Geum.ru

Научно-популярное приложение «Большой взрыв» Выпуск 7 Содержание

Вид материалаРеферат
Подобный материал:
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14
     В данном априоризме нет ничего предосудительного. С логической точки зрения любое теоретическое знание имеет в определенном смысле априорный характер, поскольку в науке субъектом познания выступает не отдельный, конкретно взятый человек (Аристотель или Декарт), а специфическая деятельность научного сообщества, организованного в науку как особый социальный институт. Разумеется, речь не идет об игнорировании человеческого индивидуума в процессе научного освоения действительности, но необходимо помнить, что изучением познавательных способностей человеческого индивидуума сегодня занимается психология, а не методология научного познания, в рамках которой вполне допустимо использование понятие «a priori», если не придавать ему определенный статус в духе психологизма или биологизма.
     К этому можно добавить, что уже в XIII столетии начинает пробуждаться дух экспериментаторства, что отчасти стимулировалось проникновением на Запад арабской науки, появлением университетов в больших городах Европы и т. п. Самой примечательной фигурой в этом движении был францисканец Роджер Бэкон (1214–1294), преподававший в Оксфордском университете. Он весьма критически относился к непререкаемым авторитетам и застывшим традициям. По его словам, настоящий студент должен овладевать натурфилософией, используя эксперименты. Подкрепляя слова делами, средневековый ученый занимался осуществлением экспериментов в оптике. Между прочим, этому оригинальному и талантливому ученому принадлежат высказывания о подводных лодках, летающих машинах и т. п.
     Небезынтересно отметить, что по отношению к функциям эксперимента Галилей и Декарт занимали противоположные позиции, поскольку основой картезианской науки были ясные и отчетливые идеи, формулируемые как законы природы. И если это теоретическое знание не обеспечивается требуемым эмпирическим материалом посредством экспериментов, тем хуже для экспериментов. В данном случае беспомощной оказывается не теория, а эксперимент в силу тех или иных его технических недостатков. Для подтверждения теории можно в ряде случаев обойтись и без экспериментальной ее проверки, введя в контекст теории воображаемые эмпирические факторы (скажем, небесные вихри, увлекающие планеты вокруг Солнца), как бы подтверждающие теоретические выкладки.
     В связи со сказанным нельзя пройти мимо того любопытного факта, что новые технические инструменты для эмпирического исследования природы в большинстве случаев не были продуктами научного изобретения для проверки тех или иных теорий. Они преимущественно адоптировались, а не изобретались. Например, телескоп первоначально использовался в военных целях, а микроскоп вначале служил игрушкой для забав.
     Возвращаясь к принципу инерции, необходимо отметить, что данный принцип предполагает следующее: во-первых, наличие возможности изолировать данное тело от всякого физического окружения и рассматривать его существующим просто в пространстве; во-вторых, наличие концепции пространства, которое идентифицировано с гомогенным бесконечным пространством евклидовой геометрии; в-третьих, наличие концепции движения и покоя, которая рассматривает их как особые состояния.
     Аргументы Галилея основаны на мифической концепции «общей природы Земли и земных вещей». Позднее наука заменит эту концепцию новой концепцией во главе с понятием «физическая система». Физическая система – это система тел, участвующих в одном и том же движении. Все это невозможно было сформулировать на базе аристотелевской философии движения и требовало принятия совершенно другой философии.
     Концепция физической системы или, точнее говоря, системы механической, которая неявно содержалась в рассуждениях Коперника, была разработана Джордано Бруно (1548–1600). Бруно открыл, пользуясь своей гениальной интуицией, что новая астрономия должна отказаться от концепции закрытого и конечного мира, заменив ее концепцией открытого и бесконечного Универсума. Это означало устранение понятия «естественное место», а значит, и «естественное движение».
