Восхождение человечества. Предисловие Ричарда Докинза Броновски Джейкоб

Это же правило действует и для вавилонского треугольника, длина сторон которого составляет от 8:15:17 до 3367:3456:4825. Без сомнения, это означает, что вавилоняне хорошо знали арифметику.

Пифагор доказал общую теорему не только для египетского треугольника с соотношением сторон 3:4:5, но и для любого другого, имеющего прямой угол.

Две записи доказательств теоремы Пифагора: китайская печатная и арабская рукописная (датируется 1258 годом).

По сей день теорема Пифагора остается самой важной теоремой математики. Может показаться, что это громко сказано, но Пифагор установил фундаментальную характеристику пространства, в котором мы существуем, и впервые описал его с помощью чисел. И точность этих чисел отражает точность законов, которые управляют Вселенной. Недаром теорему Пифагора предлагают отправить к другим планетам для того, чтобы проверить, есть ли там разумная жизнь.

Дело в том, что теорема Пифагора в том виде, в каком я ее доказал, раскрывает симметрию плоского пространства. Прямой угол становится элементом симметрии, потому что делит плоскость крестообразно. Если допустить, что плоскость основана на симметрии другого рода, то теорема перестанет быть верной, а между сторонами треугольников мы обнаружим другие соотношения. И пространство — такая же важная часть природы, как материя (даже невидимая, как, например, воздух). Вот чему учит нас геометрия. При этом важно, что симметрия пронизывает всю гармонию природы.

Когда Пифагор доказал свою великую теорему он принес жертву музам — сто волов в благодарность за вдохновение. Это был жест гордости и смирения — чувств, переполняющих каждого ученого в день, когда он достигает результата и объявляет: «Я нашел ключ к структуре самой природы».

Последователи видели в Пифагоре не только философа, но и в немалой степени религиозного лидера. Причины этого кроются в сильном азиатском влиянии, которое испытывала вся греческая культура и про которое мы частенько забываем. Мы привыкли считать Грецию частью западной культуры, но Самос, центр классической Греции, находится в миле от побережья Малой Азии. Через его порты и школы идеи восточных мудрецов достигали Греции, а спустя несколько веков, как ни странно, стали распространяться в обратном направлении — задолго до того, как попали в Западную Европу.

Знания совершают потрясающие путешествия, и то, что кажется нам разрывом во времени, часто оборачивается медленным прогрессом от места к месту, от одного города к другому. Караваны везут вместе с товарами и методы торговли своих стран — единицы измерения, методы расчета, — и техники и идеи идут туда же, куда и они, через Азию и Северную Африку. Так и математика Пифагора не пришла к нам напрямую. В стройную систему ее преобразовал другой человек, живший в 300-х годах до н. э. в Александрии, крупном городе, расположенном на берегу полноводного Нила. Он же сделал эту систему известной. Имя этого человека — Евклид.

Совершенно очевидно, что он принадлежал к пифагорейской традиции и был ее бескорыстным и верным последователем. Известно, что в ответ на вопрос одного из своего учеников о практическом применении теоремы Пифагора Евклид сказал рабу: «Он хочет получить прибыль от обучения. Дай ему монетку». Порицание, возможно, было парафразом девиза пифагорейского братства, который грубо можно перевести так: «График и шаг, не график и монетка». «Шаг» здесь — это шаг вперед в познании, или то, что я называю восхождением человечества.

Влияние Евклида как модели математического рассуждения было огромным и устойчивым. Его книгу «Начала» переводили на латынь, арабский, еврейский и многие европейские языки, а по числу переизданий она уступает только Библии. Меня обучал математике человек, который все еще цитировал теоремы геометрии по числам, присвоенным им Евклидом, и пятьдесят лет назад это вовсе не было редкостью, а, наоборот, обычной вещью. В биографии Томаса Гоббса, опубликованной в 1680 году знаменитым антикваром и автором многих других биографий Джоном Обри, тот написал, что в зрелом возрасте Гоббс всерьез увлекся геометрией, после того как увидел в библиотеке издание «Начал» раскрытым на «47 Element libri I». Предложение 47 и есть знаменитая теорема Пифагора.

Астрономия была другой популярной наукой, которой охотно занимались в Александрии в начале I тыс. н. э. Свидетельство этого мы находим в библейском сюжете о том, как три мудреца следовали за светом Вифлеемской звезды. Можно сделать вывод, что эти мудрецы были звездочетами. Секрет небес, который мудрецы искали в античности, был открыт греком Клавдием Птолемеем, работавшим в Александрии около 150 года н. э. Его работы дошли до европейцев в арабских текстах, многие оригиналы были утеряны или уничтожены во время разорения Александрийской библиотеки в 389 году фанатиками-христианами, в ходе других войн и вторжений, прокатившихся по восточной части Средиземноморья в Средние века.

Модель небес, выстроенная Птолемеем, представляет собой восхитительно сложную систему, основанную на простой аналогии: Луна обращается вокруг Земли, значит, Солнце и остальные планеты делают то же самое (александрийские астрономы включали Луну и Солнце в число планет). Греки считали, что совершенная траектория есть круг, поэтому Птолемей описал круговое движение всех крупных небесных тел. Созданная им система циклов и эпициклов кажется нам простодушной и искусственной. Тем не менее она была красивым и работающим изобретением, кроме того, в нее безоговорочно верили арабы и христиане Средних веков. Система Птолемея просуществовала без малого четырнадцать столетий — гораздо дольше, чем многие современные теории.

Остановимся на минуту, чтобы понять, почему столь рано зародившаяся астрономия стала изящным и искусным прообразом физической науки. Пробудили любопытство человека сами звезды — невероятные природные объекты, с давних времен привлекавшие его внимание. Казалось бы, собственное тело должно быть для человека гораздо интереснее. Почему же астрономия опередила медицину? Почему врачи обращались к звездам, чтобы получить предсказание о благоприятных и опасных влияниях на жизнь пациента, ведь надежда на мощь астрологии — это отказ от медицины как науки? С моей точки зрения, основная причина заключается в том, что наблюдаемое движение небесных тел оказалось вычислимым и с ранних времен (скажем, III тыс. до н. э. в Вавилоне) исследовалось математически. Главенство астрономии зиждется на возможности подступиться к ней с математическим аппаратом, а прогресс в физике и — недавно — в биологии в равной мере зависел от формулировок законов, которые возможно представить в виде математических моделей.

Зачастую рождению новых идей способствует конкретный импульс. На пути восхождения человечества таким мощным импульсом стал приход ислама через шестьсот лет после рождения Христа. Мусульманство начиналось как локальное явление, но когда в 630 году Магомет завоевал Мекку, оно распространилось на юг как вихрь. За сто лет ислам дошел до Александрии, Багдада, ставшего центром ученого мира, и до Исфахана в Персии. В 730-е годы мусульманская империя простиралась от Испании и Южной Франции до Китая и Индии. Она была сильным и богатым государством, в то время как Европа погружалась во мрак Средневековья.

Мусульмане-завоеватели с пылом клептоманов начали осваивать достижения науки покоренных народов. С собой же они принесли довольно слабые простые навыки.

Например, первые купольные мечети возводились с применением инструментов, едва ли более сложных, чем угольник древнего строителя. Одна из таких мечетей — Масджид-и-Джами (Пятничная мечеть) в Исфахане действует и сегодня. Она входит в число самых ранних памятников мусульманской архитектуры. В таких центрах учение Греции и всего Востока собиралось, изучалось и видоизменялось.

Магомет установил, что ислам не должен стать религией чудес, поэтому в интеллектуальном плане он основывался на созерцании и анализе. Поклоняются адепты этой религии обезличенному и формализованному божеству, потому что мусульманская мистика держится не на крови, вине, плоти и хлебе, а на сверхъестественном, неземном экстазе.

Аллах — Свет небес и земли. Его свет в душе верующего подобен нише, в которой находится светильник. Светильник заключен в стекло, а стекло подобно жемчужной звезде. В храмах, построенных во имя Аллаха, люди будут восхвалять его утром и вечером. От молитвы во славу Господню их не отвлечет ни торговля, ни прибыль.

Одним из первых греческих изобретений, освоенным мусульманами, стала астролябия. Это примитивный астрономический инструмент, позволяющий довольно приблизительно определить высоту Солнца или звезды. Однако сопоставив единичное наблюдение с одной или несколькими звездными картами, астролябия давала сложную схему расчетов, благодаря которым можно определить широту, время восхода и заката, а также время совершать намаз или направление, в котором находится Мекка. Украшения, которые они наносили на такие карты, имели исключительно религиозный характер и подчеркивали их мистическое значение.

Долгое время астролябии служили карманными часами и логарифмической линейкой одновременно. В учебнике, составленном в 1391 году поэтом Джеффри Чосером для своего сына, он обучал его пользоваться астролябией. Основой этого пособия стал текст арабского астронома, написанный в VIII веке.

Возможность делать математические расчеты привела мавританских ученых в восторг. Они занялись математикой с огромным энтузиазмом, искали и находили множество остроумных решений, которые применяли в механических устройствах и машинах, и даже сделали в халифате Багдад в XIII веке астрологический или астрономический компьютер, напоминающий автоматический календарь. Он, конечно, не был приспособлен для серьезных вычислений, но стал свидетельством мастерства механиков и их страсти к игре с числами.

Самым главным новшеством, которое привнесли в историю цивилизации нетерпеливые и любознательные арабские ученые, стала новая система цифровой записи чисел. В Европе в то время по-прежнему пользовались римскими цифрами, неуклюжими и громоздкими. Например, число 1825 записывалось как MDCCCXXV, потому что представляло собой сумму: М=1000, D=500, 300=С+С+С=100+100+100, 20=X+X, 5=V. Мусульманские ученые заменили эти сложные построения современной десятичной системой, которую мы до сегодняшнего дня называем арабской. В арабском манускрипте в верхнем ряду написаны цифры 18 и 25. Мы распознаем 1 и 2 как наши родные цифры (хотя двойка стоит на кончике). Чтобы написать 1825, нужно просто поставить друг за другом четыре символа, начиная с первого, поскольку на этом месте каждый символ показывает, что он обозначает, — тысячи, сотни, десятки, единицы.

Тем не менее система, описывающая величину местом, должна предусматривать символ для обозначения пустого пространства или отсутствующей вещи. Арабским ученым принадлежит честь изобретения нуля (zero). Вместе с этой цифрой они ввели в оборот слова: шифр (cipher), алгебра (algebra), альманах (almanac), зенит (zenith) и десятки других терминов математики и астрономии. Десятичную систему исчисления арабы заимствовали в Индии в 750-х годах н. э. Европа же не признавала эту систему еще пять веков.

