия прогресса по описанию земного движения в древности. Имели ли предшественники Галилея некоторое слепое пятно в вопросе о движении на Земле, которое отсутствовало у Галилея? Чему они придавали большое значение, а он не придавал?

    Рассмотрим открытие одного из простейших и наиболее глубоких образцов движения, найденных античными астрономами. Слово 'планета' пришло от греческого слова, используемого для странников, но планеты не странствуют по всему небу. Они все движутся по великому кругу, называемому эклиптикой, который фиксирован по отношению к звездам. Открытие эклиптики должно было быть первым этапом в расшифровке записей положений планет.

    Круг есть математический объект, определяемый простым правилом. Что означает, если круг виден в движениях в небе? Является ли это визитом безвременных феноменов в эфемерный ограниченный временем мир? Это могло бы быть так в наших глазах, но древние понимали это не так. Вселенная для античных людей разбивалась на две области: земную область, которая была ареной рождения и смерти, изменения и распада, и небесную область над ней, которая была местом вечного совершенства. Для них небо уже было трансцедентальной сферой; оно было населено божественными объектами, которые никогда не возникали и никогда не разрушались. В конце концов, это было то, что они наблюдали. Сам Аристотель замечал, что 'во всем диапазоне прошлых времен, насколько достигают унаследованные нами записи, не возникают изменения ни во всей схеме внешних Небес, ни в любой из присущих им частей' [2].

    Если объекты в этой божественной области двигались, эти движения могли бы быть только совершенными и, следовательно, вечными. Для античных людей было очевидно, что планеты двигаются по окружностям, поскольку, будучи божественными и совершенными, они могли бы двигаться только по самой совершенной кривой. Но земная область не совершенна, так что им могло показаться неестественным описывать движение на Земле в терминах совершенных математических кривых.

    Разделение мира на земную область и небесную сферу было зашифровано в физике Аристотеля. Все в земной области было составлено из четырех элементов: земли, воздуха, огня и воды. Каждый элемент обладал естественным движением. Например, естественное движение земли было стремиться к центру вселенной. Изменение следовало из смешивания этих четырех элементов. Эфир был пятым элементом,

к оглавлению

квинтэссенцией, из которой была сделана небесная сфера и объекты, которые через нее двигались.

    Это разделение было источником связи величия и трансцедентности. Бог, небеса, совершенство - все это выше нас, тогда как мы заперты здесь внизу. С этой точки зрения открытие, что математические образы повторяются движениями в небе, имеет смысл, поскольку и математическая и небесная реальности превосходят время и выходят за пределы изменений. Узнать каждую из этих реальностей означает превзойти земную область.

    Следовательно, математика вошла в науку как отражение веры в вечное совершенство небес. Постулирование вечных математических законов, оказавшееся столь же полезным, как оказалась полезной математика, никогда не проходит бесследно, оно всегда содержит в себе след метафизической фантазии о трансцедентном переходе из земного мира к миру совершенных форм.

    Уже после того, как наука ушла от космоса античных людей, его основной образ и сейчас каждый день влияет на разговоры и метафоры. Мы говорим о высоте положения. Мы смотрим вверх для вдохновения. Тогда как падать (как в выражении 'упасть в объятия', например) означает сдаваться и терять контроль. И более того, противопоставление 'восхождения' и 'падения' символизирует конфликт между телесным и духовным. Небеса над нами, Ад ниже. Когда мы разлагаемся, мы погружаемся вниз в землю. Бог и все, к чему мы, в конце концов, стремимся, находится над нами.

    Другим способом, с помощью которого античные люди переживали трансцедентность, была музыка. Слушая музыку, мы часто чувствуем совершенную красоту, которая уводит нас 'за пределы момента'. Не удивительно, что вслед за красотой музыки древние чувствовали математические тайны, ожидающие расшифровки. Среди великих открытий школы Пифагора было объединение музыкальных гармоний с простыми отношениями чисел. Для древних второй путеводной нитью была мысль, что математика удерживает образцы движения в божественности. Мы знаем немного персональных деталей о Пифагоре и его последователях, но мы можем представить себе, что они заметили, что влечение к математике часто сопровождается музыкальным талантом. Мы могли бы сказать, что математики и музыканты разделяют способность распознавать,

к оглавлению

создавать абстрактные образы и манипулировать ими. Древние могли говорить не о разделении способностей, а об ощущении божественного.

