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 III. ГАРМОНИЯ МИРОВ

Знаешь ли ты уставы неба, можешь ли установить господство его на земле?

Книга Иова (38,33)

Все доброе и злое, что случается с людьми и прочими творениями, происходит благодаря Семи [планетам] и Двенадцати [созвездиям]. И те двенадцать созвездий, как сказано в Авесте, [являются] двенадцатью вождями, что на стороне света [Ормазда], а те семь планет — семью вождями, что на стороне тьмы [Ахримана]. И семь планет побеждают все творения и создания и обрекают [их] на смерть и всякое зло, так что двенадцать созвездий и семь планет создают мир и управляют [им].

Дадестан-и Меног-и Храд (Суждения духа мудрости), поздняя зороастрийская книга

Говорить о том, что каждый род вещей наделен особыми скрытыми качествами, которые определяют их поведение и наблюдаемые эффекты, — это значит не сказать ничего; но вывести из наблюдаемых явлений два или три общих принципа движения и затем объяснить, каким образом свойства и поведение всех материальных вещей вытекают из этих очевидных принципов, — это будет большим достижением.

Исаак Ньютон. Оптика

Мы не спрашиваем, в чем состоит польза пения птиц, поскольку, будучи созданными для пения, они находят удовольствие в том, чтобы петь. Точно так же мы не должны спрашивать и о том, почему человеческий разум стремится разгадать секреты небес lt;...gt; Разнообразие явлений Природы столь

77

велико, а сокровища, сокрытые в небесах, столь богаты, что люди никогда не будут испытывать недостатка в свежей пище для ума.

Иоганн Кеплер. Mysterium Cosmographicum

Живи мы на планете, где никогда ничего не изменяется, нам было бы нечем заняться. Нечего было бы воображать. Не возникло бы импульса для зарождения науки. А если бы мы обретались в непредсказуемой реальности, где все меняется случайным или очень сложным образом, то не смогли бы адекватно судить о вещах. И опять-таки наука была бы невозможна. Однако мы живем в промежуточном мире, где вещи изменяются, но в соответствии с определенными схемами, правилами или, как мы их называем, законами природы. Если я подброшу палку вверх, она всегда упадет вниз. Если солнце садится на западе, то на следующее утро оно всегда вновь восходит на востоке. Все это позволяет нам составить представление о вещах. Мы можем создать науку и с ее помощью улучшить нашу жизнь.

Человеческие существа весьма успешно постигают мир. Так было всегда. Мы преуспели в охоте и добывании огня только потому, что нам удавалось что-то понять. Было время до телевидения, до кинематографа, до радио, до книг. Большая часть существования рода человеческого приходится на то время. Поверх тлеющих углей походного костра безлунными ночами мы наблюдали звезды.

Ночное небо приковывает внимание. На нем проступают узоры. Без особого труда вы можете угадать в них изображения. На северном небе, к примеру, есть фигура, или созвездие, в котором просматривается что-то медвежье. В некоторых культурах оно получило назва-

78

ние Большой Медведицы. А кто-то увидел совершенно иные образы. Конечно, в действительности всех этих изображений на ночном небе нет; мы сами помещаем их туда. Мы были охотниками и потому видели охотников и собак, медведей и молодых женщин — все то, что вызывало у нас интерес. Когда в XVII столетии европейские моряки впервые всмотрелись в южное небо, они поместили на него объекты, которые занимали умы в ту эпоху: тукана и павлина, телескоп и микроскоп, компас и корму корабля. Если бы созвездиям давали имена в ХХ веке, я полагаю, на небесах узрели бы велосипеды и холодильники, звезд рок-н-ролла, а возможно, и грибовидное облако — новый набор человеческих надежд и страхов, помещенный среди светил.

Иногда наши предки замечали очень яркую звезду с хвостом, которая в мгновение ока пересекала небо. Они называли это падучей звездой — не слишком удачное наименование: все старые светила после пролета метеора оставались на своих местах. Некоторые периоды года были богаты падающими звездами; в другие их было очень мало. Здесь просматривалась какая-то регулярность.

Подобно Солнцу и Луне, звезды всегда восходят на востоке и заходят на западе, и им требуется целая ночь, чтобы пересечь небо, пройдя у нас над головами. В разное время года видны различные созвездия. Например, в начале осени всегда восходят одни и те же группы светил. Никогда не случалось такого, чтобы на востоке неожиданно обнаружилось какое-то новое созвездие. Среди звезд царят порядок, предсказуемость и постоянство. В известном смысле, в этом есть что-то утешительное.

В зависимости от сезона определенные звезды поднимаются над горизонтом перед самым рассветом и заходят сразу после заката Солнца. Если вести за звездами

79

тщательные наблюдения и записывать результаты на протяжении многих лет, то можно научиться предсказывать наступление времен года. Время года можно также определить, ежедневно отмечая, в какой точке горизонта восходит Солнце. Небо — великий календарь, доступный любому, кто готов и способен его понять, а также располагает средствами для ведения записей.

Наши предки возводили специальные сооружения, чтобы предсказывать смену сезонов. В каньоне Чако (штат Нью-Мексико, США) воздвигнута огромная церемониальная кива — храм под открытым небом, датируемый XI столетием. В самый длинный день года, 21 июня, луч солнца проникает на рассвете в окно и медленно движется по специально сделанной нише. Но это случается только вблизи 21 июня. Я представляю, как гордые люди племени анасази, которые сами себя называли «древними», наряженные в перья, погремушки и бирюзу, собираются 21 июня в храме, чтобы восславить силу Солнца. Они также следили за видимым движением Луны: двадцать восемь верхних ниш в киве могут соответствовать числу дней, необходимых Луне, чтобы вернуться на прежнее место среди созвездий. Этот народ уделял много внимания Солнцу, Луне и звездам. Сооружения, в основу которых положены сходные принципы, найдены в Ангкор-Вате (Камбоджа), Стоунхендже (Англия), Абу-Симбеле (Египет), Чичен-Ице (Мексика) и на Великих равнинах Северной Америки.

Быть может, некоторые из подобных построек ошибочно посчитали древними обсерваториями — по чистой случайности окно расположено так, что 21 июня свет из него падает в нишу. Но существуют и другие приспособления, совершенно иного устройства. На юго-западе США обнаружена конструкция из трех вертикальных каменных плит, перемещенных из естественного положения примерно тысячу лет назад. На скальной поро-

80

де высечена спираль, отдаленно напоминающая галактику. 21 июня, в первый день астрономического лета, сияющий клинок солнечных лучей, проникнув через просвет между плитами, рассекает спираль точно пополам, а 21 декабря, в первый день астрономической зимы, два солнечных клинка ложатся точно по бокам спирали — это уникальный пример использования полуденного солнца для чтения небесного календаря.

Почему люди по всему миру тратят столько сил на изучение астрономии? Мы охотились на газелей, антилоп и буйволов, чьи миграции определялись сменой сезонов. Фрукты и орехи поспевали в определенную пору. С появлением сельского хозяйства нам понадобилось ухаживать за растениями и собирать урожай, сообразуясь с временами года. Ежегодные встречи кочующих племен назначались на заранее определенное время. Способность читать небесный календарь была буквально вопросом жизни и смерти. Появление лунного серпа вслед за новолунием, возврат Солнца после полного затмения, утренний его восход после тревожного ночного отсутствия отмечались людьми во всем мире, эти явления убеждали наших предков в возможности пережить смерть. Так небеса постепенно стали символом бессмертия.

Гудит ветер в каньонах американского Юго-Запада, но никто, кроме нас, не услышит в нем напоминания о 40 000 поколений мыслящих мужчин и женщин, которые жили до нас, о ком мы ничего не знаем, но кто заложил основы нашей цивилизации.

Веками люди перенимали опыт предков. Чем точнее знаешь положения и ход Солнца, Луны и звезд, тем надежнее можешь предсказать, когда охотиться, когда сеять и жать, а когда собираться племенам. С увеличением точности измерений потребовалось вести записи, тем самым астрономия способствовала развитию наблюдений, математики и письменности.

81

Но затем, намного позднее, стали появляться другие, довольно странные идеи, произошло вторжение мистики и суеверия в область преимущественно эмпирической науки. Солнце и звезды управляли сменой времен года, от них зависели пища и тепло. Луна контролировала приливы, жизненный цикл многих животных и, похоже, женский менструальный* цикл, чрезвычайно важный для продолжения рода. Существовали и другие небесные тела — странствующие или блуждающие звезды, называемые планетами. Наши кочевые предки должны были ощущать свое сродство с ними. Не считая Солнца и Луны можно было увидеть только пять планет. Они перемещались на фоне более далеких звезд. И если вы следили за их видимыми движениями на протяжении многих месяцев, то могли заметить, как они переходят из одного созвездия в другое, а иногда даже описывают на небе своего рода мертвые петли. Все небесные явления оказывали то или иное воздействие на человеческую жизнь. Каково же должно быть влияние планет? В наши дни на Западе** купить астрологический журнал можно в любом киоске. Гораздо труднее найти изда-

* Корень этого слова означает «Луна». — Авт. (Это слово происходит от лат. menstrualis, производного от menstruus — ежемесячный, которое, в свою очередь, восходит к лат. mensis — месяц. — Ред.)

