Текст книги "Изобретение науки. Новая история научной революции"

6. Миры гулливера

Но омерзительнее всего были вши, ползавшие по их одежде. Простым глазом я различал лапы этих паразитов гораздо лучше, чем мы видим в микроскоп лапки европейской вши. Так же ясно я видел их рыла, которыми они копались в коже несчастных, словно свиньи. В первый раз в жизни мне случилось встретить подобных животных. Я бы с большим интересом анатомировал одно из них, несмотря на то что их вид возбуждал во мне тошноту. Но у меня не было хирургических инструментов: они, к несчастью, остались на корабле[168]168
  Перевод Б. Энгельгардта.


[Закрыть].

Джонатан Свифт. Путешествие в Бробдингнег

«Путешествия Гулливера» (1726)

§ 1

Однажды, в начале 1610 г., Иоганн Кеплер шел по мосту в Праге и обратил внимание на снежинки, падающие на его пальто{452}452
  Из письма Иоганна Кеплера (1610): см.: Kepler. The Six-cornered Snowflake (1966). 65 n. 1.


[Закрыть]. Он чувствовал себя виноватым, потому что не смог порадовать новогодним подарком своего друга, Матиаса Вакера. Он подарил ему nichts, тот есть ничего. На его одежде снежинки таяли и превращались в ничто. Наблюдая за ними, Кеплер, вероятно, осознал одновременно две вещи. Каждая снежинка уникальна, но все они похожи, поскольку имеют шестиугольную форму. Это навело Кеплера на размышления о двумерных шестиугольных фигурах и о том, как они образуют решетку: ячейки пчелиного улья или зернышки граната. А также о том, как выложить кафельный пол плитками одинаковой формы – треугольниками, квадратами и шестиугольниками. И еще о пирамиде из пушечных ядер. Кеплер подумал, что сможет найти метод складирования сфер, экономящий место: его идея стала известна как «предположение Кеплера» (самое эффективное расположение – так, чтобы центры сфер каждого следующего ряда располагались над центрами промежутков между сферами предыдущего ряда), и оно было доказано для любого регулярного расположения в 1831 г., а для любого возможного расположения в 1998 г. Для Кеплера это была прикладная математика: в 1591 г. сэр Уолтер Рэли обратился к Томасу Хэрриоту с вопросом, как складывать пушечные ядра на палубе корабля, чтобы взять на борт как можно больше ядер, и Хэрриот переадресовал эту задачу Кеплеру.

Кеплер был первым из известных нам людей, решивших, что снежинки заслуживают пристального изучения, и его маленький шуточный текст «О шестиугольных снежинках» (Strena, seu de nive sexangula, 1611) теперь считается первой работой по кристаллографии. Причиной появления этого текста стала игра слов, мимо которой он просто не мог пройти. На латыни снежинки – nix, созвучное немецкому «ничто». Подарив кому-то снежинку, вы дарите ему «ничто», поскольку она вскоре растает; он мог подарить своему другу маленькую книгу о снежинках – одновременно нечто и ничто. Теперь он больше не чувствовал себя неловко без подарка, а, наоборот, гордился собой.

Как и Галилей, Кеплер считал, что книга природы написана на языке геометрии. В своей первой большой работе, «Тайна мироздания» (Mysterium cosmographicum, 1596), он утверждал, что расстояния между планетами в системе Коперника можно получить, вложив друг в друга пять Платоновых тел (изнутри наружу: октаэдр, икосаэдр, додекаэдр, тетраэдр и куб). Если Бог был математиком (кто бы в этом сомневался), значит, математическую логику можно обнаружить в самых неожиданных местах, например в строении Солнечной системы или в снежинке.

Таким образом, Кеплер в целом был готов найти математический порядок в снежинке. Тем не менее он удивился, что, начав со снежинок, обнаружил этот порядок везде, и в большом и в малом. Кеплер задумался, не определяется ли форма алмазов и снежинок одними и теми же причинами, которыми не могут быть ни холод, ни пар, а только сама Земля:

Далеко ли я, глупец, ушел, намереваясь подарить тебе почти Ничто, почти Ничего не делая, я умудрился из этого почти Ничто сотворить почти целый мир со всем, что в нем находится? Не я ли, отправляясь затем от крохотной души самого маленького из живых существ, трижды обнаруживал душу самого большого из живых существ – земного шара – в атоме снега?[169]169
  О шестиугольных снежинках. Перевод Ю. Данилова.


[Закрыть]{453}453
  Kepler. The Six-cornered Snowflake (2010). 99.


[Закрыть]

Кеплер получает удовольствие от своей шутки о «Ничто». Он даже представляет местного врача, который препарирует клеща, самое маленькое существо, видное человеческим глазом, – которого, разумеется, невозможно препарировать{454}454
  Kepler. The Six-cornered Snowflake (2010). 31. Вероятно, Кеплер имел в виду существо меньшее, чем чесоточный клещ: Kepler. L’Étrenne (1975). 88 n. 21.


[Закрыть].