Огромный размер мавританской империи превратил ее в своеобразную ярмарку знаний, на которой свободно работали ученые-еретики из числа несториан на Востоке и неверных евреев на Западе. Мусульмане пытались обратить других в свою религию, но не пренебрегали их знаниями. Памятником этой замечательной эпохи мы считаем восточный персидский город Исфахан и западную Альгамбру, расположенную в Южной Испании.

По внешнему облику Альгамбра представляет собой квадратную надежную крепость, в архитектуре которой ничто не намекает на арабские формы. Чтобы увидеть ее истинное лицо, надо войти внутрь — увидишь дворец, который создан по образцу рая. Альгамбра — это позднее произведение. В ней чувствуется усталость империи, миновавшей пик своего величия, но тихой и безопасной. Молитвы в таких мечетях и дворцах стали чувственными и успокоительными. Они зазвучали, словно музыка волн, извилистые линии которых пронизывают все арабские мелодии, хотя манера пения и строй основаны на учении Пифагора о музыке. Каждый дворец, в свою очередь, — отзвук и память о мечте, сквозь которую плыл султан (ибо он не ходил, а его носили). Альгамбра — наиболее полное земное воплощение описания рая из Корана.

Именно им уготованы сады Эдема, в которых текут реки. Они будут украшены золотыми браслетами и облачены в зеленые одеяния из атласа и парчи. Они будут возлежать там на ложах, прислонившись. Замечательное вознаграждение и прекрасная обитель!

Альгамбра считается последним и самым изысканным памятником арабской цивилизации в Европе. Последний мавританский султан властвовал над этой землей до 1492 года, когда Изабелла I Кастильская уже финансировала путешествие Колумба. Обилием внутренних двориков и комнат Альгамбра напоминает пчелиные соты. Однако самой секретной считается Сала де лас Камас — одна из комнат гарема. Сюда жены и наложницы султана приходили отдыхать обнаженными после ароматических ванн. Для них играли слепые музыканты, им прислуживали евнухи. Султан наблюдал за этой сценой сверху и бросал яблоко той, что должна была провести с ним ночь.

В западной цивилизации подобное помещение было бы расписано чудесными рисунками, посвященными прекрасным женским формам, и эротическими картинками. В гареме все иначе: Коран запрещает изображать человеческое тело. Также было запрещено изучение анатомии, что заметно тормозило развитие естественных наук в арабском мире. Вместо эротических рисунков стены гарема в Альгамбре расписаны простыми геометрическими узорами. В арабской цивилизации художник был математиком. Орнаменты отражают те вершины, которых арабам удалось достичь, изучая свойства и симметрию того двумерного пространства, которое мы сегодня называем евклидовой плоскостью. Эту симметрию математически впервые описал Пифагор.

Среди огромного богатства узоров я для начала выделю один — самый простой. Он основан на ритмичном повторении мотива из двух темных горизонтальных листьев и их перекличке с аналогичными вертикальными фигурами. Бросающаяся в глаза симметрия — это параллельный сдвиг узора и либо горизонтальное, либо вертикальное его отражение. Заметьте, что арабы очень любят конструкции, в которых темные и светлые элементы рисунка идентичны. Если внимательно вглядеться, не обращая внимания на цвет, то можно увидеть, что новый лист получается, если предыдущий повернуть точно под прямым углом. Затем, не меняя оси вращения, опять повернем лист на 90° — получим третью фигуру, снова поворот — и мы получили четвертую фигуру. Подобное вращение очень гармонично и правильно закручивает весь орнамент: каждый лист в орнаменте прибывает на расположение другого листа, как бы далеко от центра вращения он ни отстоял.

Отражение по горизонтали — это двусторонняя симметрия цветного узора, и таково же отражение по вертикали. Но если игнорировать цвета, мы увидим четырехстороннюю симметрию. Она получается четырехкратным поворотом фигуры на 90°.

Точно так же мы с вами раньше доказали теорему Пифагора, поэтому нераскрашенный орнамент своей симметрией напоминает пифагоров квадрат.

Теперь обратимся к более тонким рисункам: четырехцветные треугольные фигуры, похожие на флаги на ветру, отображает один очень простой вид симметрии, в двух направлениях. Можно сдвинуть раппорт по вертикали или по горизонтали. Волнистость здесь также играет роль. Редко можно найти узор, который не допускает отражения, потому что все треугольники поворачиваются вправо, а отражение развернуло бы их влево.

Теперь рассмотрим подробно все треугольные фигуры, чтобы понять, чем они различаются между собой. Во-первых, эти элементы образуют две большие группы, разделяемые по тону, — темную и светлую. Мы видим также симметрию вращения. Сосредоточьте внимание на центре, в котором сходятся вершины всех шести фигур. Обратите внимание, что светлая и темная фигуры чередуются. Темный треугольник можно повернуть так, чтобы он занял положение следующего темного треугольника, затем следующего и, наконец, вернулся в исходное положение, — тройная симметрия, вокруг которой вращается весь узор.

Но это не все возможные виды симметрии. Забудьте про цвет совсем. Обратите внимание: мы можем повернуть фигуру вокруг центра, потому что все треугольники одинаковы по форме. Это шестерная симметрия, которая изучена нами лучше всего, так как это симметрия снежинки.

Тут нематематик имеет право спросить: «Извините, конечно, но какое отношение все это имеет к математике? Неужели серьезные арабские мыслители тратили свое драгоценное время на такие игры, не говоря уже о современных ученых?» Дам неожиданный ответ: это не игра. Подобные эксперименты помогают понять то, с чем мы сталкиваемся ежедневно и ежечасно, потому что живем в трехмерном мире и все категории этого пространства неразрывны. Решая простые двумерные задачи, связанные с рисунками, мы открываем потаенные законы, управляющие нашим пространством. Они прежде всего касаются определенных видов симметрии, которые существуют не только в искусственных моделях. Они заложены в фундаментальные основы жизни, созданные самой природой, — в структуры атомов.

Наиболее явно эти структуры можно отследить в кристаллах. Посмотрите на необработанный исландский шпат. Вы удивитесь и невольно зададите себе вопрос: почему он имеет такую правильную форму? Почему его грани плоские? Но таковы кристаллы, мы привыкли видеть их правильными и симметричными, но почему? Они не сделаны человеком, такими их создает природа. Двумерная плоскость позволяет понять, как материя образуется из атомов, которые собираются в структуры один к одному. В конечном итоге они складываются в узоры, похожие на симметричные мавританские орнаменты, которые я проанализировал.

Возьмите, например, красивый куб пирита или самый изысканный кристалл флюорита, имеющий восьмигранную форму (кстати сказать, это также естественная форма алмаза). Их симметрия обусловлена трехмерностью пространства, в котором мы живем. И никакие структуры, созданные атомами, не могут нарушить этот важнейший закон природы. Как элементы узора, атомы в кристалле укладываются во всех направлениях. Таким образом, кристалл, как и узор, должен иметь форму, которая может расширяться или повторяться во всех направлениях до бесконечности. Вот почему грани кристалла могут иметь только определенные формы — в паттерне есть только симметрия. Возможна двусторонняя, четырехсторонняя, шестисторонняя симметрия и не более. Но не пятисторонняя. Вы не можете сделать так, чтобы атомы образовали пять треугольников, которые одновременно вписались бы в пространство.

Разработка различных орнаментов и исследование на практике возможностей симметрий пространства (по крайней мере в двух измерениях) стали великими достижениями арабских математиков. И у того мира есть замечательная законченность. Султан, обнаженные наложницы, евнухи и слепые музыканты создали замечательный формальный узор, в котором исследование существующего было идеальным, но который не менялся. По этой причине развитие мысли остановилось до тех пор, пока не пришло время для нового шага в восхождении человека.

Христианство начало отвоевывать свои позиции, и точкой отсчета стала Северная Испания с начала I тыс. н. э., точнее деревня Сантильяна, расположенная на прибрежной полосе, которую мусульмане не завоевали. Религиозность крестьян выражалась в простых изображениях, украшавших стены сельской церкви, — вола, осла, Агнца Божьего. Анималистические сюжеты были немыслимы в мусульманском искусстве. И не только изображения животных были разрешены, Божий сын — это ребенок, а Богоматерь — женщина и объект обращения с личной молитвой. Когда мы видим статую Девы Марии в процессии, мы попадаем в другую Вселенную: не абстрактных узоров, а жизни во всей ее полноте.

Когда христианство отвоевало Испанию обратно, возник замечательный калейдоскоп. Мусульмане, христиане и иудеи смешались и создали удивительную культуру из разных вероисповеданий. Плавильным котлом для них в 1085 году стал город Толедо. Отсюда в христианскую Европу попадали все классические труды, которые арабы привезли из Греции, Ближнего Востока и Азии.

Мы привыкли считать, что родина Возрождения — Италия. Однако зерно этой великой эпохи проросло в XII веке в знаменитой испанской школе переводчиков, расположенной в Толедо. Ее наставники и ученики переводили на латынь с забытого Европой греческого языка через арабский и иврит работы выдающихся древних ученых. В Толедо, среди других интеллектуальных нововведений, появились первые астрономические таблицы, энциклопедии звездного неба. Что характерно, таблицы составлялись в соответствии с христианскими канонами, но числа были записаны арабскими цифрами, что делает их почти современными.

Самый блестящий и наиболее известный из переводчиков — Герард Кремонский, который приехал в Толедо из Италии, чтобы отыскать копию книги Птолемея «Альмагест». Увидев кроме нужного фолианта труды Архимеда, Гиппократа, Галена, Евклида и других классиков греческой науки, он решил остаться в городе и перевести эти тексты на латынь.

Однако лично для меня самым замечательными, оказавшими влияние на дальнейшее развитие европейской и мировой науки стали переводы трудов человека, имевшего отнюдь не греческое происхождение. Я обратил на него внимание, потому что именно он понял, как важно воспринимать вещи в объеме. Ведь именно в этом вопросе греки тотально заблуждались. Этот человек, араб по происхождению, чей ум отличали оригинальность и смелость, жил в начале I тыс. до н. э., мы зовем его Альхазен. Его настоящее имя — Ибн аль-Хайсам. Греки думали, что свет поступает от глаз к объекту. Альхазен первым установил, что предмет отражает падающие на него лучи, которые человеческий глаз только воспринимает. Греки не могли объяснить, почему кажется, будто при движении размеры объекта (например, моей руки) изменяются. Арабский ученый ясно понял, что конус лучей, отражающихся от моей руки, будет становиться уже по мере того, как я стану отодвигать ее от вас. Если же я приближу руку к вам, пучок света, попадающий в ваши глаза, расширится. Это настолько просто, что удивительно, как ученые могли не уделять этому внимание (Роджер Бэкон здесь исключение) в течение почти 600 лет. Зато идею отраженного пучка лучей гораздо раньше оценили живописцы. Они построили на ней учение о перспективе. А перспектива — это новая идея, благодаря которой математика сейчас переживает расцвет.

