"Космос" - читать интересную книгу автора (Саган Карл)Книга знаменитого американского астрофизика и популяризатора науки К. Сагана рассказывает об эволюции Вселенной, формировании галактик и зарождении жизни и разума. Автор прослеживает пути познания Вселенной — от прозрений древних мыслителей через открытия Кеплера, Ньютона и Эйнштейна к современным космическим миссиям. Глава VII. ХРЕБЕТ НОЧИОни добрались до круглого отверстия в небе... сияющего, подобно огню. «Это — звезда», —сказал Ворон. Я бы скорее предпочел знать одну причину [вещей], чем быть царем Персии. Но Аристарх Самосский выпустил в свет книгу о некоторых гипотезах, из которых следует, что мир гораздо больше, чем понимают обычно. Действительно, он предполагает, что неподвижные звезды и Солнце находятся в покое, а Земля обращается по окружности круга... между Солнцем и неподвижными звездами, а сфера звезд... так велика, что круг, по которому... обращается Земля, так же относится к расстоянию до неподвижных звезд, как центр сферы к ее поверхности*. Если добросовестно собрать представления человека о Божественном, то придется признать, что по большей части он использует слово «боги» для выражения скрытых, отдаленных, непонятных причин явлений, которые ему приходилось наблюдать; что он применяет это слово, когда механизм действия естественных причин выпадает из его поля зрения: как только он теряет нить причинных связей, едва только его сознание не может больше проследить за их цепью, он решает возникшие трудности, прекращает исследования, ссылаясь на своих богов... Но в таком случае, когда он приписывает богам происхождение некоторых явлений... разве * Цит. по: 248 не подменяет он неясность своих мыслей пустым звуком, к которому привык относиться с благоговейным трепетом? Ребенком я жил в Нью-Йорке, в бруклинском районе Бенсонхёрст. Я отлично знал окрестности: каждый многоквартирный дом, голубятню, двор, крыльцо, пустырь, большой вяз, декоративную решетку, желоб для подачи угля, каждую стену для игры в китайский ручной мяч, среди которых самой удобной была кирпичная стена театра Лоу Стиллуэлла. Я знал, где живет множество людей: Бруно и Дино, Роналд и Харви, Сэнди, Верни, Дэнни, Джеки и Майра. Но уже в нескольких кварталах, к северу от 86-й улицы с ее интенсивным автомобильным движением и железнодорожной насыпью, располагалась странная неизведанная территория, запретная для моих прогулок. Своего рода Марс в сравнении со всем, что я знал. Даже если рано ложишься спать, зимой иногда видишь звезды. Я глядел на них, мерцающие, далекие, и думал, что же это такое. Я спрашивал о них старших ребят и взрослых, которые отвечали: «Это огни в небе, малыш». Я и сам 249 альбом фотографий мужчин и женщин с именами вроде Кларк Гейбл и Джин Харлоу*. Я выразил недовольство, и она, улыбнувшись (по причине мне тогда непонятной), нашла другую, правильную книгу. Затаив дыхание, я открыл ее и читал, пока не дошел до нужного места. В книге говорилось нечто удивительное, это была великая мысль. В ней утверждалось, что звезды — это солнца, только очень далекие. А Солнце — это звезда, но близкая к нам. Представьте себе, что вы взяли Солнце и удалили его настолько, что оно стало всего лишь крошечной мерцающей светлой точкой. Как далеко вы должны отодвинуть его? Я понятия не имел об угловом размера Не знал ничего о законе обратных квадратов, описывающем распространение света. У меня не было никакой возможности вычислить расстояние до звезд. Но я мог сказать, что если звезды — это солнца, они должны быть очень далеко — намного дальше, чем 85-я улица, дальше Манхэттена, вероятно, даже дальше Нью-Джерси. Космос был намного больше, чем я предполагал. Потом я прочитал о другом поразительном факте. Земля, на которой находится Бруклин, — это планета, и она движется вокруг Солнца Существуют другие планеты. Они тоже движутся вокруг Солнца; некоторые ближе к нему, другие — дальше. Но планеты не излучают своего собственного света, как Солнце. Они просто отражают солнечные лучи. Удалившись на большое расстояние, вы вообще не смогли бы разглядеть Землю и другие планеты; они были бы лишь слабыми, едва светящимися точками, затерянными в сиянии Солнца. Ну хорошо, думал я, в таком случае другие звезды тоже * 250 должны иметь планеты, которые мы еще не обнаружили, и на некоторых из этих планет должна быть жизнь (почему бы и нет?), жизнь, возможно, не похожая на ту, что нам известна, — на жизнь в Бруклине. Поэтому я решил стать астрономом, чтобы исследовать звезды и планеты и, если получится, побывать на них. Мне исключительно повезло: мои родители и некоторые учителя поддерживали эти странные замыслы, и к тому же я жил в то время, когда впервые в истории люди стали посещать другие миры и занялись глубокой разведкой Космоса. Родись я намного раньше, то не смог бы, сколь бы велико ни было мое рвение, понять, что представляют собой звезды и планеты. Я бы не знал, что существуют другие солнца и другие миры. Это один из величайших секретов, вырванных нашими предками у Природы после миллиона лет спокойного наблюдения и смелых размышлений. Что такое звезды? Подобные вопросы естественны, как детская улыбка. Мы всегда задавали их. Отличие нашего времени в том, что мы знаем по крайней мере некоторые ответы. Книги и библиотеки преподносят их нам уже готовыми. В биологии существует важный, хотя и не всегда строго выполняющийся принцип рекапитуляции: в индивидуальном эмбриональном развитии мы повторяем эволюционную историю своего вида. Мне кажется, некоего рода рекапитуляция имеет место и в нашем индивидуальном интеллектуальном развитии. Мы невольно воспроизводим идеи наших далеких предков. Представьте себе время до появления науки, библиотек. Перенеситесь мыслью на сотни тысяч лет назад. Тогда мы были почти так же умны, как сейчас, так же любознательны, столь же вовлечены в социальную и сексуальную жизнь. Но эксперименты еще не были поставлены, изобретения еще не были сделаны. Это было 251 детство рода человеческого. Вообразите эпоху, когда люди впервые приручили огонь. Как протекала тогда человеческая жизнь? Что думали наши предки о звездах? Иногда в фантазиях мне рисуется некто, думавший примерно так: 252 253 * Не следует отбрасывать за «примитивностью» это представление об огне как о живом существе, которое надо защищать и о котором надо заботиться. Оно обнаруживается у истоков многих современных цивилизаций. В каждом доме Древней Греции и Рима, а также у брахманов Древней Индии были очаги и набор строгих правил по обращению с огнем. На ночь тлеющие угли присыпали пеплом; по утрам подбрасывали хворост, чтобы оживить пламя. Смерть огня в очаге олицетворяла собой смерть семьи. Во всех трех культурах ритуалы, относящиеся к очагу, были связаны с поклонением предкам. Отсюда ведет свое происхождение Вечный огонь, символ, который и ныне широко используется по всему миру в религиозных, мемориальных, политических и спортивных церемониях. — 254 255 256 Не думаю, что подобные мысли о звездах беспокоили многих членов племен, занимавшихся охотой и собира- 257 тельством. Возможно, лишь единицы задумывались об этом на протяжении долгих веков, и уж конечно никогда все эти идеи не приходили в голову одному человеку. Тем не менее в подобных человеческих сообществах бытуют весьма сложные представления. Например; бушмены из племени !канг*, живущие в пустыне Калахари в Ботсване, имеют свое толкование Млечного Пути, который в их широтах часто поднимается прямо над головой. Они называют его «спинным хребтом ночи», как если бы небо было огромным животным, внутри которого мы живем. Их объяснение делает Млечный Путь полезным и понятным. Племя !