** Последовательно выступая против суеверий, Саган здесь неявно противопоставляет Запад Советскому Союзу, где астрологических публикаций не было, поскольку они шли вразрез с официальной научно-атеистической картиной мира и были запрещены цензурой. Как говорится, нет худа без добра. Тем не менее интерес к астрологии в СССР все равно существовал, и гороскопы распространялись в самиздате наряду с другой запрещенной литературой, а с отменой цензуры астрологические публикации стали в России даже более массовыми, чем на Западе. Сейчас некоторые астрологи эксплуатируют былые гонения на астрономию с целью ее пропаганды — мол, неспроста нас запрещали вместе с Бродским, Солженицыным и Набоковым. — Пер.

82

ние по астрономии. Практически в каждой американской газете есть ежедневная астрологическая колонка, но вряд ли найдется такая, которая хотя бы один столбец в неделю посвящает астрономии. В Соединенных Штатах астрологов в десять раз больше, чем астрономов. Встречаясь на вечеринках с людьми, которые не знают, что перед ними ученый, я часто слышу: «Вы случайно не Близнецы?» (один к двенадцати, что попадешь в точку) или «Какой ваш знак?». Гораздо реже меня спрашивают: «Вы слышали, что золото образовалось при взрыве сверхновой?» или «Когда Конгресс одобрит проект марсохода?».

Астрология утверждает, что созвездия, в которых находились планеты в момент вашего рождения, накладывают неизгладимый отпечаток на все ваше будущее. Идея о том, что движения планет правят судьбой королей, династий и империй, зародилась несколько тысяч лет назад. Астрологи изучали ход небесных тел и задавались вопросом, что произошло, когда в прошлый раз, например, Венера была в созвездии Козерога; возможно, что-то подобное случится снова. Это было хитрое и весьма рискованное занятие. Дошло до того, что астрологов держали исключительно на государственной службе. Во многих странах толкование небесных предзнаменований считалось тяжким преступлением для всех, кроме придворных астрологов: чтобы свергнуть режим, порой достаточно было предсказать его падение. В Китае за неточное предсказание придворных астрологов казнили. Их собратья по ремеслу подправляли записи, чтобы пророчества согласовывались с ходом событий. Астрология развилась в странное сочетание наблюдений, математики и кропотливого ведения записей с легковесным мышлением и ханжеским обманом.

Но если планеты могут определять судьбы наций, разве могут они не влиять на то, что случится со мной

83

завтра? Основные представления индивидуальной астрологии сложились в эллинистическом Египте и распространились в греко-римском мире около 2000 лет назад. Сегодня мы можем ощутить всю древность астрологии через слова, такие как disaster (бедствие), что в переводе с греческого означает «плохая звезда», или influenza (грипп), которое в итальянском языке буквально означает «влияние» (звезд). Еврейское mazeltov (удача) имеет вавилонские корни и переводится как «хорошее созвездие»; слово shlamazel, которым говорящие на языке идиш называют фатально невезучего субъекта, тоже восходит к вавилонскому астрономическому лексикону. Согласно Плинию, римляне воспринимали слово side-ratio как «месть планеты»*. В планетах принято было усматривать непосредственную причину смерти людей. Или хотя бы слово consider (англ. «рассматривать»): оно означает «согласно с планетами», что, очевидно, предполагает серьезное обдумывание. Джон Граунт собрал статистику смертности в лондонском Сити в 1632 году. На фоне ужасных потерь от младенческих и детских болезней, а также экзотических хворей вроде «стеснения в легких» (rising of the light — возможно, абсцесс или опухоль легких. — Ред.) и «королевской пагубы» (King's evil — золотуха. — Ред.) мы обнаруживаем, что из 9535 умерших 13 пали жертвами планет — больше, чем скончалось от рака. Интересно, каковы были симптомы? Индивидуальная астрология существует и в наши дни: рассмотрим астрологические колонки, опубликованные в одном и том же городе в один и тот же день двумя газетами. Возьмем, к примеру, нью-йоркские «Пост» и «Дейли ньюс» за 21 сентября 1979 года. Допустим, ваш

* Оно также означало «солнечный удар», «поражение солнечным зноем». — Ред.

84

знак — Весы, то есть вы родились между 23 сентября и 22 октября. Астролог в «Пост» пишет: «Компромисс позволит вам ослабить напряжение»; разумно, быть может, но несколько туманно. В тот же день астролог «Дейли ньюс» призывает вас «потребовать от себя большего» — рекомендация иного рода, но столь же неопределенная. Эти «предсказания» и не предсказания вовсе; скорее, отрывочные советы — говорят, что следует делать, а не что должно случиться. Они намеренно сформулированы столь общо, что могут быть отнесены к кому угодно, и в то же время они демонстрируют полную взаимную несовместимость. Почему же их публикуют безо всяких оговорок, как спортивные результаты или биржевые сводки?

Астрологию можно проверить на судьбах близнецов. Известно немало случаев, когда один из близнецов погибал в детстве, например упав с лошади или от удара молнии, тогда как другой благополучно доживал до старости. Оба родились в одном месте с разницей в несколько минут. Планеты при их рождении занимали одинаковое положение. Если допустить, что астрология верна, как же вышло, что близнецов постигла столь разная судьба? Случается, что даже между собой астрологи не могут договориться, какой смысл заключен в том или ином гороскопе. Тщательные проверки показывают, что они не способны предсказать характер и будущее людей, о которых не знают ничего, кроме времени и места рождения*.

* Недоверие к астрологии и родственным ей доктринам возникло не сегодня и не только на Западе. Вот, например, что писал в 1332 г. в книге «Эссе о праздности» Йошида Кенко: «Учение об инь-ян [в Японии] ничего не говорит о Днях красного языка. Раньше люди не боялись этих дней, но позднее — я не знаю, кто положил этому начало, — стали говорить, будто „предприятие, начатое в День красного языка, никогда не будет завершено" или „все, что вы скажете или сделаете в День красного языка, обречено на провал: вы потеряете то, что имеете, а ваши планы останутся втуне". Какая ерунда! Если подсчитать провалившиеся затеи, начатые в тщательно выбранные „счастливые дни", их, вероятно, окажется столько же, сколько и безрезультатных предприятий, начатых в Дни красного языка». — Авт.

85

Есть нечто любопытное в государственных флагах Земли. На флаге Соединенных Штатов изображено пятьдесят звезд, на флагах СССР и Израиля — по одной, на флаге Бирмы — четырнадцать, Гренады и Венесуэлы — по семь, Китая — пять, Ирака — три, Сан-Томе и Принсипи — по две. Флаги Японии, Уругвая, Малави, Бангладеш и Тайваня украшает изображение Солнца; флаг Бразилии — рисунок небесной сферы. Австралия, Западное Самоа, Новая Зеландия и Папуа-Новая Гвинея поместили на флаг созвездие Южного Креста; Бутан — драконову жемчужину, символ Земли; Камбоджа — астрономическую обсерваторию Ангкор-Ват; Индия, Южная Корея и Монгольская Народная Республика — космологические символы. Многие социалистические государства изображают на флагах звезды*, многие исламские — лунный серп. Почти на половине национальных флагов красуются астрономические символы. Это всемирный, транскультурный, надрелигиозный феномен. Он также не ограничивается рамками нашего времени: созвездия запечатлены и на шумерских цилиндрических печатях третьего тысячелетия до нашей эры, и на даосском знамени дореволюционного Китая. Без сомнения, народы стремятся неким образом приобщиться к мощи и незыблемости неба. Мы ищем связей с Космосом. Мы

* С тех пор как были написаны эти строки, многое изменилось. Нет уже такого государства, как СССР, а Россия выступает под трехцветным, бело-сине-красным флагом. Бирма с 1989 г. носит название Мьянма, Западное Самоа с 1997 г. именуется просто Самоа Изменилась государственная символика у многих стран, прежде принадлежавших к социалистическому лагерю. — Ред.

86

хотим быть сопричастны его грандиозным масштабам. И оказывается, что мы действительно с ним связаны — не персонально, не тем примитивным образом, о котором говорят астрологи, а на самом глубинном уровне, затрагивающем происхождение материи и обитаемость Земли, эволюцию и судьбу человеческого рода — темы, к которым мы еще вернемся.

Современная популярная астрология берет свое начало с Клавдия Птолемея, которого мы называем просто Птолемеем, хотя он и не состоял в родстве с одноименной царской династией. Он работал в Александрийской библиотеке во II столетии. Все эти загадочные разговоры о планетах, восходящих в том или ином солнечном и лунном «доме», об «эре Водолея» начались именно с Птолемея, который кодифицировал вавилонскую астрологическую традицию. Вот типичный гороскоп времен Птолемея, записанный на папирусе, на греческом языке, для девочки, родившейся в 150 году: «На рождение Филои. Десятый год правления императора Антонина*, ночь с 15 на 16 месяца Фаменос**, первый час ночи. Солнце в Рыбах, Юпитер и Меркурий в Овне, Сатурн в Раке, Марс во Льве, Венера и Луна в Водолее, под знаком Козерога». Даже способы исчисления лет и месяцев больше изменились за прошедшие века, чем тонкости астрологической лексики. Характерная выдержка

* Правление императора Антонина Пия приходится на период с 138 по 161 г. -Пер.