Перспектива проникла в творчество художников Северной Италии, Флоренции и Венеции, в XV веке. Труд Альхазена «Книга оптики», перевод которого хранился в библиотеке Ватикана, снабжен комментариями Лоренцо Гиберти, автора великолепных бронзовых врат во флорентийском баптистерии. Но следует сказать, что он не был первым, кто исследовал перспективу. Вероятнее всего, первым к таким опытам приступил великий итальянский скульптор и архитектор Филиппо Брунеллески, который стремился не только реалистично показать объект, но и сохранить ощущение движения в пространстве.

Прогресс очевиден, особенно если сравнить картины, построенные на перспективе, с более ранними произведениями. Вспомните, например, полотно Витторе Карпаччо, где святая Урсула изображена в венецианском порту (1495 год). Художник сумел передать трехмерность пространства, — точно так же объем и глубина появились в новом звучании европейской музыки. Но важнее то, что в картине, как и в музыкальных гармониях, появилась динамика. Обитатели картины подвижны, и мы видим, что глаз художника следит за их движением.

Для сравнения возьмем фреску Флоренции, написанную за столетие до того, где-то в 1350 году. Это взгляд на город из-за стены, и художник несколько наивно смотрит через стены и крыши домов, которые будто бы расположены ярусами. Но дело здесь не в нехватке мастерства. В середине XIV века канон обязывал живописцев изображать предметы такими, какие они есть, а не как они выглядят. Это взгляд Бога, карта вечной истины.

У художника, использующего перспективу, иные намерения. Он сознательно уводит нас от абсолюта и абстрактного взгляда. Для нас фиксируется не место, а момент, и момент скоротечный: больше точка зрения во времени, а не в пространстве. Все это было достигнуто с помощью точных математических инструментов. Их применение скрупулезно зафиксировал немецкий художник Альбрехт Дюрер, приехавший в 1506 году в Италию, чтобы обучиться «секретному искусству перспективы». Конечно, Дюрер и сам фиксировал моменты времени, если мы воссоздадим обстановку, то увидим, как художник выбирает драматический момент. Вот он идет вокруг модели, останавливается. Идет дальше, замирает. Как фотозатвор, он щелкает в самый сильный момент, когда видит, как раскрывается модель. Для художника перспектива не просто точка обзора, а активное и непрерывное действие.

Сначала обычным делом было использовать прицел и сетку, чтобы удержать мгновение. Прицельное устройство пришло из астрономии, а расчерченная на квадраты бумага, на которой рисовали картину теперь незаменимое подспорье в математике. Вспомните работу Дюрера «Поклонение волхвов». Художник нашел удивительные средства, чтобы передать ощущение реальности происходящего здесь и сейчас: румянец на щеках Богоматери, изображение вола и осла на дальнем плане. Три мудреца с востока нашли свою звезду и она знаменовала рождение новой эпохи.

Обратите внимание на чашу помещенную Дюрером в центр полотна, она была образцом для преподавания перспективы. Например, у нас есть детальный рисунок чаши Учелло, мы можем воссоздать его на компьютере. Его глаз работал, как вращающаяся платформа, исследуя меняющуюся форму то, как круги вытягиваются в овалы, и ловя момент времени как след в пространстве.

Анализ движения объекта и его изменения, который я делаю на компьютере, был чужд греческим и мусульманским умам. Они всегда искали неизменность и статичность, вневременной мир идеального порядка. Верхом совершенства они считали круг, который сделали траекторией движения всех предметов, что обеспечивало гармонию сфер. По этой причине система Птолемея была построена из кругов, благодаря чему время текло равномерно и невозмутимо.

В реальном мире движения не могут быть одинаковыми: они изменяют направление и скорость в каждый момент времени, поэтому величины, которыми мы обозначаем их значения, должны быть переменными.

Момент времени как след в пространстве.

Паоло Учелло. Детальный рисунок чаши.

Это теоретическая проблема для небес, но вполне реальная и насущная для земли. Нам нужно рассчитывать полет снаряда, рост растения, падение капли воды — процессы, которые сопровождаются резкими изменениями формы и направления движения. Живописцы Ренессанса не имели технических средств, чтобы запечатлеть каждый конкретный момент времени. Однако у них были другие, не менее совершенные инструменты — внутреннее зрение художника и математическая логика.

После 1600 года Иоганн Кеплер укрепился в мысли, что планеты не движутся однотипно по кругу. Их траектории всегда имеют формы эллипса, потому что разные участки пути небесные тела проходят на разных скоростях. Тогда же он пришел к выводу, что старая математика, ориентированная на равномерное движение статических моделей, не работает и ученым нужен новый инструментарий, позволяющий изучать движение в каждый конкретный момент времени.

Математические методы, которые позволили изучать моментальное движение, были изобретены двумя гениями XVII века — Исааком Ньютоном и Готфридом Вильгельмом Лейбницем. Это сегодня мы воспринимаем время как неотъемлемую характеристику природы, но так было не всегда. Именно эти двое привнесли в науку понятия «касательная», «ускорение», «наклон», «бесконечность», «дифференциал». Началось все с забытого нынче слова — флюксия. Его придумал Ньютон. Сегодня мы называем это математическое понятие производной, и оно действительно оказалось лучшим инструментом для определения временного потока. Лейбниц на основании флюксий разработал дифференциальное исчисление. Однако воспринимать и изобретение производных, и внедрение дифференциалов только как методологические усовершенствования — значит упустить их реальное содержание. С появлением в математике этих двух идей наука стала зеркалом движения человеческой мысли, что позволило человечеству осознать свое творческое, созидательное начало. Эти изобретения стали еще одним шагом на пути восхождения человека. Техническая сторона дела, которая во многом определяет результат, как ни странно, представляется величиной бесконечно малой. Смысл и масштаб этих открытий осознаешь после того, как оцениваешь, какой интеллектуальный прорыв совершили Ньютон и Лейбниц. Мы оставим профессионалам обсуждение технической стороны их изобретений, а назовем ее математикой перемен.

Законы природы всегда описывались числами с тех самых пор, как Пифагор сказал, что числа — это язык природы. Но теперь язык природы должен был включить числа, которые описывали бы время. Законы природы становятся законами движения, а природа становится не серией статичных картинок, а процессом.

Глава 6. Звездный вестник

Первой наукой в современном смысле этого слова, зародившейся в средиземноморской цивилизации, была астрономия, так что будет естественно перейти от математики к ней. Астрономия недаром служила образцом для других наук — все ее категории и понятия можно представить в точных числах. Тот факт, что я выделил эту науку, не связан с моей прихотью. Но моя прихоть — начать рассказ о первой науке в Средиземноморье с Нового Света.

Зачатки астрономии существуют у всех народов мира, очевидно, что она была очень важна для них. Одна из причин ее популярности понятна. Астрономия обобщает знания, которые собирают в течение всего года. Например, люди издавна следят за движением солнца и его высотой над линией горизонта, чтобы прогнозировать погоду. Наблюдая за солнцем, они занимались сельским хозяйством, скотоводством и прочими делами. У всех оседлых культур был календарь, и это было так же справедливо для Нового Света, как и для древних вавилонян и египтян.

Вспомним, к примеру, цивилизацию индейцев майя. Они жили в начале I тыс. н. э. на перешейке, который соединял Северную Америку с Южной и омывался водами Атлантического и Тихого океанов. Культура этого народа претендует на звание самой развитой среди всех американских доколумбовых цивилизаций. У майя была письменность, они владели ремеслами, умели строить сложные здания. В высоких островерхих ступенчатых пирамидах, входящих в состав храмовых комплексов, работали астрономы. Портреты некоторых из них вырезаны в алтарном камне, дошедшем до наших дней. Алтарь увековечивает древний астрономический конгресс, который состоялся в 776 году. Шестнадцать математиков прибыли в знаменитый центр науки майя, священный город Копан в Центральной Америке.

Арифметическая система майя значительно превосходила европейскую. Например, у них имелся специальный символ для нуля. Они были отличные математики. Тем не менее они не сумели разработать карту звездного неба и создали только самую простую схему движения небесных тел. Вместо науки они увлеклись ритуалом и искусством, наблюдая и фиксируя в обрядах, легендах и стихах течение времени.

Во время великого собрания, которое майя провели в 776 году в Копане, жрецы-астрономы столкнулись с большими трудностями. Можно было бы предположить, что причина, которая заставила достопочтенных делегатов прибыть из разных мест, заключается в наличии какой-то проблемы с наблюдением. Но в таком случае мы бы ошиблись. Конгресс был созван, чтобы решить арифметическую проблему с вычислениями, постоянно занимавшую хранителей календаря майя. У майя имелось два календаря — священный и светский. Дни по этим календарям шли вразнобой. Главную задачу собрания его участники определили так: синхронизировать священное и светское время. Астрономы майя знали только простые правила движения планет по небосклону, не имея представления о том, как это устроено. Идея астрономии была чисто формальной, средством правильного ведения календарей. Вот и все, чего достигли делегаты в 776 году, когда гордо позировали для портретов.

Но астрономия не ограничивается календарем. Существует иная возможность, которую открывает эта наука для ранних цивилизаций, но она не является универсальной. Движение звезд в ночном небе указывало путешественникам дорогу, особенно мореходам, которым больше не на что было ориентироваться. Вот что значила астрономия для средиземноморских мореплавателей Старого Света. Насколько нам известно, люди Нового Света не использовали астрономию в качестве путеводителя при путешествиях по земле и воде. А без астрономических знаний невозможно пройти длинное расстояние и вернуться или прикинуть очертания суши и моря. Колумб пользовался по нашим меркам примитивной астрономией, отправившись в путешествие на другой конец света: например, он полагал, что Земля гораздо меньше, чем она есть на самом деле. Но Колумб открыл Новый Свет. В отличие от европейцев аборигены не предполагали, что Земля круглая, поэтому не планировали и не совершали кругосветных путешествий. Так и получилось, что Новый Свет обнаружил житель Старого, а не наоборот.