канг считает, что Млечный Путь поддерживает ночь, что, если бы не он, осколки тьмы упали бы вниз к нашим ногам. Очень изящная идея. Метафоры типа «небесные костры» или «галактический хребет» в большинстве человеческих культур были в конце концов заменены другими идеями: могущественные существа на небесах превратились в богов. Они получили имена и родословную, а также обязанность отвечать за разные космические службы. Для каждого человеческого дела был свой бог или богиня. Боги управляли Природой. Ничто не могло случиться без их прямого вмешательства. Если они пребывали в довольстве, то пища водилась в изобилии, и люди благоденствовали. Но стоило чем-то прогневать богов — порой для этого хватало сущей ерунды, — последствия оказывались ужасны: засухи, бури, войны, землетрясения, извержения вулканов, эпидемии. Богов следовало умиротворять, и появилось обширное сословие священников и оракулов, призванных умилостивить богов. Но поскольку боги * Восклицательный знак соответствует щелчку, который производится языком, с обратной стороны резцов одновременно с произнесением звука «к». — 258 капризны, никто не ведал, что они станут делать. Природа оставалась тайной. Понять мир было так трудно... Немногое уцелело на острове Самос в Эгейском море от Герайона — одного из чудес древнего мира, великого храма, посвященного Гере, которая начала свою карьеру в качестве богини неба. Она покровительствовала Самосу и была для него тем же, чем богиня Афина была для Афин. Значительно позже ее взял в жены Зевс, повелитель олимпийских богов. Древние легенды говорят нам, что медовый месяц они провели на Самосе. Полосу диффузного света на ночном небе греческая религия объясняет тем, что молоко, брызнувшее из груди Геры, окропило небо. Этой легенде мы обязаны названием «Млечный Путь», которым продолжаем пользоваться до сих пор. Возможно, изначально она отражала важную догадку, что небеса питают Землю. Но даже если и так, значение это, похоже, забылось тысячи лет назад. Мы — почти все из нас — потомки тех людей, которые в ответ на тяготы жизни выдумывали истории о непредсказуемых или разгневанных божествах. Долгое время инстинктивная тяга людей к постижению мира шла вразрез с гибкими религиозными объяснениями, как было в Древней Греции эпохи Гомера, где боги повелевали небом и Землей, грозами, океанами и подземным миром, огнем и временем, любовью и войной, где каждое дерево и каждый луг служили приютом дриадам и нимфам. Тысячи лет людей угнетало — а некоторых угнетает и теперь — представление о Вселенной как о марионетке, нити которой в руках бога (или богов), невидимого и непостижимого. А потом, 2500 лет назад, в Ионии произошло славное пробуждение. На Самосе и в других близлежащих греческих колониях, выросших на островах и в бухтах оживленной восточной части Эгейского 259 моря*, вдруг появились люди, которые верили, что все на свете состоит из атомов; что человеческие существа и иные животные произошли от других, более простых форм жизни; что болезни вызываются не демонами и богами; что Земля всего лишь планета, движущаяся вокруг Солнца. И что звезды находятся очень-очень далеко. Эта революция породила Космос и Хаос. Сперва греки верили в изначальный Хаос, что перекликается с тем стихом Книги Бытия, где сказано, что земля была «безвидна»**. Хаос создал богиню по имени Ночь и соединился с ней, а их потомки дали жизнь всем богам и людям. Мир, сотворенный из Хаоса, идеально согласовался с греческой верой в непредсказуемую Природу, управляемую капризными богами. Однако в VI веке до нашей эры в Ионии сформировалась новая концепция, одна из величайших идей человечества. Вселенная познаваема, утверждали древние ионийцы, поскольку обнаруживает внутренний порядок: в Природе есть закономерности, позволяющие раскрыть ее секреты. Природа не является совершенно непредсказуемой; есть правила, которым даже она должна подчиняться. Этот замечательный, упорядоченный характер Вселенной получил название Космос. Но почему именно в Ионии? Почему среди этих непритязательных, пасторальных пейзажей, на этих далеких островах и побережьях Восточного Средиземноморья? Почему не в великих городах Индии или Египта, не в Вавилонии, Китае или Центральной Америке? Китай имел тысячелетнюю астрономическую традицию; * Во избежание недоразумений надо заметить, что Иония располагалась не в Ионийском море; она была названа так колонистами с побережья Ионийского моря. — ** Быт. 1:2. В оригинале цитируется английский перевод Библии, где употреблено словосочетание without form (без формы). — 260 здесь изобрели бумагу и печатный станок, ракеты, часы, шелк, фарфор и методы навигации в открытом море. Некоторые историки утверждают, что это было все же слишком традиционалистское общество, активно сопротивлявшееся нововведениям. Почему не Индия, невероятно богатая, преуспевшая в математике культура? Потому, отвечает кое-кто из историков, что она была зачарована идеей вечной Вселенной, обреченной без конца повторять циклы смерти и перерождения душ и миров, где не может произойти ничего принципиально нового. Почему не майя или ацтеки, достигшие значительных успехов в астрономии и, подобно жителям Индии, тоже завороженные большими числами? Потому, заявляет ряд историков, что эти народы были лишены способностей или мотивов к созданию механических изобретений. Майя и ацтеки и колесо-то применяли только в детских игрушках. Ионийцы имели целый ряд преимуществ. Иония — царство островов. Изоляция, даже неполная, способствует разнообразию. Множество несхожих между собой островов выработало многообразие политических систем. Не было единой силы, которая могла бы установить социальное и интеллектуальное единообразие на всех островах. Стали возможны свободные исследования. Поддержание суеверий не считалось политической необходимостью. В отличие от многих других культур ионийцы находились на перекрестке цивилизаций, а не в одном из центров. В Ионии финикийский алфавит был впервые адаптирован для греческого языка, что сделало возможным широкое распространение грамотности. Письмо больше не было монополией жрецов и переписчиков. Идеи многих людей стали доступны для рассмотрения и обсуждения. Политическая власть находилась в руках торговцев, активно содействовавших развитию 261 техники, от которой зависело их процветание. Именно в Восточном Средиземноморье африканские, азиатские и европейские цивилизации, в том числе великие культуры Египта и Месопотамии, встречались и перекрестно опыляли друг друга в энергичном и изощренном противостоянии предубеждений, языков, идей и богов. Как быть, если сталкиваешься с тем, что сразу несколько разных богов претендует на одну и ту же территорию? Вавилонский Мардук и греческий Зевс оба считались повелителями неба и царями богов. Вы можете подумать, что Мардук и Зевс суть одно и то же божество. Однако несходство их атрибутов способно также натолкнуть вас на мысль, что один из них был выдуман жрецами. Но если один выдуман, то почему не оба? Так родилась великая идея, осознание того, что есть путь познания мира вне гипотезы о боге, что существуют принципы, силы, законы природы, благодаря которым мир можно понять, не приписывая каждое падение воробья прямому вмешательству Зевса. Китай, Индия и Центральная Америка, я думаю, тоже пришли бы к науке, будь у них немного больше времени. Культуры не развиваются в едином ритме, не идут в ногу. Они появляются в разное время и прогрессируют в разном темпе. Научное мировоззрение работает так хорошо, объясняет так много и настолько созвучно с наиболее развитой частью нашего мозга, что со временем, я полагаю, практически любая культура Земли, предоставленная самой себе, пришла бы к науке. Одной из культур суждено было вырваться вперед. Так случилось, что Иония стала тем местом, где впервые появилась наука. Эта великая революция человеческого мышления началась