Конфликт разума и силы

Одной из выдающихся фигур эпохи зарождения современного естествознания был Галилео Галилей (1564-1642). По своему мировоззрению он в основном весьма близок Кеплеру. Галилей являлся убежденным сторонником системы мира Коперника и отстаивал решающую роль эксперимента в естествознании, видя в нем прямой путь познания человеком природы. Галилей, подобно Кеплеру, много и плодотворно занимался математикой, что и обусловило его выдающиеся достижения в области физики. Учение Коперника, словно некая программа, определяет научные устремления Галилея: все его исследования в конечном счете были подчинены одной цели - доказать, что учение Коперника отнюдь не чисто математическое построение, как утверждал Оссиандер, а отражение реального строения окружающего мира. Исследования Галилея в области механики прежде всего касались старых и весьма значительных проблем статики и динамики. Здесь он добился значительных успехов, потому что, опираясь на принципы кинематики, акцентировал внимание не на причинах явлений, а путем длительных и кропотливых опытов исследовал их точное течение. Галилей, опровергнув воззрения своих предшественников времен средневековья, установил закон свободного падения - ныне столь привычный для нас.

Галилео Галилей

В своих исследованиях он также вплотную подошел к открытию закона инерции, гласящему, что тело остается в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, пока на него не действуют другие силы. В начале XVII в. (около 1609 г.) в Голландии начинают входить в употребление первые зрительные трубы. Дети одного шлифовальщика стекол, играя как-то стеклянными линзами, случайно обнаружили, что в определенной комбинации линзы увеличивают предметы. Узнав об этой новости, Галилей сразу же занялся конструированием зрительных труб. Направляя их на наземные предметы, он, например, установил, что с помощью телескопа можно гораздо раньше, чем невооруженным глазом, заметить приближение вражеских военных кораблей. Но дело этим не ограничивалось. Усовершенствовав созданный им телескоп, Галилей обратил его к небесам и обнаружил там нечто, имевшее чрезвычайно большое значение для дальнейшего развития науки.

Такой Галилей увидел Луну в свой телескоп. Неровная линия границы между затененной и освещенной частями свидетельствует о наличии долин и гор

Редко кому удавалось за столь короткое время (с осени 1604 г. до весны 1610 г.) сделать так много выдающихся открытии, сколько пришлось на долю Галилея. Рассматривая в телескоп Луну, он обнаружил там горы и долины, "горные гребни, излучающие свет" и обширные темные, очевидно, лежащие ниже равнины. Наблюдения тонкой светящейся кисеи Млечного Пути подтвердили предположение Демокрита, насчитывающее уже более 1000 лет: "Куда бы мы ни направили зрительную трубу, нашему взгляду везде должно представляться огромное количество звезд, из которых довольно многие достаточно велики и просто должны бросаться в глаза". Обнаруженные в телескоп отдельные детали структуры Млечного Пути срывали первые покровы таинственности с этого объекта, указывали на его облачное строение и даже выявляли "туманные звезды", имеющие вид отдельных светящихся объектов. Это были первые попытки наблюдений, которые легли в основу развития науки в последующие столетия.

Однако наиболее важное открытие Галилей сделал ночью 7 января 1610 г., когда он направил свой инструмент на Юпитер: "Поскольку я построил превосходную зрительную трубу, я заметил... рядом с ним три малые звезды, именно малые, но очень отчетливые. Хотя я принимал их за неподвижные звезды, они меня очень удивили, поскольку располагались точно по одной прямой, параллельной эклиптике, и были светлее, чем остальные звезды, которые не отличались от них по величине". Но более точное наблюдение вскоре показало, что речь здесь идет не о неподвижных звездах, ибо они двигались. Через четверо суток Галилей был уже твердо убежден, что "вокруг Юпитера вращаются три планеты, подобно тому как Венера и Меркурий вращаются вокруг Солнца". Чтобы почтить своего покровителя Козимо Медичи из Флоренции, Галилей назвал спутники Юпитера "Медичейскими звездами". Более того, всем спутникам - а к ним добавился еще и четвертый, который в первый вечер наблюдений находился за планетой,- он дал имена членов семьи Медичи. Правда, ни одно из этих имен не прижилось; сегодня четыре светлые луны Юпитера называются по именам известных персонажей древнегреческой мифологии, а именно: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто.

