Александр Потупа - Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее

• Название: Открытие Вселенной - прошлое, настоящее, будущее
• Автор: Александр Потупа
• Издательство: Юнацтва
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1991
• ISBN: 5-7880-0325-3

На основе обширных данных из астрономии, астрологии, географии, физики, математики, химии, биологии, истории, археологии и других наук автор рассказывает о строении Вселенной, истории человечества, о планетах Солнечной системы и Галактике, о звездах и их эволюции, о возможностях существования внеземных цивилизаций, о перспективах космических исследований, об идее контакта с инопланетянами.

---

Потом пришла очередь Италии — под ударами инквизиции этот главный очаг Возрождения стал быстро приходить в упадок, что усиливалось и феодальной раздробленностью, и таким важным экономическим фактором, как сдвиг основных торговых морских путей в Атлантику.

Длительные успехи католицизма во Франции и здесь привели к заметному отставанию, хотя и не в столь сильной форме, как в Испании или в Италии. Однако оно ощущалось во всех сферах экономики и культуры, вплоть до революционных событий конца 18 века.

Галилей неплохо чувствовал этот процесс, видел, что свобода уходит из колыбели христианского мира на север в протестантские страны. А вместе со свободой мысли — пусть и весьма относительной — на север перемещалась исследовательская активность[59].

Создатель великолепных телескопов голландец Христиан Гюйгенс (1629–1695) открывает кольца Сатурна и один из его спутников (Титан), впервые наблюдает полярные шапки на поверхности Марса и полосы на Юпитере. Видимо, Гюйгенс впервые попытался всерьез определить расстояние до звезд, используя идеи созданной им волновой теории света. Предположив, что истинные яркости Солнца и Сириуса одинаковы и сравнивая их по видимой яркости, Гюйгенс нашел, что Сириус находится на расстоянии 200 тыс. астрономических единиц (3.1013 км), то есть ошибся примерно в 400 раз (на самом деле Сириус много ярче Солнца). Однако этот расчет способствовал переоценке размеров Вселенной.

В 1671 году французский астроном Жан Рише (1630–1696) и директор парижской обсерватории Джованни Доменик Кассини (1625–1712) довольно точно определяют астрономическую единицу — среднее расстояние от Земли до Солнца. Они наблюдали Марс из обсерватории в Париже и в Кайенне (Французская Гвиана). Одновременно зафиксировав положение Марса относительно звезд, они использовали измеренный угол и известное расстояние между Парижем и Кайенной, чтобы вычислить расстояние до Марса. Но в Кеплеровой модели одного этого расстояния было достаточно для полного определения масштабов Солнечной системы. Полученная таким образом астрономическая единица (140 млн. км) всего на 7 % отличалась от истинного значения. Масштабы Солнечной системы почти в 20 раз возросли по сравнению с античными!

На уникальном в то время телескопе Парижской обсерватории Кассини открывает 4 новых спутника Сатурна (Япет, Рею, Диону и Тетис).

В 17 веке центр исследований Вселенной начинает перемещаться в Англию. Именно здесь наметился наиболее быстрый рост капиталистической системы хозяйства, технического изобретательства. Эти факторы наряду с огромной морской и колониальной экспансией обусловили все возрастающий запрос на точные и рационально организованные знания. Давление Рима здесь ощущалось слабо, и в рамках английской церкви наметилась явная склонность к прогрессивным деистическим тенденциям. Бог был важен постольку, поскольку он не вмешивался в земные дела и планы предприимчивых англичан. Папа тоже воспринимался терпимо, если не слишком рьяно критиковал короля и парламент.

Англиканская церковь отошла от католицизма гораздо менее других реформаторских течений — ровно на ту дистанцию, которая была необходима для независимости королевской власти от Рима, а потом — в период революции и диктатуры Кромвеля — чуть дальше, чтобы обеспечить духовную базу быстроразвивающегося капитализма. Зато Англия избежала и многих извращений, свойственных, скажем, радикальным реформаторам Швейцарии, усердствовавшим в чистоте веры не меньше своих католических коллег.

Где-то к середине 17 века английское естествознание нашло разумный баланс со своей церковью, выдвигая в высшей степени рациональные методы познания мира и непременно восхваляя Всевышнего за столь разумную его, этого мира, организацию.

Провозвестником нового направления мысли стал Фрэнсис Бэкон (1561–1626), блестящий философ, полемист и политик. Его головокружительная карьера началась с восшествия на престол Якова I Стюарта в 1603 году. Через 14 лет Бэкон достиг поста лорда хранителя печати, а потом и лорда-канцлера. Его политическая карьера, к счастью для науки, резко оборвалась судебным процессом в 1621 г. Бэкон был помилован королем, но от дальнейшей административной деятельности отошел.