между 600 и 400 годами до нашей эры. Ключом к перевороту послужил ремесленный труд. Многие бле- 262 стящие ионийские мыслители были сыновьями мореплавателей, крестьян и ткачей. Они привыкли работать руками, в отличие от жрецов и писцов других наций, выросших в роскоши. Они отвергали предубеждения и творили чудеса. Во многих случаях у нас есть только отрывочные или позднейшие описания того, что происходило. Метафоры, которые были тогда в ходу, могут запутать нас. Почти наверняка несколько столетий спустя предпринимались сознательные усилия, чтобы скрыть новое знание. Главными фигурами в этой революции были люди с греческими именами, большей частью неизвестные нам сегодня, но ставшие истинными пионерами нашей цивилизации и нашего гуманизма. Первым ионийским ученым был Фалес из Милета, города в Малой Азии, на противоположном берегу узкого пролива, отделяющего Самос от материка. Он путешествовал в Египет и был посвящен в знание Вавилона. Говорят, что Фалес предсказал солнечное затмение. Он знал, как измерить высоту пирамиды по длине ее тени и высоте Солнца над горизонтом — метод, применяемый сегодня для определения высоты гор на Луне. Фалес первым стал доказывать геометрические теоремы, подобные тем, что три века спустя систематизировал Евклид, например утверждение о равенстве углов при основании равнобедренного треугольника. Ясно прослеживается непрерывность мыслительной работы от Фалеса к Евклиду, а затем к Исааку Ньютону, который в 1663 году купил на Сторбриджской ярмарке «Начала геометрии» — событие, ускорившее появление современной науки и технологии. Фалес пытался объяснить мир, не ссылаясь на вмешательство богов. Вслед за вавилонянами он считал, что весь мир состоит из воды. Чтобы объяснить существование суши, вавилоняне добавляли, что Мардук расстелил 263 на воде ковер и выбивает из него пыль*. Фалес тоже придерживался подобных взглядов, но, как выразился Бенджамин Фаррингтон, «оставил в стороне Мардука». Да, изначально все было водой, но Земля образовалась из океанов благодаря естественному процессу, — подобному, полагал Фалес, заилению, которое ему довелось наблюдать в дельте Нила. Он считал воду первоосновой всей материи, как сегодня мы видим эту первооснову в электронах, протонах и нейтронах или в кварках. Правильны или нет были выводы Фалеса, не столь важно в сравнении с другим его умозаключением: мир не был создан богами, но является продуктом взаимодействующих в природе материальных сил. Из Вавилона и Египта Фалес привез семена новых наук — астрономии и геометрии, наук, которые пустили побеги и выросли на плодородной ионийской почве. Мы очень мало знаем о жизни Фалеса, но сохранилась история, рассказанная Аристотелем в его «Политике» (книга 1, IV.4. — * Ряд свидетельств говорит о том, что ранние шумерские космогонические мифы содержали в основном естественные объяснения, которые позднее, около 1000 года до нашей эры, были систематизированы в поэме «Энума элиш» («Когда в вышине» — первые слова поэмы); однако затем место Природы заступили боги, а мифы подменили космогонию теогонией. «Энума элиш» напоминает сказания японцев и айнов, в которых космос, первоначально заполненный грязью, от удара птичьих крыл разделился на сушу и воду. Космогоническое предание народа Фиджи говорит: «Рокомауту создал землю. Он вычерпывал ее со дна океана огромными горстями и складывал грудами здесь и там. Так появились острова Фиджи». Отделение земли от воды — довольно естественная идея для островных народов, занимающихся мореплаванием. — 264 Фалес был также известен как мудрый политик, убедивший милетцев отказаться от союза с Крезом, царем Лидии, но безуспешно призывавший островные государства Ионии объединиться, чтобы противостоять лидийцам. Анаксимандр, друг и сподвижник Фалеса, был одним из первых известных нам людей, кто занимался экспериментированием. Изучая движение тени, отбрасываемой вертикальной палкой, он точно определил продолжительность года и сезонов. Веками люди использовали палку, чтобы бить и пронзать друг друга. Анаксимандр применил ее для измерения времени. Он первым в Греции построил солнечные часы, создал карту известного мира и небесный глобус с нанесенным на него рисунком созвездий. Он считал, что Солнце, Луна и звезды — это огонь, видимый сквозь перемещающиеся отверстия в небесном своде (идея, возможно зародившаяся куда раньше). Анаксимандр полагал, и это стоит отметить особо, что Земля не подвешена к небу и не поддерживается им, но сама по себе находится в центре Вселенной; поскольку она равноудалена от всех точек «небесной сферы», то нет сил, способных сдвинуть ее. Мы рождаемся столь беспомощными, говорил он, что если бы первые человеческие детеныши были брошены в мир и оставлены на произвол судьбы, они бы немед- 265 ленно умерли. Из этого Анаксимандр сделал вывод, что человеческие существа произошли от других животных, более сильных от рождения: он предполагал, что жизнь спонтанно зарождается в грязи и что первыми живыми существами были рыбы, покрытые шипами. Потомки этих рыб в конце концов покинули воду и вышли на сушу, где развились в животных, превращаясь из одной формы в другую. Он верил в существование бесконечного числа миров, сплошь населенных и проходящих через циклы распада и возрождения. «Однако, — как с сожалением отмечает святой Августин, — он не больше, чем Фалес, связывал причину всех этих непрестанных изменений с деятельностью божественного разума». Примерно в 540 году до нашей эры на острове Самос к власти пришел тиран по имени Поликрат. Начинал он с торговли провизией, а потом занялся морским разбоем. Поликрат был щедрым покровителем искусств, наук и инженерного дела. Но он угнетал свой народ, развязал войну с соседями и справедливо опасался вторжения. Поэтому он окружил свою столицу массивной стеной протяженностью около шести километров, которая сохранилась до наших дней. Чтобы через эти укрепления доставлять воду из далекого родника, он приказал построить подземный ход. Ход этот, длиной около километра, пронизал гору насквозь. Каменотесы, прорубавшие его с двух сторон, встретились почти точно посередине. Строительство заняло около пятнадцати лет и стало свидетельством высокого инженерного искусства тех дней и показателем необычайной практической сметки ионийцев. Но у этого предприятия была и другая, зловещая сторона: частично подземный ход был проложен закованными в цепи рабами, которых захватывали пиратские корабли Поликрата. Это было время Феодора — выдающегося инженера своего века, которому греки приписывают изобретение 266 ключа, линейки, плотничьего угольника, уровня, токарной обработки, бронзового литья и центрального отопления. Почему этому человеку не поставлен памятник? Те, кто размышлял о законах Природы, часто беседовали с инженерами и изобретателями. Нередко это были одни и те же люди. Теоретики и практики в одном лице. В это же время на соседнем острове Кос Гиппократ закладывал основы своей прославленной медицинской традиции, о которой в наши дни помнят в основном благодаря знаменитой врачебной клятве. Это была практичная и эффективная школа врачевания, основанная, по утверждению ее создателя, на знаниях, которые в то время играли роль физики и химии*. Но она также опиралась на собственную теорию. В книге «О древней медицине» Гиппократ пишет: «Люди считают эпилепсию божественной в основном потому, что не понимают ее. Но если называть божественным все, чего не понимаешь, божественному не будет конца». Примерно тогда же ионийское влияние распространилось на территорию материковой Греции, Италии и Сицилии. Было время, когда почти никто не верил в существование воздуха. Конечно, люди знали о дыхании и считали ветер дыханием богов. Однако представление о воздухе как о неподвижном, материальном, но