На первый взгляд может показаться, что Галилей пришел к своим грандиозным открытиям, мгновенно принесшим ему известность и почет, всего лишь благодаря своевременному открытию телескопа, поэтому они не стоили ему особых усилий и не заслуживают большого восхищения. Однако это совсем не так. Без сомнения на долю Галилея выпали открытия основополагающего характера, причем все это свершилось за очень короткое время. Огромной заслугой Галилея, достойной всяческого уважения, следует считать применение нового инструмента для наблюдения неба и то, что он дал принципиально правильное толкование открытым явлениям.

Когда Галилей пожелал ознакомить со столь знаменательными и весьма удивительными фактами общественность, ответом было равнодушие.

Ученые-схоласты считали сомнительными знания о природе, полученные от самой природы, да к тому же посредством такого в высшей степени подозрительного, отдававшего шарлатанством инструмента, каким казался им телескоп. Одно только то, что предметы представляются в телескоп иными, чем видит их невооруженный глаз,- приводили они в качестве аргумента- доказывает, что оптическим линзам не следует доверять. Нужно ли удивляться тому, что схоласты средневековья считали гораздо более весомым доказательством чисто формальные рассуждения о принципиальной возможности явлений, открытых Галилеем, чем один взгляд в телескоп. Они объявили этот инструмент ненадежным лишь по той причине, что полученные с его помощью результаты нельзя использовать для подтверждения учения Аристотеля.

Символично, что один из участников спора, описанного Галилеем в его знаменитом "Диалоге о двух главнейших системах мира" (1632 г.), объясняет причину такого отношения следующим образом: "... Я тоже до сих пор не слишком доверял нововведенной зрительной трубе, напротив, я полагал, что то, чем восхищаются другие, есть не что иное, как оптические иллюзии, порождаемые линзами".

Несомненно, Галилей явился пионером в использовании зрительной трубы для астрономических наблюдений. В первые десятилетия после изобретения этого инструмента едва ли можно найти другие примеры его применения для изучения неба. Напротив, в наземных наблюдениях, особенно в военном деле, зрительная труба сразу же стала играть заметную роль. Здесь, вероятно, вполне "доверяли" обманчивым линзам, потому что военное превосходство, разумеется, значило для власть имущих гораздо больше, чем какие-то сомнения в канонизированном учении Аристотеля.

Галилей поначалу был настроен оптимистически. Он верил, что новые доказательства вытеснят старые идеи, и картина мира Коперника восторжествует. Так, обнаружив пятна на Солнце, он торжествовал: "Новые открытия - это ""погребальный звон или, во всяком случае, первый суд над псевдофилософией, так как уже обнаружены некоторые детали на поверхностях Луны и Солнца. Я не вижу, как еще можно спасти и уберечь принцип неизменности неба".

Результаты наблюдений Галилей, не мешкая, опубликовал в "Звездном вестнике" (Nuncius Siderius) - своего рода экспресс-информации. Однако его вера в силу разума потерпела крах. Он так и не сумел, как того хотел, "настроить трубы огромного расстроенного органа философии". Господствующая реакция почувствовала себя уязвленной, хотя ученые Римской курии официально признали его открытия, но не выводы, сделанные из них. Мнение Галилея, что учение Коперника можно вполне согласовать со святым учением, если не принимать библейское описание природы слишком буквально, побудило реакцию к действию.

В 1616 г. в Риме конгрегация из 11 доминиканцев и иезуитов устроила процесс, направленный против учения Коперника. А в проповеди с амвона церкви святой Марии во Флоренции доминиканец Томассо Кассини обрушился не только на учение Коперника, но и на Галилея, называя его еретиком; он заявил, что математики вообще подозрительные люди, а сама математика-это творение дьявола. Галилей приехал в Рим, чтобы там изложить свои воззрения, но ему пришлось выслушать строгие нравоучения от кардинала Барберини, который потребовал, чтобы Галилей отказался от своих взглядов.

По приговору экспертов Священного трибунала учение Коперника, которое проповедовал Галилей, было признано безумным и абсурдным с точки зрения философии и абсолютно еретическим. 3 марта 1616 г., когда трибунал собрался вновь, Барберини сообщил, что математик Галилео Галилей, который до сих пор высказывал мнение, что Солнце является центром небесной сферы и неподвижно, а Земля, напротив, движется, внял увещеваниям и отказался от него (своего мнения)", и кардинал "этим умиротворен". Такая формулировка была записана в протоколе, отражавшем ход процесса, но примечательно, что этот протокол никем не был подписан и до сих пор не доказано, что сам Галилей вообще его признал.