     Будем иметь в виду, что понятие «естественное место» стоит в одном ряду с такими понятиями, как «целое», «космический порядок», «гармония», которые предполагают, что в Космосе вещи находятся в некотором определенном порядке. В таком случае любая вещь в соответствии со своей природой обладает однозначно определенным местом в Космосе. Понятие «естественное место» выражает главное теоретическое требование аристотелевской физики: должно быть единственное место для каждой вещи и каждая вещь должна быть на своем месте. С этой точки зрения покой – это наиболее естественное состояние вещей. Движение же «по природе» – это обладание движущей причиной, каковой является активная «форма» движущегося тела. Данная «форма» стремится вернуть тело в свойственное ему «естественное место» и таким образом поддерживает движение. Насильственное движение – это движение «против природы», предполагающей наличие внешней действующей причины, не связанное с активной «формой» тела. Поскольку Аристотель не допускал действия на расстоянии, а считал, что всякая передача движения предполагает соприкосновение, постольку действующая причина рассматривалась не как «двигатель внутреннего сгорания», а как некий субъект, толкающий или тащащий вещь.
     Этим античным представлениям о движении был нанесен серьезный удар Бруно. Именно Бруно своей идеей множественности миров спровоцировал первый серьезный конфликт между представителями новой философии и старыми церковными авторитетами. Его учение считалось крайне опасным для теологии. Тем не менее Николай Орезм в своем сочинении «Livre du Gelet du Monde» много внимания уделил этому еретическому чению. Орезм рассматривал возможность множественности миров с двух точек зрения – с временной и пространственной, а именно: один мир включается в другой и отдельные миры сосуществуют в пространстве. Аристотелевский аргумент, согласно которому земля другого мира, если таковой возможен, должна стремиться (падать) к своему естественному месту (некоему центру), французский ученый подвергает критике, указывая на то, что естественным местом для такой земли должен быть центр ее собственного мира. Соответственному этому ограничение мощи божественного творчества границами одной Вселенной он рассматривает как отрицание божественного всемогущества. Кроме того, Орезм считал естественным для человека веру в то, что за пределами нашей ограниченной Вселенной имеется другое пространство. На основе своих философских размышлений он делает вывод, что нельзя безоговорочно устранять мыслимую возможность множественности миров, хотя в действительности никогда не может быть больше, чем одного мира. В XVII веке подобные идеи нашли свое воплощение в сочинении первого научного фантаста Джона Уилкинса «Открытие мира на Луне» (1638).
     Вера в бесконечность и вечность Космоса имеет древние корни. Такого рода идеи мы находим у Лукреция, который, судя по всему, заимствовал их у Демокрита. В Средние века подобные идеи имели хождение в мусульманском мире среди философов, тогда как христианскому миру в то время они были почти неизвестны. Впервые близкие идеи в христианском мире были высказаны Николаем Кузанским в XV веке. По-видимому, его взгляды оказали определенное влияние на Бруно.
     Там, где Коперник проводит различие между «естественным» движением Земли и «насильственным» движением тел на Земле, Бруно их уподобляет. По мнению Бруно, то, что происходит на Земле, если предположить ее движение в звездном пространстве, тождественно тому, что происходит на корабле, скользящем по поверхности моря. В таком случае движение Земли оказывает не большее влияние на движение вещей на Земле, чем движение корабля на движение вещей, находящихся на корабле.
     На место аристотелевской динамики Бруно ставит динамику импето парижских философов. Ему кажется, что динамика импето служит достаточным основанием для построения новой физики, соответствующей астрономии Коперника, что было, конечно, заблуждением. Тем не менее нельзя отрицать того, что концепция импето позволила Бруно отвергнуть некоторые слабые аргументы Аристотеля. Однако она не могла отбросить их все и тем более послужить надежной основой для построения новой физики, в становлении которой большую роль сыграла астрономия. Как это происходило?
     К середине XV века европейская астрономия находилась в полном упадке, хотя и придерживалась системы Птолемея. В ходу были астрономические «Альфонсиновы таблицы» («Альфонсины»), составленные в Толедо (Испания) в XIII веке группой астрономов, работавших вначале под покровительством инфанта, а с 1252 глда – короля Леона Альфонса Х «Ученого» (1223–1284). Составлению «Альфонсин» предшествовала большая и трудоемкая работа по переводу с арабского многочисленных астрономических трудов, в первую очередь птолемеевского «Альмагеста» («Алмагест»). Составленные на испанском языке «Альфонсины» были впервые обнародованы в 1283 году. Они широко использовались вплоть до XVI века, так как давали видимые положения планет на каждый день для периода с XIII по XVI века. Эти астрономические таблицы, полные ошибок, явились не вполне удачной попыткой применить к «новому году» устаревшие вычисления Клавдия Птолемея. Данные ошибки попытался исправить немецкий ученый Иоганн Мюллер (1436–1475), более известный под латинизированным именем Региомонтан, то есть «кенигсбержец» (по названию небольшого городка Кенигсберга в Гессене, из окрестностей которого он был родом), называвшего себя Де Монто Регио (Монтереджио).