невидимом веществе выходило за пределы воображения. Первый описанный эксперимент с воздухом был выполнен врачом** Эмпедоклом (который также преуспел в фило- * И на астрологии, которая в ту эпоху повсеместно признавалась наукой. Вот типичная выдержка из Гиппократа: «Также следует оберегаться от восходящих звезд, особенно от Собачьей звезды [Сириуса], Арктура, а также от заходящих Плеяд». — ** Эксперимент проводился с целью подтвердить совершенно неверную теорию циркуляции крови, однако сама идея постановки опытов для исследования Природы была важным нововведением. — 267 cофии, поэзии и политике. — Эмпедокл использовал в своем эксперименте кухонное приспособление, которым люди пользовались уже многие века,— так называемую 268 если я по глупости оставлю палец на горлышке. Эмпедокл открыл невидимое. Воздух, думал он, должен быть веществом настолько разреженным, что его невозможно увидеть. Говорят, Эмпедокл погиб, бросившись в экстатическом порыве в горячую лаву на вершине великого вулкана Этна. Но мне иногда кажется, что он просто оступился во время смелой попытки положить начало наблюдательной геофизике. Новое веяние, слабый намек на существование атомов был подхвачен и развит человеком по имени Демокрит, родом из ионийской колонии Абдера, на севере Греции. Абдера служила неистощимым поводом для шуток. В 430 году до нашей эры истории о жителях Абдеры неизменно вызывали приступы хохота. Она была чем-то вроде Бруклина в наше время. Для Демокрита смысл жизни состоял в том, чтобы наслаждаться и постигать новое; постижение и наслаждение были для него одним и тем же. Он говорил, что «жизнь без веселья — это все равно, что долгая дорога без постоялого двора». Хотя Демокрит и прибыл из Абдеры, он был далеко не смешон. Он верил, что из диффузной материи в пространстве спонтанно формируется множество миров, которые эволюционируют, а потом распадаются. В то время, когда никто не знал о существовании ударных кратеров, Демокрит размышлял о том, что миры могут случайно столкнуться; он верил, что некоторые миры в одиночестве блуждают в темноте космоса, тогда как другие сопровождаются несколькими солнцами и лунами; что некоторые миры обитаемы, а другие лишены растений, животных и даже воды; что простейшие формы жизни появились из первобытных болот. Демокрит учил, что восприятие — например, суждение о том, что я сейчас держу в руке карандаш, — является в чистом виде 269 физическим и механическим процессом; что мышление и чувства — это свойства материи, организованной достаточно тонким и сложным образом, и никак не связаны с духом, вселяемым в материю богами. Демокрит придумал слово Когда мы разрезаем яблоко, рассуждал Демокрит, нож должен пройти сквозь пустые пространства между атомами. Не будь пустот, нож встретился бы с непробиваемыми атомами и яблоко не удалось бы разрезать. Допустим, что мы вырезали из конуса тонкий слой и определили площади двух получившихся сечений. Будут ли эти площади равны? Нет, отвечает Демокрит. Наклон образующих конуса приводит к тому, что площадь одного из сечений немного меньше, чем другого. Если бы обе площади были в точности равны, мы имели бы дело с цилиндром, а не с конусом. Сколь бы острым ножом мы ни пользовались, площади срезов на двух кусках не будут равны. Почему? Потому что в очень мелком масштабе выявляется неустранимая шероховатость материи. Эту мелкомасштабную шероховатость Демокрит соотносит с миром атомов. Его аргументы отличаются от тех, что мы используем сегодня, но они тонки, изящны и получены из наблюдения за повседневной жизнью. А в своей основе сделанные Демокритом выводы совершенно верны. А вот другая задача, связанная с предыдущей. Демокрит придумал способ вычисления объема конуса или пирамиды как совокупности очень большого числа чрез- 270 вычайно тонких пластин, размеры которых постепенно уменьшаются от основания к вершине. Тем самым он поставил задачу, которая в математике относится к теории пределов. Он уже стучался в двери дифференциального и интегрального исчисления — этого фундаментального инструмента познания, который, насколько мы можем судить по письменным источникам, не был открыт до Исаака Ньютона. Возможно, если бы работы Демокрита не были практически полностью уничтожены, это исчисление уже существовало бы к началу христианской эры*. Томас Райт в 1750 году поражался тому, что Демокрит считал Млечный Путь состоящим в основном из неразличимых звезд: «Можно сказать, что задолго до того, как астрономия извлекла выгоду из прогресса оптической науки, [он] мысленным взором заглянул так далеко в бесконечность, как это удавалось лишь наиболее талантливым астрономам в гораздо более благоприятные времена». Разум Демокрита поднялся выше Молока Геры, выше Хребта Ночи. В обыденной жизни Демокрит, похоже, был чудаком. Женщины, дети и плотская любовь доставляли ему одни неудобства, отчасти потому, что отнимали время от размышлений. Однако он ценил дружбу, считал веселье целью жизни и посвятил большое философское исследование истокам и природе благодушия. Он специально отправился в Афины, чтобы посетить Сократа, но оказался слишком робок, чтобы представиться. Он был близким другом Гиппократа, восхищался красотой и совершенством физического мира, полагал, что бедность при демократии предпочтительнее богатства при тирании. * К границам этих исчислений впоследствии подбирались также Евдокс и Архимед. — 271 Господствовавшие в его время религии он считал злом и был уверен, что ни бессмертных душ, ни бессмертных богов не существует: «Нет ничего, кроме атомов и пустоты». Нет никаких свидетельств, чтобы Демокрит подвергался гонениям за свои взгляды — он как-никак был из Абдеры. И все же в его время короткая традиция терпимого отношения к необщепринятым воззрениям начала расшатываться и рушиться. Людей стали наказывать за необычные идеи. Ныне портрет Демокрита украшает греческую банкноту достоинством 100 драхм*. Однако его озарения замалчивались и мало повлияли на ход истории. Мистики начинали брать верх. Около 450 года до нашей эры к вершине жизненного пути подошел живший в Афинах ионийский экспериментатор Анаксагор. Богатый человек, он равнодушно относился к своему достатку, но был страстно влюблен в науку. Когда его спрашивали, в чем смысл жизни, он отвечал: «В том, чтобы исследовать Солнце, Луну и небо», — ответ истинного астронома. Анаксагор проделал эксперимент, в котором показал, что одна капля белой жидкости, например сливок, не способна заметно осветлить содержимое большого кувшина с темной жидкостью, например с вином. Отсюда он заключил, что должны существовать такие тонкие различия, которые непосредственно недоступны для нашего восприятия, но могут быть выявлены экспериментально. Анаксагор был далеко не столь радикален, как Демокрит. Оба они являлись убежденными материалистами - не в том смысле, что высоко ценили богатство, но в том, что считали материю единственным началом на- * После того как 1 января 2002 г. в оборот были введены наличные евро, греческие драхмы вышли из употребления. — 272 шего мира*. Анаксагор верил в особую разумную субстанцию и не верил в существование атомов. Он полагал, что мы, люди, умнее других животных благодаря нашим рукам, — очень ионийская идея. Он был первым, кто со всей определенностью заявил, что Луна светит отраженным светом, и разработал теорию смены лунных фаз. Это учение посчитали настолько опасным, что манускрипты передавали из рук в руки тайно, как некий афинский В то время доминировало представление, будто Солнце и Луна — это боги. Анаксагор стоял на том, что Солнце и звезды — раскаленные камни. Мы не чувствуем тепла от звезд потому, что они слишком далеки. Он также полагал, что на Луне есть горы (верно) и живые существа (ошибка). Он держался