** В египетском календаре было 12 месяцев по 30 дней. Год начинался с месяца Тот (29 авг. — 27 сент.), за ним следовали Фаофи (28 сент. — 27 окт.), Азир (28 окт. — 26 ноября), Хояк (27 ноября - 26 дек.), Тиби (27 дек. - 25 янв.), Мехир (26 янв. - 24 февр.), Фаменос (25 февр. - 26 марта), Фармуси (27 марта — 25 апр.), Пахон (26 апр. — 25 мая), Паини (26 мая — 24 июня), Эпифи (25 июня — 24 июля), Мозори (25 июля — 23 авг.). В конце года добавлялись пять дополнительных дней, носивших название Эпагоменай (24-28 авг.). - Пер.

87

из астрологического трактата Птолемея «Тетрабиблос» гласит: «Сатурн, если он на востоке, делает подвластных ему темнокожими, крепкими, черноволосыми, курчавыми, наделяет их волосатой грудью, глазами среднего размера, средним ростом и темпераментом, который определяется избытком влажного и холодного»*. Птолемей считал, что не только образ действий, но также рост, комплекция, национальный характер и даже врожденные физические недостатки определяются звездами. В этой части современная астрология, похоже, занимает более осторожную позицию.

Однако нынешние астрологи забыли о явлении прецессии, о котором знал Птолемей. Игнорируется ими и атмосферная рефракция, о которой он писал. Они практически не уделяют внимания всем тем спутникам и планетам, астероидам и кометам, квазарам и пульсарам, взрывающимся галактикам, симбиотическим звездам, катаклизмическим переменным и рентгеновским источникам, которые были открыты со времен Птолемея**. Астрономия — это наука, исследующая Вселенную та-

* В древности и в Средние века бытовала теория, обоснованная Аристотелем, что всем вещам присущи четыре основных свойства: холод, жар, сухость, влажность, мера проявления которых определяет всё, в том числе и темперамент человека. — Ред.

** В последние годы, когда свежие астрономические данные стали доступны через Интернет, некоторые астролога используют новейшие астрономические теории. Именно они являются сегодня основными покупателями книг и программ, обеспечивающих высокую точность расчета эфемерид. В части требований к точности вычислений они нередко идут заметно дальше любителей астрономии и порой приближаются к уровню профессиональных астрономов. Это придает работе астрологов имидж научности. Однако сам способ использования астрономических данных не позволяет считать астрологию наукой в общепризнанном смысле этого слова, ибо в ней отсутствует фундаментальный для науки цикл выдвижения и многократной экспериментальной проверки гипотез, а также не делается попыток выявить механизмы предполагаемых взаимосвязей небесных явлений и земных событий. — Пер.

88

кой как она есть. Астрология — псевдонаука, которая в отсутствие убедительных доказательств декларирует, что планеты влияют на нашу повседневную жизнь. Во времена Птолемея различие между астрономией и астрологией не было четко выражено. Теперь оно очевидно.

Как астроном Птолемей давал имена звездам* и оценивал их яркость, привел убедительные аргументы в пользу сферической формы Земли, выработал правила предсказания затмений и, что, пожалуй, важнее всего, попытался объяснить, почему движения планет на фоне далеких созвездий выглядят так странно. Чтобы понять ход планет и расшифровать небесные послания, он разработал модель, обладавшую предсказательной силой. Исследование неба приводило Птолемея в экстаз. «Как и все смертные, — писал он, — я знаю, что рожден на день. Но когда я в мыслях своих следую за стройными рядами бесчисленных звезд в их круговом движении, мои ноги уже не касаются Земли...»

Птолемей считал, что Земля является центром Вселенной, что Солнце, Луна, планеты и звезды движутся вокруг Земли. Это наиболее естественная картина мира. Земля кажется нам устойчивой, твердой и неподвижной, в то время как небесные тела, по нашим наблюдениям, ежедневно восходят и заходят. Все культуры проходили через геоцентрическую гипотезу. Как писал Иоганн Кеплер, «совершенно невозможно, чтобы разум, заранее не обученный, вообразил, будто Земля есть нечто иное, нежели род огромного строения, увенчанного куполом неба; оно неподвижно, а внутри него Солнце, такое маленькое, перемещается из одной области в другую, подобно тому как птицы странствуют по воздуху». Но как же объяснить видимые движения планет (к примеру,

* Фундаментальный астрономический труд Птолемея «Альмагест» включает в себя расширенный им звездный каталог Гиппарха. — Пер.

89

Марса), которые были известны за тысячи лет до Птолемея? (Одним из эпитетов, которыми наградили Марс древние египтяне, было sekded-ef em khetkhet, что означало «тот, который двигается назад». Это ясное указание на попятное движение, когда планета делает на небе мертвую петлю.)

Птолемееву модель движения планет можно представить при помощи небольшой машины, вроде той, что действительно существовала в его времена*. Задача состояла в том, чтобы найти такие «истинные», наблюдаемые как бы сверху, «извне», движения планет, которые бы с высокой точностью воспроизводили видимые пути планет, прослеживаемые снизу, «изнутри».

Считалось, что планеты движутся вокруг Земли, будучи прикреплены к идеальным прозрачным сферам. Однако прикреплены не напрямую, а через небольшие вращающиеся колеса с центрами на сферах. Сфера поворачивается, маленькое колесо вращается, и мы на Земле видим, как Марс совершает свои петлеобразные движения. Эта модель позволяла предсказывать движения планет с достоверностью, вполне достаточной при той точности измерений, которая была достижима во времена Птолемея и даже много столетий спустя.

Оттого что в Средние века Птолемеевы эфирные сферы почитались хрустальными, мы до сих пор толкуем о музыке сфер и седьмом небе (по одному «небу», или сфере, отводилось Луне, Меркурию, Венере, Солнцу, Марсу, Юпитеру и Сатурну, еще одно предназначалось для звезд). Когда Земля — центр Вселенной, когда миро-

* Четырьмя столетиями раньше такое устройство было сконструировано Архимедом и описано Цицероном. Последний изучил машину в Риме, куда она была доставлена римским полководцем Марцеллом. Это один из солдат Марцелла во время битвы за Сиракузы без всякой на то причины и в нарушение приказа убил Архимеда, которому было уже больше семидесяти лет. — Авт.

90

здание вращается вокруг земных событий, а небеса устроены по совершенно неземным принципам, немного находится резонов для ведения астрономических наблюдений. Поддержанная церковью еще в раннем Средневековье, модель Птолемея задержала развитие астрономии на целое тысячелетие. Только в 1543 году польский каноник Николай Коперник опубликовал совершенно иную гипотезу, объяснявшую видимые движения планет. Наиболее смелым в ней было предположение о том, что Солнце, а не Земля находится в центре мироздания. Земля была низведена до положения рядовой планеты, третьей по счету от Солнца, движущейся вокруг него по идеальной круговой орбите. (Птолемей упоминает о такой гелиоцентрической модели, но тут же отвергает ее; с точки зрения Аристотелевой физики подразумеваемое этой моделью бешеное вращение Земли противоречит наблюдениям.)

Новая теория объясняла видимые движения планет, по крайней мере не хуже Птолемеевых сфер*. Однако она раздражала очень многих. В 1616 году католическая церковь внесла работу Коперника в список книг, запрещенных «вплоть до исправления» местным церковным цензором, где она значилась до 1835 года**. Мартин

* Не только власть освященной веками традиции, но и наблюдения не давали сделать однозначного выбора в пользу учения Коперника. Его теория, основанная на гипотезе о строго круговом и равномерном ходе планет, не позволяла предугадывать их видимые движения с той же точностью, с какой предсказывала модель Птолемея, базирующаяся на сложной системе дифферентов и эпициклов. Единственное преимущество картины мира по Копернику состояло в том, что она была более простой и логичной. — Пер. ** Недавно, проводя инвентаризацию всех копий книги Коперника, сделанных в XVI столетии, Оуэн Джинджерич пришел к выводу, что цензура была неэффективна: только 60 процентов копий в Италии подверглись «исправлению», а в Иберии таких не нашлось ни одной. — Авт.

91

Лютер так отзывался о Копернике, «выскочке-астрологе»: «Этот глупец хочет перевернуть всю астрономическую науку. Однако Священное Писание говорит нам, что Иисус приказал остановиться Солнцу, а не Земле». Даже некоторые сторонники Коперника говорили, что он на самом деле не верит в гелиоцентрическую Вселенную, а просто предлагает гипотезу, удобную для расчета движения планет.

Эпохальное противостояние двух представлений о Космосе — геоцентрического и гелиоцентрического — достигло кульминации в XVI-XVII столетиях и воплотилось в личности человека, который, подобно Птолемею, был одновременно и астрологом, и астрономом. Он жил во времена, когда человеческий дух пребывал в путах, а разум — в оковах; когда тысячелетней давности суждения отцов церкви по научным вопросам ставились превыше новейших открытий, сделанных с использованием недоступных в древности методов; когда отклонения от догм, католических или протестантских, даже в темных теологических вопросах, карались унижением, поборами, высылкой, пытками и смертью. Небеса были населены ангелами и демонами, и десница Господня приводила в движение хрустальные планетные сферы. Наука еще не несла в себе идеи, что в основе природных явлений лежат законы физики. Но смелости этого боровшегося в одиночку человека суждено было затеплить первую искру современной научной революции. Иоганн Кеплер родился в Германии в 1571 году и еще ребенком был отправлен в протестантскую семинарию провинциального города Маульбронн учиться на священнника. Это был своего рода лагерь для новобранцев, где молодые умы учились обращать теологическое оружие против крепости римского католицизма. Кеплер, упрямый, умный и яростно независимый, провел два

92

одиноких года в унылом Маульбронне, становясь отрешенным и замкнутым, сосредоточенным на своей воображаемой ничтожности в глазах Бога. Он каялся в тысячах грехов, хотя и был не хуже других, и боялся, что никогда не сможет обрести спасения.

