Анатолий Томилин - Занимательно о космогонии

• Название: Занимательно о космогонии
• Автор: Анатолий Томилин
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Физика
• Год: 1975

Тайны вселенной властно влекут к себе человека. И одна из них — как произошла и развивается солнечная система и системы других звезд. Предположений на сей счет было немало. Но все они носили умозрительный характер. Лишь в наши дни — дни полетов автоматических межпланетных станций — удается кое-что измерить непосредственно на небесных телах и выдвинуть более достоверные гипотезы. О современном взгляде на факт возникновения нашего мира и о процессах мирообразования рассказывается в настоящей книге.

---

В трактате Коперника постулировалась система мира, состоящая из тех же концентрических планетных сфер, что были и у древних греков. Только в центре находилась не Земля, а Солнце. Впрочем, так ли уж это ново? Были ведь уже и Пифагор, и Аристарх… А у Н. Коперника даже обожествленность круговых движений и сфера неподвижных звезд остались в новой системе неизменными. Отвергнув эксцентрики и экванты, помогавшие К. Птолемею и его последователям приводить в соответствие расчеты с результатами наблюдений, Н. Коперник вынужден был оставить эпициклы. Причем результаты предвычислений по новой модели были не лучше, чем по добрым старым правилам Птолемея. Должно было пройти более полувека, прежде чем «гениальный безумец» И. Кеплер превратил орбитальные окружности в эллипсы и избавил навсегда человечество от дополнительных геометрических построений.

Со многим не могли согласиться современники Н. Коперника. Не могли понять они и того, каким образом удавалось такому огромному, массивному телу, как Земля, вертеться, не вызывая ураганного ветра и не отклоняя траекторию падения пушечного ядра. Чтобы устранить эти противоречия, науке понадобился Г. Галилей. Немалой трудностью новой теории было и отсутствие звездного параллакса. Ведь если Земля движется вокруг Солнца, говорили оппоненты Н. Копернику, то наблюдателю должно казаться, что и «неподвижные» звезды описывают кружки. А этого же нет?!

Н. Коперник очень расстраивался, что не может ничего возразить на подобные упреки. Он успокаивал себя тем, что расстояние до звездной сферы так велико, что параллакс просто незаметен. Однако утешение это было слабое, и враги злорадствовали. Пройдет почти триста лет, прежде чем первые звездные параллаксы будут открыты В. Струве и Ф. Бесселем.

И все же, несмотря на неточность предвычислений, на отсутствие доказательств, неоспоримых и весомых, новая система была революционна. И это понимали многие. А главное, она была созвучна наступающей эпохе. Наступило время решительного поворота от схоластики, от догмы и мистики к науке. За плечами у народов осталось время фундаментальной критики аристотелизма. Количество накопленных культурных ценностей должно было привести к качественным переменам. И первой ласточкой наступающей весны в мировой науке явилась гелиоцентрическая система Коперника.

Главная идея польского астронома заключалась в том, что видимые движения небесных тел не истинны, а лишь кажутся таковыми наблюдателям с поверхности Земли. Кажутся, ибо сам он (наблюдатель) уносится вращающимся и летящим вокруг Солнца земным шаром. Коперник пишет, что он не раз обращался в поисках лучшего объяснения планетных движений к различным авторам, пока не нашел у древних философов мнения о движении самой Земли. Его-то он и принял к руководству, разрабатывая математически и астрономически новую систему, способную в той же мере объяснить наблюдаемые явления, что и испытанная временем система Птолемея. Судя по конкретному тексту сочинения, задача Н. Коперника была простой — выработать новый алгоритм, не более. Но и сам автор новой теории, и большинство просвещенной публики понимали, какой громадной силы философский и, можно сказать, гносеологический заряд был заложен в невинном алгоритме.

Даже в том виде, в каком новая система впервые появилась из-под печатного пресса, даже несмотря на рудименты, она уже имела ряд преимуществ перед Птолемеевой. Одним махом модель Коперника разрешила непреодолимый для старой теории вопрос о движении внутренних планет — Меркурия и Венеры. Поскольку обе планеты появлялись всегда как утренние или вечерние звезды, то есть были довольно жестко связаны с Солнцем, Птолемею пришлось их привязать к дневному светилу и совершенно произвольно заставить двигаться вместе с ним. Это вызывало изумление. Почему же остальные планеты могут вольно блуждать по небу, где им вздумается?

Система Н. Коперника просто снимала этот вопрос. Поскольку обе планеты лежат внутри орбиты Земли, они должны следовать за Солнцем в моменты его восхода или захода, при наблюдении их с Земли.