Пару месяцев спустя, 15 марта, жизнь Кеплера изменилась. Его друг Вакер примчался к нему, и был так взволнован, что, даже не выйдя из кареты и не войдя в дом, закричал, торопясь сообщить новости. Из Венеции пришла весть, что некто по имени Галилей при помощи какого-то нового инструмента обнаружил четыре планеты, вращающиеся вокруг далекой звезды. Бруно был прав – Вселенная бесконечна и существуют другие миры, похожие на Землю. Кеплер, который всегда считал Землю и Солнце уникальными, осознал свою ошибку. Кеплер вспоминает, как они кричали и смеялись – Вакер радовался победе над Кеплером, а Кеплер высмеивал свою ошибку, а также радовался при мысли о таком замечательном открытии{455}455
  Kepler. Kepler’s Conversation with Galileo’s Sidereal Messenger (1965). 9–11.


[Закрыть].

Изображение Кеплером пяти Платоновых тел (куб, додекаэдр, икосаэдр, октаэдр и тетраэдр), вложенных друг в друга. Из «Тайн мироздания», 1596. Кеплер утверждал, что размеры планетарных орбит соответствуют орбитам, вписанным в Платоновы тела, вложенные одно в другое в определенном порядке. Он рассматривал это как доказательство приверженности Бога математической симметрии, которая проявилась в устройстве Вселенной

Книга Галилея (посвященная Козимо II Медичи, правителю Флоренции; Галилей вскоре перебрался из Венеции во Флоренцию) вышла из печати 13 марта, а 8 апреля ее экземпляр прибыл в Прагу с дипломатической почтой и был подарен флорентийским послом императору, который передал его прямо Кеплеру{456}456
  Kepler. Dissertatio cum Nuncio sidereo (1993) (английский текст: Kepler. Kepler’s Conversation with Galileo’s Sidereal Messenger, 1965).


[Закрыть]. Выяснилось, что слухи, переданные Вакером, не соответствуют действительности[170]170
  В XVII в. новости доходили из Северной Италии до Праги приблизительно за три недели, и поэтому Вакер мог узнать о них от кого-то, кто видел книгу в печати, хотя Галилей, совершенно очевидно, пытался как можно дольше держать свое открытие в секрете, – вероятно, источник Вакера находился во Флоренции, где слухи об открытии Галилея стали распространяться после того, как он попросил позволения посвятить книгу Козимо Медичи и назвать новые звезды в его честь.


[Закрыть]. На самом деле Галилей открыл спутники Юпитера, а не планеты, вращающиеся вокруг далекой звезды. Возможно, Бруно все-таки ошибался, хотя новое открытие доказало правоту Коперника, который утверждал, что Земля может быть планетой и в то же время иметь спутник, что представлялось совершенно невозможным сторонникам Птолемея (для которого Луна была одной из планет) и Браге.

§ 2

История открытий Галилея кажется достаточно простой. В 1608 г. в Нидерландах был изобретен телескоп. Это случайное открытие сделал, скорее всего, шлифовщик линз Ханс Липперсгей (его приоритет оспаривали два других мастера). В 1609 г. Галилей, никогда не видевший телескопа, понял, как его изготовить{457}457
  Марио Бьяджоли утверждает, что Галилей видел телескоп. В доказательство он приводит письмо Сарпи к Франческо Кастрино (21 июля 1609), в котором Сарпи говорит, что телескоп прибыл «в Италию». Но «в Италию» не означает «в Венецию», что очевидно из контекста (Biagioli. Did Galileo Copy the Telescope? A ‘New’ Letter by Paolo Sarpi (2010). В Bucciantini, Camerota & others. Galileo’s Telescope (2015). 35, 36, принимается аргументация Бьяджоли и воспринимается как факт, что Сарпи держал в руках телескоп, прежде чем написал это письмо, но это утверждение выходит за рамки сказанного Сарпи. «Новое» письмо Сарпи было впервые опубликовано в 1833 г. Бьяджоли удивляется, почему Фаваро не включил его в полное издание сочинений Галилея. Причина проста: Фаваро воспринимал письмо как информационное сообщение, а не описание личного опыта Сарпи; при таком прочтении (мне оно представляется абсолютно обоснованным) оно не имеет отношения к знакомству Галилея с телескопом.


[Закрыть]. Инструмент имел очевидное применение в войне на суше и на море, и Галилей убедил власти Венеции выплатить вознаграждение за его изобретение. Но через несколько дней они узнали, что телескопы уже получают широкое распространение, и Галилей их просто обманул. Первый телескоп Галилея имел увеличение 8x, а к началу 1610 г. он научился изготавливать телескопы с увеличением 30x и начал исследовать небо{458}458
  Wootton. Galileo (2010). 87–92; Van Helden. The Invention of the Telescope (1977).


[Закрыть].

В литературе часто используют стандартную фразу: «Галилей направил телескоп на небо». Разумеется, направил – осенью 1609 г. В Англии Хэрриот сделал то же самое на четыре месяца раньше, чем Галилей (его телескоп имел увеличение 6х){459}459
  Alexander. Lunar Maps and Coastal Outlines (1998); Pumfrey. Harriot’s Maps of the Moon (2009).


[Закрыть]. Загадочными кажутся огромные усилия, приложенные Галилеем для совершенствования телескопа, – на своем оборудовании он отшлифовал две сотни линз, чтобы изготовить десять телескопов с увеличением 20х и больше. Необычность этих десяти телескопов заключалась в том, что они были слишком сильны для обычного применения в военном деле. Поле зрения у них было крошечным – Галилей мог наблюдать только часть Луны. Если держать их руками, они дрожали, и любой объект выскальзывал из поля зрения: им требовалась подставка наподобие треноги.