Но Бог стал для него чем-то большим, нежели небесным гневом, требующим умиротворения. Бог Кеплера был творящей силой Космоса. Любопытство мальчика победило страх. Он захотел изучать всемирную эсхатологию, осмелился размышлять о Промысле Божьем. Эти опасные раздумья, поначалу несущественные, стали впоследствии смыслом всей его жизни. Дерзкие устремления ребенка-семинариста способствовали вызволению Европы из узилища средневекового мышления.

Более тысячи лет классические античные науки принуждались к безмолвию, однако на исходе Средневековья слабое эхо их голосов, подхваченное арабскими учеными, стало проникать в европейские курсы обучения. В Маульбронне Кеплер слышал эти отзвуки, изучая теологию, греческий и латинский языки, музыку и математику. В геометрии Евклида ему виделся проблеск совершенства и космической красоты. Позднее он писал: «Геометрия существовала прежде Творения. Она так же вечна, как Божественный промысл... Геометрия дала Богу модель для Творения... Геометрия — это сам Бог».

Ни поглощенность математикой, ни отшельнический образ жизни не уберегли Кеплера от влияния несовершенств окружающего мира, наложивших отпечаток на его характер. В то время суеверия служили панацеей для людей, бессильных противостоять напастям: голоду, мору, братоубийственным религиозным войнам. Для многих единственной незыблемой вещью оставались звезды, и древние астрологические измышления

93

процветали и при королевских дворах, и в тавернах преследуемой страхами Европы. Кеплер, чье отношение к астрологии оставалось неоднозначным на протяжении всей его жизни, стремился понять, существуют ли потаенные схемы, лежащие в основе хаоса повседневной жизни. Если мир был создан Богом, разве не следует как можно тщательнее изучать его? Разве не является все созданное выражением гармонии Божьего Промысла? Книга Природы больше тысячи лет ожидала своего читателя.

В 1589 году Кеплер покинул Маульбронн, чтобы учиться богословию в знаменитом университете Тюбингена, и это стало для него освобождением. Гений его, противопоставивший себя большинству важнейших интеллектуальных течений того времени, был немедленно замечен учителями, один из которых приобщил молодого человека к опасным тайнам гипотезы Коперника. Гелиоцентрический мир оказался созвучен религиозному чувству Кеплера и был принят им с энтузиазмом. Солнце воплощало собой Бога, вокруг которого вращается все остальное. Еще до посвящения в духовный сан Кеплеру предложили весьма привлекательную мирскую должность, которую он, возможно в силу безразличия к церковной карьере, счел для себя подходящей. Он отправился в австрийский город Грац преподавать математику школьникам, а немного погодя стал готовить астрономический и метеорологический календари и составлять гороскопы. «Для каждой твари Бог предусмотрел средства к пропитанию, — писал Кеплер. — Для астронома он приуготовил астрологию».

Кеплер был блестящим мыслителем и ясно излагал свои мысли на бумаге, но оказался сущим бедствием в роли школьного учителя. Он мямлил. Он отвлекался. То, что он говорил, временами было совершенно недо-

94

ступно для понимания. В первый год в Граце он смог собрать лишь горстку учеников; на следующий год к нему не пришел никто. Несмолкаемый внутренний хор ассоциаций и рассуждений постоянно отвлекал его от темы, соперничая за его внимание. В один прекрасный летний день, основательно увязнув в дебрях нескончаемой лекции, он вдруг сподобился откровения, которому предстояло радикально изменить все будущее астрономии. Возможно, он остановился на полуслове. Его невнимательные ученики, с нетерпением ждавшие окончания дня, прозевали, я думаю, этот исторический момент.

Во времена Кеплера были известны только шесть планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн. Кеплер задался вопросом: почему только шесть? Почему не двенадцать или не сто? Почему расстояния между их орбитами именно таковы, как их определил Коперник? Никто до него не ставил таких вопросов. Еще во времена Пифагора было известно пять правильных, Платоновых тел — многогранников, чьи грани представляют собой правильные многоугольники. Мысль Кеплера состояла в том, что эти два числа связаны друг с другом, что причина существования всего шести планет заключается в наличии лишь пяти правильных тел и что эти тела, будучи вписаны или вложены друг в друга, дадут нам расстояния планет от Солнца. Кеплер считал, что в этих совершенных формах он обнаружил невидимые структуры, поддерживающие сферы шести планет. Он назвал свое откровение «Космографической тайной»*. Связь между Платоновыми телами и расположением

* Книга «Mysterium Cosmographicum», опубликованная в 1596 г., была первым крупным сочинением Кеплера по астрономии. На русском языке она известна по крайней мере под тремя названиями: «Тайна Вселенной», «Космографическая тайна» и «Тайна мироздания». — Пер.

95

планет могла иметь только одно объяснение: это десница Бога-Геометра.

Кеплера поразило, что именно он — погрязший, как ему мнилось, в грехах — избран свыше, чтобы сделать великое открытие. Он обратился к герцогу Вюртембергскому с прошением выделить средства на исследования, предложив проверить конструкцию из вложенных многогранников путем построения трехмерной модели, которая позволит другим уловить красоту священной геометрии. Его модель, добавлял Кеплер, может быть сделана из серебра и драгоценных камней и помимо всего прочего послужит герцогу кубком. Предложение отклонили, сопроводив отказ любезным советом, изготовить сначала менее дорогой макет из бумаги, что Кеплер и попытался сделать: «То удовольствие, которое я получил от этого открытия, невозможно выразить словами... Меня не пугала ни сложность вычислений, ни что-либо другое. Дни и ночи я проводил в математических трудах, чтобы убедиться, придет ли моя гипотеза в согласие с орбитами Коперника, или моя радость растворится в воздухе». Но как ни старался Кеплер, установить соответствие между многогранниками и орбитами не удавалось. Красота и грандиозность теории тем не менее склоняли его к выводу, что в наблюдения вкрались ошибки — заключение, не новое в истории науки: многие теоретики приходили к нему, когда их концепции не согласовывались с наблюдениями. В то время во всем мире только один человек имел доступ к более точным наблюдениям видимых положений планет — находившийся в добровольном изгнании датский дворянин, который принял пост императорского математика при дворе Рудольфа II, императора Священной Римской империи. Звали дворянина Тихо Браге. Случилось так, что он, по предложению Рудольфа, пригласил Кеплера, чья

96

слава математика росла, присоединиться к нему в его трудах в Праге.

Провинциальный учитель, человек незнатного рода, не известный никому, кроме нескольких математиков, Кеплер колебался, принять ли это приглашение. Но всё решили за него. В 1598 году его затронуло одно из первых потрясений надвигающейся Тридцатилетней войны. Местный католический эрцгерцог, твердо стоявший на догматах веры, поклялся, что «скорее опустошит страну, чем станет править еретиками»*. Протестанты были отлучены от экономической и политической власти; школу, где преподавал Кеплер, закрыли; молитвы, книги и песни, считавшиеся еретическими, оказались под запретом. В довершение всего горожан подвергали допросам на предмет религиозных убеждений. Отказавшиеся принять римскую католическую веру в наказание лишались десятой части доходов и должны были под страхом смерти навсегда покинуть Грац. Кеплер предпочел ссылку: «Лицемерию я не обучен. Я серьезен в вопросах веры. Я не играю с этим».

Оставив Грац, Кеплер, его жена и падчерица пустились в нелегкий путь до Праги. Кеплер не был счастлив в браке. Его жену, которая не вылезала из хворей и лишилась двух маленьких детей, описывали как «тупую, угрюмую, замкнутую, унылую» особу. Она понятия не имела, над чем работает ее муж, и, будучи взращена в среде мелкопоместного дворянства, презирала малодоходное занятие супруга. Он, в свою очередь, то увещевал, то игнорировал ее, «поскольку мои исследования

* Это далеко не самое радикальное высказывание времен Средневековья и Реформации. Когда Доминго (Доменико) де Гусмана, впоследствии канонизированного и нареченного святым Домиником, спросили во время осады крупного альбигойского города, как отличить правоверного от язычника, тот якобы ответил: «Убивайте всех! Господь узнает своих». — Авт.

97

иногда делали меня неосторожным; но я затвердил свой урок, я научился сохранять с ней спокойствие. Когда я вижу, что она приняла мои слова близко к сердцу, я скорее дам откусить себе палец, чем нанесу ей новое оскорбление». При всем том Кеплер был полностью поглощен работой.

Имение Тихо Браге представлялось ему убежищем от всех зол того времени, местом, где его «Космографическая тайна» будет принята благожелательно. Он мечтал стать сподвижником великого ученого, который еще до изобретения телескопа тридцать пять лет посвятил тщательно упорядоченным и точным измерениям часового механизма Вселенной. Ожиданиям Кеплера не суждено было сбыться. Сам Тихо Браге оказался фигурой экстравагантной. Его украшал золотой нос — свой собственный он потерял в студенческой дуэли за право называться лучшим математиком. Вокруг него всегда отиралась свора горластых приспешников, подхалимов, бедных родственников и прочих прилипал. Их бесконечные пирушки, наветы и козни, их жестокие насмешки над набожным и старательным провинциальным недотепой угнетали и печалили Кеплера: «Тихо... невероятно богат, но не знает, как пользоваться своим богатством. Каждый из его инструментов стоит больше того, чем владею я вместе со всей моей семьей».