Книга Н. Коперника написана очень трудным языком. И потому, несмотря на революционность содержания, воспринята была современниками довольно спокойно. Немногие ее прочли. Еще меньше людей поняли. Понадобилось немало времени и драматических событий, прежде чем человечество отвело этому трактату надлежащее место в истории.

Блестящим популяризатором и пропагандистом нового учения стал Д. Бруно, провозгласивший множественность обитаемых миров. Его гипотеза подрывала основы догматического библейского мироздания. А вывод И. Кеплером эллиптической формы для планетных орбит, а также два его остальных закона окончательно выбросили на свалку идей принципиальные взгляды Пифагора — Платона — Аристотеля, считавших, что идеальным небесным телам свойственны лишь идеальные круговые движения. А ведь тех же взглядов придерживался и сам Н. Коперник. Законы И. Кеплера не только устранили одно из существенных возражений противников новой теории — неравномерность скоростей движения планет по орбитам, но и разбили хрустальные сферы. Мир стал безграничным. Примерно в то же время Г. Галилей, направивший зрительную трубу на небо, положил начало наблюдательной астрономии. Он увидел спутники Юпитера, словно повторяющие в миниатюре гелиоцентрическую систему. Но главное, он сумел выразить процесс движения математически, связав механику с математикой и подкрепив результаты расчетов исследовательскими, а потом и демонстрационными экспериментами. Фактически Г. Галилей создал, оттолкнувшись от идей Н. Коперника, первый образец новой науки, которую мы сегодня называем физикой.

Вселенную конструируют философы

Точка опоры

«Дайте мне точку опоры, и я переверну мир!» Кто это хвастался? Вы, конечно, знаете — Архимед. Мир он не перевернул, но мысль была правильной. Во всяком революционном перевороте нужна надежная основа, на которую можно с уверенностью опереться. Так и философам после критики библейской легенды о сотворении понадобилось заменить бога не менее надежной творческой силой.

Картина мира, построенная французским философом XVII века Рене Декартом, выросла тоже на фундаменте учения Н. Коперника. Был в ней и бог. Но уже не такой всемогущий. Да, бог создал материю, говорил философ, бог снабдил ее движением, дал ей «первый толчок». Но дальше солнечная система развивалась естественным путем, обусловленным свойствами материи и движением ее разнородных частиц. Теория Коперника гласит, что все планеты, все небесные тела обращаются вокруг Солнца? Прекрасно! Р. Декарт делает обобщенную посылку-гипотезу: главной формой движения космической материи является вихревое движение ее простейших частиц. И сразу возникает красивая и убедительная картина образования мира. Позвольте, а как же бог? А что, создав материю и толкнув ее, бог свое дело сделал, как говорится: «мавр сделал свое дело, мавр может уйти». В вихревом кругообразном движении частицы сами, соприкасаясь, взаимодействуют, слипаются, образуют сначала сгустки, которые потом превращаются в звезды и планеты. Заметьте, частицы соприкасаются, иначе как же они могли бы передать свое воздействие друг другу. Наглядной получилась картина Р. Декарта и убедительной. Жаль только, что никакие количественные соотношения не были в ней выведены. Да и сама философия, несмотря на намерение поставить все на надежную математическую основу, была довольно противоречивой. Блистательным оказался только метод. Индуктивному методу исследования природы английского ученого Френсиса Бэкона Р. Декарт противопоставил свой. Он был категорически против веры «в шаткое свидетельство чувств» и в «обманчивое суждение беспорядочного воображения». Нет, нет, только выведение следствия путем строгих математических и логических заключений из общих посылок, не оставляющих сомнений в мощи порождающего их разума. Только дедуктивный метод, по мнению Р. Декарта, был надежным помощником настоящего философа-естествоиспытателя.

Вслед за Р. Декартом вторым крупным представителем механического материализма в естествознании XVII–XVIII веков должен идти И. Ньютон, хотя космогонические воззрения сэра Исаака особой оригинальностью не отличались.

Результаты своих работ в области механики И. Ньютон изложил в трактате «Математические начала натуральной философии». Этот труд был написан, кстати, тоже весьма сложным языком. Но в нем И. Ньютон показал огромное теоретическое и прикладное значение выведенных им законов. Трактат содержит решение целого ряда важнейших практических задач механики и астрономии, но еще важнее то, что «Начала» явились глубоким обобщением всей прошлой и современной И. Ньютону физики.