того взгляда, что Солнце огромно, возможно, больше Пелопоннеса, южной трети Греции. Его критики находили, что эта оценка непомерно завышена и абсурдна. В Афины Анаксагора привез Перикл — человек, стоявший у кормила власти, когда город достиг наивысшей славы, но также и тот, кто развязал Пелопоннесскую войну, разрушившую афинскую демократию. Перикл * Саган делает эту оговорку, поскольку в обиходном английском языке слово materialist в первую очередь означает меркантильного человека и лишь во вторую воспринимается как характеристика философских взглядов. — 273 наслаждался философией и наукой, и Анаксагор был одним из его главных доверенных лиц. Некоторые считают, что благодаря этой роли Анаксагор существенно способствовал возвышению Афин. Но у Перикла возникли политические проблемы. Он был слишком могуществен, чтобы на него нападали прямо, поэтому враги накидывались на тех, кто был близок ему. Анаксагора заключили в тюрьму по обвинению в религиозном преступлении — безбожии, поскольку он считал, что Луна — это территория, состоящая из обычного вещества, а Солнце — раскаленный докрасна камень в небе. Епископ Джон Уилкинс в 1638 году так прокомментировал действия афинян: «Сии ревностные идолопоклонники [сочли] великим богохульством, что их бога сделали камнем, и это притом, что они были настолько слепы в своем поклонении идолам, что сами сделали камень своим богом». Перикл, похоже, добился освобождения Анаксагора из тюрьмы, но было уже слишком поздно. Течения в Греции начали меняться, хотя двумя столетиями позже ионийская традиция была подхвачена в александрийском Египте. Великих ученых от Фалеса до Демокрита и Анаксагора в книгах по истории философии обычно называют «досократиками», как будто их основная роль состояла в том, чтобы держать философскую оборону до подхода Сократа, Платона и Аристотеля и, возможно, немного на них повлиять. На самом деле ранние ионийцы представляли собой иную, во многом противоположную традицию, гораздо более близкую к современной науке. То обстоятельство, что их влияние сохранилось только на протяжении двух-трех веков, обернулось невосполнимыми потерями для людей, живших после ионийского Пробуждения вплоть до итальянского Ренессанса. 274 Вероятно, наиболее влиятельным человеком, чье имя связывают с Самосом, был Пифагор, современник Поликрата, живший в VI веке до нашей эры*. Согласно местной легенде, он некоторое время обитал в пещере горы Керкис на Самосе и был первым человеком в мировой истории, доказавшим, что Земля имеет сферическую форму. Возможно, он исходил из аналогии с Луной и Солнцем, или заметил искривленность земной тени на Луне во время лунного затмения, или обратил внимание, что у кораблей, покидающих Самос и скрывающихся за горизонтом, мачты исчезают из виду в последнюю очередь. Он сам или его ученики открыли теорему Пифагора, гласящую, что сумма квадратов коротких сторон прямоугольного треугольника равна квадрату длинной стороны. Пифагор не просто привел ряд примеров, подтверждающих эту теорему, — он разработал метод математической дедукции, для того чтобы доказать это утверждение в общем виде. Современная традиция математических доказательств, чрезвычайно важная для всей нашей науки, многим обязана Пифагору. Именно он впервые использовал слово «Космос» для обозначения упорядоченной и гармонично организованной Вселенной, мира, доступного человеческому пониманию. Многие ионийцы верили, что фундаментальную гармонию мира можно обнаружить путем наблюдения и * Шестое столетие до нашей эры — период поразительного интеллектуального и духовного подъема на всей планете. Это было время не только Фалеса, Анаксимандра, Пифагора и других ионийцев, но также время египетского фараона Нехо, отправившего экспедицию вокруг берегов Африки, Зороастра (Заратустры) в Персии, Конфуция и Лао-цзы в Китае, еврейских пророков в Израиле, Египте и Вавилоне, Будды Гаутамы в Индии. Трудно представить себе, что все эти события происходили без всякой связи друг с другом. — 275 эксперимента — методами, которые доминируют в современной науке. И тем не менее Пифагор применял совершенно иной метод. Он учил, что законы Природы можно вывести из одних только умозаключений. Он и его последователи не принадлежали к числу экспериментаторов*. Они были математиками. И последовательными мистиками. По отзыву, возможно слишком жесткому, Бертрана Рассела, Пифагор «основал религию, главные положения которой состояли в учении о переселении душ и греховности употребления в пищу бобов. Религия Пифагора нашла свое воплощение в особом религиозном ордене, который то тут, то там приобретал контроль над государством и устанавливал правление своих святых. Но те, которые не были возрождены новой верой, жаждали бобов и рано или поздно восставали» (Б. Рассел. «История западной философии», гл. III. — Пифагорейцы упивались неопровержимостью математических доказательств, причастностью к чистому, незапятнанному миру, доступному человеческому интеллекту, Космосом, в котором стороны прямоугольных треугольников безупречно повинуются простым математическим соотношениям. Какой разительный контраст составляло все это с грязной, беспорядочной реально- * Впрочем, не обошлось без приятных исключений. Пифагорейское преклонение перед целочисленными отношениями в музыкальной гармонии, похоже, напрямую связано с наблюдениями или даже экспериментами по извлечению звуков из натянутых струн. Эмпедокл, по крайней мере отчасти, был пифагорейцем. Один из учеников Пифагора, Алкмеон, известен как первый, кто анатомировал человеческое тело. Он обнаружил различие между артериями и венами, первым открыл зрительный нерв и евстахиевы трубы, определил, что интеллект связан с мозгом (точка зрения, которую впоследствии отрицал Аристотель, помещавший ум в сердце, и к которой вернулся Герофил Халкидонский). Он также заложил основы эмбриологии. Однако тяга Алкмеона к «нечистым» вещам не разделялась большинством его собратьев-пифагорейцев. — 276 стью повседневного мира! Они верили, что благодаря своей математике заглядывают в идеальный мир, в царство богов, по отношению к которому знакомая нам реальность является лишь несовершенным отражением. В знаменитой притче Платона о пещере говорится об узниках, прикованных так, что они могут видеть только тени проходящих мимо людей и считают эти тени реальностью, не догадываясь о существовании сложного реального мира, который открылся бы им, если бы они могли обернуться. Пифагорейцы оказали большое влияние на Платона и впоследствии на христианство. Они не поощряли свободное столкновение противоборствующих точек зрения. Наоборот, подобно всем религиозным ортодоксам, они были крайне консервативны, что мешало им исправлять собственные ошибки. Цицерон писал: Пифагорейцев особенно занимали так называемые правильные многогранники — симметричные трехмерные тела, грани которых представляют собой одинаковые правильные многоугольники. Куб с шестью квадрат- * «О природе богов», пер. М. А. Рижского (цит. по: 277 эксперимента — методами, которые доминируют в современной науке. И тем не менее Пифагор применял совершенно иной метод. Он учил, что законы Природы можно вывести из одних только умозаключений. Он и его последователи не принадлежали к числу экспериментаторов*. Они были математиками. И последовательными мистиками. По отзыву, возможно слишком жесткому, Бертрана Рассела, Пифагор «основал религию, главные положения которой состояли в учении о переселении душ и греховности употребления в пищу бобов. Религия Пифагора нашла свое воплощение в особом религиозном ордене, который то тут, то там приобретал контроль над государством и устанавливал правление своих святых. Но те, которые не были возрождены новой верой, жаждали бобов и рано или поздно