Текст книги "Космос. Иллюстрированная история астрономии и космологии"

Джон Норт
Космос Иллюстрированная история астрономии и космологии

Фронтиспис к «Рудольфовым таблицам» (1627 г.) Иоганна Кеплера, символизирующий историю астрономии. На нем представлен храм Урании, где расположились Гиппарх, Коперник, Тихо Браге и Птолемей с различными инструментами. На карте (внизу по центру) изображен остров Вен, где работал Тихо Браге. Обратите внимание на телескоп Кеплера (вверху слева) и диаграмму Кеплера, на которую имперский орел изрыгает золото. Кеплер производит расчеты при свете свечи (панно слева внизу), а справа внизу работают печатники. Наследники Тихо Браге забраковали первоначальный эскиз, на котором Тихо был изображен без горностаевой мантии и королевского медальона.

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРОВ И БЛАГОДАРНОСТИ

В предлагаемой книге Джона Норта «Космос» уже есть два авторских предисловия, но невозможно не написать еще одно, посвященное не столько книге, сколько ее переводу. Потребность во всеобъемлющем обзоре истории астрономии, который мог бы служить как приятным заполнением досуга, так и пособием для профессиональной подготовки историков науки, ощущается в России давно. Несмотря на обилие издаваемой астрономической литературы, мало кто решается взяться за последовательное описание многовековой истории этой одной из самых древних наук.

Последним проектом, сопоставимым как по хронологическому охвату, так и по качеству исторических изысканий, было издание перевода «Истории астрономии» Антони Паннекука, осуществленное издательством «Наука» в 1966 г. Эта книга сохраняет свое значение по сей день, но стоит ли говорить, что за истекшие полвека астрономия пополнилась множеством новых открытий как в изучении небесных явлений, так и в уяснении своего прошлого. К тому же, будучи изданной в советское время, книга искреннего марксиста Паннекука несет в себе следы идеологии, весьма специфично интерпретировавшей процесс исторического развития.

Редакторам перевода было ясно, что такая важная и ответственная книга, как «Космос» Дж. Норта, не может быть издана без привлечения широкого круга экспертов. Современная история астрономии разделилась на множество самостоятельных дисциплин, детально изучающих такие области, как палеоастрономия, астрономия Месопотамии, Китая, Индии, арабского Востока. Совершенно особых подходов требует изучение интеллектуальных практик Средневековья и раннего Нового времени. Наконец, со времени выхода книги на английском языке (2008) в астрономическом мире случились события, не упомянутые или недостаточно полно освещенные Нортом, что восполняется сносками в последних главах книги. Подробный библиографический обзор, размещенный в конце книги, содержит несколько технических неточностей. Например, за прошедшие годы журнал Journal for the History of Astronomy сменил своего издателя. Мы не сочли нужным снабжать комментариями эти второстепенные изменения, ограничившись обновлением ссылок только на интернет-ресурсы.

Трудно найти книгу по истории астрономии, не считая энциклопедий и словарей, где автор оперировал бы таким количеством имен. Джон Норт упоминает более 1600 астрономов и других исторических персонажей, некоторые из которых появляются в русскоязычной литературе впервые. Именно они вызвали особые сложности. Кроме того, необходимо было сделать выбор написания имен, уже упоминавшихся на русском языке, но со значительными расхождениями. Например, фамилию дяди Николая Коперника, которую мы в этом издании пишем, как Ваченроде, можно встретить как минимум в семи различных редакциях. При выборе того или иного варианта написания мы опирались на существующие словари иностранных фамилий и на традиции, сформировавшиеся в профессиональной литературе.

Мы считаем своим долгом высказать искреннюю благодарность всем специалистам, так или иначе способствовавшим выходу в свет настоящего издания. При ближайшем рассмотрении оказалось невозможным разделить по главам зоны ответственности уважаемых экспертов, каждый из которых в том или ином виде нашел возможным улучшить перевод своими поправками и рекомендациями. Самое непосредственное и живое участие в подготовке русскоязычной версии предлагаемой книги принимали: сотрудники Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга доктор физ.-мат. наук Ю. Н. Ефремов, доктор физ.-мат. наук О. С. Сажина, доктор физ.-мат. наук Н. Н. Самусь; сотрудники Института астрономии Российской академии наук доктор физ.-мат. наук А. В. Багров, доктор физ.-мат. наук О. Ю. Малков; сотрудники Института истории естествознания и техники им. С. И. Вавилова Российской академии наук кандидат физ.-мат. наук Д. А. Баюк, кандидат физ.-мат. наук Г. Е. Куртик; профессор Иркутского государственного университета С. А. Язев; заведующий планетарием Центрального дома российской армии Д. В. Мацнев; профессор Национального университета Цинхуа (Тайвань) А. К. Волков; доктор физ.-мат. наук А. А. Гурштейн.