Откуда нам известно, что телескоп Галилея был слишком хорош и поэтому непригоден для применения в военном деле и мореплавании? Если вы смотрите на корабли в море, то радиус кривизны земного шара ограничивает видимость линией горизонта. С высоты 24 футов горизонт находится на расстоянии 6 миль: максимальное расстояние, с которого один впередсмотрящий на судне может увидеть другого, не превышает 12 миль. Практическая дальность стрельбы из пушки составляла около одной мили, и поэтому для сухопутных сражений улучшить видимость требовалось именно на этой дистанции. В 1636 г., уже в конце жизни, Галилей вступил в переговоры с голландцами. Он предлагал вычислять долготу с помощью лун Юпитера, используя их в качестве часов (надежный морской хронометр был изобретен только в 1761). В то время в Нидерландах не было ни одного телескопа с 20-кратным увеличением – в отличие от большого числа превосходных инструментов, подходящих для применения в морском и военном деле{460}460
  Wootton. Galileo (2010). 130.


[Закрыть]. Если бы у телескопов с 20-кратным увеличением имелось практическое применение, голландцы изготовили бы и их[171]171
  В период с 1622 по 1635 г. в Нидерландах Исаак Бекман пытался изготовить телескоп, сравнимый по качеству с тем, который в 1610 г. был у Галилея. Похоже, у него ничего не вышло. Berkel. Isaac Beeckman, 2013. 68, 69.


[Закрыть]. Таким образом, совершенно очевидно, что Галилей превратил свой телескоп в инструмент, пригодный для единственной цели – наблюдения за небом. То есть превратил телескоп в научный инструмент. Остальные, в том числе Хэрриот, пытались его догнать.

В данном случае очень важно различать влияние телескопа и микроскопа. Два этих устройства, в сущности, идентичны – имея телескоп, Галилей мог, например, с его помощью изучать мух. Впоследствии он изобрел более совершенный настольный инструмент и исследовал, как мухи ползут вверх по стеклу. Однако первая публикация с описанием того, что можно увидеть в микроскоп, один лист большого формата под названием «Улей» (о пчелах, в честь папы Урбана VIII, символом семьи которого, Барберини, считалась пчела), появилась только в 1625 г., а первым серьезным изданием стала «Микрография» (Micrographia) Гука в 1665 г.{461}461
  Freedberg. Art, Science and the Case of the Urban Bee (1998). 298; в Power. Experimental Philosophy (1664) иллюстраций мало и они плохого качества.


[Закрыть] Телескоп изменил астрономию буквально в одночасье, тогда как микроскоп утверждался медленно (и к концу столетия от него отказались){462}462
  Wootton. Bad Medicine (2006). 110–138; Wilson. The Invisible World (1995); Ruestow. The Microscope in the Dutch Republic (1996).


[Закрыть]. Причина проста: в астрономии существовала общепризнанная теория, а наблюдаемое в телескоп противоречило ей. Астрономам не приходило в голову сомневаться насчет важности телескопа для их науки. Микроскоп же сделал видимым доселе неизвестный мир, и было очень трудно понять, как новые сведения, полученные с его помощью, соотносятся с уже имеющимся знанием. Телескоп напрямую затрагивал вопросы, которые уже обсуждались; микроскоп открыл новые области исследования, значение которых для текущих проблем не было очевидно. Тот факт, что телескоп сразу завоевал признание, а микроскоп оставался в тени, служит одним из признаков того, что научная революция имеет все основания называться революцией – то есть бунтом против существующего порядка вещей. И телескоп, и микроскоп открывали новые знания, но в XVII в. только телескоп непосредственно угрожал существующему порядку.

Как бы то ни было, в 1609 г. еще не было очевидным, что телескоп совершит переворот в астрономии: в противном случае большое число астрономов пытались бы изготовить мощные телескопы (что и произошло, когда Галилей опубликовал свои открытия). Почему же Галилей воспринял его как научный инструмент? Не вызывает сомнений, что в достаточно мощный телескоп он рассчитывал увидеть нечто важное для себя. Но что именно? На этот вопрос возможен единственный ответ: он искал горы на Луне. Традиционно считалось, что Луна, будучи небесным телом, представляет собой идеально гладкую сферу. Неоднородность ее цвета, которую невозможно было отрицать, объяснялась вовсе не неровностями поверхности. Но Галилей был знаком с мнением Плутарха, который утверждал, что лунный ландшафт включает горы и долины{463}463
  Plutarch. The Face of the Moon’ (1957). §§ 21, 22. 133–149.


[Закрыть]. В 1609 г. эта идея так увлекла Кеплера, что он начал писать рассказ – первое произведение научной фантастики – о путешествии на Луну (рассказ был опубликован в 1634 г., после смерти Кеплера){464}464
  Kepler. Kepler’s Somnium (1967); Kepler. Kepler’s Dream (1965). См.: Aït-Touati. Fictions of the Cosmos (2011). 17–44; Campbell. Wonder and Science (1999). 133–143.