восставали» (Б. Рассел. «История западной философии», гл. III. — Пифагорейцы упивались неопровержимостью математических доказательств, причастностью к чистому, незапятнанному миру, доступному человеческому интеллекту, Космосом, в котором стороны прямоугольных треугольников безупречно повинуются простым математическим соотношениям. Какой разительный контраст составляло все это с грязной, беспорядочной реально- * Впрочем, не обошлось без приятных исключений. Пифагорейское преклонение перед целочисленными отношениями в музыкальной гармонии, похоже, напрямую связано с наблюдениями или даже экспериментами по извлечению звуков из натянутых струн. Эмпедокл, по крайней мере отчасти, был пифагорейцем. Один из учеников Пифагора, Алкмеон, известен как первый, кто анатомировал человеческое тело. Он обнаружил различие между артериями и венами, первым открыл зрительный нерв и евстахиевы трубы, определил, что интеллект связан с мозгом (точка зрения, которую впоследствии отрицал Аристотель, помещавший ум в сердце, и к которой вернулся Герофил Халкидонский). Он также заложил основы эмбриологии. Однако тяга Алкмеона к «нечистым» вещам не разделялась большинством его собратьев-пифагорейцев. — 276 стью повседневного мира! Они верили, что благодаря своей математике заглядывают в идеальный мир, в царство богов, по отношению к которому знакомая нам реальность является лишь несовершенным отражением. В знаменитой притче Платона о пещере говорится об узниках, прикованных так, что они могут видеть только тени проходящих мимо людей и считают эти тени реальностью, не догадываясь о существовании сложного реального мира, который открылся бы им, если бы они могли обернуться. Пифагорейцы оказали большое влияние на Платона и впоследствии на христианство. Они не поощряли свободное столкновение противоборствующих точек зрения. Наоборот, подобно всем религиозным ортодоксам, они были крайне консервативны, что мешало им исправлять собственные ошибки. Цицерон писал: Пифагорейцев особенно занимали так называемые правильные многогранники — симметричные трехмерные тела, грани которых представляют собой одинаковые правильные многоугольники. Куб с шестью квадрат- * «О природе богов», пер. М. А. Рижского (цит. по: 277 Про и контра пифагорейской традиции наглядно ил» люстрирует труд всей жизни Иоганна Кеплера (гл. III), Представление пифагорейцев о совершенном и мистическом мире, не воспринимаемом чувствами, было с готовностью подхвачено ранними христианами и стало неотъемлемой частью знаний, полученных Кеплером в юности. С одной стороны, Кеплер был убежден, что в природе существует математическая гармония (он писал, что «природа отмечена печатью красоты гармонических пропорций»), что движение планет должны определять простые численные соотношения. С другой стороны, опять же вслед за пифагорейцами, он долгое время считал приемлемым только равномерное круговое движение. Снова и снова он обнаруживал, что движения планет не поддаются такому объяснению, и опять возвращался к нему. Однако в отличие от пифагорейцев он доверял наблюдениям и экспериментам, выполняемым в реальном мире. В конце концов подробнейшие наблюдения видимых движений планет вынудили его отбросить идею о круговых орбитах и признать, что планеты движутся по эллипсам. Притягательность пифагорейской доктрины одновременно и вдохновила Кеплера на поиски гармонии планетных движений, и задержала его работу более чем на десять лет. Презрение к практике охватило античный мир. Платон убеждал астрономов думать о небесах, но не тратить время на их наблюдение. Аристотель держался такого мнения: «Те люди, [которые] по своей природе — рабы; для них... лучший удел — быть в подчинении у [хозяина]... Раб ведь живет в постоянном общении со своим господином; ремесленник стоит гораздо дальше, а потому не должен ли ремесленник превосходить своей добродетелью раба настолько, насколько ремесленный труд стоит выше труда рабского? Ремесленник, 280 занимающийся низким ремеслом, находится в состоянии некоего ограниченного рабства». Плутарх писал: «Если работа восхищает вас своим изяществом, из этого еще не следует, что тот, кто ее исполнил, заслуживает уважения и почета». А вот мнение Ксенофонта: «То, что зовется у нас ремеслами, несет на себе клеймо общественного позора и справедливо презирается в наших городах». Вследствие такого отношения блестящий и многообещающий ионийский экспериментальный метод был практически полностью забыт на два тысячелетия. Без эксперимента невозможно сделать выбор между соперничающими гипотезами, невозможно развивать науку. Пифагорейский порок антиэмпиризма дожил до наших дней. Но почему? Откуда берется эта неприязнь к опыту? Объяснение упадку античной науки дал историк Бенджамин Фаррингтон. Торговля, которая вызвала к жизни ионийскую традицию, также породила экономику, основанную на рабском труде. Владение невольниками было прямой дорогой к богатству и власти. Оборонительные сооружения Поликрата возводили рабы. В Афинах времен Перикла, Платона и Аристотеля рабы составляли значительную часть населения. Храбрые афиняне говорили о демократии, но только для привилегированного меньшинства. Уделом рабов был физический труд. Но постановка опытов как раз и представляет собой этот самый физический труд, от которого рабовладельцы по возможности дистанцировались. Между тем досуг для занятий наукой был только у рабовладельцев, которых в других общественных системах почтительно именовали «благородными» (джентльменами). В результате заниматься наукой стало некому. Ионийцы умели создавать замечательные по своему изяществу механизмы. Однако доступность рабской силы подтачивала эконо- 281 мические мотивы развития технологии. Вот так торговля, которая содействовала ионийскому пробуждению около 600 года до нашей эры, спустя два столетия привела к его упадку, дав толчок развитию рабства. Какая величайшая ирония судьбы... Нечто подобное происходило во всем мире. Китайская астрономия достигла высшей точки своего развития около 1280 года в работах Го Шоу-цзина, который опирался на полуторатысячелетние наблюдения, усовершенствовал астрономические инструменты и приемы математических вычислений. Принято считать, что после него китайская астрономия быстро пришла в упадок. Натан Сивин убежден, что причины этого, по крайней мере отчасти, лежат в «нарастающей консервативности элиты, из-за которой образованные люди были менее склонны интересоваться техникой и признавать науку подходящим поприщем для благородного человека». Должность астронома стала передаваться по наследству, что делало развитие науки практически невозможным. Кроме того, «высшая ответственность за развитие астрономии была возложена на имперский суд и по большей части оставлена на откуп иноземным советникам», в основном иезуитам, которые поначалу удивили китайцев работами Евклида и Коперника, но после того как труд последнего был подвергнут цензуре, стали всеми способами искажать и замалчивать гелиоцентрическую космологию. В культурах Индии, майя и ацтеков наука, вероятно, оказалась мертворожденной по той же причине, по которой она пришла в упадок в Ионии, — вследствие повсеместного распространения рабского труда. Сегодня серьезнейшая проблема стран третьего мира состоит в том, что их образованный класс — это по преимуществу дети богатых родителей, заинтересованные в сохранении статус-кво, не привыкшие создавать 282 что-либо своими руками или подвергать сомнению общепринятые взгляды. В результате наука пускает здесь корни очень медленно. Платон и Аристотель вполне комфортно чувствовали себя в рабовладельческом обществе. Они находили оправдание угнетению. Они служили тиранам. Они учили, что тело чуждо разуму (довольно естественный взгляд для рабовладельческого общества); они отделяли