Книга Джона Норта – фундаментальный труд, который будет служить специалистам и любителям астрономии десятилетия. Практика издания больших книг показывает, что несмотря на все усилия в окончательном варианте текста могут оставаться некоторые недосмотры. Мы будем благодарны, если читатель, обнаружив неточности или опечатки, известит нас об этом. Сообщить о своих замечаниях можно будет на сайте: www.historyofastronomy.ru. Там же будут публиковаться исправления.

Константин Иванов, Михаил Шевченко

ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ

1993

Не будет преувеличением сказать, что астрономия как точная наука существует уже более пяти тысячелетий. В течение всего этого времени она глубоко затрагивала человеческие интересы. Написание ее истории открывает перед нами неисчислимое количество проблем. Мы начнем с периода, допускающего только косвенные суждения, проникнем во времена, бо́льшая часть свидетельств о которых считается утраченной, и закончим последними десятилетиями века, удостоившего астрономов беспрецедентным вниманием и щедрыми источниками финансирования. Любое взятое наугад столетие Эллинистического периода – золотого века астрономии – оставило нам считанное количество текстов. В противоположность этому, сегодня каждый год публикуется более 20 000 астрономических статей, а количество астрономов, поставивших свои имена под их заголовками, насчитывает порядка 40 000 за пятилетний период.

Если начало этой истории представляет собой беглый набросок, то ее окончание, по необходимости, является, скорее, силуэтом, сущность которого с равным успехом определяется как тем, что он в себя включает, так и остающимся вовне. Темп изложения постепенно ускоряется, и количество страниц, посвященных дюжине недавних важнейших книг, может составить лишь малую долю того, что приводится в начале в виде перечисления разрозненных и с современной точки зрения весьма тривиальных доктрин. Это не случайно. Я пытался писать книгу, исходя, отчасти, из интеллектуальных проблем, встававших перед новыми поколениями астрономов, отчасти – из рациональных и социальных последствий их работ, так что к моменту, когда я достиг XX в., возникла нужда прибегнуть к определенным ухищрениям. Увы, конструкция гироскопа для космических ракет, который в Античности явился бы технологическим чудом, пройдет абсолютно незамеченной, равно как и сотни людей, причастных к его созданию. То же самое относится к теоретической стороне дела. Не существует другого пути к пониманию Эйнштейна, Эддингтона и Хокинга, кроме изучения их собственных научных работ.

Это книга по истории, и она ни в коей мере не может служить заменой астрономическим трудам, хотя я был бы не в обиде, если бы мне удалось довести значение упомянутого выше списка когорты единомышленников, составленного за пять лет, до сорока тысяч и одного. Это история, а история обычно пишется если не для историков, то по меньшей мере для читателей с историческим складом ума. Конечно, ни один профессиональный историк никогда не признает, что он полностью удовлетворен всеобщей историей, но, с другой стороны, вряд ли стоит писать историю, способную удовлетворять исключительно профессиональных историков.

Книга обязана своим существованием интуиции моей жены Мэрион Норт. Она убеждала меня в ее полезности, и именно ей принадлежит решающее открытие в области сотворения времени для ее написания, а именно – ценить любую золотую жилу в расщелинах факультетской администрации.

ПРЕДИСЛОВИЕ К НАСТОЯЩЕМУ ИЗДАНИЮ

Текст настоящей книги включает бо́льшую часть ее первого издания, но с некоторыми перестановками, а также с добавлением многих существенных фрагментов. Наиболее заметные изменения касаются иллюстраций – их количество увеличено до более чем двух сотен. Бо́льшая часть нового текстового материала затрагивает последние астрономические достижения, но в свете последних исторических исследований также потребовались незначительные коррективы. В соответствии с духом серии, в которой книга вышла в первый раз, она в целом следует хронологическому порядку и охватывает весь период времени рассматриваемого предмета. Затрагивая астрономию многих разных культур на протяжении очень длительного исторического периода, она ставит нас перед важной дилеммой. Определения астрономии и космологии менялись со временем и варьировались от культуры к культуре. Все невероятно запуталось бы, если бы я, составляя столь широкий обзор, постоянно менял культурные аспекты. Моя позиция является результатом развития западной науки, которую я от случая к случаю негласно использовал в качестве стандартного противопоставления (хотя и без малейшего намерения использовать ее как инструмент переосмысления в отношении не западных идей или осуждения человеческих ценностей других культур).