[Закрыть]. Кеплер утверждал, что человеку, находящемуся на Луне, будет казаться, что Луна неподвижна, а Земля плывет по небу. О схожести Луны и Земли говорил не только Кеплер. В 1604 г. во Флоренции кто-то из близких друзей Галилея (возможно, сам Галилей) опубликовал анонимный трактат, в котором утверждалось, что на Луне есть горы:

На Луне есть горы гигантского размера, как и на Земле, а скорее гораздо больше, поскольку они [даже] видны нам. Именно благодаря им, а не чему-то иному Луна испещрена маленькими темными пятнами, поскольку высоко вздыбленные горы (как говорят нам законы перспективы) не могут поглощать и отражать свет Солнца так же, как остальная Луна, плоская и гладкая{465}465
  Цит. по: Wootton. Galileo (2010). 65.


[Закрыть].

Когда в 1609 г. Галилей направил усовершенствованный телескоп на Луну, то смог рассмотреть нечто более удивительное и определенное, чем «маленькие пятна» (вероятно, именно их мы теперь называем кратерами). На границе света и тени – она разделяет светлую и темную части Луны, – которая должна была быть гладкой непрерывной линией в том случае, если бы Луна представляла собой идеальную сферу, он увидел темные отметины там, где поверхность должна была быть светлой, и пятна света на темной стороне. Это, как утверждал Галилей, тени и освещенные участки, которые можно наблюдать в горах на восходе Солнца. Он подтвердил гипотезу Плутарха и – независимо от своего желания – снова открыл вопрос о существовании других обитаемых миров{466}466
  Kepler. Kepler’s Conversation with Galileo’s Sidereal Messenger (1965). 11, 34–39, 44, 45; Campanella to Galileo. 13 Jan. 1611. Galilei Le opere (1890). Vol. 11. 21, 22.


[Закрыть]. Как выразился Джон Донн в 1624 г. (вероятно, имея в виду также Николая Кузанского или Бруно)[172]172
  См. выше, гл. 4.


[Закрыть]:

Человек, верный Природе, далек от того, чтобы думать, будто есть в мире что-то, существующее как единичное, – было бы неразумием полагать, будто сам этот мир – единственный: каждая планета, каждая звезда – иной мир, подобный сему; разум склоняется к тому, чтобы представить себе не только все множество многоразличных созданий в этом мире, но и множество миров[173]173
  Обращения к Господу в час нужды и бедствий. Перевод А. Нестерова.


[Закрыть]{467}467
  Donne. Devotions Upon Emergent Occasions (1624). 98, 99.


[Закрыть].

В «Звездном вестнике» (1610) Галилей признавал только влияние Коперника; Плутарх, Николай Кузанский и делла Порта не удостоились упоминания, что казалось несправедливым Кеплеру (который, совершенно очевидно, считал, что сам внес существенный, достойный упоминания вклад в эту область){468}468
  Kepler. Kepler’s Conversation with Galileo’s Sidereal Messenger (1965), в разных местах, но особенно с. 38: «Поэтому, Галилей, ты не должен отказывать в славе нашим предшественникам. Они задолго предсказали тебе то, в чем ты лишь теперь убедился своими глазами».


[Закрыть]. Астрономия, использовавшая телескопы, представлялась как нечто совершенно новое – и это было правдой.

Однако Хэрриот уже видел ровно то же самое, что и Галилей. До нас дошел рисунок, сделанный им 26 июля 1609 г. Изображенная на нем граница света и тени явно не отличается регулярностью, но эта нерегулярность представляет собой то, что в информатике называется «шумом»: она не имеет смысла и не содержит информации. У нас есть и другой рисунок Хэрриота, датированный 17 июля 1610 г.{469}469
  Alexander. Lunar Maps and Coastal Outlines (1998). 346, 347.


[Закрыть] Разница заключается в том, что Хэрриот к этому времени уже прочел «Звездный вестник» Галилея, опубликованный весной. Теперь увиденное им в точности совпадало с тем, что наблюдал Галилей. И действительно, он явно сравнивал иллюстрацию Галилея с тем, что он видел в свой телескоп, поскольку и там и там присутствует большой круглый выступ. В действительности на Луне нет такого заметного объекта, и ученые предположили, что Галилей сознательно увеличил кратер, позволяя зрителю лучше рассмотреть эту характерную особенность ландшафта{470}470
  Gingerich & van Helden. From Occhiale to Printed Page (2003). 260, 261.


[Закрыть]. Хэрриот, наблюдая за Луной, видел неровную границу света и тени, светлые и темные участки, горные хребты и долины, которые описывал Галилей, – и убедил себя, что видит воображаемый кратер Галилея. После того как Галилей описал увиденное, показал наблюдателям, как нужно смотреть, отрицать существование на Луне гор и долин было уже невозможно; однако лишь Галилей мог понять то, что видит, поскольку его телескоп значительно превосходил инструмент Хэрриота, а он сам (в отличие от Хэрриота) привык к рисункам, основанным на законах перспективы. Анонимный автор трактата 1604 г. был абсолютно прав, утверждая, что теория перспективы служит ключом к пониманию изображения поверхности Луны.

Наблюдая Луну, Галилей повернул свой телескоп к Юпитеру и обнаружил, что у этой планеты есть спутники. Согласно общепринятой астрономии Птолемея, все небесные тела вращались вокруг Земли; проблема с теорией Коперника состояла не только в том, что она приводила Землю в движение, а Солнце ставила в центр Вселенной, но также в том, что требовала вращения Луны вокруг Земли, в то время как сама Земля вращалась вокруг Солнца. Спутники Юпитера делали такую конструкцию не столь неправдоподобной, какой она казалась. Теперь Галилей торопился опубликовать свои открытия, которые буквально за несколько месяцев полностью изменили астрономию, – пока остальные приобрели телескопы, с помощью которых смогли подтвердить его находки.