При этом хочу заметить, что астрономия не вершина науки или изобретательства. Она скорее демонстрирует склад людского темперамента и ума, который лежит в основе каждой культуры. Например, средиземноморские мореплаватели были любознательными, но логичными, то есть их характер — сплав эмпирического знания с рациональным началом, а американские индейцы были лишены подобного удачного сочетания.

Можно ли сказать, что доколумбовы цивилизации ничего не дали человечеству? Конечно, нельзя. Даже примитивная культура острова Пасхи оставила после себя легендарные огромные статуи. Во всем мире больше нет ничего подобного, и люди задают о них кучу неважных и важных вопросов. Как их можно было сделать? Как их передвигали? Для чего они предназначались? Вопросов много. Однако на самом деле все это неважно. Вспомните, что в Европе существовали и более ранние неолитические памятники (Стоунхендж, Эйвбери). Они создавались за счет общих усилий целых народов — вот и всё.

Итак, величина статуй и доставка их на остров вовсе не загадочны. Интересно другое: почему они такие одинаковые? Они сидят там, как Диогены в бочках, обратив к небу пустые глазницы, смотрят на движение солнца и звезд, не пытаясь понять их. Когда голландцы открыли остров Пасхи в 1722 году, то решили, что он напоминает рай на земле. Не соглашусь. Рай нельзя создать простым повторением, однообразным, как круги, которые описывает по клетке плененный хищник. Лица моаи застывшие, словно стоп-кадр в фильме, потому что они представляют нам цивилизацию, не преодолевшую первую ступень восхождения к рациональному знанию. Это провал американских доколумбовых культур, вымирающих в собственном символическом ледниковом периоде.

Более тысячи миль отделяют остров Пасхи от ближайшего населенного острова Питкэрн на западе. На востоке в более чем 15 тысячах миль расположены острова Хуан-Фернандес (на одном из них провел несколько лет Александр Селькирк, прототип Робинзона Крузо). Подобные расстояния не преодолеть, если у вас нет надежной карты звездного неба, по которой можно ориентироваться, прокладывая путь. Часто спрашивают: как люди прибыли на остров Пасхи? Они нашли его случайно, без сомнения. Интересно другое: почему они оттуда не уехали? Ответ ясен: они не могли этого сделать, потому что не умели ориентироваться по звездам.

Причина их неумения очевидна: в Южном полушарии нет Полярной звезды. Мы знаем, что она играет очень важную роль в миграции птиц, которые находят по ней свой путь. Вероятнее всего, именно по этой причине в Южном полушарии миграция птиц встречается значительно реже.

Отсутствие Полярной звезды могло быть значимым в Южном полушарии, но не для всего Нового Света, потому что есть Центральная Америка, есть Мексика и другие земли, где также не развилась астрономия, но которые расположены севернее экватора.

Что было не так? Никто не знает. Я думаю, что им не хватало великого динамического символа, который двигал Старым Светом, а именно колеса. Для них колесо было игрушкой. В Европе же на этой фигуре основывалось все — от науки и религии до поэзии. Представление о небесах, движущихся вокруг центра, вдохновило Христофора Колумба на путешествие, а центром была круглая Земля. Он унаследовал этот образ от древних греков, которые считали, что звезды закреплены на сферах, которые звучат музыкой, когда те двигаются. Колеса внутри колес. То была система Птолемея, просуществовавшая более тысячи лет.

На основании этой модели в 1350 году за сто лет до путешествия Колумба, европейский врач сделал превосходный часовой механизм. Имя мастера — Джованни де Донди из Падуи. На работу ему потребовалось шестнадцать лет. К сожалению, оригинальный механизм утрачен, но сохранились чертежи де Донди, по которым инженеры Смитсоновского института в Вашингтоне сумели воссоздать чудесное творение этого итальянца. Сегодня его Астрариум считается классикой астрономии.

В Астрариуме удивляет не столько механическое устройство, сколько воплощение идеи, сформулированной Аристотелем, Птолемеем и другими греками. Часы де Донди — это их взгляд на планеты, как они видны с Земли. С Земли видны семь планет — или так думали древние, так как причисляли Солнце к планетам. Так что у часов было семь циферблатов, по одному на планету. Путь планеты на циферблате — это (приблизительно) путь, который мы видим с Земли, — часы так же точны, как и наблюдение в то время, когда оно было сделано. Если путь с Земли кажется круглым, он круглый и на циферблате, все просто. Если путь планеты закольцовывался, де Донти использовал механическую комбинацию колес, которая копировала эпициклы (круги на кругах), как их описывал Птолемей.

Во-первых, простой круг совершало Солнце. Следующий циферблат изображал Марс и его путь по эпициклу. Затем Юпитер: более сложные колеса внутри колес. Затем Сатурн: колеса внутри колес. И вот мы добрались до Луны — ее циферблат простой, а путь круглый. Диски Меркурия и Венеры, находящихся между Землей и Солнцем, снова двигались по малым окружностям, вписанным в большие.

Эту сложнейшую, поразительную концепцию греки сумели создать еще в 150 году, достигнув весьма заметных успехов в математике. Однако модель не была совершенной, потому что вместо одного купола неба, которое мы видим над собой, пришлось выстраивать семь. Исправить ошибку не представлялось возможным до 1543 года — то есть до тех пор, пока Коперник не поставил Солнце в центр системы.

Николай Коперник, родившийся в 1473 году в Польше, был выдающимся интеллектуалом, проповедником и гуманистом. Медицину и право он изучал в Италии. Коперник реформировал денежную систему Польши, а папа римский просил его помощи в реформе календаря. По крайней мере двадцать лет своей жизни он посвятил современной ему мысли о простоте природы. Он задался вопросом: почему движения планет кажутся такими сложными? И довольно быстро нашел ответ: потому что мы смотрим на небесные тела с Земли, считая ее центром Вселенной. А почему бы не взглянуть на них с другой точки зрения? Это были хорошие для Возрождения причины, больше эмоциональные, чем логичные, которые привели его к выбору Солнца на роль центра Мироздания.

В середине всего находится Солнце. Действительно, в таком великолепнейшем храме кто мог бы поместить этот светильник в другом и лучшем месте, как не в том, откуда он может одновременно все освещать. Ведь не напрасно некоторые называют Солнце светильником мира, другие — умом его, а третьи — правителем. Гермес Трисмегист называет его видимым богом, а Софоклова Электра — всевидящим. Конечно, именно так Солнце, как бы восседая на царском троне, правит обходящей вокруг него семьей светил.

Коперник поставил Солнце в центр Вселенной в 1543 году.

Две страницы из книги «О вращении небесных сфер».

Мы знаем, что Коперник долго обдумывал мысль о Солнце как о центре планетарной системы. Возможно, за несколько лет до своего сорокалетия он написал пробный набросок без расчетов. Так или иначе, идея в те годы религиозного подъема выглядела крайне несвоевременной. В 1543 году, когда Копернику почти исполнились семьдесят лет, он наконец опубликовал сделанное им математическое описание небес, которое назвал «О вращении небесных тел, или Революционный взгляд на небесные сферы как на единую систему, движущуюся вокруг Солнца». Слово «революция» он вполне сознательно употребил в современном нам смысле. В том же году ученый скончался, говорят, свой труд он видел опубликованным один раз, находясь на смертном одре.

Ренессанс стремительно наступал во всем — в религии, искусстве, литературе, музыке и даже в математике. Проявлялось это в лобовых столкновениях новых теорий со средневековой системой. Нам место, которое занимали механика Аристотеля и астрономия Птолемея в средневековой науке, кажется случайным, для современников же Коперника они отражали видимый порядок вещей. Колесо, древнегреческий символ идеального движения, стало оцепеневшим богом, таким же неподвижным, как календарь майя или идолы острова Пасхи.

Современникам система Коперника показалась неестественной, хотя планеты и двигались по кругу (позже молодой ученый из Праги Иоганн Кеплер уточнит, что их орбиты имеют форму эллипса). Однако различия между кругом и овалом не интересовали тогда ни ученых, ни простолюдинов. Они свято верили, что планеты движутся вокруг Земли. Этот постулат был символом веры, возведенным в Абсолют, как будто придумал его не Птолемей, а сам Всевышний. Конечно, дело было не в доктрине, а во власти. Вспомнили о труде Коперника семьдесят лет спустя в Венеции.

В 1564 году родились два великих человека: Уильям Шекспир (в Англии) и Галилео Галилей (в Италии). Шекспир пишет о проблеме власти в собственном веке и дважды переносит место действия в Венецию: в «Венецианском купце» и в «Отелло». Тогда, в 1600 году, Средиземноморье оставалось центром мира, а Венеция была его негласной столицей, поэтому республику наводняли амбициозные люди всех мастей: богатые купцы и авантюристы, художники и ремесленники, слуги и господа.

Местные жители при этом имели репутацию скрытных и хитрых людей. Венеция была свободным портом, как мы бы сказали, и над ним витала аура заговоров, которая характерна для нейтральных городов, таких как Лиссабон и Танжер. Именно венецианцы ложными обещаниями о покровительстве в 1592 году заманили в ловушку Джордано Бруно и передали в руки инквизиции, которая через восемь лет сожгла его на костре в Риме.

У венецианцев было еще одно качество — практичность. Галилей многого достиг, занимаясь фундаментальной наукой в Пизе. Но все же его пригласили на должность профессора математики в Падую скорее благодаря его практическим изысканиям. Некоторые из изящных новаторских разработок Галилея представлены сегодня в Академии Чименто во Флоренции. В их числе — аппарат, измеряющий расширение жидкостей, похожий на термометр, и тонко настроенные гидростатические весы для определения плотности ценных объектов, основанные на принципе Архимеда. Самым интересным изобретением итальянского ученого был так называемый военный компас, который походил на современную логарифмическую линейку. Галилей наладил мелкосерийное производство этих устройств и написал руководство для пользователей, которое выдавал покупателям вместе с прибором. Это был коммерческий успех, так как венецианцы были в восторге.

Неудивительно, что в конце 1608 года фламандцы привезли на продажу примитивную подзорную трубу именно в Венецию. Но у нее уже был Галилей, ученый и математик, пожалуй, лучший в Европе. К тому же он обладал таким даром убеждения, что, когда собрал телескоп, сумел уговорить венецианский сенат поставить его на кампаниле собора Святого Марка.