     Делая наблюдения над затмениями со своим учителем, профессором Венского университета Георгом Пурбахом (1423–1461), он обнаружил, что лунные затмения 1450–1460 годов наступали часом позднее, чем это должно было наблюдаться в соответствии с «Альфонсинами». Более того, каждое новое наблюдение открывало новую ошибку. Эти наблюдения подрывали не только веру в истинность «Альфонсин», но и в «Альмагест», где ошибок было еще больше.
     Неясно было, откуда происходят отклонения между действительной картиной неба и требованиями теории: то ли от неверности самой теории, то ли от неверности сделанных на ее основе таблиц и вычислений. Этот вопрос становился ключевым вопросом астрономии.
     Отвечая на данный вопрос в рамках классической птолемеевской теории, ученые прежде всего взялись за точную разработку этой теории, освобождая ее от неверных комментариев, ошибок переводчиков, а также ошибок в вычислениях и заключениях. Это был совершенно правильный прием научного исследования, которым мы пользуемся и сегодня, решая неясные научные вопросы в рамках существующей теории, истинность которой по тем или иным причинам не ставится под сомнение. Противоречия отдельных наблюдений с теорией не может служить поводом для критики данной теории. Вначале необходимо выяснить причины несовпадения теоретических выводов с фактами, и только потом решать, верна или неверна теория.
     Будем иметь в виду, что фактические данные, представленные в «Альмагесте», относились к тому небу, какое было во II веке и даже ранее. С той поры прошло почти пятнадцать столетий. Взаимное положение неподвижных звезд изменилось. Надо было вычислить эти изменения и сверить их с действительностью. Добавим к этому и то, что морские плавания существенно раздвинули область неба, известного античному человеку. Например, в небе за экватором были обнаружены новые созвездия, исчезло большинство старых, в том числе исчезла абсолютная исходная точка всех вычислений древних – Полярная звезда, так называемый полюс мира. В этих условиях океанские плавания становились практически невозможными, так как для всякого плавания по океанским просторам надо было иметь хотя бы приблизительно точные данные о положении Солнца и Луны, чтобы получить более или менее ясные понятия о географической широте и долготе местности.
     В общих чертах стоящая перед учеными и мореплавателями задача была решена к 1474 году, когда появились из печати первые «Эфемериды» (от гр. ephemeris (ephemeridos) – дневник, поденные записи; астрономические таблицы заранее вычисленных положений небесных светил на любой избранный момент времени) Региомонтана, быстро распространившиеся и приобретшее достаточно большое значение в практической астрономии. Эти вычисления, сделанные в рамках уточненной птолемеевой системы и не лишенные ряда крупных ошибок, обусловленных самой теорией, тем не менее имели крупное значение, ибо вели к неизбежному крушению всей системы древнего мировоззрения и появлению теории Коперника. Что касается астрономических таблиц Региомонтана, то они представляли частное исправление «Альфонсиновых таблиц» и уже в XVI веке выглядели неудовлетворительными, но тем не менее в свое время сослужили большую службу, хотя «Альфонсиновы таблицы» не были окончательно заменены даже трудами Коперника и его последователей.
     Ко времени научной деятельности Региомонтана европейская математика ограничивалась рамками евклидовой геометрии и решением простейших арифметических задач. Еще не существовало алгебры и тригонометрии. Решение уравнений первой степени фактически не было известно, за редким исключением. Поэтому для достижения своих результатов Региомонтан должен был развить соответствующие методы вычисления. Показательно, что он проявил свою незаурядность и самостоятельность в тригонометрии, открыв ряд теорем и дав первое на Западе связное ее изложение, независимое от приложений к астрономии. К тому же он впервые вычислил точные таблицы синусов, отчасти продолжив при этом работы Пурбаха.