Кеплеру не терпелось увидеть астрономические данные Тихо Браге, но тот лишь время от времени подбрасывал ему кое-какие черновики: «Тихо не дает мне возможности воспользоваться его результатами. Только иногда на пиру или между делом он вдруг мимоходом упоминает, что сегодня одна планета прошла апогей, завтра другая — в узле... Тихо выполняет лучшие наблюдения... У него есть сотрудники. У него нет только архитектора, который смог бы привести в порядок его результаты». Тихо Браге был величайшим наблюдате-

98

лем своей эпохи, а Кеплер — величайшим теоретиком. Каждый знал, что в одиночку не сможет достичь синтеза и построить точную и последовательную систему мира, которая, как оба чувствовали, была уже на подходе. Но Тихо не собирался преподносить труд всей жизни в подарок возможному молодому сопернику. Совместное авторство было по ряду причин неприемлемо. Рождение современной науки — плода теории и эксперимента — было поставлено под угрозу взаимным недоверием. Все восемнадцать месяцев, что осталось прожить Тихо, эти двое то ссорились, то мирились. На обеде у барона Розенберга Тихо, выпив много вина, «поставил вежливость выше здоровья» и, сопротивляясь естественным позывам, не стал, даже ненадолго, выходить из-за стола раньше хозяина. Последовавшее воспаление мочевого пузыря привело к осложнениям, когда Тихо решительно отказался ограничить себя в еде и питье. На смертном одре он завещал все свои наблюдения Кеплеру, а «в последнюю ночь, находясь в бреду, он раз за разом повторял, как будто сочиняя стихи: „Пусть мне не кажется, что жизнь прожита напрасно... Пусть мне не кажется, что жизнь прожита напрасно"».

После смерти Тихо Браге Кеплер, ставший придворным математиком, сумел вытребовать дневники наблюдений у вздорной семьи покойного. Его догадка о том, что орбиты планет описываются пятью Платоновыми телами, не подтверждалась данными Тихо точно так же, как и данными Коперника. Окончательно «Космографическая тайна» оказалась опровергнута значительно позже, когда были открыты планеты Уран, Нептун и Плутон — ведь не существует других Платоновых тел*, которые могли бы задать их расстояния от Солнца. Кроме

* Доказательство этого утверждения приведено в Приложении 2. — Авт.

99

того, вложенные Платоновы тела не позволяли объяснить существование Луны, равно как и открытых Галилеем четырех больших спутников Юпитера. Но Кеплер не впал в уныние, наоборот, он хотел, чтобы у планет были найдены новые спутники, и задумывался над тем, сколько спутников должна иметь каждая планета. Он писал Галилею:

Я немедленно начал думать, как увеличить число планет, не отказываясь от моей «Космографической тайны», согласно которой пять правильных тел Евклида не позволяют обращаться вокруг Солнца более чем шести планетам lt;...gt; Я настолько далек от того, чтобы не верить в существование четырех обращающихся вокруг Юпитера планет, что жду не дождусь, когда у меня появится телескоп, чтобы опередить Вас, если получится, с открытием двух спутников вокруг Марса, а также, как, похоже, требует пропорция, шести или восьми вокруг Сатурна и, возможно, по одному вокруг Меркурия и Венеры.

Марс действительно имеет два маленьких спутника, и крупное геологическое образование на большем из них в честь этой догадки называется теперь хребтом Кеплера. Однако в отношении Сатурна и Меркурия с Венерой Кеплер оказался не прав, а Юпитер, как выяснилось, имеет гораздо больше спутников, чем открыл Галилей*. На самом деле мы по-прежнему так и не знаем, почему существует именно девять планет, не больше и не меньше, и почему их расстояния от Солнца именно таковы, каковы они есть (см. гл. VIII).

* На май 2003 г. у Юпитера обнаружено уже 52 спутника. Первые четыре открыты Галилеем в 1610 г. при помощи изобретенного им телескопа. В течение трех с половиной столетий наземные наблюдения позволили довести число известных спутников до 12. Еще 4 спутника обнаружены «Вояджерами». Начиная с 1999 г. открытие спутников больших планет фактически поставлено на поток. Группа астрономов Гавайского университета обнаружила за это время более 30 спутников Юпитера и планирует довести их общее число по крайней мере до ста. Обнаруженные в последние годы спутники очень малы, их размеры не превышают нескольких километров. Вполне возможно, что это захваченные Юпитером астероиды. — Пер.

100

Наблюдения Тихо Браге за видимым движением Марса и других планет на фоне созвездий охватывали многолетний период. Эти данные, собранные за несколько десятилетий, предшествовавших изобретению телескопа, были точнее всего полученного ранее. Кеплер, стараясь разобраться в них, работал с неистовой самоотдачей. Как реальные движения Земли и Марса вокруг Солнца объясняют точные измерения видимых положений Марса на небе, включая петли попятных движений на фоне звезд? Тихо указал Кеплеру обратить особое внимание на Марс, поскольку видимые движения этой планеты выглядели наиболее странными и менее всего согласовались с круговыми орбитами. (Обращаясь к читателю, которому могли наскучить его громоздкие вычисления, он писал: «Если эта скучная процедура истощила ваше терпение, будьте снисходительны к тому, кто проделал ее не менее семидесяти раз».)

Пифагор в VI веке до нашей эры, Платон, Птолемей и все христианские астрономы до Кеплера предполагали, что планеты движутся по круговым путям. Окружность считалась «совершенной» геометрической фигурой, и планеты, пребывающие в небесных высях, вдали от земной скверны, также мыслились «совершенными» в мистическом смысле. В равномерном круговом движении планет были уверены Галилей, Тихо Браге и Коперник, причем последний утверждал, что альтернатива должна заставить «разум содрогнуться», поскольку «было бы недостойно помыслить такое

101

о сотворении мира, которое вершилось наилучшим из возможных образом». Поэтому первоначально Кеплер пытался истолковать наблюдения, представляя Землю и Марс движущимися по круговым орбитам вокруг Солнца.

После трех лет вычислений он был уверен, что нашел правильные характеристики круговой орбиты Марса, которые совпадали с десятью наблюдениями Тихо с точностью до двух минут дуги. Напомним, что 60 минут дуги составляют один градус, а 90 градусов — прямой угол, например угол от горизонта до зенита. Так что пара минут дуги — очень небольшая величина для измерений, особенно без телескопа. Это примерно одна пятнадцатая углового размера полной Луны, видимой с Земли. Однако переполнявшая Кеплера радость вскоре сменилась унынием — два следующих наблюдения Тихо оказались несовместимы с орбитами Кеплера, и отличие достигало восьми минут дуги:

Божественное Провидение послало нам в лице Тихо Браге такого прилежного наблюдателя, что раз его наблюдения указывают на... восьмиминутную ошибку в расчетах, то нам остается только с благодарностью принять Божий дар... Если бы я допускал, что мы можем игнорировать эти восемь минут, я бы внес в мои гипотезы соответствующие поправки. Но поскольку игнорировать их было бы непозволительно, эти восемь минут указывают путь к полному преобразованию астрономии.

Расхождение между круговой и истинной орбитами могло быть выявлено только точными измерениями и смелым признанием фактов: «Гармоничные пропорции украшают Вселенную, но гармонии должны находиться в соответствии с опытом». Кеплер был потрясен необходимостью отбросить круговые орбиты и поста-

102

вить под вопрос свою веру в Божественного Геометра. Очистив авгиевы конюшни астрономии от окружностей и спиралей, он остался, по собственным словам, с «одной телегой навоза» — со сплюснутой окружностью, чем-то вроде овала.

В конце концов Кеплер осознал, что его восторг перед окружностями был заблуждением. Согласно Копернику, Земля являлась планетой, и Кеплер понимал со всей очевидностью, что она, разоряемая войнами, моровыми поветриями, голодом и прочими напастями, весьма далека от совершенства. Кеплер одним из первых со времен античности предположил, что планеты суть материальные объекты, сложенные из того же несовершенного вещества, что и Земля. А если планеты «несовершенны», почему их орбитам не быть такими же? Он попробовал обсчитать различные овалообразные кривые, но допустил при этом некоторые арифметические ошибки (что заставило его поначалу отбросить правильный ответ). Спустя несколько месяцев он от отчаяния вновь попробовал формулу для эллипса, впервые выведенную в Александрии Аполлонием Пергским. И тут обнаружилось великолепное согласие с наблюдениями Тихо Браге: «Истина природы, которую я отверг и выгнал вон, вернулась, крадучись, через черный ход, переменив обличье, чтобы быть принятой... Каким же глупцом я был!»