Галилей был невысокий, рыжеволосый, коренастый человек, неженатый, но при этом имеющий множество внебрачных детей. Ему было сорок пять лет, когда он узнал про изобретение фламандцев, и эта идея воодушевила его. Обдумав ее, он создал прибор с трехкратным увеличением, что чуть больше, чем у театрального бинокля. Галилей добился десятикратного увеличения и, наконец, продемонстрировал венецианскому сенату настоящий телескоп. С башни великолепно просматривались даже корабли на расстоянии двух часов хода от берега. А главное, изобретение обещало принести республике немало денег.

На ученого эта встреча тоже произвела очень сильное впечатление, которое он описал сводному брату во Флоренцию в письме от 29 августа 1609 года:

Вы должны знать: граф Морис, приехавший два месяца назад из Фландрии, представил подзорную трубу, которая приближает далекие предметы, и их можно отчетливо рассмотреть, например изучить человека, идущего на расстоянии двух миль. Эффект приближения вещей показался мне чудесным, одновременно с этим я получил повод для размышлений: мне захотелось изучить трубу с научной точки зрения и самому изготовить подобное приспособление. Я немного подумал и создал телескоп — оптический прибор, который во много раз превзошел фламандский образец. Через шесть дней после первой демонстрации моего телескопа в Венеции меня пригласили в Синьорию, чтобы показать изобретенный мной прибор Сенату, что я и сделал ко всеобщему удивлению. Демонстрация происходила на верхнем этаже кампанилы собора Святого Марка, но уважаемые и весьма немолодые господа и сенаторы преодолели все лестницы, чтобы взглянуть на телескоп. Их труд не был напрасным — они увидели паруса и суда, которые не разглядишь в подзорную трубу фламандцев. Я сумел добиться того, что предмет, удаленный на пятьдесят миль, выглядит так, словно нас разделяет всего пять шагов.

Галилей — создатель современного научного метода. Он сделал это в течение шести месяцев после триумфа на башне собора Святого Марка. Он превратил игрушку предложенную фламандскими мастерами, не только в серьезный инструмент мореплавателей, но и в сложный оптический прибор для научных исследований. Такой смелый подход к сугубо утилитарной вещи был новым для его времени. Однако на этом Галилей не остановился. Он добился тридцатикратного увеличения, провел серию экспериментов и наблюдений и опубликовал в течение сентября 1609 — марта 1610 года результаты своих исследований в книге Sidereus Nuncius («Звездный вестник»). Прочитаем несколько строк из его сочинений:

<…> сверх бесчисленного множества неподвижных звезд, которые природная способность позволяла нам видеть до сего дня, добавились и другие бесчисленные и открылись нашим глазам никогда еще до сих пор не виденные, которые числом более чем в десять раз превосходят старые и известные.

Но что значительно превосходит всякое изумление и что прежде всего побудило нас поставить об этом в известность всех астрономов и философов, заключается в том, что мы как бы нашли четыре блуждающие звезды, никому из бывших до нас не известные и не наблюдавшиеся.

Галилей разглядел спутники Юпитера. Затем он повернул телескоп на Луну (об этом также рассказано в «Звездном вестнике»). Галилей первым опубликовал карты Луны. У нас сохранились оригинальные акварели.

В высшей степени прекрасно и приятно для зрения тело Луны <…> поверхность Луны никак не является гладкой и отполированной, но неровной и шершавой, а также на ней, как и на земной поверхности, существуют громадные восхождения, глубокие впадины и пропасти.

Сэр Генри Уоттон, британский посол при дворе венецианских дожей, писал в день, когда вышел первый номер «Звездного вестника»:

Профессор математики из Падуи… обнаружил на небе четыре новые планеты, обращающиеся вокруг сферы Юпитера, и множество иных, неподвижных звезд; также <…> Луна не сферическая, на ней много впадин и выступов. Автор этих открытий или гений, или идиот, он или прославится, или будет осмеян. Следующим кораблем отправляю Вам, Ваша Светлость, один из <…> оптических приборов, которые усовершенствовал этот человек.

Новость об открытии планет и о рельефе Луны была сенсационной. Она очень повысила репутацию Галилея и вывела ее за пределы коммерческих кругов. Однако не все приветствовали открытия Галилея, потому что это противоречило системе Птолемея. Гениальная догадка Коперника была верной, теперь это было очевидно и доказано. Особенно не обрадовало научное обоснование гелиоцентрической системы власти предержащие — не так просто оказалось преодолеть их предубеждение.

Галилей думал, что от него требуется только доказать правоту Коперника. Это было его первой ошибкой — ученым свойственно наивно полагать, что окружающие их люди только и мечтают о новых научных открытиях. Галилей считал, что его слава достаточно велика, чтобы он мог оставить скучную преподавательскую работу в Падуе, вернуться в родную Флоренцию и жить без протекции антиклерикальной Венецианской республики. Это было его второй ошибкой, ставшей для него роковой.

Успехи Реформации в XVI веке вызвали со стороны Римско-католической церкви ожесточенное сопротивление, которое очень скоро сформировалось в Контрреформацию. Преследование Лютера было в самом разгаре, борьба за власть вошла в острую фазу. В 1618 году началась Тридцатилетняя война. В 1622 году Рим учредил институт веры, основной задачей которого было доведение до всех и каждого идеологии папского престола, или то, что мы сегодня называем словом пропаганда. Католики и протестанты вошли в жесткую конфронтацию, которую, пользуясь современными понятиями, можно назвать холодной войной. Если бы Галилей знал, что на таких фронтах пощады не бывает никому — ни большому ученому, ни маленькому человеку! Логика этой войны проста: кто не с нами — тот еретик. Даже не столь яростный последователь веры кардинал Роберто Беллармин счел астрономические выкладки Джордано Бруно недопустимыми и отправил монаха-доминиканца на костер. В то время, ставшее для многих горьким, церковь набрала огромный политический вес и повела большой крестовый поход, в котором цель оправдывала любые средства — типичная мораль полицейского государства.

В вопросах политики Галилей мне представляется человеком абсолютно неискушенным, в особенности потому, что считал, что для него все обойдется, так как он умный. Более двадцати лет он шел к своему неизбежному осуждению. Борьба с ним шла медленно, но не было сомнения, что его заставят замолчать, так как расхождения между ним и власть имущими было абсолютным. Они считали, что вера должна быть главной, а Галилей считал, что правда должна победить.

Своей открытой фазы это столкновение принципов и, конечно, личностей достигло в ходе судебного разбирательства в 1633 году. Каждый политический процесс имеет долгую закулисную историю. В архивах Ватикана скрыто множество секретных исторических документов. Есть там один скромный сейф, в котором хранятся самые важные бумаги. В их числе просьба Генриха VIII о разводе, отказ от удовлетворения которой привел к Реформации в Англии. В этом же секретном сейфе — протоколы суда над Джордано Бруно, которых осталось очень немного (большинство записей было уничтожено инквизицией).

Здесь же — знаменитый Кодекс 1181, переплетенные в отдельную книгу материалы по Делу против Галилея. Суд состоялся в 1633 году, но примечательно, что следствие началось — когда бы вы думали? Уже в 1611 году — в момент триумфа Галилея в Венеции. Выходит, уже тогда, в Риме за ним следила Святая инквизиция. Самый ранний документ (не попавший в книгу) содержит приказ кардинала Беллармина начать расследование. Отчеты поступали в 1613, 1614 и 1615 годах. Узнав о внимании к своей персоне, встревоженный Галилей специально ездил в Рим, чтобы убедить своих сторонников, которые были среди кардиналов, не запрещать систему Коперника.

Однако было уже слишком поздно. В феврале 1616 года Ватикан выносит вердикт (привожу его в вольном переводе):

Утверждать, что Солнце стоит неподвижно в центре мира — мнение нелепое, ложное с философской точки зрения и формально еретическое, так как оно прямо противоречит Св. Писанию.

Утверждать, что Земля не находится в центре мира, что она не остается неподвижной и обладает даже суточным вращением, есть мнение столь же нелепое, ложное с философской и греховное с религиозной точки зрения.

На этот раз Галилей, кажется, сумел избежать серьезной кары. Во всяком случае, его заверили, что ему ничего не грозит, и запретили защищать систему Коперника. На этом документ заканчивается. Увы, есть документ, который идет дальше, но до него еще целых 17 лет.

Между тем Галилей возвращается во Флоренцию, усвоив две вещи. Во-первых, время для защиты теории Коперника еще не пришло. Во-вторых, это время уже на подходе. В первом случае он был абсолютно прав, во втором — жестоко ошибся. Как Галилей определил «правильное» время? Он решил, что после избрания умного кардинала — Маффео Барберини — час придет.

Маффео Барберини стал папой римским Урбаном VIII в 1623 году. Он считался интеллектуалом и любителем искусств. Например, Грегорио Аллегри он заказал написать девятиголосный мотет «Мизерере» на текст 50-го псалма. Папа обожал архитектуру. Он хотел сделать собор Святого Петра центром Рима. Внутреннюю отделку он поручил скульптору и архитектору Джованни Лоренцо Бернини, и Бернини создал роскошный балдахин над папским престолом — единственное достойное дополнение к оригинальной конструкции трона понтифика, разработанной Микеланджело. В юности «интеллектуальный папа» писал стихи, а один из восторженных хвалебных сонетов он даже посвятил астрономическим изысканиям Галилео.

Папа Урбан VIII мнил себя новатором и всячески подчеркивал свой сильный быстрый ум:

Я соображаю лучше, чем сто кардиналов вместе взятых. Одно мое слово — слово живого папы — стоит дороже ста указов усопших понтификов.

Столь самоуверенно папа говорил о себе. На самом деле он был типичным представителем барокко — склонным к кумовству, экстравагантным, властным, торопливым и абсолютно глухим к идеям других. Он даже повелел уничтожить всех птиц в садах Ватикана, потому что они мешали ему.

Галилей отправился в Рим в 1624 году и имел шесть долгих бесед в садах Ватикана с новоизбранным папой. Ученый был исполнен надежд на то, что понтифик снимет наложенный в 1616 году запрет научение Коперника. Выяснилось, что папа такой вариант не рассматривал. Но Галилей все равно надеялся, — а чиновники папской курии ожидали, — что Урбан VIII позволит новым научным идеям спокойно влиться в Церковь, пока они незаметно не заменят старые. В конце концов, языческие идеи Птолемея и Аристотеля стали христианской доктриной. Так что Галилей продолжал считать, что папа на его стороне, пока не пришло время это проверить. И тут выяснилось, что он жестоко ошибся.