     Региомонтан, ничего не зная о том, проделал в конце XV века примерно ту же работу, которую в середине XIII века осуществил выдающийся ученый-энциклопедист Мухаммед ибн Мухаммед ибн ал-Хасан Абу Джафар Насирэддин ат-Туси (1201–1274), основатель астрономической обсерватории в Мараге (Азербайджан), где под его руководством были составлены знаменитые «Ильханские астрономические таблицы». При этом Региомонтан даже не дошел до тех открытий, какие осуществил его великий предшественник, а именно: региомонтановская тригонометрия была все еще далека от тригонометрических достижений ученых мусульманского Востока. Но если история научной мысли фиксирует заслуги ат-Туси, прозванного Насирэддином, как дань полузабытому гению прошлого, о котором вспомнили лишь в XIX веке, то благодаря книгопечатанию мы знаем Региомонтана как ученого, который в рамках европейской христианской культуры своими теоретическими и научно-практическими достижениями сделал первый смелый шаг в деле сокрушения старых представлений о Вселенной. Характерно, что еще в конце XVI века Региомонтана считали изобретателем книгопечатания. Например, так думал известный французский гуманист, философ, математик и астроном Пьер Рамус (Пьер де ла Раме, 1515–1572). Дело в том, что в 1471 году Региомонтан поселился в Нюрнберге, богатом имперском городе, славившимся своими специалистами по металлообработке, слесарями, оружейниками, художниками, золотых дел мастерами и медиками. Здесь были основаны типографии, работники которых отличались своей предприимчивостью; они брали заказы из других городов и стран (в Нюрнберге лились буквы для первых русских книг конца XV – начала XVI веков, издававшихся в Кракове и Праге). Не остался в стороне от книгопечатания и Региомонтан, который вместе с богатыми нюрнбержцем Бернгардом Вальтером завел типографию, астрономическую обсерваторию и мастерскую для изготовления научных инструментов.
     Если бы не преждевременная и внезапная смерть Региомонтана (ходили слухи, что он был отравлен одним из своих оппонентов), то можно допустить следующее: талантливый и напористый ученый должен был в конце концов увидеть, что все исправления теории Птолемея приводят к выводам, которые дают отклонения, большие, нежели возможные ошибки наблюдений, и, следовательно, необходимо строить радикально новую теорию, ту теорию, которую вскоре построил Коперник.
     Отрицательную роль в утверждении гелиоцентрического учения сыграла не борьба с религией, которой не было и не могло быть, а оппозиция церковникам, фанатично отстаивавшим незыблемость мировоззренческих догм. Не случайно Коперник предлагает рассматривать построенную им теорию чуть ли не в качестве маловероятной гипотезы, о которой мы судим не по ее истинности, а по ее утилитарной полезности, поскольку данная гипотеза приводит к вычислениям, удовлетворяющим нашим наблюдениям.
     В рамках одних лишь астрономических дискуссий, когда по обоюдному согласию участников дискуссии можно допускать «фиктивные гипотезы» в духе Коперника, институтам католицизма ничего не угрожало, но как только эта дискуссия была перенесена на почву философско-богословских рассуждений об Истине картина резко изменилась: гелиоцентрические симпатии стали чреваты костром инквизиции, «очищающим» Истину от «сора» вредных заблуждений.
     Таким образом, было бы крупной ошибкой считать борьбу копернико-ньютоновской системы с птолемеевской борьбой двух враждебных мировоззрений – научного и чуждого науке. Это была внутренняя борьба между представителями одного научного мировоззрения. Для тех и других лиц окончательным поводом к изменению взглядов на окружающий мир служат точно зафиксированные факты; те и другие в объяснении природы идут путем систематических наблюдений и опыта, путем точных измерений и вычислений. На взгляды лучших представителей обеих сторон одинаково мало влияли соображения вненаучного характера, исходившие то ли от философов, то ли от религиозных деятелей, то ли от других субъектов с властными полномочиями. Таким образом, до тех пор, пока научно не была доказана невозможность основных посылок птолемеевской системы, она могла быть вполне законной частью научного мировоззрения.
     У Птолемея не было единой математической связи между отдельными планетарными структурами, а было только общее сходство в методах, используемых для каждой из этих моделей. Можно лишь с известными оговорками говорить о метафизическо-космологической системе, но никак о математико-астрономической системе. Сравнительно с Птолемеем самым важным аспектом теории Коперника является изобретение математической планетарной системы, а не переход от геоцентризма к гелиоцентризму.