Кеплер обнаружил, что Марс движется вокруг Солнца не по окружности, а по эллипсу. Другие планеты обращаются по гораздо менее вытянутым орбитам, и посоветуй Тихо Браге исследовать движение, скажем, Венеры, Кеплер мог бы так никогда и не открыть истинных планетных орбит. У таких орбит Солнце находится не в центре, а смещено в фокус эллипса. Когда планета подходит ближе к Солнцу, ее движение ускоряется. При

103

удалении от Солнца оно замедляется. Это движение можно описать следующим образом: планеты все время падают на Солнце, но никогда не достигают его. Первый закон движения планет Кеплера очень прост: планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

При равномерном круговом движении одинаковый угол или часть дуги покрывается за одинаковое время. Так, чтобы пройти две трети окружности, требуется вдвое больше времени, чем на прохождение одной трети. Кеплер выяснил, что в случае эллиптических орбит имеет место нечто иное: при движении планеты по орбите прямая, соединяющая ее с Солнцем, заметает небольшие клинообразные области внутри эллипса. Когда планета близка к Солнцу, она за определенный интервал времени проходит довольно большую дугу по орбите, однако площадь, соответствующая этой дуге, не очень велика, поскольку планета находится вблизи Солнца. Когда планета далека от Солнца, она проходит за то же время значительно меньшую дугу, но этой дуге соответствует большая площадь, поскольку Солнце теперь гораздо дальше. Кеплер обнаружил, что эти две площади в точности равны друг другу, независимо от того, насколько эллиптична орбита: длинная узкая область, соответствующая удаленному от Солнца положению планеты, в точности равна по площади более короткой, но широкой области, которую планета заметает, будучи близка к Солнцу. Это был второй закон Кеплера о движении планет: планеты заметают равные площади за равное время.

Первые два закона Кеплера могут показаться несколько абстрактными и далекими от жизни: планеты движутся по эллипсам и заметают равные площади за равное время. Допустим, ну и что? Круговое движение

104

Пять правильных платоновых многогранников

Когда Земля, двигаясь по орбите вокруг Солнца, обгоняет Марс, он, если смотреть с Земли, движется на фоне далеких звезд в обратном направлении (так называемое попятное движение).

Согласно первому закону Кеплера, планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце. По второму закону Кеплера, радиус, проведенный от Солнца к планете, заметает одинаковые площади за равные промежутки времени. Путь от В до Л планета проходит за то же время, что от F до Е и от D до С. При этом площади секторов BSA, FSE и DSC равны.

105

проще себе представить. Мы могли бы отмахнуться от этих законов как от пустых математических умствований, далеких от повседневной жизни. Но этим законам повинуются планеты, равно как и мы сами, приклеенные тяготением к поверхности Земли, несущейся через межпланетное пространства Мы движемся в соответствии с законами природы, которые первым открыл Кеплер. Когда мы отправляем космический аппарат к другим планетам, когда мы наблюдаем двойные звезды, когда мы исследуем движение далеких галактик, то обнаруживается, что во всей Вселенной выполняются законы Кеплера.

Много лет спустя Кеплер вывел свой третий и последний закон движения планет, закон, связывающий движение различных планет, раскрывающий действие часового механизма Солнечной системы. Кеплер изложил его в книге, названной «Гармонии Мира». Очень многие вещи он считал проявлением мировой гармонии: порядок и красоту движения планет, существование математических законов, объясняющих это движение (идея, восходящая к Пифагору), и даже музыкальную гармонию, «гармонию сфер». Орбиты планет, за исключением Меркурия и Марса, так мало отличаются от круговых, что мы не можем изобразить эти отличия даже на предельно точной диаграмме. Земля для нас — движущаяся платформа, с которой мы наблюдаем за движением других планет на фоне картины далеких созвездий. Внутренние планеты движутся по своим орбитам быстро: вот почему Меркурий по праву носит имя посланца богов. Венера, Земля и Марс — каждая следующая планета обращается вокруг Солнца медленнее предыдущей. Внешние планеты, такие как Юпитер и Сатурн, совершают свой путь с величавой неспешностью, как и приличествует царям богов.

106

Третий закон Кеплера, или закон гармонии, утверждает, что квадраты периодов планет (интервалов, за которые совершается полный оборот по орбите) пропорциональны кубам их средних расстояний от Солнца; чем больше расстояние до планеты, тем медленнее она движется, причем в строгом соответствии с математическим законом: Р² = а³, где Р соответствует периоду обращения планеты вокруг Солнца, измеряемому в годах, а величина а — это расстояние планеты от Солнца, измеряемое в астрономических единицах. Одна астрономическая единица — это расстояние от Земли до Солнца. Юпитер, к примеру, находится на расстоянии пяти астрономических единиц от Солнца: а³ = 5•5-5 = 125. Какое число, умноженное само на себя, дает 125? Похоже, что 11 довольно близко к тому, что нам нужно. И именно 11 лет составляет период обращения Юпитера вокруг Солнца. Аналогичные рассуждения применимы к любой планете, астероиду или комете.

Не довольствуясь добытыми у природы законами движения планет, Кеплер пробовал найти лежащую в их основе более фундаментальную причину, некое влияние Солнца на кинематику миров. Планеты ускоряли свой ход, приближаясь к Солнцу, и замедляли, отходя от него. Каким-то образом отдаленные планеты чувствовали присутствие Солнца. Магнетизм также был воздействием, ощущаемым на расстоянии, и в невероятном предвидении идеи всемирного тяготения Кеплер предположил, что фундаментальная причина подобна магнетизму:

Моя цель — показать, что небесная машина должна быть уподоблена не божественному организму, а скорее часовому устройству... потому как почти все многочисленные движения происходят под влиянием одной, очень простой магнитной силы, подобно тому

107

как в часовом механизме все движения [вызываются] простым грузом.

Магнетизм и гравитация, конечно, не одно и то же, и все-таки дух захватывает, как подумаешь, сколь фундаментальным было нововведение Кеплера: он предположил, что количественные физические законы, применимые на Земле, лежат в основе установлений, правящих небесами. Это было первое немистическое объяснение движений, наблюдаемых в небе; оно сделало Землю частью Космоса. «Астрономия, — сказал он, — это часть физики». Кеплер стоит особняком в истории; последний ученый, который занимался научной астрологией, был и первым астрофизиком.

Не склонный к смиренному умалению своих открытий, Кеплер характеризует их следующим образом:

Эта симфония голосов позволяет человеку менее чем за час сыграть музыку вечности и хотя бы в малой степени почувствовать наслаждение Бога, Верховного Артиста... Я свободно поддаюсь священному неистовству... смерть положит этому конец, и я пишу книгу, чтобы она была прочитана, неважно — сейчас или только потомками. Она может ждать своего читателя хоть сто лет, как сам Господь ожидал 6000 лет своего свидетеля.

В «симфонии голосов», полагал Кеплер, скорости движения каждой планеты соответствуют определенные ноты латинского музыкального звукоряда, который широко использовался в его время: до, ре, ми, фа, соль, ля, си, до. Он утверждал, что нашей планете в гармонии сфер отвечают «фа» и «ми», что Земля всегда воспроизводит эти звуки и что они находятся в прямой связи с латинским словом fames (голод). Он доказывал, и небезуспешно, что больше всего Земля подходит под описание одинокой юдоли скорби.

108

Ровно через восемь дней после того как Кеплер открыл свой третий закон, произошло событие, которое вовлекло Прагу в Тридцатилетнюю войну. Военные потрясения разрушили жизни миллионов людей, и Кеплера в том числе. Он потерял жену и сына в эпидемии, которую принесли с собой солдаты, его царственный покровитель был свергнут, а сам он отлучен от лютеранской церкви за свой бескомпромиссный индивидуализм в вопросах веры. Кеплер вновь стал беженцем. Противоборство, которое и католики, и протестанты провозглашали священной войной, было скорее эксплуатацией религиозного фанатизма теми, кто жаждал земли и власти. В прошлом войны обычно заканчивались, когда воюющие князья исчерпывали свои ресурсы. Но теперь для поддержания действующей армии в ход пошло организованное мародерство. Устрашенное население Европы беспомощно взирало, как плуги и серпы в буквальном смысле перековывают на мечи и копья*.

Волны слухов и паранойи прокатывались по странам, обрушиваясь на самых беспомощных. Среди множества других жертв оказались одинокие старые женщины, заподозренные в колдовстве: мать Кеплера увезли посреди ночи, запихнув в сундук для белья. В Вейль-дер-Штадте, родном городке Кеплера, в период между 1615 и 1629 годами каждый год около трех женщин подвергали пыткам и казнили как ведьм. А Катарина Кеплер была сварливой старухой. Она ввязывалась в споры, которые раздражали местную знать, и приторговывала сонным зельем, а возможно, и галлюциногенами, вроде тех, что приготовляли в те времена мексиканские куран-

* Некоторые образчики и сейчас можно увидеть в арсенале Граца. — Авт.

109

дерос*. Несчастный Кеплер полагал, что он сам в какой-то мере способствовал ее аресту.

Дело в том, что он написал одно из первых научно-фантастических произведений, призванных разъяснить и популяризировать науку. Книга называлась «Somnium» («Сон»). В ней описывалось путешествие на Луну, космические странники, которые с лунной поверхности наблюдают восхитительную планету Земля, что медленно вращается в небе над ними. Изменяя перспективу, мы могли представить себе, как обращаются миры. Во времена Кеплера одним из главных аргументов против идеи о вращении Земли было то, что люди этого вращения не чувствуют. В «Somnium» Кеплер попытался изобразить вращение Земли более правдоподобным, эффектным и понятным: «Поскольку большинство не может заблуждаться... я предпочитаю быть на стороне большинства. Поэтому я приложил огромные усилия, чтобы стать понятным как можно большему числу людей». (В другой раз он замечает в письме: «Не обрекайте меня на одну только рутину математических выкладок — оставьте мне время для философских спекуляций, единственного моего наслаждения»**.)

* Курандерос — знахари в Испании и Латинской Америке, врачующие в первую очередь психические заболевания с помощью магии, трав и прочих средств народной медицины. Считается, что курандерос «очищают душу», изгоняя духов, повинных в душевной болезни. — Пер.