материю от мышления, а Землю от небес, — и эти разграничения доминировали в западном мышлении более двадцати столетий. Платон, считавший, что «все вещи полны богов», в действительности использовал метафору рабства, чтобы увязать свою политику со своей космологией. Рассказывают, что он настоял на сожжении всех трудов Демокрита (так же он советовал поступить и с сочинениями Гомера), вероятно, потому, что Демокрит не признавал бессмертной души, бессмертных богов, пифагорейского мистицизма и верил в существование бесчисленного множества миров. Из семидесяти трех работ, охватывающих все стороны человеческого знания, которые, как полагают, написал Демокрит, не сохранилось ни одной. Все, что мы знаем, почерпнуто из фрагментов, касающихся в основном вопросов этики, и из различных пересказов. То же самое относится и почти ко всем другим древним ионийским ученым. Обнаружив познаваемость Космоса и существование математической подоплеки природы, пифагорейцы и Платон внесли громадный вклад в развитие науки. Но замалчивание ими неудобных фактов, объявление науки достоянием немногочисленной элиты, их неприязнь к эксперименту, сближение с мистицизмом и одобрение рабовладельческого общества надолго задержали развитие человечества. После долгого мистического сна, когда инструменты научного познания лежали под спудом, 283 ионийский подход, отчасти дошедший до нас через ученых Александрийской библиотеки, в конце концов был открыт вновь. Западный мир опять пробудился. Эксперимент и свободное исследование снова оказались в почете. Забытые книги и фрагменты были прочтены заново. Леонардо, Колумб, Коперник вдохновлялись наследием древнегреческой традиции или самостоятельно восстанавливали ее части. В наше время перешло многое из ионийской науки, но не из политики и религии, а еще та смелость, которая необходима для свободного исследования. Но потрясающие суеверия и убийственные этические двусмысленности пережили века. Мы расколоты античными противоречиями. Философы школы Платона и их христианские последователи придерживались мнения, что Земля — испорченный, греховный мир, тогда как небеса совершенны и божественны. Фундаментальная идея о том, что Земля является планетой, что мы — граждане Вселенной, была отвергнута и забыта. Эту мысль впервые выдвинул Аристарх, родившийся на Самосе через три столетия после Пифагора. Аристарх был одним из последних ионийских ученых. К тому времени центр интеллектуальной жизни и просвещения уже переместился в великую Александрийскую библиотеку. Аристарх первым поместил Солнце, а не Землю в центр планетной системы, провозгласив, что планеты движутся вокруг Солнца, а не вокруг Земли. Как водится, его труды по этому вопросу были утрачены. Исходя из размеров земной тени на Луне, видимой во время лунного затмения, он заключил, что Солнце намного больше Земли и находится очень далеко от нас. Из этого он мог сделать вывод об абсурдности обращения столь огромного тела, как Солнце, вокруг совсем небольшой Земли. Он поставил Солнце в центр, приняв, что Земля 284 оборачивается вокруг своей оси за одни сутки, а вокруг Солнца — за один год. Эту идею мы привыкли связывать с именем Коперника, который, по отзыву Галилея, «восстановил и подтвердил», но не изобрел гелиоцентрическую гипотезу*. На протяжении 1800 лет, прошедших от Аристарха до Коперника, никто не знал действительного расположения планет, хотя оно было с абсолютной ясностью определено еще в 280 году до нашей эры. Эта идея оскорбляла некоторых современников ученого. Раздавались призывы покарать его за безбожие, как это было с Анаксагором, Бруно и Галилеем. Сопротивление идеям Аристарха и Коперника, своего рода геоцентризм, остается в нашей повседневности: мы продолжаем говорить, что Солнце «восходит» и «садится». Спустя 2200 лет после Аристарха наш язык продолжает считать Землю неподвижной. Расстояния, разделяющие планеты, — сорок миллионов километров от Земли до Венеры в момент максимального сближения, шесть миллиардов километров до Плутона — ошеломили бы тех греков, которых возмущало, что Солнце может быть больше Пелопоннеса. Принято было считать, что Солнечная система гораздо компактнее. Если я выставлю перед собой палец и посмотрю на него сначала левым глазом, а затем правым, он * Коперник мог наткнуться на эту идею, читая об Аристархе. Недавно обнаруженные классические тексты будоражили итальянские университеты в тот самый период, когда Коперник обучался там в медицинской школе. В рукописи своей книги Коперник отмечает приоритет Аристарха, однако он убрал ссылку, перед тем как манускрипт был отправлен в печать. В своем письме Папе Павлу III Коперник указывает: «Согласно Цицерону, Никет полагал, что Земля движется lt;...gt; Если верить Плутарху [который полемизирует с Аристархом]... были и другие, кто придерживался такого же мнения. Узнав об этом, я заинтересовался и сам стал размышлять о возможности движения Земли». — 285 словно бы смещается относительно далеких предметов. Чем ближе к глазам я подношу палец, тем больше смещение. По величине этого видимого перемещения, или параллакса, я могу определить расстояние до пальца. Будь мои глаза расставлены пошире, смещение пальца соответственно увеличилось бы. Чем длиннее база, с концов которой мы выполняем два наблюдения, тем больше параллакс и тем лучше удается измерить дистанцию до удаленного объекта. Но мы живем на движущемся основании, на Земле, которая за шесть месяцев перемещается на 300 000 000 километров с одного края своей орбиты на другой. Наблюдение одного и того же неподвижного небесного объекта с интервалом в шесть месяцев дает возможность измерять очень большие расстояния. Аристарх предполагал, что звезды — это далекие солнца. Он помещал Солнце «среди» неподвижных звезд. Отсутствие заметных звездных параллаксов при движении Земли указывало на то, что звезды намного дальше Солнца. Параллаксы даже ближайших к нам звезд настолько малы, что до изобретения телескопа их не удавалось обнаружить. Звездные параллаксы не были измерены вплоть до XIX века. Только тогда непосредственно на основе греческой геометрии удалось выяснить, что звезды находятся на расстояниях, измеряемых световыми годами. Существует другой способ измерить расстояние до звезд, который ионийцы вполне могли открыть, хотя, насколько нам известно, они его не применяли. Каждый из нас знает, что чем дальше находится объект, тем меньше он выглядит. Эта обратная пропорциональная зависимость между видимыми размерами и расстоянием лежит в основе перспективы, используемой в живописи и фотографии. Таким образом, чем дальше мы находимся от Солнца, тем меньше будут его видимые размеры и тем 286 слабее будет блеск. Насколько нам нужно удалиться от Солнца, чтобы оно стало выглядеть таким же маленьким и тусклым, как звезда? Или, что то же самое, насколько маленький кусочек Солнца надо взять, чтобы его яркость равнялась яркости звезды? Один из первых экспериментов, призванных ответить на этот вопрос, был поставлен Христианом Гюйгенсом вполне в ионийских традициях. Гюйгенс просверлил в латунной пластине ряд маленьких отверстий и, держа ее против Солнца, на глаз оценивал, какое из отверстий по яркости соответствует блеску звезды Сириус, которую он наблюдал прошлой ночью. Эффективный* размер такого отверстия оказался равным 1/28 000 видимого размера Солнца. Отсюда он заключил, что Сириус должен находиться в 28 000 раз дальше от нас, чем Солнце, то есть примерно в половине светового года. Удерживать в памяти блеск звезды на протяжении нескольких часов очень трудно, но Гюйгенс великолепно справился с этим. Если бы он знал, что Сириус в действительности ярче нашего Солнца, он получил бы почти правильный ответ: Сириус удален от нас на 8,8 светового года. Тот факт, что Аристарх и