Позиции ученого и церкви были непримиримыми с самого начала. Галилей считал, что любая теория должна находить подтверждение в природе:

Я думаю, что в обсуждении физических проблем мы должны начинать не с цитирования авторитетных интерпретаций Писания, а опираться на чувственные переживания и очевидные факты… Бог в явлениях природы раскрывается ничуть не меньше, чем в Священном Писании.

Урбан VIII возражал, что никто не может знать Божьего замысла, и настаивал на том, чтобы Галилей обязательно отразил это в своей книге:

Для любого человека было бы невероятной дерзостью ограничивать Божественную силу и мудрость ради какой-то своей догадки.

На этом условии папа особенно настаивал. В сущности, он запрещает Галилею излагать какие-либо определенные выводы (даже отрицательные — например, что Птолемей ошибался), потому что это нарушит священное право Бога управлять Вселенной неким чудесным образом, а не естественными природными законами.

Время активных действий для церкви наступило в 1632 году, когда Галилей наконец передал свою книгу «Диалог о двух главнейших системах мира» в печать. Урбан VIII был возмущен:

Ваш Галилей отважился вмешаться в суть невероятно важных вещей, которых он не должен касаться, потому что трогать их в наши дни очень опасно.

Так он написал тосканскому послу 4 сентября того же года. Через несколько дней в Ватикане был подписан роковой приказ:

Его Святейшество направляет инквизитора во Флоренцию, чтобы сообщить Галилео от имени Святой инквизиции, что он в течение октября должен появиться в Риме и предстать перед комиссаром Святой инквизиции.

Итак, Маффео Барберини, папа Урбан VIII, которого Галилей считал своим другом, лично передал ученого в руки инквизиции.

Преследованием еретиков и тех, чья лояльность была под вопросом, Священная Римская и Универсальная инквизиция занималась в доминиканском монастыре Санта-Мария-сопра-Минерва. Конгрегация священной канцелярии была учреждена папой Павлом III в 1542 году, чтобы остановить распространение Реформации, а также чтобы направить «гнев священнослужителей против еретической греховности на территории всего христианского Содружества». После 1571 года инквизицию наделили правом оценивать письменные учения, и был составлен список запрещенных книг. Правила ведения процесса были строги и точны. Они были формализованы в 1588 году и, разумеется, не были судебным уставом. Заключенный не получил копию обвинений или доказательств, у него не было адвоката.

Процесс по делу Галилея вели десять судей, все кардиналы и все доминиканцы. Один из них был братом папы, другой — его племянником. Следствие вел генеральный комиссар инквизиции. Зал, в котором проводился допрос, теперь стал частью почтамта в Риме. Однако мы знаем, что в 1633 году он был похож на комнату для тайных заседаний в закрытом клубе джентльменов.

Мы также хорошо знаем, какие события предшествовали этому суду. Все началось с долгих прогулок Галилея с папой в саду Ватикана в 1624 году. Тогда же стало понятно, что Урбан VIII не допустит распространения доктрины Коперника. Однако Галилей решил преодолеть этот запрет и приступил к своему труду «Диалог о двух главнейших системах мира», избрав для него жанр беседы, в которой один собеседник, задавая наивные вопросы, выступает против гелиоцентрической теории, а два других собеседника, которые явно умнее его, пытаются разъяснить, в чем он не прав.

Конечно, теория Коперника не есть нечто самоочевидное. В то время было непонятно: почему Земля совершает оборот вокруг Солнца в течение года, а вокруг своей оси — всего за одни сутки? Почему, когда Земля вертится, мы не слетаем с нее? Было непонятно, как брошенный с высокой башни предмет может падать отвесно на вращающуюся Землю. На эти вопросы Галилей ответил от имени давным-давно усопшего Коперника. Мы не должны забывать, что, бросая вызов церкви в 1616 и в 1633 годах, он защищал не свои идеи, а теорию умершего человека, потому что считал, что тот прав.

От себя Галилей привнес в книгу то ощущение, которое пронизывает всю его науку с тех самых пор, как он молодым человеком в Пизе впервые положил руку на пульс и следил за колебаниями люстры. Это ощущение, что законы здесь, на земле, распространяются на всю Вселенную. Силы наверху такие же, как и силы внизу, вот что утверждал Галилей; поэтому механические эксперименты, проводимые на земле, помогут дать нам представление о звездах. Наведя телескоп на Луну, на Юпитер и солнечные пятна, он положил конец убеждению, что небеса идеальны и неизменяемы и только Земля подвержена законам изменения.

«Диалог о двух главнейших системах мира» был закончен в 1630 году. Добиться опубликования этого труда оказалось непросто. Цензоры сочувствовали ученому, но помочь были не в состоянии, потому что выходу книги противостояли очень мощные силы. Тем не менее Галилею удалось получить четыре разрешения цензуры, и в начале 1632 года книга была издана во Флоренции. Это был мгновенный успех и одновременно трагедия. Ватикан отреагировал молниеносно: печать остановить, все экземпляры выкупить. Галилей получил предписание немедленно приехать в Рим, чтобы ответить на ряд вопросов. Во внимание не приняли ни его возраст (Галилею было 70 лет), ни его болезнь (настоящую), ни покровительство и заступничество великого герцога Тосканы.

Было ясно, что папа оскорблен книгой. Он нашел как минимум одну свою мысль, вложенную в уста полного простофили. Подготовительная комиссия инквизиционного суда черным по белому зафиксировала слова папы, который обвинял Галилея в том, что понтифик постоянно чувствовал себя Симпличио (так зовут героя книги Галилея) и что «мысль вложена в уста дурака» — защитника традиции. Определенно папа счел Симпличио карикатурой на себя. Он посчитал, что Галилей его обманул, а цензоры Ватикана — недосмотрели.

Итак, 12 апреля 1633 года Галилея доставили в Ватикан. Ученый сел за стол и приготовился отвечать на вопросы инквизиции. Вопросы были вежливыми и корректными, составленными на латыни в третьем лице: кого доставили в Рим? какую книгу он написал? как он пришел к выводам, которые изложил в этой книге? Галилей был готов защищать свою книгу, но затем был задан вопрос, которого он не ожидал.

Инквизитор: Был ли Галилей в Риме в 1616 году и с какой целью он приезжал в этот город?

Галилей: Да, я приезжал в Рим, потому что услышал, что в Ватикане сомневаются в правоте Коперника. Я прибыл, чтобы выяснить, каких взглядов надлежит придерживаться.

Инквизитор: Пусть Галилей скажет, что было решено по этому вопросу тогда в Ватикане и что было доведено до его сведения.

Галилей: В феврале 1616 года кардинал Беллармин сказал мне, что мнение Коперника противоречит Священному Писанию. Его нельзя придерживаться или защищать, но можно использовать как гипотезу. На сей счет у меня есть энциклика, подписанная кардиналом Беллармином 26 мая 1616 года.

Инквизитор: Кто-нибудь еще давал Галилею какие-либо предписания?

Галилей: Я не помню, чтобы кто-то еще говорил или предписывал мне делать что-либо по этому поводу.

Инквизитор: Пусть Галилей, если помнит, скажет, требовал ли кто-нибудь от него устно (в присутствии свидетелей) или письменно не изучать, не развивать, не защищать и не распространять мнение.

Галилей: Я помню, что в энциклике, на которую я уже ссылался, было запрещено защищать и распространять мнение. Изучение и развитие теории в этом документе не упоминались.

Инквизитор: После опубликования вышеуказанной энциклики получал ли Галилей разрешение на написание книги?

Галилей: Я не пытался получать разрешения на написание книги, потому что считаю, что не нарушал положений выданной мне энциклики.

Инквизитор: Когда Галилей просил разрешение на публикацию своей книги, он скрыл от Священной конгрегации обстоятельства, которые мы обсуждали?

Галилей: Я ничего не сказал, когда просил разрешение на публикацию, потому что в ее тексте нет ни намека на распространение или защиту мнения.

Итак, Галилей имел на руках официальную энциклику, запрещавшую придерживаться теории Коперника и защищать ее. Этот запрет распространялся на каждого католика в то время. Инквизитор же утверждал, что существует документ, запрещающий Галилею — именно ему — заниматься теорией Коперника, рассматривая ее даже в качестве гипотезы. Инквизиции не нужно было даже предъявлять бумагу, о которой шла речь, процедура этого не предусматривала. Но в секретном архиве такой документ хранится — явная подделка, потому что на нем нет ни одной подписи: ни кардинала Беллармина, ни свидетелей, ни нотариуса, ни Галилея, который должен был бы написать, что он с ним ознакомлен.

Следовало ли инквизиции опускаться до различий между «защищать и распространять» и «изучать и развивать»? Да, так как больше ничего не оставалось. Книга была опубликована, ее допустили несколько цензоров. Папа обрушился на них (например, он изничтожил собственного секретаря, помогавшего Галилею). Но необходимо было публично показать, что книга должна быть изъята из обращения из-за какого-то обмана со стороны Галилея. По этой причине суд избегал вопросов по существу не спрашивал ни о книге, ни о Копернике и занимался формулировками и документами. Галилея выставили в таком свете, как будто он намеренно обманул цензоров, действовал вызывающе и бесчестно.

Заседаний суда больше не было, на этом все и было кончено, как ни удивительно. Галилея еще дважды приводили в эту комнату и разрешили свидетельствовать в свою пользу, но вопросов ему не задавали. Приговор был вынесен на заседании Конгрегации, на котором председательствовал папа. Понтифик определил, как надлежит поступить с Галилеем: ученый-отступник должен быть унижен, а церкви необходимо продемонстрировать свою силу и власть. Галилей был вынужден отречься от учения, и ему были продемонстрированы орудия пыток, как будто их собирались использовать на нем.

Что значила эта угроза для человека, бывшего некогда врачом, мы можем судить по показаниям его современника, который сумел вытерпеть пытки на дыбе. Его имя — Уильям Литгоу, английский путешественник и писатель, которого в 1620 году испанская инквизиция подозревала в шпионаже.

Меня подняли на дыбу. Подтянув меня на положенную высоту, палач просунул мои ноги между двумя из трех брусьев дыбы и завязал на лодыжках тонкие шнуры. Навалившись на дыбу, он потянул шнуры вверх, сухожилия в бедрах полопались, коленные чашечки растрескались. Глаза у меня стали вылезать из орбит, на губах появилась пена, а зубы выбивали барабанную дробь. С моих дрожащих губ срывались безумные стоны, кровь хлестала из разорванных сухожилий рук, бедер и коленей. Меня усадили на пол со связанными руками и приступили с беспрерывными требованиями: «Признавайся! Признавайся!»