    Галилео Галилей в детстве перед тем, как стал ученым, проявлял способности к музыке [3]. Его отец, Винченцо Галилей, был композитором и влиятельным теоретиком музыки, который велел натянуть скрипичные струны через чердак своего дома в Пизе, так что его юный сын мог почувствовать взаимосвязь между гармонией и пропорцией. Скучая во время службы в Пизанском кафедральном соборе, Галилей заметил, что время, требуемое висячей лампе, чтобы качнуться из стороны в сторону, не зависит от того, насколько широки размахи ее колебаний. Эта независимость периода (то есть времени, необходимого на выполнение одного колебания или оборота) от амплитуды маятника была одним из его первых открытий. Как он сумел это сделать? Мы могли бы использовать секундомер или часы, но Галилей их не имел. Мы можем представить, что он просто напевал про себя, пока смотрел на колебания лампы над своей головой, поскольку позднее он утверждал, что смог измерить время в пределах десятой части биения пульса.

    Галилей также ясно показал присущее музыканту умение привлечь внимание, когда он объяснял людям аргументы учения Коперника. Он записал свои идеи на итальянском языке вместо латыни, языка ученых, ярко передав их через диалоги, в которых вымышленные персонажи разговаривали о науке во время совместной трапезы или прогулки. Тем самым он прославился как демократ, который пренебрег иерархией церкви и университетов, чтобы обратиться напрямую к разуму обычного человека.

    Но сколь блестящим полемистом и экспериментатором он был, столь ошеломляющими в трудах Галилея были новые вопросы, на которые он ответил - частично благодаря освобождению от античных догм, что было наследием итальянского Возрождения. Античное разделение между земной и небесной сферами, которое долго мешало людям думать, кажется, не впечатлило Галилея. Леонардо да Винчи открыл пропорцию и гармонию в статической форме, а Галилей искал математическую гармонию в повседневных движениях, таких как маятники и скатывающиеся по наклонной плоскости шары. До того как стать демократом в своей стратегии общения, он был демократом по поводу вселенной.

    Галилей разрушил божественность неба, когда открыл, что

к оглавлению

небесное совершенство было ложью. Он не изобрел телескоп, и он не мог быть единственным, кто использовал новое изобретение для взгляда в небеса. Но его уникальные кругозор и таланты позволили ему не согласиться с общепринятым мнением по поводу того, что он там увидел, а увидел он несовершенство. Солнце имеет пятна. Луна не является воплощением совершенной сферы; она имеет горы совсем как Земля. Сатурн имеет странные тройные очертания. У Юпитера есть луны, и звезд гораздо больше, чем это видно невооруженным глазом.

    Это низвержение божественности было предвосхищено несколькими годами ранее, в 1577, когда датский астроном Тихо Браге наблюдал вхождение комет в совершенную сферу Небес. Тихо Браге был последним и величайшим из астрономов, пользовавшихся собственными невооруженными глазами, и на протяжении своей жизни он собрал вместе со своими ассистентами лучшие измерения движения планет из тех, что когда-либо были сделаны. Они были помещены в его книгу записей, расшифрованную около 1600 года, когда он держал на службе вспыльчивого молодого ассистента Иоганна Кеплера.

    Планеты двигаются вдоль эклиптики, но не выглядят двигающимися согласованно. Все они движутся в одном и том же направлении, но иногда останавливаются и разворачиваются, двигаясь какое-то время назад. Это обратное движение было для древних великой тайной. На самом деле это означает, что Земля тоже планета, которая двигается вокруг Солнца, как и другие планеты. Планеты останавливаются и снова стартуют только с точки зрения Земли. Марс движется на восток в нашем небе, когда он впереди нас, и меняет направление, когда Земля догоняет. Его обратное движение является просто проявлением движения Земли, но древние наблюдатели не могли бы посмотреть на это так, поскольку они придерживались ложной идеи, что Земля покоится в центре вселенной. И поскольку Земля неподвижна, воспринимаемое движение планет должно быть их реальным движением; отсюда античные астрономы объясняли обратные движения, как если бы они вызывались истинным движением планет. Чтобы сделать так, они придумали неуклюжую схему, включающую два вида окружностей, в которой каждая планета прикреплена к малой окружности, вращающейся вокруг точки, которая сама движется по большой окружности вокруг Земли.