Некоторые культуры я проигнорировал – не потому, что они не обладают ценностью или не представляют исторического интереса, но так как они не встраиваются в структуру книги. В отдельных случаях подобные упущения носят лишь внешний характер. В книге нет главы, посвященной иудейской астрономии, имевшей огромное значение на различных исторических этапах – как правило, в традициях людей, с которыми иудеи находились в непосредственном контакте. (В качестве важного наглядного примера можно привести иудеев средневековой Испании, и именно в этом контексте они представлены в книге.) С другой стороны, я ничего не говорю о многочисленных африканских культурах (очевидным исключением является Египет) или об аборигенах Австралии, маори, полинезийцах и бесчисленных народностях 13 000 островов и 300 этнических группах Индо-Малайского архипелага. В общем и целом эту же участь разделяют коренное население Северной Америки и некоторые другие народы. Во всех этих случаях теоретически было бы возможно проследить признаки их знакомства с обычными небесными явлениями, прежде всего связанными с Солнцем, Луной и звездами. Вероятнее всего, эти явления идентифицировались посредством названий или посредством использования аналогий со знакомыми объектами, но в их суровом социуме нет мифотворчества, прочно замыкаемого небом. История Африки существенно осложняется отсутствием ранних письменных свидетельств и вмешательством со стороны исламской и европейской цивилизаций. Европейскую и африканскую предысторию, как я подозреваю, можно сомкнуть, используя в качестве посредника примитивные астрономические практики, но, чтобы сделать это, пришлось бы написать книгу совершенно другого рода. Подобный материал плохо встраивается в общий план книги из‐за почти полного отсутствия явных признаков теоретического элемента, превращающего миф в науку. Действительно, традиционные полинезийские представления о небе содержат некоторые теоретические компоненты, выходящие за пределы мифологии: их мореплаватели, имевшие жизненно важное значение для обитателей многих тысяч островов, разбросанных на огромном протяжении Тихого океана, использовали звезды в качестве подспорья. Однако до сих пор не слишком понятно, как они это делали, и предлагаемая книга – не место для обстоятельного разбора соперничающих исторических интерпретаций. Краткость нуждается в определенном догматизме, и многие въедливые авторы найдут немало поводов подискутировать над некоторыми спорными вещами.

Данная книга не требует от читателя углубленного астрономического знания, и мы выражаем надежду, что она будет более или менее самодостаточной – не для всякого, но для тех, кто пожелает ее прочесть. Там, где я обсуждаю последние события, можно обнаружить малознакомые физические законы, и в некоторых последних главах материал естественным образом усложняется. Соответствующие фрагменты можно пропустить, а потом наверстать упущенное, обратившись, например, к работам из приведенного в конце пространного библиографического обзора. В тексте нет сносок, но, опять же, приводимая в конце библиография призвана указать путь ко многим источникам с более детальной информацией. В случаях, когда количество исторических работ за последние годы ускоренно росло, было невозможно составить по-настоящему всеобъемлющую библиографию; и здесь можно заметить явный уклон в сторону источников, доступных на английском языке.

Я всячески использовал опыт, приобретенный в ходе перевода первого издания этой книги на польский, немецкий и испанский языки, и хотел бы поблагодарить Эдуарда Н. Хааса, Джеймса Моррисона, Гастона Фишера и Райнера Сенгерлинга за любезно предоставленные мне исправления, внесенные ими в издания на соответствующих языках. Я особенно признателен Ноелу Свердлову за настоятельные рекомендации подготовить это новое издание, а также Оуэну Гингеричу, Джулио Самсо и анонимному рецензенту за их проницательные комментарии и общие критические замечания. Наконец, принимая во внимание мои предыдущие высказывания относительно экспоненциального роста числа людей, вовлекаемых в астрономию и космологию в последние десятилетия, я выражаю надежду на снисхождение специалистов, чьи исследования не были упомянуты, поскольку мне не удалось найти для них места. Настоящее исследование представляет собой не более чем серию избранных разделов – как мне кажется, вполне репрезентативных в отношении выбранной тематики, хотя и далеко не полную.