     Коперник переоткрыл вопрос о подвижности Земли и показал, что эта гипотеза не является математически ущербной. Кроме того, его важный математический вклад в астрономию заключался в признании общих черт в отдельных планетарных моделях Птолемея, а также в использовании этого общего свойства для построения единой планетарной системы. Иными словами, если у Птолемея все космические дистанции между планетами были условны, релятивны, то в теории Коперника они соотносились с общим элементом системы Солнце–Земля и посредством этого соотносились друг с другом.
     Как математическая система, система Коперника была более привлекательной, нежели теория, которая нуждается в специальных уточнениях применительно к каждой планете. В этом смысле она выглядит лучше и привлекательнее. Однако в реальной практике совершенно посторонние причины вынудили Коперника сделать его систему более громоздкой, в результате чего она стала проигрывать по сравнению с теорией Птолемея. Более того, несмотря на системность математического подхода Коперника к построению гелиоцентрической модели, в математическом плане он ничего нового и оригинального не внес. Поэтому после Птолемея математическая астрономия впервые была продвинута вперед не Коперником, а Кеплером.
     Кстати будет заметить, что когда решается вопрос о том, какая теория истинна, а какая – нет, мы часто пользуемся критерием простоты. В принципе любую теорию можно «заставить работать», если в достаточной степени усложнить ее. Поэтому из эстетических соображений, а также потому, что пользоваться сложными теориями слишком утомительно, мы выбираем как «верную» наиболее простую из имеющихся теорий (конечно, если она описывает и интерпретирует явление не хуже других).
     Как и Коперник, Кеплер многое унаследовал от пифагорейско-платонистской традиции, постоянно присутствовавшей на всех этапах развития христианской идеологии. В определенной степени это было обусловлено особенностями его жизненной эволюции. Например, занятия астрономией являлись не результатом внутренней потребности, а результатом внешних обстоятельств, когда его, студента философии и теологии, университетские власти направили учителем математики и астрономии в австрийский город Грац. Вот почему начиная с самых ранних сочинений и до конца жизни Кеплер сохранял направленность и интенсивность своих религиозно-философских интересов. В научной деятельности это проявилось в том, что, исчерпав возможности физики для объяснения явлений природы, он обращался к метафизике и теологии. Эта тяга к столь вычурному синтезу научного и вненаучного могла окончиться для Кеплера как астронома беспомощным эклектизмом, но мы видим обратное: Кеплер стремится, и небезуспешно, нарисовать новую картину мира, которая объединяла бы небесную и земную сферы при помощи представления об универсальной физической силе. Для пущей монолитности предлагаемой картины мира Кеплер использует «цементирующие» образы, навеянные христианской теологией, а также античной метафизикой и эстетикой. В результате ему так и не удается осуществить свой первоначальный замысел – дать строго механическое объяснение наблюдаемому движению планет, но зато ему удается по крайней мере навести мосты между старым взглядом на мир как на неизменный Космос и новым взглядом на мир как на арену действия динамических и математических законов.
     Симпатии творцов новой революционной теории строения Вселенной к пифагореизму и платонизму отнюдь не были данью мистике и иррационализму. Это скорее был своеобразный протест против схоластики и выхолащенного аристотелизма. Пионеров новой науки подкупал у Платона скептицизм в оценке познавательных возможностей языка, которые античный философ ставил ниже чувственного познания вещей. Правда, нередко приверженцы Платона закрывали глаза на то, что чувственное познание вещей является с точки зрения Платона недостойным занятием для мыслителя-теоретика. Характерно, что у Кеплера и других новаторов той далекой эпохи мистическая часть пифагорейско-платонистских воззрений играла сравнительно небольшую роль. Взгляды Кеплера представляют собой своеобразный переход от воззрений платоников эпохи Возрождения к механистическому миропониманию. Кеплер является как раз таким мыслителем, который занимает некое среднее положение между Джероламо Кардано и Джордано Бруном, с одной стороны, и Галилеем и Декартом – с другой. Начав в тесной связи изучать оптику и гармонию, он быстро пришел к выводу, что внутреннее единство этих наук определяется их общим базисом – математикой.