Галилей избежал подобных мучений, ему только дважды грозили пыткой — остальное дорисовало его воображение. Одним словом, церкви удалось доказать ученому, что никто не в состоянии противостоять животному страху смерти. Но Галилей уже согласился отречься.

Я, Галилео Галилей, сын Винченцо Галилея, флорентинец, на семидесятом году моей жизни лично предстоя перед судом, преклонив колена перед вами, высокие и достопочтенные господа кардиналы Вселенской христианской республики, имея перед очами Святое Евангелие, которого касаюсь собственными руками, клянусь, что всегда веровал, теперь верую и при помощи Божией впредь буду верить во всё, что содержит, проповедует и чему учит святая Католическая и Апостольская Церковь. Но так как от сего Святого судилища мне было давно уже сделано законное внушение, дабы я покинул ложное мнение, полагающее Солнце в центре Вселенной и неподвижным, дабы не держался этого мнения, не защищал его, не учил ему каким бы то ни было способом, ни устно, ни письменно, а я между тем сочинил и напечатал книгу, в которой излагаю осужденное учение и привожу в пользу его сильные доводы, хотя и не привожу окончательного заключения, то вследствие сего признан я находящимся под сильным подозрением в ереси, то есть что думаю и верю, будто Солнце есть центр Вселенной и неподвижно, Земля же не центр и движется.

Посему, желая изгнать из мыслей ваших, высокопочтенные господа кардиналы, равно как и из ума всякого истинного христианина, это подозрение, законно против меня возбужденное, от чистого сердца и с непритворной верою отрекаюсь, проклинаю, возненавидев вышеуказанную ересь, заблуждение или секту, не согласную со Св. Церковью.

Клянусь впредь никогда не говорить и не рассуждать, ни устно, ни письменно, о чем бы то ни было, могущем восстановить против меня такое подозрение, когда же узнаю кого-либо, одержимого ересью или подозреваемого в ней, то о таком обязуюсь донести сему Св. Судилищу, или же инквизитору, или ординарию ближайшего места. Кроме того, клянусь и обещаю уважать и строго исполнять все наказания и исправления, которые наложило или наложит на меня сие Св. судилище.

В случае нарушения мною (да хранит меня Бог) чего-либо из этих слов, свидетельств, клятв и обещаний подвергаюсь всем наказаниям и исправлениям, назначенным Св. канонами и другими общими и частными постановлениями против преступлений сего рода. В этом да поможет мне Господь и святое его Евангелие, которого касаюсь собственными руками.

Я, поименованный Галилео Галилей, отрекся, поклялся и обязался, как сказано выше. В подтверждение прикладываю руку под сиею формулою моего отречения, которое прочел во всеуслышание от слова до слова. Июня 22 дня 1633 года в монастыре Минервы в Риме.

Я, Галилео Галилей, от вышесказанного отрекся собственноручной подписью.

До конца жизни Галилей жил под строгим домашним арестом на своей вилле в Арчетри неподалеку от Флоренции. Папа был неумолим: ни одной строчки Галилея не должно быть опубликовано, и этот запрет не обсуждался. Галилею даже нельзя было разговаривать с протестантами. Все ученые в католическом мире притихли. Великий современник Рене Декарт перестал публиковаться во Франции и в конце концов переехал в Швецию.

Тем не менее Галилей продолжил трудиться над книгой, работу над которой прервал суд. Книга называлась «Беседы и математические доказательства двух новых наук». В работе шла речь только о физике, ни астрономия, ни звезды, ни строение Вселенной в ней не упоминались. Галилей закончил книгу в 1636 году, то есть через три года после суда. Ему было 72 года. Конечно, он не мог рассчитывать на ее опубликование, пока два года спустя ее не напечатали протестанты из Лейдена (Нидерланды). К этому времени ученый полностью ослеп. Он с горечью описывает:

Увы… Галилео, ваш преданный друг и слуга, месяц как полностью и неизлечимо ослеп. Теперь небо, Земля, Вселенная, которые во время моих замечательных наблюдений и четких демонстраций я увеличивал в сто, нет, в тысячу раз, выходя за рамки общепринятых представлений всех предыдущих веков, — все они свертываются для меня до пределов моих собственных телесных ощущений.

Среди тех, кто навестил Галилея в его заточении в Арчетри, был молодой Джон Мильтон, английский поэт, который очень хотел посвятить ученому большую эпическую поэму. По иронии судьбы к тому времени, когда Мильтон вознамерился осуществить задуманное (это произошло через тридцать лет), он полностью ослеп и смог закончить работу только с помощью детей.

В конце жизни поэт отождествлял себя с героем написанной им драматической поэмы «Самсон-борец», называя себя Самсоном среди филистимлян:

В Газе ослепленный и заключенный в темницу с рабами.

Перед смертью Самсон сумел набраться сил и разрушить империю филистимлян. Это же помимо своей воли сделал Галилей. Суд, длительный домашний арест способствовали полной остановке развития научной традиции в Средиземноморье. С этого времени научно-техническая революция переместилась в Северную Европу. Галилей умер, все еще заключенный в собственном доме, в 1642 году. На Рождество, в тот же год, в Англии родился Исаак Ньютон.

Глава 7. Величественная точность

В 1630 году, уже на первых страницах «Диалога о двух главных системах мира», Галилей писал, что итальянская наука и торговля рискуют потерять лидирующие позиции из-за конкуренции со стороны Северной Европы. Эти слова великого итальянца стали пророческими. Например, общее описание гелиоцентрической системы мира, которое выполнил Коперник, в строгую систему, основанную на трех законах и подкрепленную точными математическими расчетами, превратил немецкий математик, астроном, механик и оптик Иоганн Кеплер.

Во-первых, он доказал, что орбиты планет только условно можно называть окружностями. На самом деле небесные тела перемещаются по эллипсам, в одном из фокусов которых находится Солнце. Во-вторых, Кеплер рассчитал, что ни одна планета не движется с постоянной скоростью. Приближаясь к Солнцу, небесное тело ускоряется, отдаляясь — замедляется. В-третьих, он установил, что период обращения планеты зависит от среднего расстояния между ней и Солнцем: чем ближе планета к светилу, тем короче период ее обращения.

Таково было положение дел в астрономии, когда на Рождество 1642 года появился на свет Исаак Ньютон. Со дня смерти Кеплера прошло 12 лет, со дня смерти Галилея — несколько месяцев. Не только астрономия, вся наука стояла на рубеже великих открытий, которые позволили ученым перейти от описательности к динамичному и точному объяснению причин каждого конкретного явления.

Итак, в 1650 году центр развития цивилизации переместился из Италии в Северную Европу. Причина этого очевидна: проложенные торговые пути, которые стали востребованными после открытия и освоения Америки. Средиземноморье же утратило свои позиции. Одним словом, весь цивилизованный мир переехал на берега Атлантики, как и предупреждал Галилей. Состоятельные купцы и быстро разбогатевшие конкистадоры сформировали новый класс, а значит, начали формироваться новые политические взгляды. В Италии и Средиземноморье по-прежнему сохранялся имперский уклад жизни.

Источником новых идей и принципов стали протестантские мореходные страны Севера — Англия и Нидерланды. Голландцы научились осушать болота и отвоевывать сушу у Северного моря. Англию обуял дух свободы и независимости. В стране в 1640–1660 годах шла трагическая и кровавая гражданская война и буржуазная революция. К 1650 году Англия стала республикой. К власти пришел протектор Оливер Кромвель, который при поддержке таких генералов, как Генри Айртон, освободил от роялистов Линкольншир и взял на себя ответственность за казнь монарха.

В это самое время, в 1642 году, в небольшой деревне Вулсторп в доме своей матери родился Исаак Ньютон. Его отец умер, не дожив до рождения сына несколько месяцев. Мать через некоторое время повторно вышла замуж, в этом ее браке родились дети, и старшего сына она передала на попечение бабушки. Мальчик не стал беспризорником, но все же недополучил материнской любви и заботы, на которую был вправе рассчитывать. Из-за этого всю жизнь Ньютон оставался нелюдимым угрюмым холостяком. Все открытия он совершил в одиночку: ученый боялся, что их могут похитить, так же как в детстве у него увели мать. Наверное, по этой причине Ньютон не вел дневников, и мы ничего не знаем о том, как он учился в школе и университете.

В 1665 году Ньютон завершил учебу в Кембридже, но к полноценной работе приступить не смог и трудился в родной деревне, потому что в течение 1665–1666 годов в крупных городах Англии свирепствовала великая эпидемия чумы. Незадолго до этого его мать, овдовев, вернулась в Вулсторп. Приезд матери придал ученому сил, и он приступил к работе с утроенной энергией. Его настоящей страстью стала математика. Сегодня, когда изучены конспекты Ньютона, стало очевидным, что он был не слишком усидчивым и прилежным учеником: он не стремился заучивать уже существующие формулы, правила и теоремы, а разрабатывал, придумывал и выстраивал свои. В эти годы он совершил первое свое открытие — изобрел флюксии, которые мы сегодня называем производными. Он применял их как своего рода секретный инструмент, обнародовав только результаты. На публичных выступлениях он пользовался принятыми в его время математическими терминами.

Здесь же, в родной деревне, он начал работу над законом всемирного тяготения, и сразу же проверил его, рассчитав движение Луны вокруг Земли. Ночное светило Ньютон сделал главным объектом своих наблюдений и расчетов. Если Луна движется по своей орбите благодаря притяжению Земли, то она должна лететь подобно очень быстро брошенному мячу или яблоку, скорость должна быть достаточно велика, чтобы при движении Луна падала ровно настолько, чтобы ее изгибающаяся траектория оставалась на одном и том же расстоянии от центра Земли. Но какова должна быть в этом случае величина силы притяжения?

Я вычислил, что планеты на их орбитах удерживают силы тяготения, каждая из которых обратно пропорциональна квадрату ее расстояния от Солнца. Это позволило мне найти отношение силы тяжести на поверхности Земли к силе, с которой она притягивает Луну. Многие расчеты я выполнил с довольно высокой точностью.

Несмотря на то что в своих расчетах Ньютон пользовался довольно грубыми данными, вычисленный им период обращения Луны вокруг Земли довольно точно совпал с реально наблюдаемым — 27 1/4 дня.