Джон Норт,

Оксфорд, 2006

ВВЕДЕНИЕ

Когда производство вычислений требовало не столько электронно-вычислительных мощностей, сколько личных умственных способностей, а числа были окружены большей таинственностью, существовало повсеместное ощущение того, что науки, производящие вычисления с точностью до десятого знака после запятой, несомненно заслуживают называться «точными». Астрономия, как предполагалось, должна в определенном смысле превосходить науки, которые подсчитывали количество лепестков, или получали С как результат сочетания А и В, или предсказывали, что смерть пациента наступит «на этой или на следующей неделе». Если судить с этой узкой точки зрения, астрономия не имела себе равных среди других эмпирических наук на протяжении более чем двух тысячелетий. Однако куда важнее то, что астрономия была точной наукой в течение гораздо более долгого периода времени, поскольку она излагалась в высшей степени логично, на систематической основе, со структурой аргументации, создаваемой по образцу математической, содействуя, время от времени, становлению самой математики. Астрономия и ее сестра геометрия настолько высоко ценились в прошлом, что были приняты в качестве образцов-прототипов для всех эмпирических наук в целом, способствуя обретению ими собственной формы и структуры.

Астрономы испытывают особую гордость в отношении древнего происхождения точности их предмета, однако, скорее, следует говорить не о точности, а о тщательности. Если же говорить именно о точности, то астрономия, пожалуй, не вполне соответствует стандартам высокой надежности. Как-никак, она отличается от большинства других наук по меньшей мере в одном важном аспекте: она изучает объекты, на которые по большей части невозможно воздействовать в целях проведения эксперимента. Астроном наблюдает, анализирует увиденное и выводит законы, связывающие увиденное сегодня с тем, что будет увидено завтра. Даже в наши дни, когда существуют автоматические межпланетные станции, предмет астрономии остается по большей части аналитическим, а не экспериментальным. Несомненно, это качество частично объясняет то, почему астрономия стала первой высоко формализованной наукой.

Мы не можем сказать, как и где это произошло. Ответ будет в значительной степени зависеть от того, насколько широко мы определяем наши понятия. Утверждается, что последовательность отметин в виде лунных серпов, вырезанных на костяных артефактах, обнаруженных в культурах, разбросанных на таких широких временных интервалах, как 36 000 лет до н. э. и 10 000 лет до н. э., представляет собой количество дней в месяце. Продолжительность месяца от новолуния до новолуния составляет примерно двадцать девять с половиной дней, кроме того, даже грубый подсчет, очевидно, предполагает введение дополнительных дней, когда Луна невидима. Поскольку в одних случаях счет мог производиться от молодого месяца до последнего видимого серпа, а в других до следующего молодого месяца, не следует слишком придираться к тому, что разбиение отметин по группам на найденных фрагментах костей, варьирующееся от 27 до 31, трактуется как свидетельство ведения лунного счета. Количество отметин в группах образует большое разнообразие, которое, как полагают, позволяет судить о разграничении четырех лунных фаз. Свидетельства подобного рода крайне сложно поддаются обработке даже с применением статистических методов. В этом тезисе нет ничего невероятного; действительно, часто кажется, что отметины, выдалбливаемые на указанных костях, внешне напоминают лунный серп; но это единственное, о чем мы можем сказать с полной уверенностью.

Заманчиво рассматривать подсчет лунных дней как первый шаг в направлении небесной математики. Ведение счета дней месяца могло быть полезно любому, кто ценит ночной лунный свет, но помимо этого здесь можно усмотреть очевидную связь с человеческой репродуктивностью. Мы должны остерегаться привнесения в нашу предысторию собственных предубеждений. Примитивный календарь, как часто говорят, предусматривает необходимость подсчета дней, и движение Солнца стало особенно тщательно изучаться, чтобы создать некое подобие календаря для нужд первых земледельческих обществ. Однако очевидно: сезоны важны и для охотников, и они знали о них задолго до изобретения сельского хозяйства. Можно с большой вероятностью предположить, что солнечные календари – в самом широком смысле неких средств для слежения за сменой сезонов – первоначально не имели ничего общего с подсчетом дней. Скорее всего, они основывались на изменении порядка восхода и захода Солнца над горизонтом в течение года.