Жесточайшая критика типично схоластического метода ссылки на древние авторитеты, широкая и остроумная пропаганда экспериментального знания — вот основные достижения Фрэнсиса Бэкона, оказавшие большое влияние на взгляды современников и на систему организации английских научных учреждений. «Истина — дочь времени, а не авторитета», — прямо заявлял он.

Огромную роль в становлении науки сыграла деятельность французского математика и философа Рене Декарта (1596–1650), чья военная и светская карьера завершилась в 1629 году эмиграцией в Нидерланды. Вдали от опасной парижской суеты Декарт разработал аналитическую геометрию и самое главное свою концепцию научного познания. Как и Бэкон, Декарт был рационалистом, считал опыт высшим критерием любой новой идеи, но очень важно, что на первый план он выдвинул скептический взгляд на мир, точнее, на существующие картины мира. Сомнение — своеобразный первотолчок познания. Допустим любой подход вопреки любым авторитетам, лишь бы его можно было оправдать наблюдениями. Эта идея свободного конструирования гипотез, не противоречащих экспериментальным данным, стала колоссальным стимулом в развитии теоретического естествознания.

Есть много проблем, в решении или постановке которых Декарт считается первым. Начнем с того, что именно он ввел в обращение понятие «законы природы» — едва ли не основное в естественных науках. Он первым попытался ответить на вопрос о природе сил тяготения, формирующих Солнечную систему. Опираясь на свою общую концепцию материи, безгранично делимой и непрерывно заполняющей пространство, Декарт считал, что движение планет и их происхождение обусловлено некими тончайшими материальными вихрями. В его модели планеты двигались подобно щепочкам в круговороте.

Разумеется, историческая близость схоластических времен и беспредельный рационализм нередко приводили Декарта к очень громоздким, неверным, или, во всяком случае, несвоевременным гипотезам. Скажем, четко разграничивая духовный и телесный мир, Декарт пытался объяснить взаимодействие между человеческой душой и телом функционированием особой железы. Так и осталась неразгаданной природа придуманных им вихрей. Однако важны не столько заблуждения, сколько направление мысли. В той же вихревой модели возникает первое предчувствие будущих теоретико-полевых представлений для гравитации и других сил. В этом плане Декарт пошел дальше не только современников, но и ближайших последователей, пытаясь единым законом охватить проблемы структуры и эволюции Солнечной системы.

Между тем, строгое математическое объяснение модели Коперника и Кеплеровых законов стало весьма актуальной задачей. К решению ее устремились многие крупнейшие ученые, среди них — Гюйгенс, Гук и Ньютон.

Видимо, первым, кто ясно осознал связь между эллиптическими орбитами планет и законом гравитационной силы (обратной пропорциональностью силы квадрату расстояния), стал английский ученый Роберт Гук (1635–1703), удивительно разносторонний исследователь и изобретатель[60]. Это произошло в 1679 году.

Однако проблема оказалась глубже — дело было не в конкретном законе взаимодействия небесных тел, а в отсутствии достаточно общих законов движения. Не хватало понятийного и математического аппарата, связывающего воедино все достижения того времени.

Гигантскую работу по созданию такого аппарата теоретической механики удалось выполнить Исааку Ньютону (1642–1727). Начало его жизни совпало с бурным периодом английской истории — казнью Карла I, диктатурой Кромвеля и реставрацией Стюартов. В 1661 году Ньютон поступил в знаменитый Тринити-колледж Кембриджского университета, чтобы пройти славный и, в общем-то, спокойный путь от сына простого фермера до президента Лондонского Королевского общества и директора королевского Монетного Двора. Жесткие ветры времени почти не коснулись его семьи, но, несомненно, создали особую атмосферу, его взрастившую.

В какой-то степени на пользу Ньютону пошла даже разразившаяся в 1665 году в Лондоне эпидемия чумы, заставившая молодого магистра удалиться в деревню и с головой уйти в опыты и размышления. Видимо, в этот период у него начали формироваться новые идеи по поводу небесной механики и оптики. Во всяком случае, возвратившись в Кембридж, он продемонстрировал превосходный телескоп-рефлектор, а немного позднее, в 1671 году, — новый зеркальный телескоп. Последнее изобретение и послужило поводом для его приема в члены Лондонского Королевского общества. Успешно работая в области оптики и в математике, Ньютон шаг за шагом создает главный труд своей жизни — «Математические начала натуральной философии». Книга увидела свет и то благодаря активному напору друзей — лишь в 1687 году[61].