Одно из изображений Луны. Из «Звездного вестника» Галилея, 1610. Целью Галилея было показать, что граница света и тени (линия между светлой и темной сторонами Луны) не гладкая, а неровная: это доказывает, что Луна не является идеальной сферой. По обе стороны границы можно увидеть тени (на светлой стороне) и светлые пятна (на темной стороне), как при восходе Солнца в горах, когда вершины освещаются раньше долин

Однако в этой истории есть еще кое-что, на первый взгляд незаметное. Галилей не только совершил выдающееся открытие; с помощью телескопа он увидел нечто там, где раньше ничего не было. Зимой 1609/10 г. он превратил кажущееся «ничто» в «нечто». Представление о том, что почти из ничего можно воссоздать целый мир, казалось абсолютно нелепым, но именно это и делал Галилей. В 1610 г. предложение препарировать клеща тоже выглядело нелепостью, но с помощью микроскопа осуществить его оказалось возможным уже совсем скоро.

Кеплер был готов к новому миру, в котором ничто превращается в нечто, лучше, чем все остальные, включая самого Галилея. Кеплер тут же написал письмо Галилею, которое вскоре было опубликовано в Праге, Флоренции и Франкфурте под названием Dissertatio cum Nuncio sidereo и в котором он восхищался открытиями Галилея, хотя другие подозревали Галилея во лжи, а он сам еще не видел эти открытия собственными глазами. Если, как утверждал Галилей, на Луне есть горы, то возможно, Бруно был отчасти прав – возможно, Луна обитаема, а жизнь не ограничена Землей. Кеплер попытался изготовить собственный телескоп, однако инструмент получился недостаточно хорошим, чтобы рассмотреть спутники Юпитера. 5 сентября ему удалось получить телескоп Галилея, присланный курфюрсту Кельна, и он наконец увидел все своими глазами. Кеплер сравнивал свои снежинки с маленькими звездами; теперь всюду, куда он направлял телескоп, он находил их – достаточно для настоящей метели.

Первый рисунок Луны Хэрриота, какой он увидел ее в телескоп, до прочтения книги Галилея: Хэрриот не понял, что граница света и тени может быть интерпретирована как свидетельство существования гор и долин, и она казалась ему лишенной смысла

Рисунок Луны Хэрриота после того, как он прочел «Звездный вестник» Галилея: под влиянием Галилея Хэрриот рисует большой округлый объект, который присутствует на иллюстрации Галилея, но не наблюдается на поверхности Луны. Возможно, Галилей намеренно увеличил типичный кратер, чтобы показать его структуру, образованную светлыми и темными участками; Хэрриот мог последовать его примеру или искренне верить, что кратер действительно находится в этом месте, поскольку хороший телескоп позволял увидеть одновременно только часть лунного диска

§ 3

Напрашивается вывод, что открытия, о которых рассказывал «Звездный вестник», – это самое важное, что Галилей увидел в телескоп. На самом деле это не так. По всей видимости, вскоре после выхода книги Галилей впервые наблюдал пятна на Солнце, которые можно было рассматривать как убедительное доказательство, что небо не является неизменным, но поначалу он не знал, что с этим делать: только в апреле 1611 г. Галилей начал публично говорить о пятнах на Солнце.

В октябре 1611 г. Галилей, к тому времени перебравшийся во Флоренцию, приступил к наблюдению за Венерой с помощью своего телескопа. Причина была проста: Венера представляла проблему как для системы Птолемея, так и для системы Коперника, поскольку согласно обеим теориям ее удаленность от Земли существенно менялась. В системе Птолемея планета перемещалась по большому эпициклу, который то приближался к Земле, то удалялся от нее. В системе Коперника и Венера, и Земля вращались вокруг Солнца и расстояние между ними должно было значительно изменяться: иногда планеты располагались по разные стороны от Солнца, а иногда Венера находилась между Землей и Солнцем, относительно близко к Земле. Тем не менее, несмотря на изменение яркости Венеры на небе, предсказанные обеими теориями вариации увидеть было трудно. У Галилея имелась еще одна причина для наблюдения за Венерой. Он утверждал, что Луна является непрозрачным телом и лишь отражает свет Солнца. Тот факт, что темная сторона Луны иногда будто бы тускло светится сама по себе, он объяснял светом, отраженным от Земли; Землю ночью освещает Луна, а темную сторону Луны – Земля, причем отраженный свет Земли гораздо ярче лунного. Если Венера тоже непрозрачна, то у нее, как и у Луны, должны наблюдаться фазы. Поэтому Галилей хотел проверить наличие фаз Венеры.

Должно быть, он с самого начала не сомневался, что у Венеры действительно есть фазы, а их природа должна доказать обоснованность астрономии Птолемея. Последователи Птолемея не могли прийти к единому мнению: что ближе к Земле, Венера или Солнце. Если Венера ближе, то ее фазы должны меняться от серпа до половины диска, никогда не превышая его. Но если Венера дальше Солнца, то ее размер со временем должен значительно изменяться, однако с Земли она должна почти всегда выглядеть как полный диск{471}471
  Здесь и в следующих абзацах мои рассуждения опираются почти исключительно на Palmieri. Galileo and the Discovery of the Phases of Venus (2001).