Эпоха, когда происходил переход от охоты к земледелию, существенным образом варьируется от одного географического региона к другому. В Юго-Западной Азии оседлые сельскохозяйственные общины существовали уже в восьмом тысячелетии до н. э., и такие же ранние общины могли существовать в Юго-Восточной Азии. Около 4400 г. до н. э. земледелие достигло Британии и внешних пределов Европы, а примерно за тысячу лет до этого оно проникло в Средиземноморье. Не вызывает сомнений, что в то или иное время в разных местах по всему миру разрабатывались какие-то астрономические идеи. Некоторые из них, несомненно, передавались от одного центра к другому, и это не всегда имело отношение к миграции людей. Трудно судить об относительной важности этих тенденций, но похоже, что в четвертом тысячелетии до н. э. в Северной Европе произошли значительные перемены в самой интенсивности, с которой изучалось небо. Свидетельства этих изменений обнаруживает археология. Возможно, время покажет, где еще аналогичные изменения происходили раньше или параллельно, но те из них, что случились в Северной Европе, достаточно впечатляющи для их использования в качестве отправной точки нашей истории.

Есть все основания для включения в наше рассмотрение указанной ранней европейской активности. Она и правда была научной в том смысле, что сводила все наблюдения к некоему своду правил. Это не означает, что ее побудительные причины совпадали с нашими. У меня нет никаких сомнений в следующем: причины рационализации небесных явлений были преимущественно религиозными или мистическими по своему характеру, и они оставались таковыми вплоть до исторического времени. Большинство народов в ходе своего развития считали Солнце, Луну и звезды живыми и даже наделяли их человеческими качествами. Они рассказывали истории о небесных телах, опираясь в значительной мере на аналогии из человеческой жизни. Утверждают, что в подобных аналогиях можно заметить истоки зарождения науки, но не будем преувеличивать значение этого момента. Астрономия всегда была тесно связана с религией. И та и другая интересовались одними и теми же объектами: Солнце, Луна и звезды обожествлялись во многих сообществах. Для того чтобы всесторонне охарактеризовать союз астрономии с религией, потребовалось бы написать совсем другую книгу, но полное игнорирование этого аспекта в пользу «точной» части науки было бы все равно что принять лес за деревья.

На протяжении всей истории предзнаменования и приметы тщательно изучались как одно из средств предугадывания или даже упреждения сверхъестественных сил, правивших, как тогда представлялось, миром. Не удивительно, что небесные тела входили в число объектов, которым уделялось наибольшее внимание. Они считались божествами отчасти из‐за очевидной самостоятельной значимости – особенно Солнце. Их было удобно использовать в качестве материала для предсказаний, поскольку в их поведении наблюдалась определенная регулярность. Здесь, конечно же, первичными являлись магические представления о природе, которые на более позднем этапе привели к осознанию того, что звезды гораздо больше годятся для привнесения систематичности и точности, чем печень овцы, погода и птичьи стаи. К примеру, астрология, процветавшая на Ближнем Востоке, одна из первых осознала этот принцип. Возможно, это не полностью объясняет самые первые систематические астрономические теории, но было бы глупо делать вид, что астрономия слишком благородный предмет для пребывания в зависимости от чего-нибудь подобного.

Наука о звездах не сразу превратилась в нечто самостоятельное, но тяга человека к системе и порядку настолько сильна, что со временем астрономия обрела статус мерила самодостаточности. В итоге астрономы порвали если не со всеми, то с большей частью своих прародителей. Чем дальше, тем больше ее изучали как независимую систему объяснений – систему, которую не требуется обосновывать какой-либо полезностью, будь то астрология, навигация или что-то еще, будь то даже ее отношение к божественному сотворению мира. И все же следует признать: по сравнению с научной частью неастрономический контекст зачастую был гораздо более важен для человечества. Надеюсь, я не обошел вниманием эту тему в пользу более формальных научных аспектов, но если я поступил таким образом, то лишь потому, что астрология и космическая религия весьма заурядны, если смотреть на них как на симптоматику условий человеческого существования. С другой стороны, длинный послужной список астрономии почти не имеет параллелей во всей интеллектуальной истории человечества.