** Тихо Браге, как и Кеплер, был далек от враждебного отношения к астрологии, хотя тщательно отделял свою собственную тайную версию астрологии от более распространенных в его время вариантов, которые он считал проводниками суеверия. В своей книге «Astronomiae Instauratae Mechanica», опубликованной в 1598 г., он доказывал, что астрология «в действительности заслуживает большего доверия, чем принято думать», при условии, что схемы положений звезд будут надлежащим образом усовершенствованы. Браге писал: «Я занимался алхимией, а также изучением небесных явлений начиная с 23 лет». Но обе эти псевдонауки, полагал он, таят в себе секреты, слишком опасные для простых смертных (хотя совершенно безопасные, по его мнению, для тех князей и королей, у которых он состоял на жалованье). Браге поддерживал долгую и воистину опасную традицию некоторых ученых мужей, убежденных, что тайное знание может быть доверено только им, а также светской и духовной власти: «Бесполезно и даже безрассудно делать общедоступными такие знания». Кеплер, напротив, читал лекции по астрономии в школах, много публиковался, причем нередко за свой счет, и писал научную фантастику, которая, конечно же, предназначалась не для его ученых коллег. Пусть он и не был популяризатором науки в современном смысле, пересмотр позиций всего за одно поколение, разделявшее Браге и Кеплера, говорит о многом. — Авт.

110

Изобретение телескопа положило начало тому, что Кеплер называл «лунной географией». В «Somnium» он изображает Луну изобилующей горами и долинами, «пористой, как будто изрытой кавернами и пещерами». Это отклик на открытия Галилея, который незадолго перед тем увидел лунные кратеры в первый астрономический телескоп. Кеплер представлял себе Луну населенной существами, которые хорошо приспособились к суровой окружающей среде. Он изображает медленно вращающуюся Землю, видимую с поверхности Луны, и высказывает догадку, что континенты и океаны нашей планеты порождают ассоциации, подобные тому человеческому лицу, которое мы видим на Луне. Сближение в Гибралтарском проливе берегов Южной Испании и Северной Африки вызывает в его уме образ девы в струящихся одеждах, которая вот-вот поцелует своего возлюбленного, — хотя, на мой взгляд, это больше напоминает соприкасающиеся носы.

Памятуя о длинных лунных днях и ночах, Кеплер писал об «очень резком климате на Луне и разрушительных перепадах от жары к холоду», что совершенно верно. Конечно, он был прав не во всем. Так, он считал, что на Луне существуют полноценная атмосфера и океаны,

111

что планета обитаема. Наиболее курьезно выглядит его гипотеза о происхождении лунных кратеров, которые, по его словам, придают Луне сходство с «мальчишеским лицом, изрытым оспой». Он не погрешил против истины, когда доказывал, что кратеры являются впадинами, а не возвышенностями. В ходе собственных наблюдений он обратил внимание на валы вокруг многих кратеров и на существование в кратерах центральных пиков. Однако он думал, что правильная круговая форма кратеров подразумевает такой уровень порядка, что только присутствие разумной жизни может его объяснить. Он не догадывался, что падение с неба огромных камней должно вызывать взрывы, идеально симметричные по всем направлениям и оставляющие после себя круглые воронки, — именно таково происхождение большинства кратеров на Луне и на других планетах земного типа. Кеплер же вместо этого пришел к выводу о «существовании некой разумной расы, способной создавать на поверхности подобные углубления. Эта раса должна быть достаточно многочисленной, чтобы одна группа использовала вновь созданное углубление, а другая занималась сооружением следующего». Довод о маловероятности столь грандиозных строительных начинаний Кеплер парировал ссылкой на египетские пирамиды и Великую Китайскую стену, которые, как теперь выяснилось, действительно видны с околоземной орбиты. Идея о том, что геометрический порядок обнаруживает скрытый за ним разум, была центральной в жизни Кеплера. Его аргументы относительно лунных кратеров предвосхищают будущую полемику о природе марсианских каналов (см. гл. V). Удивительно, что поиски внеземной жизни были начаты при жизни того самого поколения, которое узнало телескоп, и занимался этим величайший теоретик своего времени.

112

Отдельные места в «Somnium» явно автобиографичны. Главный герой, например, наносит визит Тихо Браге. Его родители торгуют лекарствами. Его мать водит дружбу с духами и демонами, один из которых в конце концов соглашается устроить путешествие на Луну. Нас, нынешних, «Somnium» убеждает, что «во сне человеку должна подчас дозволяться такая свобода воображения, которая совершенно невозможна в мире чувственного восприятия», но у многих современников Кеплера эта мысль не находила отклика. Научная фантастика была внове во времена Тридцатилетней войны, и книгу Кеплера использовали как доказательство в пользу того, что его мать — ведьма.

Забыв о прочих горестях, Кеплер бросается в Вюртемберг, где находит свою семидесятичетырехлетнюю мать закованной в кандалы и заключенной в протестантскую тюрьму, где ей, как Галилею в тюрьме католической, угрожали пытками. Как и положено ученому, он начал с поиска естественных причин различных событий, которые повлекли за собой обвинение в ведовстве, включая незначительные хвори, которые жители Вюртемберга приписывали ее заклинаниям. Его расследование завершилось успехом — триумфальной победой разума над суеверием, чем, собственно, и была вся жизнь Кеплера. Его мать изгнали из Вюртемберга, пригрозив смертью, если она когда-нибудь вздумает вернуться; именно смелое вмешательство Кеплера, по всей видимости, привело к появлению герцогского указа, запрещающего привлекать к суду за ведовство при наличии столь слабых доказательств.

Превратности войны лишили Кеплера средств к существованию, и до конца жизни он прозябал, выпрашивая денег и покровительства. Он составлял гороскопы для герцога Валленштейна, как делал это для

113

Рудольфа II, и свои последние годы провел в подвластном Валленштейну силезском городе Загане (ныне Жагань, Польша. — Ред.). Эпитафия, которую он сам себе сочинил, гласила: «Я измерял небеса, теперь я измеряю тени. К небу прикован был разум, к Земле — останки»*. Но Тридцатилетняя война не оставила следа от его могилы. Если бы в наши дни была установлена мемориальная доска, то, отдавая дань мужеству ученого, на ней следовало бы написать: «Он предпочел суровую истину любимейшим своим иллюзиям».

Иоганн Кеплер верил, что наступит такой день, когда исследователи, «не убоявшиеся громадных просторов» космоса, отправятся в небо на «кораблях с парусами, приспособленными к небесным ветрам». И сегодня эти исследователи — люди и автоматы — в своих путешествиях через необозримые космические пространства используют в качестве безотказного руководства три закона движения планет, которые Кеплер вывел в течение жизни, полной тяжелых трудов и поразительных открытий.

Поиски длиною в жизнь, которые вел Иоганн Кеплер, стремясь понять ход планет и обнаружить гармонию на небесах, получили свое разрешение спустя тридцать шесть лет после его смерти в работах Исаака Ньютона. Ньютон явился в этот мир в Рождество 1642 года таким крошечным, что, как сказала ему мать многие годы спустя, мог бы поместиться в литровую пивную кружку. Болезненный, обделенный родительской любовью, раздражительный, необщительный, девственник до самой смерти, Исаак Ньютон был, вероятно, величайшим из всех когда-либо живших научных гениев.

* В оригинале: «Mensus eram coelos nune terrae metior umbras; Mens coelestis erat, corporis umbra jacet». — Пер.

114

Уже в ранней молодости Ньютона беспокоили бесполезные вопросы, как, например, является свет «субстанцией либо акциденцией»* или каким образом гравитация может оказывать воздействие через пустое пространство. Он рано решил, что традиционное для христианства учение о Святой Троице — это ошибочное толкование Священного Писания. Его биограф, Джон Мейнард Кейнс, утверждает:

По своим убеждениям он был ближе к иудаистскому монотеизму школы Маймонида**. Он пришел к этому итогу не путем так называемых рациональных или скептических аргументов, но только через интерпретацию древних авторитетов. Он был убежден, что тексты откровений не дают никакой почвы для доктрины о Троице, которая, по его мнению, возникла в результате позднейших фальсификаций. Бог откровений был единствен-

* Акциденция (лат. accidens — случайность) — временное, преходящее, несущественное свойство вещи, в отличие от существенного, субстанционального. В данном случае вопрос следует понимать так: является ли свет некой формой материи, веществом, частицами, или он лишь свойство, состояние, внешнее проявление материи. Позднее Ньютон все-таки склонился к субстанциональному представлению о свете (корпускулярной модели) и полемизировал с Гюйгенсом, настаивавшем на волновой природе света. Спор этот удалось разрешить только в ХХ в., когда теория относительности и квантовая механика позволили построить теоретическую модель света, которая описывала и корпускулярные, и волновые его свойства, проявляющиеся в зависимости от условий наблюдения. Такое представление о природе света получило название корпускулярно-волнового дуализма. — Пер.

** Маймонид (1135-1204) — еврейский философ-талмудист, врач, систематизатор еврейского Закона. Осуществляя синтез откровения и умозрения, Библии и Аристотеля, в своем рационализме и «очищении» веры от элемента чуда перешел пределы ортодоксии, чем навлек на себя вражду ревнителей религиозной традиции. Оказал влияние на развитие схоластики XIII-XV вв. (прежде всего на средневековый аристотелизм в лице Альберта Великого и Фомы Аквинского). — Пер.