[Закрыть].

До 1611 г. соперничество между тремя альтернативными системами устройства Вселенной – Птолемея, Коперника и Браге – можно рассматривать как классический случай неопределенности. В птолемеевой, или гелиоцентрической, системе, существовавшей на протяжении многих веков, звезды, Солнце, планеты и Луна вращались вокруг Земли, но планеты и Солнце также перемещались по другим окружностям (эпициклам). В гелиоцентрической системе Коперника, появившейся только в 1543 г., планеты (к которым теперь принадлежала Земля) вращались вокруг Солнца, Луна – вокруг Земли. В системе Тихо Браге, или геогелиоцентрической, предложенной в качестве альтернативы системе Коперника в 1588 г., планеты вращались вокруг Солнца, а Солнце и Луна – вокруг Земли. С точки зрения геометрии эти три системы были эквивалентны – в каждой из них использовалось разное сочетание окружностей, но все давали одинаковые предсказания относительно положения небесных тел, если наблюдать их с Земли невооруженным глазом[174]174
  Например, прохождение Меркурия по диску Солнца (приблизительно раз в семь лет) и Венеры (одновременно это происходит с интервалом больше ста лет) можно наблюдать только с помощью телескопа (с небольшим увеличением): Кеплер думал, что видел прохождение Меркурия в 1607 г. с помощью камеры-обскуры, но он ошибался (Van Helden. Measuring the Universe, 1985. 96–99). Впервые прохождение Меркурия по диску Солнца наблюдал Гассенди в 1631 г., Венеры – Хоррокс в 1639 г. Работа Хоррокса привела к радикальной переоценке размеров Солнечной системы: Van Helden. Measuring the Universe, 1985. 95–117; Horrocks. Venus Seen on the Sun (2012). Правильно организованные наблюдения невооруженным глазом за сверхновыми звездами и кометами могут привести к результатам, несовместимым с астрономией небесных сфер, однако эти результаты не имели отношения к предсказанию положения планет.


[Закрыть]. Сочетание окружности и эпицикла у Птолемея для описания движения планет дает точно такой же результат, как сочетание орбиты планеты с орбитой Земли у Коперника и как сочетание орбиты Солнца с орбитой Земли у Браге (аналогичным образом, шаг вперед, а затем два шага влево эквивалентны двум шагам влево и одному шагу вперед), – вот почему не представлялось возможным выбрать одну из систем только на основании информации, описывающей положение планет в небе[175]175
  Их эквивалентность продемонстрирована в: Swerdlow. An Essay on Thomas Kuhn’s First Scientific Revolution, 2004. 106–111.


[Закрыть].

В те времена было широко распространено мнение о возможности построить четвертую систему, которая лучше отвечала бы требованиям философии Аристотеля: гомоцентрическую систему, в которой все окружности имеют общий центр, в идеале Землю. Несмотря на усилия видных интеллектуалов, таких как Региомонтан (1436–1476), Алессандро Акиллини и Джироламо Фракасторо (1478–1553), никому не удалось создать успешную версию такой системы: она оказалась не в состоянии (как мы сказали бы теперь) соответствовать фактам[176]176
  Как выразился Коперник в своем обращении к папе Павлу III в трактате «О вращении небесных сфер», «полагавшиеся только на гомоцентры… не сумели на основании своих теорий установить чего-нибудь надежного, бесспорно соответствовавшего наблюдаемым явлениям» (Barker. Copernicus and the Critics of Ptolemy, 1999. 345).


[Закрыть]{472}472
  Shank. Mechanical Thinking (2007). 22–26, о Региомонтане; в Ragep. Copernicus and His Islamic Predecessors (2007), рассматривается исламская традиция, характеризующаяся как неудача (71).


[Закрыть]. (Даже система Коперника не являлась гомоцентрической, поскольку в ней Луна вращалась вокруг Земли, а не вокруг Солнца.)

После того как в 1610 г. Галилей открыл фазы Венеры и тем самым доказал, что Венера вращается вокруг Солнца, система утратила жизнеспособность, хотя все еще можно было утверждать, что некоторые планеты (Меркурий, Венера, Марс) вращаются вокруг Солнца, а остальные (Сатурн, Юпитер) – вокруг Земли; такой вывод был сделан в трактате Риччоли «Новый Альмагест» (Almagestum Novum), опубликованном в 1651 г. Теперь остались только две (или две с половиной) системы, и образованным и информированным людям еще приблизительно полвека было трудно выбрать какую-то одну. Таким образом, в период с 1610 по 1710 г. (например) космологические теории оставались неопределенными в том смысле, что существовали по меньшей мере две системы, в пользу которых можно было привести убедительные свидетельства, но в то же время все уже убедились в нежизнеспособности птолемеевой и гомоцентрической систем.

Галилей приступил к наблюдениям за Венерой в июне 1610 г., как только планета удалилась от Солнца и стала видимой. Поначалу он не увидел ничего интересного, поскольку в телескопе Венера выглядела полным диском; не подлежало сомнению, что она находилась на противоположной стороне от Солнца. Но в начале октября стало понятно, что форма Венеры меняется: она медленно превращалась в половину диска. День за днем Галилей внимательно наблюдал за этими переменами. 11 декабря он отправил Кеплеру шифрованное послание, гласившее: «Мать любви [то есть Венера] подражает фигурам Цинтии [Луны]»{473}473
  Galilei. Le opere (1890). Vol. 10. 483.