Гюйгенс использовали неточные данные и получили неточный результат, не столь важен. Они настолько ясно изложили суть своих методов, что после получения более надежных наблюдений не составляло труда скорректировать выводы. В промежутке между эпохой Аристарха и временем Гюйгенса люди нашли ответ на вопрос, который так беспокоил меня, мальчишку, подраставшего в Бруклине: что такое звезды? Оказалось, что звезды — это величественные солнца, отделенные от нас световыми годами в безбрежности мирового пространства. * Для уменьшения количества света, проходящего через отверстие, Гюйгенс использовал стеклянные бусины. — 287 Главный завет Аристарха состоит в следующем: ни мы, ни наша планета не занимаем привилегированного положения в Природе. Впоследствии это суждение было распространено ввысь — на звезды и вширь — на различные группы человеческого общества, распространено с успехом и вопреки непременному сопротивлению. Именно ему мы обязаны значительным прогрессом в астрономии, физике, биологии, антропологии, экономике и политике. И вот я думаю, не социальные ли экстраполяции идеи были основной причиной попыток похоронить ее? Унаследованные от Аристарха идеи были распространены намного дальше царства звезд. В конце XVIII века Уильям Гершель, придворный музыкант и астроном английского короля Георга III, завершил создание карты звездного неба и обнаружил, что по обе стороны от полосы Млечного Пути находится примерно одинаковое количество звезд; из этого он сделал довольно разумный вывод о том, что мы находимся в центре Галактики*. Перед самым началом Первой мировой войны Харлоу Шепли из Миссури разработал технику измерения расстояний до шаровых звездных скоплений — восхитительных сферически симметричных «звездных куч», напоминающих пчелиный рой. Шепли нашел своего рода стандартную звездную свечу — тип звезд, которые хорошо заметны благодаря своей переменности и вместе с тем всегда имеют одну и ту же собственную светимость**. * Это мнимое привилегированное положение Земли — в центре известного на то время мира — заставило А. Р. Уоллеса в своей книге «Место человека во Вселенной» (1903) встать на антиаристарховскую позицию, согласно которой Земля может быть единственной обитаемой планетой. — ** Речь идет о цефеидах (звездах типа Дельты Цефея), долгопериодических переменных светилах, период изменения блеска которых достаточно жестко связан со светимостью. По-видимому, ради простоты изложения Саган говорит, что они имеют одинаковую светимость. — 288 Сравнивая видимый блеск таких звезд, обнаруженных в шаровых скоплениях, с их реальной светимостью, определенной по ближайшим к нам светилам этого класса, Шепли смог вычислить, насколько далеко находятся скопления. Точно так же, находясь в поле, мы можем оценить расстояние до фонаря известной мощности по тому слабому свету, который до нас доходит. По сути, это метод Гюйгенса. Шепли открыл, что центр пространственного распределения шаровых скоплений находится не в окрестностях Солнца, а в довольно отдаленном районе Млечного Пути, в направлении созвездия Стрельца. Напрашивалась мысль, что почти сотня изученных шаровых скоплений обращается вокруг массивного центра Галактики. В 1915 году Шепли нашел в себе смелость предположить, что Солнечная система — окраина, а не ядро нашей Галактики. Гершеля ввело в заблуждение большое количество поглощающей свет пыли в созвездии Стрельца; он никак не мог узнать об огромном числе звезд, которые скрываются позади нее. Теперь нам хорошо известно, что мы живем примерно в 30 000 световых лет от ядра Галактики, на краю спирального рукава, где плотность распределения звезд относительно невелика. Возможно, на планете, обращающейся вокруг звезды в ядре Галактики или в центре одного из исследованных Шепли шаровых скоплений, обитают живые существа. Они могут лишь пожалеть нас, которым дано созерцать невооруженным глазом скромную пригоршню светил, тогда как их небеса буквально сияют звездами. Вблизи центра Млечного Пути нашему взгляду открылись бы не тысячи, а миллионы ярких небесных огней. Даже с заходом Солнца (или нескольких солнц) не наступала бы ночная тьма. В начале ХХ века астрономы считали, что в нашем Космосе существует только одна галактика — Млечный 289 Путь, хотя еще в XVIII столетии Томас Райт из Дурбана и Иммануил Кант из Кёнигсберга догадывались: видимые в телескоп светящиеся спиральные образования — другие галактики. Кант высказывал недвусмысленное предположение, что объект М31 в созвездии Андромеды — еще один «млечный путь», состоящий из огромного числа звезд, и предложил для таких объектов романтический термин «островные вселенные». Некоторые ученые пробовали разрабатывать идею о том, что спиральные туманности являются не островными вселенными, а относительно близкими конденсирующимися облаками межзвездного газа, возможно, как раз такими, из которых образуются планетные системы. Чтобы оценить расстояние до спиральных туманностей, на роль стандартной свечи требовался другой класс значительно более ярких звезд. Такие звезды, обнаруженные в М31 Эдвином Хабблом в 1924 году, оказались невероятно тусклыми, и тогда стало ясно, что М31 находится на громадном расстоянии, которое по современным оценкам составляет более двух миллионов световых лет. Но если туманность М31 расположена столь далеко, она не может быть межзвездным облаком; она намного больше и представляет собой огромную галактику, заслуживающую отдельного исследования. А другие, более тусклые галактики должны располагаться еще дальше. Сотнями миллиардов разбросаны они в темноте до самых границ известного Космоса. Сколько существует на свете человек, столько ищет он свое место в Космосе. И на заре становления вида (когда наши пращуры любовались на звезды), и в пору ионийских ученых Древней Греции, и в наш век мы всегда задавались вопросами: где мы? кто мы? Мы обнаружили, что живем на малозначительной планете возле неприметной звезды, затерянной между двумя спиральными 290 рукавами на окраине галактики, которая входит в состав относительно небольшого скопления галактик, где-то в забытом углу Вселенной, содержащей больше галактик, чем людей на Земле. Эта картина появилась благодаря нашей решимости идти до конца по пути построения и проверки мысленных моделей небесных явлений: Солнца как раскаленного докрасна камня, звезд как небесных огней, Галактики как спинного хребта ночи. Со времен Аристарха каждый шаг по пути наших поисков уводил нас все дальше с центра космической сцены. У нас было мало времени, чтобы приспособиться к этим новым фактам. Открытия Шепли и Хаббла сделаны уже при жизни многих наших современников. Есть еще такие, кто втайне сожалеет об этих великих открытиях, кто считает каждый такой шаг уничижением, кто в глубине души продолжает сожалеть о мире, центром и смыслом которого была Земля. Но если мы намерены иметь дело с Космосом, его надо понимать, даже если он не оправдывает наших незаслуженных надежд на некое преимущественное положение. Понимание того, где мы живем, является важнейшим предусловием усовершенствования окружающей действительности. И знание того, что находится по соседству, тоже помогает в этом деле. Если уж мы так страстно желаем величия нашей планете, то в состоянии кое-что сделать для него. Смелостью наших вопросов и глубиной ответов мы можем придать значимость нашему миру. Мы отправились в наше космическое путешествие с вопросом, которым человечество озаботилось еще в детстве и который задавало вновь и вновь с неизбывным удивлением устами каждого нового поколения: что такое звезды? Стремление к исследованию лежит в основе нашей природы. Мы начинали как кочевники и остаемся странниками. Мы слишком засиделись на берегу океана. И наконец мы готовы отправиться к звездам. 291
|
|
|