Когда что-то получается из простых числовых закономерностей, как у Пифагора, вы понимаете, что у вас в руках оказывается разгадка тайны природы — универсальный закон, который управляет движением небес с точностью часового механизма. Представьте, что вы вставили ключ в замок и повернули его, и природа открылась перед вами в числах, описывающих ее структуру. Но, будучи Ньютоном, вы не публикуете результаты своих трудов.

В 1667 году Ньютон вернулся в Кембридж, чтобы начать работать в Тринити-колледже. Два года спустя учебное заведение покинул профессор, который читал курс математики. Событие вполне рядовое, если бы не одно обстоятельство: на должность этого профессора был принят Исаак Ньютон. На момент назначения ему исполнилось 26 лет.

Став профессором, Ньютон почти сразу же опубликовал свою первую работу по оптике. Труд задуман во время вынужденных «чумных каникул» 1665 и 1666 годов, оказавшихся самыми продуктивными для ученого. Как только эпидемия чумы пошла на спад, Ньютон тут же вернулся в Тринити-колледж.

Может быть, кому-то покажется странным, что гений, почти все время изучавший строение Вселенной, вдруг задумывается о природе света и цвета. Однако столь резкому на первый взгляд повороту есть по крайней мере два объяснения. Англия — островное государство. Единственный путь в другие страны лежит через море, поэтому лучшие умы страны работали на Адмиралтейство. Однако наивно предполагать, что таких гениев, как Ньютон, удовлетворит работа по усовершенствованию уже изобретенных кем-то машин, приспособлений, приборов и устройств. Они совершают собственные открытия, которые определяют развитие науки и техники на столетия вперед. Телескопы того времени обладали рядом недостатков. Ньютон впервые столкнулся с проблемой разделения белого света на составляющие цвета, изготавливая линзы для своего телескопа.

Физические явления всегда заключаются во взаимодействии энергии с веществом. Мы видим материю благодаря свету, мы можем перекрыть луч света материальным телом. Понимание этой взаимосвязи позволяет ученому проникнуть вглубь явлений, поскольку одно не может существовать без другого.

В 1666 году Ньютон занялся вопросом появления радужных ореолов вокруг изображений, создаваемых линзами. Край линзы можно представить в виде небольшой призмы. Разумеется, тот факт, что призма разлагает белый цвет в радугу, никого не мог удивить, по крайней мере он был так же стар, как Аристотель.

Но, увы, описание Аристотеля не содержало никакого анализа явления. Он просто говорил, что белый свет, проходя через стеклянную призму, слегка темнеет со стороны тонкого края, приобретая красную окраску, затем он чуть более темнеет по мере смещения к середине призмы, приобретая зеленую окраску, и, наконец, у основания призмы становится синим. Чудесно! Все это описание не объясняет ровным счетом ничего, хотя выглядит весьма правдоподобно. Ньютон указал на очевидную вещь, которую не объясняет аристотелевское описание. Пропустив солнечный свет через узкое отверстие, можно на противоположной стене получить круглое изображение солнца. Если на пути луча поставить призму то изображение солнца станет вытянутым и окрашенным. До сих пор все считали, что призма преобразует белый свет в радугу, и не находили этому объяснения. Ньютон же показал, что белый свет на самом деле изначально является смесью всех прочих цветов, а призма лишь разделяет их.

Подобное объяснение стало принципиально новой научной идеей, которую не поняли и не приняли современники. С Ньютоном спорили Роберт Гук и другие физики. Их аргументы были сомнительны, но риторика при этом носила столь агрессивный характер, что Ньютон написал Лейбницу:

Я сто раз пожалел о том, что неосторожно опубликовал теорию света, потому что ее подвергают беспощадной, жесткой критике во время обсуждений, а мне пришлось забыть о благословенной тишине, которая так необходима в моей работе.

Ньютон начал избегать общества и работать в одиночестве, чтобы не тратить время на пустые, по его мнению, споры. Он опубликовал результаты исследований только в 1704 году, после смерти своего главного оппонента Роберта Гука, прежде официально известив о своем решении президента Королевского научного общества Великобритании:

Увидев, сколь болезненную реакцию вызвала моя публикация, в дальнейшем я намерен быть более аккуратным в этом вопросе и надеюсь, что вы не сочтете мое решение ошибочным.

Оставим в покое эти околонаучные споры и прочитаем у Ньютона, чем он был занят в 1666 году:

Я закупил несколько стеклянных треугольных призм, чтобы получить знаменитый эффект разложения белого цвета на радугу. Для этого я выбрал темную комнату с одним окном, затемнил его и сделал небольшую прорезь в затемнении так, чтобы поймать солнечный луч. Одну из стеклянных призм я разместил на его пути, чтобы свет преломлялся и падал на противоположную стену. В первую очередь таким способом я смог насладиться яркими интенсивными цветами. Затем я стал внимательно рассматривать радугу и с удивлением увидел, что изображение представляет собой полосу вместо того чтобы в соответствии с законами преломления света образовать круг.

Внезапно меня осенило… Свет, падающий на один край изображения, преломлялся сильнее, чем падающий на другой. Значит, истинная причина удлинения спектра заключается именно в том, что белый свет состоит из совокупности цветовых лучей, по-разному преломляемых. Эти лучи, невзирая на угол падения, по-разному отображаются на стене в зависимости от показателя преломляемости каждого.

Ньютон объяснил вытянутую форму спектра тем, что белый свет разделяется на составляющие. Каждый из цветов преломляется по-своему и это его абсолютное свойство.

Затем я поставил другую призму… так, чтобы преломленный через первую призму свет… мог пройти через вторую и снова преломиться, прежде чем он проявится радугой на стене. Я поворачивал первую призму разными гранями, даже вращал вокруг вертикальной центральной оси, приближал и удалял ее к источнику света и ко второй призме. Я делал это, чтобы исследовать, как изменится спектр.

Через какие бы поверхности я ни пропускал свет, его отражение на стене сохраняло форму и последовательность цветов.

Итак, традиционное представление было разрушено. Если бы свет изменялся, проходя через призму, то вторая призма дала бы новые цвета. Ньютон доказал, что после того, как цвет выделен посредством преломления, он остается неизменным.

Я преломлял его через призмы, отражал на цветные поверхности, ставил на его пути цветную пленку, зажатую между стеклянными пластинками, пропускал его сквозь цветные среды и сквозь среды, освещенные лучами другого рода. Но ни в одном случае мне не удалось получить новый цвет.

Больше всего меня поразило свойство дневного света, который мы определяем как белый: ни в одном из опытов он не проявился именно как белый, без примесей других цветов. Этого никогда не случалось, наоборот, состав его почти всегда оставался постоянным: определенное количество первичных цветов, смешанных в должной пропорции. Я часто с восхищением наблюдал, как разноцветный спектр сходился в белый луч и распадался на радугу на стене, чтобы, отразившись от ее поверхности, снова смешаться в свет, целиком и полностью белый.

Следовательно, белизна является обычной окраской дневного света. Этот свет представляет собой слияние совокупности разноцветных лучей, которые хаотично отражаются от разных частей стоящих на их пути тел.

Это выдержка из письма, написанного Ньютоном в 1672 году, вскоре после того, как он был избран членом Королевского научного общества. Он также представил коллегам свои эксперименты и сформулировал теорию света, которая на сей раз устояла под напором критики. Ньютон был очень горд этим достижением:

От натуралиста мало кто ожидает создания математически выверенной системы, и все же я осмелюсь утверждать, что уверен в своей теории света, как и в любой другой части «Оптики».

После публикации этой теории авторитет Ньютона в Лондоне заметно укрепился. Университетские ученые распространили ее по всем мировым научным центрам. Одновременно с этим в европейских столицах появились восточные купцы, которые везли шелка и специи.

Открытием Ньютона и появлением ярких восточных пигментов воспользовались живописцы — их палитры стали богаче, цвета — ярче, потому что за счет оптического смешивания художники обогатили изобретенную Леонардо да Винчи технику сфумато (последовательного втирания в холст тонких слоев краски, которые в конечном итоге за счет подсвечивания воспринимаются глазом как новый оттенок или цвет). Это нашло отражение в литературе: Александр Поуп, которому в те поры было всего 16 лет, несомненно, не такой чувственный поэт, как Шекспир, стал включать в свои тексты эпитеты, основанные на характеристиках цвета. Шекспир использует этот прием в десять раз чаще. Вот, например, как Поуп описывает рыбу, которую вылавливали в Темзе:

  • И яркоглазый окунь там живет,
  • Серебряные водятся угри,
  • Карп, чьи чешуйки в золоте зари,
  • Там в красных крапинках форель видна,
  • Там рыщет щука, вечно голодна.

Можно ли эти строки не признать упражнением поэта в описании цветов?

Слава Ньютона росла, но то внимание, которое привлекала его персона, неизбежно порождало новые споры вокруг его теории. Особой остроты дискуссии достигли в переписке. Именно в письмах, которыми с 1676 года начали обмениваться Ньютон и Лейбниц, между ними пошел спор о том, чья система исчисления должна стать приоритетной. Ньютон, невзирая на незаурядную математическую одаренность Лейбница, ни в какую не желал признавать, что тот изобрел свою двоичную систему самостоятельно.

В это же время Ньютон задумывается о том, чтобы снова уединиться в своей обители в Тринити. Просторный двор, небольшой сад, отличные жилые и подсобные помещения его родового поместья стали для него лабораторией. Семейство Невилл объявило сбор средств на создание Большой библиотеки имени Кристофера Рена при Кембриджском университете. Ньютон направил в этот фонд 40 фунтов стерлингов. Казалось бы, жизнь ученого входила в нормальное русло, и он мог бы посвятить дальнейшие годы исследованиям, наблюдениям и экспериментам. Однако Ньютон отказался от поездок в Лондон, чтобы участвовать в научных конференциях и появляться на светских раутах, а к нему, в Кембридж, не желал приезжать ни один из чиновников от науки.

Страницы: «« 1234567 »»

Читать бесплатно другие книги:

Новый роман Орхана Памука рассказывает историю любви, случившуюся в небольшом городке недалеко от Ст...
Пожалуй, самая значимая и авторитетная книга в мире – руководство по обретению успеха, богатства, жи...
Наивно было бы полагать, что мы можем дать удовлетворительное определение понятию «мышление».В погон...
Всем известно, что жизнь – нелегкая штука. Буквально на каждом шагу нас подстерегают неприятности и ...
Равновесие – штука хрупкая, минуты спокойствия преходящи. Комиссар Франк Шарко, начиная расследовани...
Здравствуй. Этой мой первый сборник стихов. И он, конечно, про любовь. но здесь ты не найдешь возвыш...