[Закрыть]. К этому времени Галилей уже знал, что у Венеры есть фазы (иначе говоря, она представляет собой непрозрачное тело, сияющее отраженным светом) и диапазон этих фаз несовместим с астрономией Птолемея, которая требовала, чтобы Венера всегда была либо дальше от Земли, чем Солнце, либо ближе. Он подождал еще немного, чтобы быть абсолютно уверенным, и 30 декабря написал своему ученику Кастелли (который в своем письме, полученном Галилеем 11 декабря, – очевидно, именно это письмо побудило его поделиться своим открытием с Кеплером – спрашивал, есть ли у Венеры фазы) и ведущему математику Рима, Христофору Клавию, сообщив о своем открытии. 1 января 1611 г. он снова написал Кеплеру, расшифровав предыдущее сообщение, и Кеплер опубликовал свою переписку с Галилеем в работе «Диоптрика» (Dioptrice, 1611){474}474
  Galilei. Le opere (1890). Vol. 10. 409–505. Vol. 11. 11, 12; Kepler. Dioptrice (1611). 11, 12; Kepler. Dioptrice (1611). 21–23.


[Закрыть].

Клавий и Кеплер сразу же подтвердили наличие фаз у Венеры: для этого им требовалось только повернуть хорошие телескопы в нужном направлении. Но фазы Венеры прекрасно согласуются с астрономией Птолемея; не соответствует ей лишь тот факт, что эти фазы меняются от серпа до полного диска: такая Венера должна вращаться вокруг Солнца. Не обязательно наблюдать полную последовательность фаз. Достаточно видеть, как полный диск превращается в половину (что наблюдал Галилей в декабре) или как серп увеличивается почти до половины диска.

Когда Галилей объявил о своем открытии, Венера приближалась к Солнцу: прохождение через диск Солнца пришлось на 1 марта. Ничего интересного в этом событии не было, поскольку все фазы Венеры, сменившие друг друга в период с 1 января по 1 марта, должны были повториться после того, как планета пройдет солнечный диск. 5 марта Галилей объявил о намерении поехать в Рим; девятнадцатого числа он все еще с нетерпением ждал паланкин, жалуясь, что опаздывает на встречу[177]177
  Галилей говорит, что рассчитывает отпраздновать Пасху в Риме, но признается, что главной причиной путешествия является желание «раз и навсегда заткнуть рты моим клеветникам». Спешить его заставляло именно появление Венеры, а не церковный календарь. (Galilei. Le Opere, 1890. Vol. 11. 67, 71.)


[Закрыть]. Через день или два он наконец отправился в путь. Таким образом, Галилей прибыл в Рим как раз тогда, когда астрономы из ордена иезуитов направили телескопы на Венеру и наблюдали, как она превращается в половину диска. Вероятно, именно в марте месяце Клавий внес исправления в новое издание своего трактата «Сфера»: он тщательно записывает все открытия, сделанные Галилеем к этому моменту (но не упоминает пятна на Солнце, о которых Галилей еще не говорил), упоминает о фазах Венеры и говорит, что астрономы намерены пересмотреть свои теории в свете новых открытий{475}475
  Lattis. Between Copernicus and Galileo (1994). 199–202.


[Закрыть]. Но еще важнее то, о чем он умалчивает: Клавий не говорит, что Венера вращается вокруг Солнца. В апреле того же года кардинал Беллармин обратился к астрономам из ордена иезуитов с вопросом, подтвердились ли открытия Галилея. Они ответили, что подтвердились (хотя сообщили мнение Клавия о том, что горы на Луне, возможно, являются внутренними, а не внешними образованиями), в том числе наличие фаз у Венеры, но точно так же не упомянули, что Венера вращается вокруг Солнца{476}476
  Lattis. Between Copernicus and Galileo (1994). 186–193.


[Закрыть].

Тем не менее 18 мая иезуиты устроили Галилею торжественный прием. Одо ван Мелькоте прочел лекцию, в которой заявил, что хотя они еще не наблюдали полный цикл фаз Венеры (для этого нужно еще несколько месяцев, поскольку Венера приблизилась к Солнцу и прошла за ним в декабре 1611), но видели достаточно, чтобы убедиться, что Венера не вращается вокруг Земли. Присутствующие философы были потрясены этим заявлением; Галилей, естественно, радовался оправданию и признанию. Клавий в то время был уже очень болен, и нам не известно, как он воспринял этот новый факт{477}477
  Lattis. Between Copernicus and Galileo (1994). 193–195; похоже, Латтис не понял, что никто (за исключением, возможно, Галилея) еще не видел Венеру «в виде круга, наподобие полной Луны» – верхнее солнцестояние, которое последний раз наблюдалось в мае 1610 г. и повторится только в декабре 2011 г.


[Закрыть].