115

ным Богом. Но это оставалось страшной тайной, которую Ньютон вынужден был всю свою жизнь скрывать неимоверными усилиями.

Как и Кеплер, он не был свободен от суеверий своего времени и неоднократно обращался к мистицизму. И действительно, большинство интеллектуальных достижений Ньютона можно связать с метаниями между рационализмом и мистицизмом. В 1663 году, в возрасте двадцати лет, он купил на ярмарке в Сторбридже книгу по астрологии, «из любопытства, посмотреть, что в ней такое». Он листал ее, пока не добрался до иллюстрации, которую не мог понять, поскольку не был знаком с тригонометрией. Он приобрел книгу по тригонометрии, но тут же обнаружил, что не может разобраться в геометрических рассуждениях. Тогда он отыскал Евклидовы «Начала геометрии» и стал читать. Спустя два года он изобрел дифференциальное исчисление.

В студенческие годы Ньютон был зачарован загадкой солнечного света. У него возникла опасная привычка смотреть на отражение Солнца в зеркале:

За несколько часов я довел свои глаза до такого состояния, что, даже не глядя на яркие предметы, видел перед собой Солнце; я не мог ни писать, ни читать и, чтобы восстановить зрение, на три дня заперся в темной комнате и всеми силами старался отвлечь свое воображение от Солнца. Ибо стоило мне подумать о нем, как я немедленно видел его изображение, хотя находился в темноте. В 1666 году, в возрасте двадцати трех лет, когда Ньютон учился в Кембриджском университете, эпидемия чумы заставила его провести год в праздном уединении в деревушке Вулсторп, где он родился. В это время он занимал свой досуг тем, что разрабатывал дифференциальное и интегральное исчисления, доискивался до первооснов природы света и закладывал фундамент теории

116

всемирного тяготения. В истории физики был еще только один такой год — 1905-й, «удивительный год» Эйнштейна. Когда Ньютона спрашивали, как ему удалось сделать свои выдающиеся открытия, он затруднялся с ответом: «Я размышлял над ними». Его работы были столь значительны, что учитель по Кембриджу, Исаак Барроу, уступил ему кафедру математики, когда спустя пять лет молодой человек вернулся в колледж.

Вот как описывал Ньютона, которому перевалило за сорок, его слуга:

Я никогда не видел, чтобы он отдыхал или развлекался — ездил верхом, гулял, играл в мяч или занимался другими подобными упражнениями. Он считал потерянным всякий час, не потраченный на исследования, к которым он был прикован столь неотлучно, что редко покидал свой кабинет, кроме как в часы занятий [для чтения лекций]... на которые приходили послушать его лишь немногие, а понимали и вовсе единицы, а потому нередко за неимением слушателей он, как говорится, читал лекции стенам.

Студенты Ньютона, как и слушатели Кеплера, так никогда и не узнали, чего лишились.

Ньютон открыл закон инерции, в соответствии с которым движущийся объект стремится продолжать движение по прямой линии до тех пор, пока какое-нибудь внешнее воздействие не собьет его с этого пути. Луна, по мнению Ньютона, улетела бы по прямой линии, касательной к орбите, если бы не особая сила, тянущая ее к Земле и заставляющая постоянно сворачивать с прямого пути на окружность. Эту силу Ньютон называл гравитацией и считал, что она действует на расстоянии. Между Землей и Луной нет видимой связи. И тем не менее Земля постоянно притягивает Луну к себе. Пользуясь третьим законом Кеплера, Ньютон математически

117

выявил природу гравитационной силы*. Он продемонстрировал, что та же сила, которая заставляет яблоко падать на Землю, удерживает Луну на орбите вокруг Земли и отвечает за обращение по орбитам спутников Юпитера, в то время еще только открытых.

Испокон веков вещам свойственно падать вниз. В том, что Луна движется вокруг Земли, человечество было уверено на протяжении всей своей истории. Ньютон был первым, кто понял: за оба эти явления ответственна одна и та же сила. Именно поэтому открытое Ньютоном тяготение называют «всемирным». Во всей Вселенной действует один и тот же закон тяготения.

Этот закон подчиняется правилу обратных квадратов. Сила уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния. Если дистанция между двумя объектами возрастает вдвое, то сила гравитационного притяжения между ними уменьшается вчетверо. При десятикратном росте расстояния гравитация станет в 10² = 100 раз слабее. Очевидно, что сила должна находиться в обратной зависимости от расстояния, то есть убывать с его ростом. Если бы сила с расстоянием увеличивалась, то наибольшие силы действовали бы между наиболее далекими объектами, и тогда, я думаю, все вещество Вселенной оказалось бы стянутым в одну громадную космическую кучу. Ничего подобного не происходит, а значит, тяготение должно убывать с расстоянием. Вот почему движение планет и комет замедляется вдали от Солнца и ускоряется вблизи него — действующее на них притяжение тем слабее, чем дальше от Солнца они находятся.

* К сожалению, в своем выдающемся труде «Начала» Ньютон не воздал должного Кеплеру. Однако в 1686 г. в письме Эдмунду Галлею он говорит о своем законе тяготения: «Я подтверждаю, что вывел его из теоремы Кеплера около двадцати лет назад». — Авт.

118

Из Ньютоновых принципов можно вывести все три кеплеровских закона движения планет. Законы Кеплера были эмпирическими, основанными на кропотливых наблюдениях Тихо Браге. Законы Ньютона — теория, довольно простые математические абстракции, из которых, в конечном счете, можно вывести все измерения Браге. Это позволило Ньютону, не скрывая гордости, написать в своих «Началах»: «Теперь я продемонстрирую основание Системы Мира».

Впоследствии Ньютон председательствовал в Королевском обществе, был смотрителем, а затем директором Монетного двора, где отдавал всю свою энергию борьбе с фальшивомонетчиками. Его природная угрюмость и замкнутость росли; он решил прекратить занятия наукой, из-за которых втянулся в жесткие споры с другими учеными (в основном по вопросам приоритета открытий); кое-кто даже распространял слухи, будто с ним приключилось что-то вроде «нервного расстройства». Тем не менее Ньютон до самого конца жизни продолжал эксперименты на грани химии и алхимии, а недавние исследования позволяют предположить, что его недуг был не столько психического свойства, сколько связан с отравлением тяжелыми металлами, вызванным систематическим приемом внутрь небольших количеств мышьяка и ртути. Для химиков того времени проба на вкус была довольно распространенным методом анализа.

Несмотря на это поразительный интеллект Ньютона оставался в полном порядке. В 1696 году швейцарский математик Иоганн Бернулли обратился к коллегам с предложением разобраться в неразрешенной задаче о брахистохроне — найти кривую, соединяющую две точки, вдоль которой тело, движущееся под действием силы тяжести, быстрее всего пройдет путь от одной точки до другой. Первоначально Бернулли установил шести-

119

месячный срок, однако потом увеличил его до полутора лет по просьбе Лейбница, одного из ведущих ученых того времени, независимо от Ньютона изобретшего дифференциальное и интегральное исчисление. Задание поступило к Ньютону в четыре часа дня 29 января 1697 года. На следующее утро, перед уходом на службу, он вызвал к жизни новую ветвь математики, называемую вариационным исчислением, применил ее к задаче о брахистохроне и отправил решение, которое, по его требованию, было опубликовано анонимно. Однако блеск и оригинальность работы выдавали ее автора. Когда Бернулли увидел решение, он заметил: «Мы узнаём льва по когтям». Ньютону шел тогда пятьдесят пятый год.

На закате жизни основные его интеллектуальные усилия были направлены на калибровку и согласование хронологий древних культур в традициях историков прошлого — Мането, Страбона и Эратосфена. В последней своей работе «Исправленная хронология древних царств», изданной посмертно, Ньютон привел множество астрономических опорных точек для различных исторических событий, реконструировал архитектуру храма Соломона; весьма провокационно заявил, что все созвездия Северного полушария названы в честь персонажей, атрибутов и событий греческого мифа о Ясоне и аргонавтах, и, наконец, на этом основании предположил, что боги всех цивилизаций (за единственным исключением его собственного бога) были на самом деле древними королями и героями, которых обожествили последующие поколения.

Кеплер и Ньютон олицетворяют собой переломный момент в человеческой истории — открытие того, что вся Природа управляется чрезвычайно простыми математическими законами, что одни и те же законы действуют на Земле и на небе и что существует соответ-

120

ствие между образом нашего мышления и принципами устройства мира. Они безмерно уважали точность эмпирических данных, и их высокоточные предсказания движения планет стали неопровержимым доказательством того, что человек способен постичь Космос до самых глубин. Нашей современной глобальной цивилизацией, нашим видением мира и нашими современными исследованиями Вселенной мы во многом обязаны их озарениям.

Ньютон всегда отстаивал приоритет своих открытий и яростно соперничал с собратьями по цеху. Ему ничего не стоило отложить на десяток-другой лет публикацию открытого им закона обратных квадратов. Но перед лицом величия и загадочности Природы он, подобно Птолемею и Копернику, был радостно возбужден и обезоруживающе скромен. Перед самой смертью он писал: «Я не знаю, кем представляюсь миру; однако сам себе я всегда казался всего лишь мальчиком, играющим на морском берегу, который забавляется, находя то особенно гладкий камешек, то необычно красивую ракушку, в то время как великий океан истины лежит перед ним совершенно неисследованным».