Вероятно, действительные события не совсем соответствовали протоколу. Скорее всего он является фальсификацией. Однако сам факт, что для запрещения труда Коперника понадобилось двухдневное заседание, говорит о том, насколько поколебалось положение церкви. В 1616 г. книга "Об обращениях небесных сфер" попала в "Индекс" - список запрещенных книг.

Галилея недвусмысленно предупредили, но он по-прежнему был одержим своими идеями, доказывающими реальность системы Коперника.

Через некоторое время Барберини- кардинал и глава инквизиции - стал папой. Как выходец из купеческой семьи он проявлял определенный интерес к естествознанию, отдавая должное исследованиям Галилея. Но как папа Урбан VIII он был выразителем интересов святой римской церкви, положение которой было тогда не из лучших. Ей не удалось добиться абсолютного господства в Италии: Венецианская республика, князья Северной Италии и император успешно сопротивлялись устремлениям церкви. Политика сближения с Францией еще более подорвала значение папства, гак как Франция под влиянием Ришелье выступала как против Испании, так и против Италии - "Святой Римской империи германской нации", т.е. против обеих католических держав. Удивительно, что Урбан VIII все же устоял против попыток Галилея склонить его к отмене декрета 1616 г. - ведь политическая и идеологическая позиции клерикальной власти отовсюду подвергались весьма энергичным нападкам.

Тем временем Галилей создает свой "Диалог о двух главнейших системах мира", где выдвигает возражения против аргументов приверженцев учения Птолемея и Аристотеля.

Небесный глобус Иоганнеса Янссониуса (Амстердам, 1623 г.)

Попытка Галилея примирить между собой теологию и естествознание вытекала из его глубоко религиозных убеждений. Но эта попытка привлечь доводы разума к толкованию Библии оказалась для него роковой. Через несколько месяцев после того как "Диалог" был напечатан во Флоренции, из Рима поступил приказ немедленно прекратить его продажу. По инициативе папы была создана комиссия, которая занялась новым произведением Галилея. Она пришла к выводу, что ученый не имел права его печатать. Галилея вызвали в Рим, где после четырех дней допроса и угрозы пыткой он отказался от своего учения. При этом судьи оперировали старым протоколом от 26 февраля 1616 г., ссылаясь на противоречие между ним и "Диалогом". А был ли это действительно тот старый протокол? Пошатнувшееся общественное положение церкви и папы теперь, как никогда, вынуждало их к жестокому образу действий. И судей Галилея, конечно, меньше всего интересовали какие-либо аргументы физического и астрономического характера, их задача заключалась лишь в том, чтобы любым путем поддержать пошатнувшуюся власть церкви. Для этого требовался новый впечатляющий пример, и здесь все средства были хороши. Весьма возможно, что протокол, сыгравший роковую роль в процессе 1633 г., вообще был написан лишь в 1632 г.

Как бы то ни было, Галилей был вынужден покориться власти, дать позорную клятву "с искренним сердцем и непритворной верой отвергать заблуждения и ересь", в которых он будто бы виновен. Маловероятно, что сразу после церемонии клятвоприношения Галилей произнес свое легендарное Eppur si rhuove ("И все-таки она вертится"), но, безусловно, это изречение отражало его мысли и твердое убеждение в правильности своих взглядов. Об этом свидетельствуют произведения, написанные им в последующие годы - под неусыпным наблюдением представителей инквизиции. Среди них были "Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и падению тел" (1638 г.) - классическое произведение физики нового времени. В нем убедительно говорилось, что хотя вычисления и наблюдения Коперника не всегда были вполне удовлетворительными, но Аристотель и Птолемей заблуждались гораздо в большей степени. Умер Галилей 8 января 1642 г.

"Звездный вестник" Галилея широко распространился в Европе, достиг он и двора императора Рудольфа, а следовательно, и Кеплера. Математику предстояло оценить его достоинства. Разумеется, заключение Кеплера было диаметрально противоположно мнению церковников. В своем - очень быстро написанном - трактате "Беседа посредством "Звездного вестника" (Dissertatio cum Nincio Siderio, Прага, 1610 г.) он подчеркивал огромное значение наблюдений с помощью телескопа для дальнейшего развития астрономии. В "Диоптрике", появившейся годом позже, Кеплер произносит такие восторженные слова: "О ты, многознающая зрительная труба, более ценная, чем какой-то скипетр! Кто имеет право обладать тобой, тот неподвластен ни королевским, ни господским, а только божественным законам!"