Важно понимать, что заявление Мелькоте было решающим фактом: модель Птолемея, в которой планеты (в том числе Солнце и Луна) вращались вокруг Земли, была признана неверной. Не подлежало сомнению, что Венера вращалась вокруг Солнца (и это становилось все очевиднее по мере приближения времени следующего прохождения через солнечный диск); вероятно, Меркурий тоже вращался вокруг Солнца. После 18 мая система Птолемея, продержавшаяся более 1400 лет, получила смертельный удар. Теперь предстояло выбрать между системой Коперника (все планеты, в том числе Земля, вращаются вокруг Солнца), системой Браге (все планеты вращаются вокруг Солнца, а Солнце вращается вокруг Земли, которая неподвижно покоится в центре Вселенной) и компромиссом между моделями Браге и Птолемея, когда внутренние планеты вращаются вокруг Солнца, а внешние – вокруг Земли. Ни один серьезный астроном уже не защищал традиционную систему Птолемея, после того как было доказано существование фаз Венеры; этим занимались только плохо информированные философы. Более того, сложилось единое мнение, что система Тихо Браге несовместима с верой в существование твердых небесных сфер. Теперь всякий, кто хотел поверить в твердые сферы, должен был представить, что Солнце вращается вокруг Земли, эпицикл в деференте, а затем – что Меркурий и Венера вращаются вокруг Солнца, пересекая сферу Солнца. Неудивительно, что это считалось еще одним аргументом против теории твердых сфер (которую до последнего защищал Клавий){478}478
  Lattis. Between Copernicus and Galileo (1994). 205–216.


[Закрыть].

Современные история и философия науки утверждают, что такого понятия, как решающий факт, не существует. Мы уже убедились, что теория двух сфер не пережила открытия Америки; теперь мы обнаружили, что традиционная астрономия Аристотеля не могла пережить открытие фаз Венеры. Так, в августе 1611 г. математик Маргерита Саррокки, оппонент Коперника, назвала фазы Венеры «геометрической демонстрацией того, что Венера вращается вокруг Солнца». Астроном ордена иезуитов Кристофер Гринбергер 5 февраля 1612 г. написал Галилею из Рима, подтверждая, что годовые изменения Венеры «точно такие же, как месячные изменения Луны, что со всей ясностью демонстрирует, что она вращается вокруг Солнца»{479}479
  Galilei. & Scheiner. On Sunspots (2008). 173.


[Закрыть]. Галилей в первом письме к Маркусу Вельзеру о солнечных пятнах, написанном 4 мая 1612 г. (опубликовано в 1613) так говорит о фазах Венеры: «И мы неизбежно должны заключить… что Венера обращается вокруг Солнца»{480}480
  Galilei. & Scheiner. On Sunspots (2008). 93.


[Закрыть]. 25 июля 1612 г. иезуит Кристоф Шейнер, споривший с Галилеем относительно пятен на Солнце, в письме к Вельзеру называл фазы Венеры «неотвратимым аргументом»: «Венера вращается вокруг Солнца: в будущем ни один разумный человек не осмелится оспаривать это»{481}481
  Galilei. & Scheiner. On Sunspots (2008). 196.


[Закрыть]. В третьем письме о солнечных пятнах, датированном 1 декабря 1612 г., Галилей пишет, что фазы Венеры «служат единственным, твердым и убедительным аргументом в пользу ее вращения вокруг Солнца, не оставляя места для сомнений»{482}482
  Galilei. Le opere (1890). Vol. 11. 177; Galilei & Scheiner. On Sunspots (2008). 265.


[Закрыть]. Никто не осмеливался выставлять себя в глупом свете, оспаривая эти утверждения[178]178
  В Ariew. The Phases of Venus before 1610 (1987) утверждается, что астрономию Птолемея можно адаптировать к фазам Венеры, сделав Солнце центром эпицикла Венеры, что, в сущности, превращает Венеру – а также Меркурий – в спутники Солнца. Конечно, это создавало дополнительные трудности для теории небесных сфер, и такая конструкция расценивалась современниками скорее как разновидность системы Тихо Браге, а не Птолемея. Автор также утверждает (Ariew. The Initial Response to Galileo’s Lunar Observations, 2001), что схоластическое представление о лунной поверхности могло пережить открытия Галилея, сделанные с помощью телескопа; но в данном случае он не проводит должного разграничения между пятнами (морями) на поверхности Луны и подвижным чередованием светлых и темных участков (которое Галилей интерпретировал как тени и освещенные места). В марте Клавий, несмотря на упорную работу, не смог предложить никакого решения проблем, вызванных новыми открытиями Галилея (см.: Clavius. Opera mathematica, 1611. Vol. 3. 75; переведено в: Lattis. Between Copernicus and Galileo, 1994. 198). Возможно, именно это послужило основой для утверждения Джона Уилкинса: «Рассказывают, что, когда Клавий, лежавший на смертном одре, узнал первые новости о тех открытиях, что были сделаны Галилеем с помощью его телескопа, он произнес: “Videre Astronomos, quo pacto constituendi sunt orbes Coelestes, ut haec Phaenomena salvari possint” (“Астрономам надлежит подумать о других гипотезах, помимо Птолемеевой, посредством которых они могут разрешить все эти новые трудности” (Wilkins. A Discourse, 1640. II:21). Однако следует помнить, что реальный кризис системы Птолемея начался не в марте, а в мае, так что к концу жизни (он умер в феврале 1612) Клавий действительно мог признать, что система Птолемея недоказуема – как это сделала в августе Маргерита Саррокки.


[Закрыть].