Кеплер чрезвычайно высоко оценивал значение телескопа, а полученные с его помощью результаты рассматривал как подлинную сокровищницу знаний; это во многом объясняется тем, что он еще в 1604 г. (год изобретения зрительной трубы) впервые выдвинул в своей работе "Астрономия и оптика" достаточно обоснованную гипотезу о возможности приложения оптики к астрономии. Поэтому совершенно естественно, что, после того как зрительная труба окончательно завоевала себе право на жизнь, он разработал фундаментальную теорию наземной и астрономической трубы.

Кеплер, конечно, нуждался в подтверждении собственной интерпретации первых наблюдений с помощью телескопа. Поэтому "Звездный вестник" Галилея он встретил восторженно. Особенно обрадовало Кеплера рассуждение Галилея о "земном" характере Луны, так как это хорошо согласовывалось с его гипотезой притяжения тел.

Правда, преследования, жертвой которых уже стал Джордано Бруно и которым все сильнее подвергался Галилей, вынуждали Кеплера быть очень осмотрительным. Когда в 1617 г., т.е. через год после первого суда инквизиции над Галилеем, Кеплера пытались вызвать в Болонью, он ответил решительным отказом, заявив, что не собирается подвергаться оскорблениям со стороны разных доносчиков. После смерти Рудольфа II, потеряв работу в Праге, Кеплер поселяется в австрийском протестантском городке Линце. Здесь ему было поручено создать подробную топографическую карту Австрии, что не вызывало у Кеплера никакого энтузиазма. Гораздо больше привлекала его работа над новой интересной проблемой. Он всецело был поглощен работой над книгой. Уже само ее название - "Гармония мира" (Harmonices Mundi) - указывает на то, что Кеплер пытается объединить все природные процессы в стройное целое, получить числовые соотношения, лежащие в основе этих процессов.

Ему, наконец, удается сделать самое значительное открытие его жизни - он находит зависимость между расстояниями планет от Солнца и периодами их орбитального движения, зависимость, которую он стремился постичь десятилетиями. Кеплер установил, что квадраты периодов обращения планет относятся как третьи степени больших полуосей их орбит. В этом заключается суть так называемого третьего закона Кеплера.

Чтобы по достоинству оценить кепле-ровскую "Гармонию мира", необходимо учесть обстановку того времени, которая была крайне неблагоприятна для спокойной научной работы: Кеплер закончил свой труд буквально накануне Тридцатилетней войны (через 4 дня после Пражских волнений). Осенью того же года - "тщетно бог войны ворчал и рычал" - "Гармония Мира" вышла в свет.

К тому же периоду относится еще одно произведение Кеплера, в котором явно ощущается желание автора открыть всем людям путь к плодам научных исследований. Подобное стремление отнюдь не ново для него. Еще в 1610 г. Кеплер написал "Лунную астрономию", где смело предвосхищал путешествие людей на Луну и описывал явления, которые откроются в лунном небе находящемуся на лунной поверхности наблюдателю. Эта интересная работа вышла лишь после смерти Кеплера под названием "Сон". В популярном руководстве "Сокращение коперниковой астрономии" (Epitome Astronomiae Copernicanae) Кеплер раскрывает гораздо больший круг вопросов, чем это можно предположить, исходя из названия труда, в частности, он в очень доходчивой форме излагает свою "Новую астрономию". Еще до того, как "Сокращение коперниковой астрономии" было полностью издано, Римская церковь уже занесла его в "Индекс запрещенных книг", где он оказался в весьма завидном "обществе". Реакция Кеплера была очень остроумной и одновременно бескомпромиссной: он рекомендовал церковникам подумать о том, "распространять ли безмерную славу божественных творений среди народа, или... их следует запретить". Кеплер рассматривал это запрещение как меру, которая противоречила собственным интересам церкви. Тем самым Кеплер раскрыл политическую и философскую подоплеку догматических установок католической церкви, и развенчал птолемееву картину мира, по-прежнему сильно тормозившую научный прогресс.